JPH07755B2 - タイヤトレッドゴム用カーボンブラック - Google Patents
タイヤトレッドゴム用カーボンブラックInfo
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- JPH07755B2 JPH07755B2 JP1212754A JP21275489A JPH07755B2 JP H07755 B2 JPH07755 B2 JP H07755B2 JP 1212754 A JP1212754 A JP 1212754A JP 21275489 A JP21275489 A JP 21275489A JP H07755 B2 JPH07755 B2 JP H07755B2
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- carbon black
- rubber
- aggregate
- dbp
- tire tread
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配合ゴムに耐摩耗性と低発熱性とを高水準で
相対バランスよく付与することができるタイヤトレッド
ゴム用のカーボンブラックに関する。
相対バランスよく付与することができるタイヤトレッド
ゴム用のカーボンブラックに関する。
カーボンブラックによるゴムの補強性能は、従来からそ
の粒子径、比表面積、ストラクチャー等が支配的な因子
と考えられており、具備特性に応じた多様の品種があ
る。そして、ゴム成分との配合にあたっては、用途部材
に適合する品種特性のカーボンブラックが選定使用され
ている。例えばタイヤトレッド部のような苛酷な走行条
件の下で高度の耐摩耗性が要求されるゴム部材には、N1
10,N220など粒子径の小さいハード系カーボンブラック
が適用されている。
の粒子径、比表面積、ストラクチャー等が支配的な因子
と考えられており、具備特性に応じた多様の品種があ
る。そして、ゴム成分との配合にあたっては、用途部材
に適合する品種特性のカーボンブラックが選定使用され
ている。例えばタイヤトレッド部のような苛酷な走行条
件の下で高度の耐摩耗性が要求されるゴム部材には、N1
10,N220など粒子径の小さいハード系カーボンブラック
が適用されている。
近時、自動車の高性能に伴って高速性能や安定走行に関
する要求が高まり、とくにタイヤトレッド用としては優
れた耐摩耗性ならびに低発熱性を兼ね備えるゴム性能の
開発要請が強くなってきている。
する要求が高まり、とくにタイヤトレッド用としては優
れた耐摩耗性ならびに低発熱性を兼ね備えるゴム性能の
開発要請が強くなってきている。
一般に、ゴムの耐摩耗性は配合する比表面積やストラク
チャーが大きいほど増大するが、反面、この種のカーボ
ンブラックはゴムの発熱性を高くする結果を与える。こ
のようなことから、従来の定型的なカーボンブラックの
特性要素によって配合ゴムに高耐摩耗性と低発熱性とを
同時に付与することは至難である。
チャーが大きいほど増大するが、反面、この種のカーボ
ンブラックはゴムの発熱性を高くする結果を与える。こ
のようなことから、従来の定型的なカーボンブラックの
特性要素によって配合ゴムに高耐摩耗性と低発熱性とを
同時に付与することは至難である。
したがって、上記の問題を特殊なカーボンブラック特性
によって解決しようとする試みが種々提案されている
（特公昭53−34149号公報、特開昭63−112638号公報
等）。
によって解決しようとする試みが種々提案されている
（特公昭53−34149号公報、特開昭63−112638号公報
等）。
しかし、従来提案されている選択的特性のカーボンブラ
ックを配合したゴム組成物は、未だ耐摩耗性と発熱性と
を良好なレベルに保有させることには不十分な面があ
り、一層の改良が要望されている。発明者らはこの問題
を解決する目的で従来技術とは別異の角度から研究を重
ね、一定のストラクチャー水準をもつアグリゲートにお
いて相対的に大きな凝集体空隙を有するカーボンブラッ
クをゴム成分に配合すると高耐摩耗性と低発熱性との併
有は効果的に進行することを確認し、すでにその選択的
特性を特定したタイヤトレッドゴム用カーボンブラック
を提案した（特願昭63−182378号）。
ックを配合したゴム組成物は、未だ耐摩耗性と発熱性と
を良好なレベルに保有させることには不十分な面があ
り、一層の改良が要望されている。発明者らはこの問題
を解決する目的で従来技術とは別異の角度から研究を重
ね、一定のストラクチャー水準をもつアグリゲートにお
いて相対的に大きな凝集体空隙を有するカーボンブラッ
クをゴム成分に配合すると高耐摩耗性と低発熱性との併
有は効果的に進行することを確認し、すでにその選択的
特性を特定したタイヤトレッドゴム用カーボンブラック
を提案した（特願昭63−182378号）。
本発明は、凝集体空隙容積によるアグリゲート異方性の
調整に加え、アグリゲート分布幅を一定範囲に制御した
特性のカーボンブラックは配合ゴムに対して一層安定し
た高耐摩耗性および低発熱性の併有化に機能する事実を
知見して本発明の開発に至ったものである。
調整に加え、アグリゲート分布幅を一定範囲に制御した
特性のカーボンブラックは配合ゴムに対して一層安定し
た高耐摩耗性および低発熱性の併有化に機能する事実を
知見して本発明の開発に至ったものである。
すなわち、本発明により提供されるタイヤトレッドゴム
用カーボンブラックは、窒素吸着比表面積（N2SA）が60
〜160m2/g、DBP吸油量（DBP）が90〜150ml/100gのハー
ド系領域に属し、凝集体空隙容積Vp（ml/g）が下記
（１）式の要件を満たし、かつ遠心沈降法により求めら
れるアグリゲート性状が下記（２）式の要件を満たす
（第１発明）か、もしくはこれら（１）式と（２）式に
代えてそれぞれ下記（３）式および（４）式の要件を満
たす（第２発明）ことを構成上の特徴としている。
用カーボンブラックは、窒素吸着比表面積（N2SA）が60
〜160m2/g、DBP吸油量（DBP）が90〜150ml/100gのハー
ド系領域に属し、凝集体空隙容積Vp（ml/g）が下記
（１）式の要件を満たし、かつ遠心沈降法により求めら
れるアグリゲート性状が下記（２）式の要件を満たす
（第１発明）か、もしくはこれら（１）式と（２）式に
代えてそれぞれ下記（３）式および（４）式の要件を満
たす（第２発明）ことを構成上の特徴としている。
Vp≧0.00976×DBP−0.0358 ……（１） ΔDst/（0.601×st＋4.02）≦1.00 …（２） Vp≦0.00976×DBP−0.1309 ……（３） ΔDst/（0.601×st＋23.71）≧1.00 …（４） 但し、（２）式および（４）式において、ΔDstは凝集
体ストークス相当径分布における最大頻度の50％頻度が
得られる大小２点のストローク相当径の差、stは前記
凝集体ストークス相当径分布における最大頻度のストー
クス相当径（nm）を指す。
体ストークス相当径分布における最大頻度の50％頻度が
得られる大小２点のストローク相当径の差、stは前記
凝集体ストークス相当径分布における最大頻度のストー
クス相当径（nm）を指す。
上記のカーボンブラック特性項目のうち、窒素吸着比表
面積（N2SA）が60〜160m2/gの粒子範囲およびDBP吸油量
（DBP）が90〜150ml/100gのストラクチャー範囲は通常
品種のハード系に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付
与するための前提要件となる。この窒素吸着比表面積
（N2SA）が60m2/g未満となり、DBP吸油量（DBP）が90ml
/100gを下廻るとタイヤトレッドとして耐え得る高耐摩
耗性を付与することができなくなる。また、窒素吸着比
表面積（N2SA）が160m2/gを越える場合にはゴム成分へ
の分散が悪化して耐摩耗性の向上を阻害し、同時に発熱
性の増大を招く。他方、DBP吸油量（DBP）が150ml/100g
を上廻るとアイススキッド性能が低下するうえに、ゴム
の粘度を高めて加工性を損ねる不都合を招く。
面積（N2SA）が60〜160m2/gの粒子範囲およびDBP吸油量
（DBP）が90〜150ml/100gのストラクチャー範囲は通常
品種のハード系に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付
与するための前提要件となる。この窒素吸着比表面積
（N2SA）が60m2/g未満となり、DBP吸油量（DBP）が90ml
/100gを下廻るとタイヤトレッドとして耐え得る高耐摩
耗性を付与することができなくなる。また、窒素吸着比
表面積（N2SA）が160m2/gを越える場合にはゴム成分へ
の分散が悪化して耐摩耗性の向上を阻害し、同時に発熱
性の増大を招く。他方、DBP吸油量（DBP）が150ml/100g
を上廻るとアイススキッド性能が低下するうえに、ゴム
の粘度を高めて加工性を損ねる不都合を招く。
第１発明の（１）式により導き出される凝集体空隙容積
Vpに関する選択特性は、本発明を構成するカーボンブラ
ックが高度に発達した特有のアグリゲート構造を備える
ことを示すもので、従来の同等品種に比べ異方性の大き
いアグリゲート形態によって特長づけられる。そして、
凝集体空隙容積Vpが（１）式の要件を満たす場合には、
ゴムに対し従来の相当品種カーボンブラック配合時と同
等の低発熱性を維持しながら卓越した耐摩耗性を付与す
ることが可能となる。遠心沈降法により求められるアグ
リゲート性状が第１発明の（２）式の要件を満たすカー
ボンブラックはアグリゲートのストークス径（st）に
対する分布幅（ΔDst）が相対的に小さいことによって
特長づけられ、この性状特性により耐摩耗性の増大化を
一層促進させる。
Vpに関する選択特性は、本発明を構成するカーボンブラ
ックが高度に発達した特有のアグリゲート構造を備える
ことを示すもので、従来の同等品種に比べ異方性の大き
いアグリゲート形態によって特長づけられる。そして、
凝集体空隙容積Vpが（１）式の要件を満たす場合には、
ゴムに対し従来の相当品種カーボンブラック配合時と同
等の低発熱性を維持しながら卓越した耐摩耗性を付与す
ることが可能となる。遠心沈降法により求められるアグ
リゲート性状が第１発明の（２）式の要件を満たすカー
ボンブラックはアグリゲートのストークス径（st）に
対する分布幅（ΔDst）が相対的に小さいことによって
特長づけられ、この性状特性により耐摩耗性の増大化を
一層促進させる。
第２発明による（３）式および（４）式の要件を満たす
カーボンブラックは、前記（１）式および（２）式の場
合とは逆に従来の同等品種に比べてアグリゲートの異方
性が小さく、またストークス径（st）に対する分布幅
（ΔDst）が相対的に広いアグリゲート構造を有してお
り、この特性性状によって従来の相当品種カーボンブラ
ック配合時と同等の高耐摩耗性を維持しながら発熱性の
効果的な低減化を図ることができる。
カーボンブラックは、前記（１）式および（２）式の場
合とは逆に従来の同等品種に比べてアグリゲートの異方
性が小さく、またストークス径（st）に対する分布幅
（ΔDst）が相対的に広いアグリゲート構造を有してお
り、この特性性状によって従来の相当品種カーボンブラ
ック配合時と同等の高耐摩耗性を維持しながら発熱性の
効果的な低減化を図ることができる。
本発明に適用されるカーボンブラックの各特性は、下記
の測定方法によるものとする。
の測定方法によるものとする。
（１） 窒素吸着比表面積（N2SA） ASTM D3037−86“Standard Test Method for Carbon B
lack-Surface Area by Nitrogen Adsorption"MethodBに
よる。この方法で測定したIRB＃５の値は80.3m2/gとな
る。
lack-Surface Area by Nitrogen Adsorption"MethodBに
よる。この方法で測定したIRB＃５の値は80.3m2/gとな
る。
（２） DBP吸油量（DBP） JIS K6221（1975）「ゴム用カーボンブラックの試験方
法」６・１・２項、吸油量Ａ法による。
法」６・１・２項、吸油量Ａ法による。
（３） 凝集体空隙容積Vp カーボンブラック試料に水銀ポロシメーターで水銀を圧
入して凝集体空隙径を測定し、次式により得られる凝集
体空隙径0.006〜7.2μまでの空隙径の累積容積を凝集体
空隙容積Vpとする。
入して凝集体空隙径を測定し、次式により得られる凝集
体空隙径0.006〜7.2μまでの空隙径の累積容積を凝集体
空隙容積Vpとする。
但し、上式において、X1は25psiでの指示値（PF）、X2
は終点での指示値（PF）、CFはセルによって決定される
定数である。なお、X2の終点は試料によって相違する
が、本測定の場合には、25psiを始点に水銀を圧入して
いくとその指示値は圧力上昇とともに低下するが更に圧
力を上昇した際に現出する指示値の増大を示す圧力点の
直前の値を終点とする。
は終点での指示値（PF）、CFはセルによって決定される
定数である。なお、X2の終点は試料によって相違する
が、本測定の場合には、25psiを始点に水銀を圧入して
いくとその指示値は圧力上昇とともに低下するが更に圧
力を上昇した際に現出する指示値の増大を示す圧力点の
直前の値を終点とする。
（４）st,ΔDst 乾燥カーボンブラック試料を少量の界面活性剤を含む20
％エタノール水溶液と混合してカーボンブラック濃度50
mg/の分散液を作成し、これを超音波で十分に分散さ
せて試料とする。ディスク・セントリフュージ装置（英
国Joyes Lobel社製）を8000rpmの回転速度に設定し、ス
ピン液（２％グリセリン水溶液）を10ml加えたのち、1m
lのバッファー液（エタノール水溶液）を注入する。次
いで試料0.5mlを注射器で加えたのち遠心沈降を開始
し、同時に記録計を作動させて光学的に凝集体ストーク
ス相当径の分布曲線を作成する。得られた分布曲線にお
ける最大頻度のストークス相当径をst（nm）とし、最
大頻度の50％の頻度が得られる大小２点のストークス相
当径の差をΔDst（nm）とする。この測定方法によるAST
M D-24Standard Reference Black C-3（N-234）のst
は80nm、ΔDstは60nmとなる。
％エタノール水溶液と混合してカーボンブラック濃度50
mg/の分散液を作成し、これを超音波で十分に分散さ
せて試料とする。ディスク・セントリフュージ装置（英
国Joyes Lobel社製）を8000rpmの回転速度に設定し、ス
ピン液（２％グリセリン水溶液）を10ml加えたのち、1m
lのバッファー液（エタノール水溶液）を注入する。次
いで試料0.5mlを注射器で加えたのち遠心沈降を開始
し、同時に記録計を作動させて光学的に凝集体ストーク
ス相当径の分布曲線を作成する。得られた分布曲線にお
ける最大頻度のストークス相当径をst（nm）とし、最
大頻度の50％の頻度が得られる大小２点のストークス相
当径の差をΔDst（nm）とする。この測定方法によるAST
M D-24Standard Reference Black C-3（N-234）のst
は80nm、ΔDstは60nmとなる。
第１発明の特性を具備するカーボンブラックは、頭部に
燃焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室と
これに連続する熱分解導管とから構成された発生部を２
系列設け、両発生部の熱分解導管を円筒上の主反応ゾー
ンに収斂会合したＹ字型構造のオイルファーネス炉を用
い、別系列で発生したカーボンブラック中間生成ガス流
を主反応ゾーンに同時に高速導入して相互衝突させる方
法（特公昭62−10582号公報参照）によって製造するこ
とができる。この際、各特性の調整は、生成反応温度、
反応時間、燃焼ガス流速、反応滞留時間等の諸条件を制
御することでおこなわれる。
燃焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室と
これに連続する熱分解導管とから構成された発生部を２
系列設け、両発生部の熱分解導管を円筒上の主反応ゾー
ンに収斂会合したＹ字型構造のオイルファーネス炉を用
い、別系列で発生したカーボンブラック中間生成ガス流
を主反応ゾーンに同時に高速導入して相互衝突させる方
法（特公昭62−10582号公報参照）によって製造するこ
とができる。この際、各特性の調整は、生成反応温度、
反応時間、燃焼ガス流速、反応滞留時間等の諸条件を制
御することでおこなわれる。
また、第２発明の特性を具備するカーボンブラックは、
炉頭部に接線方向空気供給口と該空気供給口に燃焼バー
ナーを装備し、炉軸方向に原料油噴射ノズルを挿着した
燃焼室とこれに連設する狭径反応室を有する構造のオイ
ルファーネス炉を用い、生成反応温度、反応時間、燃焼
ガス流速、反応滞留時間などの諸条件を調整することに
よって製造することができる。
炉頭部に接線方向空気供給口と該空気供給口に燃焼バー
ナーを装備し、炉軸方向に原料油噴射ノズルを挿着した
燃焼室とこれに連設する狭径反応室を有する構造のオイ
ルファーネス炉を用い、生成反応温度、反応時間、燃焼
ガス流速、反応滞留時間などの諸条件を調整することに
よって製造することができる。
本発明のカーボンブラックは、常法に従い天然ゴム、ス
チレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレ
ンゴム、ブチルゴム、その他常用のカーボンブラックで
補強可能な各種の合成ゴム、混合ゴムなどのエラストマ
ーに配合する。カーボンブラックの配合比率は、ゴム成
分100重量部に対し30〜100重量部の割合とし、加硫剤、
加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑剤等
の必要成分とともに添加混練してタイヤトレッド用ゴム
組成物とする。
チレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレ
ンゴム、ブチルゴム、その他常用のカーボンブラックで
補強可能な各種の合成ゴム、混合ゴムなどのエラストマ
ーに配合する。カーボンブラックの配合比率は、ゴム成
分100重量部に対し30〜100重量部の割合とし、加硫剤、
加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑剤等
の必要成分とともに添加混練してタイヤトレッド用ゴム
組成物とする。
第１発明において、凝集体空隙容積Vpが大きいカーボン
ブラックは本質的にストラクチャーの発達したアグリゲ
ート構造をもっており、ゴムに配合した際に補強性を向
上させる機能があるが、特にこの凝集体空隙容積Vpが
［0.00976×DBP−0.03581］以上の特性要件を満たす場
合には顕著に発達した異方性構造が巧みに作用し、発熱
性を抑制しながら耐摩耗性を向上させる働きをする。こ
の機能は、遠心沈降法により求められるアグリゲート性
状が［ΔDst/（0.601×st＋4.02）≦1.00］の要件を
満たすような相対的にアグリゲートのストークス径当た
りの分布幅が小さい状態にあるときには一層効果的に助
長され、耐摩耗性の向上度合が大きくなる。
ブラックは本質的にストラクチャーの発達したアグリゲ
ート構造をもっており、ゴムに配合した際に補強性を向
上させる機能があるが、特にこの凝集体空隙容積Vpが
［0.00976×DBP−0.03581］以上の特性要件を満たす場
合には顕著に発達した異方性構造が巧みに作用し、発熱
性を抑制しながら耐摩耗性を向上させる働きをする。こ
の機能は、遠心沈降法により求められるアグリゲート性
状が［ΔDst/（0.601×st＋4.02）≦1.00］の要件を
満たすような相対的にアグリゲートのストークス径当た
りの分布幅が小さい状態にあるときには一層効果的に助
長され、耐摩耗性の向上度合が大きくなる。
一方、第２発明における定DBP当たりの凝集体空隙容積V
pが［0.00976×DBP−0.1309］以下の要件を満たすカー
ボンブラックは異方性の小さなアグリゲート構造を備え
ており、配合ゴムに対し耐摩耗性を損ねずに低発熱性を
付与する機能を果たす。この機能は、［ΔDst/（0.601
×Dst＋23.71≧1.00］の要件を満たすストークス径当た
りの分布幅が相対的に大きなアグリゲート性状にある場
合には一層助長されて発熱性の抑制度合が顕著となる。
pが［0.00976×DBP−0.1309］以下の要件を満たすカー
ボンブラックは異方性の小さなアグリゲート構造を備え
ており、配合ゴムに対し耐摩耗性を損ねずに低発熱性を
付与する機能を果たす。この機能は、［ΔDst/（0.601
×Dst＋23.71≧1.00］の要件を満たすストークス径当た
りの分布幅が相対的に大きなアグリゲート性状にある場
合には一層助長されて発熱性の抑制度合が顕著となる。
このような特有の相互機構が前提特性となる窒素吸着比
表面積（N2SA）60〜160m2/gおよびDBP吸油量（DBP）90
〜150ml/100gによる要件と相乗的に作用して、ゴム成分
に対し相対的に高水準かつバランスの良好な耐摩耗性と
低発熱性を付与する効果を発揮する。
表面積（N2SA）60〜160m2/gおよびDBP吸油量（DBP）90
〜150ml/100gによる要件と相乗的に作用して、ゴム成分
に対し相対的に高水準かつバランスの良好な耐摩耗性と
低発熱性を付与する効果を発揮する。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜３（第１発明）、比較例１〜５ （１） カーボンブラックの製造 頭部にウインドボックスを介して燃焼バーナーおよび原
料油噴射ノズルを同軸的に装着した燃焼室（内径400mm,
長さ800mm,うち円錐部分200mm）と熱分解導管（内径60m
m,長さ500mm）を備える２系列の発生部を、内径90mm,長
さ700mmの前段狭径部位と内径200mm,長さ2000mmの後段
広径部位を連設した主反応ゾーンの前面に交角60゜で収
斂的に結合したＹ字型構造のオイルファーネス炉を設置
した。狭径部位には、交点から50mm下流に絞り比0.55の
リング材を介設した。
料油噴射ノズルを同軸的に装着した燃焼室（内径400mm,
長さ800mm,うち円錐部分200mm）と熱分解導管（内径60m
m,長さ500mm）を備える２系列の発生部を、内径90mm,長
さ700mmの前段狭径部位と内径200mm,長さ2000mmの後段
広径部位を連設した主反応ゾーンの前面に交角60゜で収
斂的に結合したＹ字型構造のオイルファーネス炉を設置
した。狭径部位には、交点から50mm下流に絞り比0.55の
リング材を介設した。
原料油に比重（15/4℃）1.0703、粘度（エングラー、40
/20℃）2.10、ベンゼン不溶分0.03％、相関係数（BMC
I）140、初期沸点103℃の芳香族炭化水素油を、また燃
料油としては比重（154℃）0.903、粘度（CST50℃）16.
1、残炭分5.4％、硫黄分1.8％、引火点96℃の炭化水素
油を用いた。
/20℃）2.10、ベンゼン不溶分0.03％、相関係数（BMC
I）140、初期沸点103℃の芳香族炭化水素油を、また燃
料油としては比重（154℃）0.903、粘度（CST50℃）16.
1、残炭分5.4％、硫黄分1.8％、引火点96℃の炭化水素
油を用いた。
上記の反応炉、原料油および燃料油を用い、表１に示し
た発生条件を適用して本発明で使用する特性範囲のカー
ボンブラック（３種類）を製造した。
た発生条件を適用して本発明で使用する特性範囲のカー
ボンブラック（３種類）を製造した。
表１の条件で製造したカーボンブラックの各種特性を表
２に示した。
２に示した。
なお、表２のうち比較例１〜５のカーボンブラックは、
窒素吸着比表面積（N2SA）およびDBP吸油量（DBP）が本
発明の範囲に入るハード系領域に属しながら、凝集体空
隙容積Vp、遠心沈降法で求められるアグリゲート性状の
いずれか又は両方の数値が本発明の選択特性要件を外れ
る例である。
窒素吸着比表面積（N2SA）およびDBP吸油量（DBP）が本
発明の範囲に入るハード系領域に属しながら、凝集体空
隙容積Vp、遠心沈降法で求められるアグリゲート性状の
いずれか又は両方の数値が本発明の選択特性要件を外れ
る例である。
（２）ゴム配合 次に、表２の各カーボンブラックを表３に示す重合比率
で天然ゴムに配合した。
で天然ゴムに配合した。
表３の配合物を145℃の温度で40分間加硫して得たゴム
組成物につき、各種のゴム特性を測定した。その結果を
表４に示した。
組成物につき、各種のゴム特性を測定した。その結果を
表４に示した。
なお、ゴム特性のうち摩耗量および損失係数（tanδ）
については下記の測定方法および測定条件を用い、その
他は全てJIS K6301「一般ゴム物理試験法」によった。
については下記の測定方法および測定条件を用い、その
他は全てJIS K6301「一般ゴム物理試験法」によった。
（１） 摩耗量 ランボーン摩耗試験機（機械式スリップ機構）を用い、
次の条件で測定した。
次の条件で測定した。
試験片：厚さ10mm,外径44mm エメリーホイール:GCタイプ、粒度80、硬度Ｈ 添加カーボランダム粉：粒度80メッシュ、添加量 約9g
/min. エメリーホイール面と試験片との相対スリップ率:60％ 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg なお、表４への表示は比較例１の摩耗量（0.1241cc/mi
n）を100とした場合の耐摩耗指数とした。
/min. エメリーホイール面と試験片との相対スリップ率:60％ 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg なお、表４への表示は比較例１の摩耗量（0.1241cc/mi
n）を100とした場合の耐摩耗指数とした。
（２）損失係数（tanδ） Visco Elastic Spectrometer（岩本製作所製）を用い、
次の条件で測定した。
次の条件で測定した。
試験片：厚さ2mm,長さ30mm,幅5mm 温度：室温，周波数:50Hz,動的歪率：±１％ 表４の結果から、本発明の実施例はいずれも比較例に比
べて同等粒径レベルにおける耐摩耗性が優れているにも
かかわらず発熱性の指標となる損失係数（tanδ）には
差がなく、耐摩耗性と低発熱性の両立バランスが大幅に
改善されていることが判明する。
べて同等粒径レベルにおける耐摩耗性が優れているにも
かかわらず発熱性の指標となる損失係数（tanδ）には
差がなく、耐摩耗性と低発熱性の両立バランスが大幅に
改善されていることが判明する。
実施例４〜７（第２発明）、比較例６〜10 （１） カーボンブラックの製造 炉頭部に接線方向空気供給口と該接線方向空気供給口の
入口部分に燃焼バーナーを装備し、原料油噴射ノズルを
炉軸方向に挿着した構造の燃焼室（内径800mm,長さ700m
m）と、これに同軸的に連結する狭径反応室（内径150m
m,長さ120mm）および引続く広径反応室とから構成され
たオイルファーネス炉を用い、発生条件を変えてカーボ
ンブラックを製造した。この場合の原料油および燃料油
は、実施例１〜３と同一のものを用いた。
入口部分に燃焼バーナーを装備し、原料油噴射ノズルを
炉軸方向に挿着した構造の燃焼室（内径800mm,長さ700m
m）と、これに同軸的に連結する狭径反応室（内径150m
m,長さ120mm）および引続く広径反応室とから構成され
たオイルファーネス炉を用い、発生条件を変えてカーボ
ンブラックを製造した。この場合の原料油および燃料油
は、実施例１〜３と同一のものを用いた。
表５に発生条件、表６に得られた本発明カーボンブラッ
クの特性をそれぞれ実施例No.と対比して示した。な
お、表６の比較例６〜10は本発明の特性要件を外れる例
である。
クの特性をそれぞれ実施例No.と対比して示した。な
お、表６の比較例６〜10は本発明の特性要件を外れる例
である。
（２） ゴム配合 次に、表６の各カーボンブラックを実施例１〜３と同一
の配合条件で天然ゴムに配合し、配合物を145℃の温度
で40分間加硫処理してゴム組成物を作成した。
の配合条件で天然ゴムに配合し、配合物を145℃の温度
で40分間加硫処理してゴム組成物を作成した。
このようにして作成したゴム組成物の各種ゴム特性を測
定し、結果を表７に示した。なお、ゴム特性の測定は実
施例１〜３と同一の方法でおこなったが、摩耗量につい
ては相対スリップ率24％および60％の２段階で測定し、
比較例６の摩耗量（スリップ率24％時:0.0924cc/min,ス
リップ率60％時:0.1098cc/min）を100とした場合の耐摩
耗指数で表示した。
定し、結果を表７に示した。なお、ゴム特性の測定は実
施例１〜３と同一の方法でおこなったが、摩耗量につい
ては相対スリップ率24％および60％の２段階で測定し、
比較例６の摩耗量（スリップ率24％時:0.0924cc/min,ス
リップ率60％時:0.1098cc/min）を100とした場合の耐摩
耗指数で表示した。
表７の結果は、本発明の実施例は相対する粒径レベルの
比較例と同等以上の耐摩耗性を維持しながら損失係数が
有意に低下しており、耐摩耗性と低発熱性が高水準でバ
ランス化していることが認められる。
比較例と同等以上の耐摩耗性を維持しながら損失係数が
有意に低下しており、耐摩耗性と低発熱性が高水準でバ
ランス化していることが認められる。
以上のとおり、本発明に係るカーボンブラックはその特
殊なアグリゲート性状を介して配合ゴムに対し高度の耐
摩耗性と低位の発熱性とを常に相対バランスよく付与す
ることが可能となる。
殊なアグリゲート性状を介して配合ゴムに対し高度の耐
摩耗性と低位の発熱性とを常に相対バランスよく付与す
ることが可能となる。
したがって、苛酷な走行環境下で使用されるトラック、
バスを始めあらゆる種類のタイヤトレッドゴム用とし
て、要求性能を十分に満足する効果がもたらされる。
バスを始めあらゆる種類のタイヤトレッドゴム用とし
て、要求性能を十分に満足する効果がもたらされる。
Claims (2)
- 【請求項１】窒素吸着比表面積（N2SA）が60〜160m2/
g、DBP吸油量（DBP）が90〜150ml/100gのハード系領域
に属し、凝集体空隙容積Vp（ml/g）が下記（１）式の要
件を満たし、かつ遠心沈降法により求められるアグリゲ
ート性状が下記（２）式の要件を満たすタイヤトレッド
用カーボンブラック。 Vp≧0.00976×DBP−0.0358 ……（１） ΔDst/（0.601×st＋4.02）≦1.00 …（２） 但し、（２）式において、ΔDstは凝集体ストークス相
当径分布における最大頻度の50％頻度が得られる大小２
点のストークス相当径の差、stは前記凝集体ストーク
ス相当径分布における最大頻度のストークス径（nm）を
指す。 - 【請求項２】請求項１記載のタイヤトレッド用カーボン
ブラックにおいて、（１）式と（２）式に代えてそれぞ
れ下記（３）式および（４）式の要件を満たすタイヤト
レッド用カーボンブラック。 Vp≦0.00976×DBP−0.1309 ……（３） ΔDst/（0.601×st＋23.71）≧1.00 …（４）
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR909007125A FR2649716B1 (fr) | 1989-07-13 | 1990-06-08 | Noir de carbone pour caoutchouc de bande de roulement de pneumatique |
| KR1019900008534A KR950009037B1 (ko) | 1989-07-13 | 1990-06-11 | 타이어 트레드 고무 용 카본블랙 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18227589 | 1989-07-13 | ||
| JP1-182275 | 1989-07-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121165A JPH03121165A (ja) | 1991-05-23 |
| JPH07755B2 true JPH07755B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16115419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212754A Expired - Fee Related JPH07755B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-08-17 | タイヤトレッドゴム用カーボンブラック |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07755B2 (ja) |
| KR (1) | KR950009037B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008163212A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
| JP6233710B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2017-11-22 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラックおよびゴム組成物 |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP1212754A patent/JPH07755B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-11 KR KR1019900008534A patent/KR950009037B1/ko not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910004759A (ko) | 1991-03-29 |
| KR950009037B1 (ko) | 1995-08-14 |
| JPH03121165A (ja) | 1991-05-23 |
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