JPH1036704A - カーボンブラック及びゴム組成物 - Google Patents
カーボンブラック及びゴム組成物Info
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- JPH1036704A JPH1036704A JP19251096A JP19251096A JPH1036704A JP H1036704 A JPH1036704 A JP H1036704A JP 19251096 A JP19251096 A JP 19251096A JP 19251096 A JP19251096 A JP 19251096A JP H1036704 A JPH1036704 A JP H1036704A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高水準の低燃費性を保持しながら、非常に優
れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド用ゴム組成物を提供
すること。 【解決手段】 ＣＴＡＢが１２０〜１７０（m2/g）、圧
縮ＤＢＰ（24M4DBP）が１１０〜１３０（ml/100g）のハ
−ド系領域に属し、かつ （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）；Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ＋４０ （２）アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）；Ｄs≦０．１７ （３）比着色力（ＴＩＮＴ）；１１０≦ＴＩＮＴ≦１５０ （４）ΔＤ50／Ｄst ；０．６０≦ΔＤ50／Ｄst≦０．８５ （５）Ｖ（25〜30） ；Ｖ（25〜30）≧３５（ml/100g） の選択的特性を有するカ−ボンブラック、及び該カーボ
ンブラックをゴム１００重量部に対して２０〜１００重
量部配合したゴム組成物。
れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド用ゴム組成物を提供
すること。 【解決手段】 ＣＴＡＢが１２０〜１７０（m2/g）、圧
縮ＤＢＰ（24M4DBP）が１１０〜１３０（ml/100g）のハ
−ド系領域に属し、かつ （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）；Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ＋４０ （２）アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）；Ｄs≦０．１７ （３）比着色力（ＴＩＮＴ）；１１０≦ＴＩＮＴ≦１５０ （４）ΔＤ50／Ｄst ；０．６０≦ΔＤ50／Ｄst≦０．８５ （５）Ｖ（25〜30） ；Ｖ（25〜30）≧３５（ml/100g） の選択的特性を有するカ−ボンブラック、及び該カーボ
ンブラックをゴム１００重量部に対して２０〜１００重
量部配合したゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム配合用カ−ボ
ンブラック及びそれを使用した高水準の低燃費性を保持
しながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド
用ゴム組成物に関する。
ンブラック及びそれを使用した高水準の低燃費性を保持
しながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド
用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴム配合用のカ−ボンブラックは、ＡＳ
ＴＭ Ｄ１７６５に示される様にその目的に応じ様々な
種類があり、それらは通常、比表面積、ストラクチャ−
など各種特性により分類されている。これらのうち、タ
イヤトレッド用カ−ボンブラックについては、ゴム組成
物として高度の耐摩耗性、低燃費性を実現することが要
求されている。これらの要求性能を満たすためのカ−ボ
ンブラックとしては、例えば、耐摩耗性を向上させるた
めには、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が大きく、圧縮
ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）が大きいものが有効であり、
また低燃費性を改善するためには、窒素吸着比表面積
（Ｎ2ＳＡ）が小さく、圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）
が大きいものが有効であると一般に考えられている。
ＴＭ Ｄ１７６５に示される様にその目的に応じ様々な
種類があり、それらは通常、比表面積、ストラクチャ−
など各種特性により分類されている。これらのうち、タ
イヤトレッド用カ−ボンブラックについては、ゴム組成
物として高度の耐摩耗性、低燃費性を実現することが要
求されている。これらの要求性能を満たすためのカ−ボ
ンブラックとしては、例えば、耐摩耗性を向上させるた
めには、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が大きく、圧縮
ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）が大きいものが有効であり、
また低燃費性を改善するためには、窒素吸着比表面積
（Ｎ2ＳＡ）が小さく、圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）
が大きいものが有効であると一般に考えられている。
【０００３】さらに近年においては、耐摩耗性または低
燃費性を一層向上させるべく、あるいは両特性の両立を
図るべく種々の検討がなされている。たとえば、本願発
明者らは特開平7−233332号公報において、耐摩耗性を
より向上させる手段として、カ−ボンブラックのストラ
クチャ−の機械的強度に着目して、アグリゲ−ト破壊指
数（Ｄs）を一定値以下に制御することを提案してい
る。アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）の定義については後
述するが、圧力を加えてストラクチャ−の一部を破壊し
た後に圧縮ＤＢＰ吸油量を測定する常法において、圧縮
によるアグリゲ−トの破壊状況に着目するものである。
燃費性を一層向上させるべく、あるいは両特性の両立を
図るべく種々の検討がなされている。たとえば、本願発
明者らは特開平7−233332号公報において、耐摩耗性を
より向上させる手段として、カ−ボンブラックのストラ
クチャ−の機械的強度に着目して、アグリゲ−ト破壊指
数（Ｄs）を一定値以下に制御することを提案してい
る。アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）の定義については後
述するが、圧力を加えてストラクチャ−の一部を破壊し
た後に圧縮ＤＢＰ吸油量を測定する常法において、圧縮
によるアグリゲ−トの破壊状況に着目するものである。
【０００４】また、カ−ボンブラックのアグリゲ−ト形
態を示す指標として、水銀ポロシメ−タ−により測定し
たアグリゲ−ト空隙容積のモ−ド直径（Ｄmp）を指標と
して用いる発明が、特開平6−172587号公報などにおい
て開示されている。さらにまた、特開平7−179663号公
報においては、水銀ポロシメ−タ−により測定したアグ
リゲ−ト粒間ポアのうち、６〜１５ｎｍに相当する非常
に小さい空隙や細隙（ＰＶ）が、カ−ボンブラックの基
本粒子間のくびれやアグリゲ−ト内部のミクロな空隙に
相当し、この空隙容積が相対的に多い場合はゴム成分に
配合したときにこの空隙内により多くのゴム成分を取り
込み、強固な結合層を形成する指標となりうることが提
案されている。
態を示す指標として、水銀ポロシメ−タ−により測定し
たアグリゲ−ト空隙容積のモ−ド直径（Ｄmp）を指標と
して用いる発明が、特開平6−172587号公報などにおい
て開示されている。さらにまた、特開平7−179663号公
報においては、水銀ポロシメ−タ−により測定したアグ
リゲ−ト粒間ポアのうち、６〜１５ｎｍに相当する非常
に小さい空隙や細隙（ＰＶ）が、カ−ボンブラックの基
本粒子間のくびれやアグリゲ−ト内部のミクロな空隙に
相当し、この空隙容積が相対的に多い場合はゴム成分に
配合したときにこの空隙内により多くのゴム成分を取り
込み、強固な結合層を形成する指標となりうることが提
案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高水準
の低燃費性を保持しながら、より優れた耐摩耗性をもつ
ゴム組成物を提供するために、カ−ボンブラックに求め
られる品質要求はますます高度化している。かかる現状
から、本発明の目的は、新規なゴム配合用カ−ボンブラ
ック、及び、それを使用した高水準の低燃費性を保持し
ながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド用
ゴム組成物を提供することにある。
の低燃費性を保持しながら、より優れた耐摩耗性をもつ
ゴム組成物を提供するために、カ−ボンブラックに求め
られる品質要求はますます高度化している。かかる現状
から、本発明の目的は、新規なゴム配合用カ−ボンブラ
ック、及び、それを使用した高水準の低燃費性を保持し
ながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッド用
ゴム組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるカ−ボンブラックは、ＣＴＡＢが１２
０〜１７０（m2/g）、圧縮ＤＢＰ（24M4DBP）が １１０
〜１３０（ml/100g）のハ−ド系領域に属し、かつ （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）；Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ＋４０ （２）アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）；Ｄs≦０．１７ （３）比着色力（ＴＩＮＴ）；１１０≦ＴＩＮＴ≦１５０ （４）ΔＤ50／Ｄst ；０．６０≦ΔＤ50／Ｄst≦０．８５ （５）Ｖ（25〜30） ；Ｖ（25〜30）≧３５（ml/100g） の選択的特性を有することを特徴とするものである。
めの本発明によるカ−ボンブラックは、ＣＴＡＢが１２
０〜１７０（m2/g）、圧縮ＤＢＰ（24M4DBP）が １１０
〜１３０（ml/100g）のハ−ド系領域に属し、かつ （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）；Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ＋４０ （２）アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）；Ｄs≦０．１７ （３）比着色力（ＴＩＮＴ）；１１０≦ＴＩＮＴ≦１５０ （４）ΔＤ50／Ｄst ；０．６０≦ΔＤ50／Ｄst≦０．８５ （５）Ｖ（25〜30） ；Ｖ（25〜30）≧３５（ml/100g） の選択的特性を有することを特徴とするものである。
【０００７】但し、上記のＤsは圧縮ＤＢＰ吸油量（単
位：ml/100g）を測定する常法において、圧縮回数の自
然対数を横軸に、その圧縮回数後におけるそれぞれのＤ
ＢＰ吸油量の自然対数を縦軸にとったグラフに、圧縮回
数１〜６回のＤＢＰ吸油量の各測定値の自然対数をプロ
ットし、単回帰により求めたその直線の傾きの絶対値を
示し、ΔＤ50／Ｄstは遠心沈降法で測定されるアグリゲ
−トのスト−クスモ−ド径でスト−クス径分布の半値幅
を除した値を示し、Ｖ（25〜30）は、水銀ポロシメ−タ
−により測定される直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの空隙の総
容積を示すものである。
位：ml/100g）を測定する常法において、圧縮回数の自
然対数を横軸に、その圧縮回数後におけるそれぞれのＤ
ＢＰ吸油量の自然対数を縦軸にとったグラフに、圧縮回
数１〜６回のＤＢＰ吸油量の各測定値の自然対数をプロ
ットし、単回帰により求めたその直線の傾きの絶対値を
示し、ΔＤ50／Ｄstは遠心沈降法で測定されるアグリゲ
−トのスト−クスモ−ド径でスト−クス径分布の半値幅
を除した値を示し、Ｖ（25〜30）は、水銀ポロシメ−タ
−により測定される直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの空隙の総
容積を示すものである。
【０００８】また上記の目的を達成するための本発明の
ゴム組成物は、ゴム１００重量部に対し、請求項１記載
のカ−ボンブラックを２０〜１００重量部配合したこと
を特徴とする。
ゴム組成物は、ゴム１００重量部に対し、請求項１記載
のカ−ボンブラックを２０〜１００重量部配合したこと
を特徴とする。
【０００９】ここで上記本発明のカ−ボンブラックを構
成する各選択的特性値は、以下の測定方法によるものと
する。 （ａ）ＣＴＡＢ（CTAB吸着比表面積）；ＡＳＴＭ Ｄ３
７６５に準拠する。 （ｂ）圧縮ＤＢＰ（24M4DBP）；ＡＳＴＭ Ｄ３４９３
に準拠し、２４０００ psi の圧力を加えて圧縮を４回
繰り返した後のＤＢＰ吸油量である 24M4DBP を測定す
る。 （ｃ）Ｎ2ＳＡ（窒素吸着比表面積）；ＡＳＴＭ Ｄ３
０３７に準拠する。
成する各選択的特性値は、以下の測定方法によるものと
する。 （ａ）ＣＴＡＢ（CTAB吸着比表面積）；ＡＳＴＭ Ｄ３
７６５に準拠する。 （ｂ）圧縮ＤＢＰ（24M4DBP）；ＡＳＴＭ Ｄ３４９３
に準拠し、２４０００ psi の圧力を加えて圧縮を４回
繰り返した後のＤＢＰ吸油量である 24M4DBP を測定す
る。 （ｃ）Ｎ2ＳＡ（窒素吸着比表面積）；ＡＳＴＭ Ｄ３
０３７に準拠する。
【００１０】（ｄ）Ｄs（アグリゲ−ト破壊指数）；カ
−ボンブラックに２４０００ psi の圧力を加えてスト
ラクチャ−の一部を破壊した後に圧縮ＤＢＰ吸油量（単
位：ml/100g）を測定する常法において、圧縮回数の自
然対数を横軸に、その圧縮回数後におけるそれぞれのＤ
ＢＰ吸油量の自然対数を縦軸にとったグラフに、圧縮回
数１〜６回のＤＢＰ吸油量の各測定値の自然対数をプロ
ットし、単回帰により求めたその直線の傾きの絶対値を
Ｄｓと定義する。 （ｅ）ＴＩＮＴ（比着色力）；ＡＳＴＭ Ｄ３２６５に
準拠する。
−ボンブラックに２４０００ psi の圧力を加えてスト
ラクチャ−の一部を破壊した後に圧縮ＤＢＰ吸油量（単
位：ml/100g）を測定する常法において、圧縮回数の自
然対数を横軸に、その圧縮回数後におけるそれぞれのＤ
ＢＰ吸油量の自然対数を縦軸にとったグラフに、圧縮回
数１〜６回のＤＢＰ吸油量の各測定値の自然対数をプロ
ットし、単回帰により求めたその直線の傾きの絶対値を
Ｄｓと定義する。 （ｅ）ＴＩＮＴ（比着色力）；ＡＳＴＭ Ｄ３２６５に
準拠する。
【００１１】（ｆ）ΔＤ50／Ｄst ；遠心沈降法測定装
置（Brookhaven社製）を用いて測定する。少量の界面活
性剤を含む１０ｖｏｌ％エタノ−ル水溶液５０ｍｌ中に
カ−ボンブラック１０ｍｇを超音波により分散させる。
８０００ｒｐｍの回転数でスピン液（純水）を１０ｍｌ
加えた後、１ｍｌのバッファ−液（１０ｖｏｌ％エタノ
−ル水溶液）を注入する。その後、カ−ボンブラック分
散液０．５ｍｌを注射器で加えて遠心沈降させ、アグリ
ゲ−トのスト−クスモ−ド径であるＤst及びアグリゲ−
トのスト−クス径分布の半値幅ΔＤ50を測定する。この
ときΔＤ50／Ｄstはアグリゲ−ト径分布を表す指標とな
り、この値が小さいほどアグリゲ−ト径分布がシャ−プ
なことを意味する。
置（Brookhaven社製）を用いて測定する。少量の界面活
性剤を含む１０ｖｏｌ％エタノ−ル水溶液５０ｍｌ中に
カ−ボンブラック１０ｍｇを超音波により分散させる。
８０００ｒｐｍの回転数でスピン液（純水）を１０ｍｌ
加えた後、１ｍｌのバッファ−液（１０ｖｏｌ％エタノ
−ル水溶液）を注入する。その後、カ−ボンブラック分
散液０．５ｍｌを注射器で加えて遠心沈降させ、アグリ
ゲ−トのスト−クスモ−ド径であるＤst及びアグリゲ−
トのスト−クス径分布の半値幅ΔＤ50を測定する。この
ときΔＤ50／Ｄstはアグリゲ−ト径分布を表す指標とな
り、この値が小さいほどアグリゲ−ト径分布がシャ−プ
なことを意味する。
【００１２】（ｇ）Ｖ（25〜30）(直径２５ｎｍ〜３０
ｎｍの空隙の総容積)；水銀ポロシメ−タ−（（株）島
津製作所製、Micromeritics Auto−Pore 9200）を用い
て、セル中に約０．１５ｇのカ−ボンブラックを充填
し、水銀圧力を増加させながら圧入水銀量を測定する。
そのときの水銀圧力と水銀が圧入するカ−ボンブラック
の空隙直径は、Washburn の式により算出される。空隙
直径２５ｎｍ相当の圧力までに圧入した水銀の総容積
（単位：ml/100g）から空隙直径３０ｎｍ相当の圧力ま
でに圧入した水銀の総容積（単位：ml/100g）を差し引
いた値（単位：ml/100g）を直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの
空隙の総容積Ｖ（25〜30）とする。
ｎｍの空隙の総容積)；水銀ポロシメ−タ−（（株）島
津製作所製、Micromeritics Auto−Pore 9200）を用い
て、セル中に約０．１５ｇのカ−ボンブラックを充填
し、水銀圧力を増加させながら圧入水銀量を測定する。
そのときの水銀圧力と水銀が圧入するカ−ボンブラック
の空隙直径は、Washburn の式により算出される。空隙
直径２５ｎｍ相当の圧力までに圧入した水銀の総容積
（単位：ml/100g）から空隙直径３０ｎｍ相当の圧力ま
でに圧入した水銀の総容積（単位：ml/100g）を差し引
いた値（単位：ml/100g）を直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの
空隙の総容積Ｖ（25〜30）とする。
【００１３】本発明におけるカーボンブラックは、ＣＴ
ＡＢが１２０〜１７０（m2/g）、圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４
ＤＢＰ）が１１０〜１３０（ml/100g）のハード系領域
に属し、特に以下の特性を有するものでなければならな
い。 ・先ずＣＴＡＢ（CTAB 吸着比表面積）は、１２０〜１
７０（m2/g）の範囲とする。この値が１２０より小さい
と配合ゴム組成物の耐摩耗性が低下し、１７０より大き
いと耐摩耗性の低下と低燃費性の悪化をきたし、いずれ
も好ましくない。 ・圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、１１０〜１３０
（ｍｌ／１００ｇ）の範囲とする。この値が１１０より
小さいと配合ゴム組成物の耐摩耗性の低下と低燃費性の
悪化をきたし、１３０より大きいと加工性が低下し、い
ずれも好ましくない。
ＡＢが１２０〜１７０（m2/g）、圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４
ＤＢＰ）が１１０〜１３０（ml/100g）のハード系領域
に属し、特に以下の特性を有するものでなければならな
い。 ・先ずＣＴＡＢ（CTAB 吸着比表面積）は、１２０〜１
７０（m2/g）の範囲とする。この値が１２０より小さい
と配合ゴム組成物の耐摩耗性が低下し、１７０より大き
いと耐摩耗性の低下と低燃費性の悪化をきたし、いずれ
も好ましくない。 ・圧縮ＤＢＰ（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、１１０〜１３０
（ｍｌ／１００ｇ）の範囲とする。この値が１１０より
小さいと配合ゴム組成物の耐摩耗性の低下と低燃費性の
悪化をきたし、１３０より大きいと加工性が低下し、い
ずれも好ましくない。
【００１４】・Ｎ2ＳＡ（窒素吸着比表面積）は、ＣＴ
ＡＢ吸着比表面積に４０を加えた値以下とする。この値
を超えると配合ゴム組成物の耐摩耗性の低下と低燃費性
の悪化をきたし好ましくない。下限値については特に限
定しないが、検討した範囲ではＣＴＡＢ吸着比表面積の
値以下（ Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ）のものは得られていな
い。 ・アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）は０．１７以下とす
る。この値を超えると配合ゴム組成物の耐摩耗性が低下
し好ましくない。下限値については特に限定はないが、
検討した範囲では０．０８以下のものは得られていな
い。
ＡＢ吸着比表面積に４０を加えた値以下とする。この値
を超えると配合ゴム組成物の耐摩耗性の低下と低燃費性
の悪化をきたし好ましくない。下限値については特に限
定しないが、検討した範囲ではＣＴＡＢ吸着比表面積の
値以下（ Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ）のものは得られていな
い。 ・アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）は０．１７以下とす
る。この値を超えると配合ゴム組成物の耐摩耗性が低下
し好ましくない。下限値については特に限定はないが、
検討した範囲では０．０８以下のものは得られていな
い。
【００１５】・比着色力（ＴＩＮＴ）は１１０〜１５０
の範囲とする。この値が１１０より小さいと配合ゴム組
成物の耐摩耗性が低下し、１５０より大きいと低燃費性
が悪化し、いずれも好ましくない。 ・ΔＤ50／Ｄstは０．６０〜０．８５の範囲とする。
０．６０より小さいと配合ゴム組成物の低燃費性が悪化
し、０．８５より大きいと耐摩耗性が低下し、いずれも
好ましくない。
の範囲とする。この値が１１０より小さいと配合ゴム組
成物の耐摩耗性が低下し、１５０より大きいと低燃費性
が悪化し、いずれも好ましくない。 ・ΔＤ50／Ｄstは０．６０〜０．８５の範囲とする。
０．６０より小さいと配合ゴム組成物の低燃費性が悪化
し、０．８５より大きいと耐摩耗性が低下し、いずれも
好ましくない。
【００１６】・Ｖ（25〜30）は、３５（ml/100g）以上
とする。この値を下回ると配合ゴム組成物の耐摩耗性が
低下し好ましくない。上限値については特に限定はない
が、検討した範囲では５５以上のものは得られていな
い。この２５ｎｍ〜３０ｎｍという空隙直径はゴム分子
の平均的な大きさと同程度と見なされる。したがって、
Ｖ（25〜30）が多いほど、カ−ボンブラックのアグリゲ
−ト空隙内に入り込み相互作用して補強特性に関与する
ゴム分子が多くなることになる。すなわち、カ−ボンブ
ラックのＶ（25〜30）が多いほど、それを使用したゴム
組成物の補強特性が向上し耐摩耗性が向上する。
とする。この値を下回ると配合ゴム組成物の耐摩耗性が
低下し好ましくない。上限値については特に限定はない
が、検討した範囲では５５以上のものは得られていな
い。この２５ｎｍ〜３０ｎｍという空隙直径はゴム分子
の平均的な大きさと同程度と見なされる。したがって、
Ｖ（25〜30）が多いほど、カ−ボンブラックのアグリゲ
−ト空隙内に入り込み相互作用して補強特性に関与する
ゴム分子が多くなることになる。すなわち、カ−ボンブ
ラックのＶ（25〜30）が多いほど、それを使用したゴム
組成物の補強特性が向上し耐摩耗性が向上する。
【００１７】ところで特開平7−179663号公報において
は、水銀ポロシメ−タ−により測定したアグリゲ−ト粒
間ポアのうち、６〜１５ｎｍの空隙総容積（ＰＶ）が相
対的に多い場合は、耐摩耗性、低燃費性に優れたゴム組
成物を提供することができることが提案されている。し
かし、直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの空隙よりもはるかに小
さい直径６ｎｍ〜１５ｎｍの空隙の総容積では、カ−ボ
ンブラックとゴムが相互作用するカ−ボンブラック表面
付近のミクロな領域での現象に着目しているが、これは
カ−ボンブラックによるゴム補強機構の説明としては不
十分である。
は、水銀ポロシメ−タ−により測定したアグリゲ−ト粒
間ポアのうち、６〜１５ｎｍの空隙総容積（ＰＶ）が相
対的に多い場合は、耐摩耗性、低燃費性に優れたゴム組
成物を提供することができることが提案されている。し
かし、直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの空隙よりもはるかに小
さい直径６ｎｍ〜１５ｎｍの空隙の総容積では、カ−ボ
ンブラックとゴムが相互作用するカ−ボンブラック表面
付近のミクロな領域での現象に着目しているが、これは
カ−ボンブラックによるゴム補強機構の説明としては不
十分である。
【００１８】なぜなら、カ−ボンブラックによるゴム補
強は、ゴム分子がカ−ボンブラック空隙内に取り込まれ
ることによって発現されるが、それにはカ−ボンブラッ
クのゴム分子を取り込み得る空隙容積が大きな因子とな
るはずである。したがって、直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの
空隙よりもはるかに小さい直径６ｎｍ〜１５ｎｍの空隙
の総容積では耐摩耗性、低燃費性に優れたゴム組成物を
提供するための指標としては不十分である。
強は、ゴム分子がカ−ボンブラック空隙内に取り込まれ
ることによって発現されるが、それにはカ−ボンブラッ
クのゴム分子を取り込み得る空隙容積が大きな因子とな
るはずである。したがって、直径２５ｎｍ〜３０ｎｍの
空隙よりもはるかに小さい直径６ｎｍ〜１５ｎｍの空隙
の総容積では耐摩耗性、低燃費性に優れたゴム組成物を
提供するための指標としては不十分である。
【００１９】上記した本発明の各特性を備えるカ−ボン
ブラックは、炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に
装着された燃焼バーナーを備える燃焼室と、該燃焼室と
同軸的に連設された原料油噴射ノズルを有する２〜３段
階の狭径反応室及び広径反応室により構成されるオイル
ファーネス炉を用い、原料油の供給量及び原料油の供給
箇所、燃料油及び空気，酸素ガス又はその混合物からな
る燃焼用ガスの供給量等を調整することによって製造す
ることができる。また特に本発明の重要特性であるΔＤ
50／Ｄst及びＶ（25〜30）を所定の範囲に制御する方法
としては、前述の製造方法において燃料油量、原料油量
及び原料供給箇所などの変更が有効である。
ブラックは、炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に
装着された燃焼バーナーを備える燃焼室と、該燃焼室と
同軸的に連設された原料油噴射ノズルを有する２〜３段
階の狭径反応室及び広径反応室により構成されるオイル
ファーネス炉を用い、原料油の供給量及び原料油の供給
箇所、燃料油及び空気，酸素ガス又はその混合物からな
る燃焼用ガスの供給量等を調整することによって製造す
ることができる。また特に本発明の重要特性であるΔＤ
50／Ｄst及びＶ（25〜30）を所定の範囲に制御する方法
としては、前述の製造方法において燃料油量、原料油量
及び原料供給箇所などの変更が有効である。
【００２０】上記の特性と成分組成を備えたカーボンブ
ラックは、常法に従ってポリブタジエンゴム、スチレン
ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等のジエ
ン系合成ゴム、天然ゴムもしくは前記ジエン系合成ゴム
と天然ゴムの１種もしくは２種以上に配合する。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
２０〜１００重量部に設定する。カーボンブラックの配
合比率が２０重量部を下廻ると配合ゴムに十分な耐摩耗
性が付与されず、１００重量部を越えると配合物の粘度
が上昇するため混練加工性が著しく減退する。配合に際
しては、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化（老
化）防止剤、軟化剤、可塑剤等の必要成分とともに混練
し加硫処理することによって、高水準の低燃費性を保持
しながら、非常に優れた耐摩耗性を持った所望のタイヤ
トレッド用ゴム組成物を得ることができる。
ラックは、常法に従ってポリブタジエンゴム、スチレン
ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等のジエ
ン系合成ゴム、天然ゴムもしくは前記ジエン系合成ゴム
と天然ゴムの１種もしくは２種以上に配合する。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
２０〜１００重量部に設定する。カーボンブラックの配
合比率が２０重量部を下廻ると配合ゴムに十分な耐摩耗
性が付与されず、１００重量部を越えると配合物の粘度
が上昇するため混練加工性が著しく減退する。配合に際
しては、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化（老
化）防止剤、軟化剤、可塑剤等の必要成分とともに混練
し加硫処理することによって、高水準の低燃費性を保持
しながら、非常に優れた耐摩耗性を持った所望のタイヤ
トレッド用ゴム組成物を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を実施例
とともに説明する。本発明の特性を備えるカ−ボンブラ
ックの製造方法に使用されるオイルファーネス炉の一例
としては、炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲か
ら接線方向に空気を供給する空気供給口を有する燃焼室
（内径 350ｍｍ、長さ 200ｍｍ）に引き続き、半角 15
°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部（内径
150ｍｍ，長さ 250ｍｍ）、各々炉軸に対して直角方向
に原料が供給できる原料供給口を備えた第 1 反応室
（内径 105ｍｍ，長さ 1720ｍｍ）、第 2 反応室（内径
75ｍｍ，長さ 600ｍｍ）、拡大テーパ部（テーパ角
度：半角 3°）、および、冷却水スプレー装置を備えた
反応停止部（内径 170ｍｍ）から構成されるオイルファ
ーネス炉を用いて、第 1 反応室、第 2 反応室、拡大テ
ーパ部のうち任意に 1箇所以上でかつ炉断面に対して原
料が均一に供給される様に、原料供給口を選択し、原料
に石炭系重質油（比重 1.05（100/4℃）、ＢＭＣＩ 15
0）を用いるとともに、製造条件を適宜変更することに
より、本発明の特性を備えるカ−ボンブラックを得る。
とともに説明する。本発明の特性を備えるカ−ボンブラ
ックの製造方法に使用されるオイルファーネス炉の一例
としては、炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲か
ら接線方向に空気を供給する空気供給口を有する燃焼室
（内径 350ｍｍ、長さ 200ｍｍ）に引き続き、半角 15
°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部（内径
150ｍｍ，長さ 250ｍｍ）、各々炉軸に対して直角方向
に原料が供給できる原料供給口を備えた第 1 反応室
（内径 105ｍｍ，長さ 1720ｍｍ）、第 2 反応室（内径
75ｍｍ，長さ 600ｍｍ）、拡大テーパ部（テーパ角
度：半角 3°）、および、冷却水スプレー装置を備えた
反応停止部（内径 170ｍｍ）から構成されるオイルファ
ーネス炉を用いて、第 1 反応室、第 2 反応室、拡大テ
ーパ部のうち任意に 1箇所以上でかつ炉断面に対して原
料が均一に供給される様に、原料供給口を選択し、原料
に石炭系重質油（比重 1.05（100/4℃）、ＢＭＣＩ 15
0）を用いるとともに、製造条件を適宜変更することに
より、本発明の特性を備えるカ−ボンブラックを得る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明をさらに理解しやすくするため
に具体的な実施例について説明する。かかる実施例は本
発明の一態様を示すものであり、本発明はこれによって
限定されるものではなく本発明の範囲で任意に変更でき
る。
に具体的な実施例について説明する。かかる実施例は本
発明の一態様を示すものであり、本発明はこれによって
限定されるものではなく本発明の範囲で任意に変更でき
る。
【００２３】実施例１〜３及び比較例１〜３ 実施例におけるカ−ボンブラックは、上記のオイルファ
ーネス炉を用いて、表１に示す通り、原料油量、燃料油
量及び空気供給量、原料供給箇所等の条件を変更して製
造した。このようにして得られたカ−ボンブラックの特
性値を表３上部欄にまとめて示す。
ーネス炉を用いて、表１に示す通り、原料油量、燃料油
量及び空気供給量、原料供給箇所等の条件を変更して製
造した。このようにして得られたカ−ボンブラックの特
性値を表３上部欄にまとめて示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】製造した各実施例、比較例でのカ−ボンブ
ラックのゴム組成物としての性能評価は、表２に示すＡ
ＳＴＭ Ｄ３１９２に準拠して行った。即ちカ−ボンブ
ラックは天然ゴムとともに配合混練し、加硫条件１４５
℃、３０分で加硫を行ってゴム組成物とした。
ラックのゴム組成物としての性能評価は、表２に示すＡ
ＳＴＭ Ｄ３１９２に準拠して行った。即ちカ−ボンブ
ラックは天然ゴムとともに配合混練し、加硫条件１４５
℃、３０分で加硫を行ってゴム組成物とした。
【００２６】
【表２】
【００２７】なおゴム組成物の耐摩耗性と燃費特性の評
価を下記の条件で行い、その結果を表３下部欄にまとめ
て示した。 （１）摩耗特性の評価 表３の耐摩耗性の評価は、岩本製作所社製ランボ−ン摩
耗試験機を用いてスリップ率２５％、６０％の２条件で
下記の通りで行った。 装置 ; 岩本製作所社製 単連ランボ−ン摩耗試験機 砥石 ; 外径３０５ｍｍ、粒ＧＣ、粒度８０、結合度Ｋ サンプル; 外径４９ｍｍ、内径２３ｍｍ、幅５ｍｍ 砂 ; カ−ボランダム９０メッシュ 条件 ; サンプル速度 ５０．８ｍ／分（３３０ｒｐｍ） 落砂量 １５ｇ／分
価を下記の条件で行い、その結果を表３下部欄にまとめ
て示した。 （１）摩耗特性の評価 表３の耐摩耗性の評価は、岩本製作所社製ランボ−ン摩
耗試験機を用いてスリップ率２５％、６０％の２条件で
下記の通りで行った。 装置 ; 岩本製作所社製 単連ランボ−ン摩耗試験機 砥石 ; 外径３０５ｍｍ、粒ＧＣ、粒度８０、結合度Ｋ サンプル; 外径４９ｍｍ、内径２３ｍｍ、幅５ｍｍ 砂 ; カ−ボランダム９０メッシュ 条件 ; サンプル速度 ５０．８ｍ／分（３３０ｒｐｍ） 落砂量 １５ｇ／分
【００２８】（２）燃費特性の評価 また表３の燃費特性の評価は、東洋精機社製粘弾性スペ
クトロメ−タ−を用いて６０℃の損失正接（以下ｔａｎ
δ（６０℃）で示す）を測定した。 装置 ; 東洋精機社製 粘弾性スペクトロメ−タ− サンプル ; 長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍ 測定温度 ; ６０℃ 周波数 ; ２０Ｈｚ 初期ひずみ; １０％ 振幅 ; ２％
クトロメ−タ−を用いて６０℃の損失正接（以下ｔａｎ
δ（６０℃）で示す）を測定した。 装置 ; 東洋精機社製 粘弾性スペクトロメ−タ− サンプル ; 長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍ 測定温度 ; ６０℃ 周波数 ; ２０Ｈｚ 初期ひずみ; １０％ 振幅 ; ２％
【００２９】ただし耐摩耗性、燃費特性の値は、汎用グ
レードＮ−２２０標準品（新日鐵化学製：ニテロン＃３
００）を１００としたときの対比で示した。なおタイヤ
トレッド用カーボンブラックとしては、一般にＮ−１１
０、Ｎ−２２０等の汎用グレードが多く用いられてい
る。そこでここでは、汎用グレードからの改良度合いを
性能の指標とする意味で、汎用グレードＮ−２２０標準
品をリファレンス（基準値１００）とした。実施例、比
較例の耐摩耗性、燃費特性の評価はＮ−２２０標準品
（ニテロン＃３００）の標準配合とゴム硬度を等しくし
て行った。すなわち実施例、比較例についてはカ−ボン
ブラックの配合変量を行い、Ｎ−２２０標準品（ニテロ
ン＃３００）の標準配合とゴム硬度の等しい点での耐摩
耗性、燃費特性の値を採用して比較した。耐摩耗性は値
の高いものほど摩耗が少なく耐摩耗性が優れていること
を示す。燃費特性は値の低いものほど発熱が小さく燃費
特性が優れていることを示す。
レードＮ−２２０標準品（新日鐵化学製：ニテロン＃３
００）を１００としたときの対比で示した。なおタイヤ
トレッド用カーボンブラックとしては、一般にＮ−１１
０、Ｎ−２２０等の汎用グレードが多く用いられてい
る。そこでここでは、汎用グレードからの改良度合いを
性能の指標とする意味で、汎用グレードＮ−２２０標準
品をリファレンス（基準値１００）とした。実施例、比
較例の耐摩耗性、燃費特性の評価はＮ−２２０標準品
（ニテロン＃３００）の標準配合とゴム硬度を等しくし
て行った。すなわち実施例、比較例についてはカ−ボン
ブラックの配合変量を行い、Ｎ−２２０標準品（ニテロ
ン＃３００）の標準配合とゴム硬度の等しい点での耐摩
耗性、燃費特性の値を採用して比較した。耐摩耗性は値
の高いものほど摩耗が少なく耐摩耗性が優れていること
を示す。燃費特性は値の低いものほど発熱が小さく燃費
特性が優れていることを示す。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３に示したとおり、本発明で規定した条
件を満たす実施例１〜３はすべて、比較例１〜３と比較
すると高水準の低燃費性を保持しながら、非常に優れた
耐摩耗性をもつことがわかる。一方本発明で規定した条
件を満たしていない比較例１〜３の場合は、標準品より
改善されてはいるが、実施例ほど両特性が同時に改善さ
れていない。即ち比較例１，２では、カーボンブラック
の特性値であるＶ（25〜30）については本発明の範囲外
にあるため実施例１〜３よりも耐摩耗性が低下してい
る。比較例３ではＶ（２５〜３０）については本発明の
範囲内にあるが、ΔＤ50／Ｄstについては本発明の範囲
外にあるため、即ちここでは上限を上回っているため実
施例１〜３よりも耐摩耗性が低下している。
件を満たす実施例１〜３はすべて、比較例１〜３と比較
すると高水準の低燃費性を保持しながら、非常に優れた
耐摩耗性をもつことがわかる。一方本発明で規定した条
件を満たしていない比較例１〜３の場合は、標準品より
改善されてはいるが、実施例ほど両特性が同時に改善さ
れていない。即ち比較例１，２では、カーボンブラック
の特性値であるＶ（25〜30）については本発明の範囲外
にあるため実施例１〜３よりも耐摩耗性が低下してい
る。比較例３ではＶ（２５〜３０）については本発明の
範囲内にあるが、ΔＤ50／Ｄstについては本発明の範囲
外にあるため、即ちここでは上限を上回っているため実
施例１〜３よりも耐摩耗性が低下している。
【００３２】
【発明の効果】本発明のカ−ボンブラック及びそれを使
用したゴム組成物を、トラック、バス及び乗用車のタイ
ヤトレッド用として用いた場合、高水準の低燃費性を保
持しながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッ
ド用ゴム組成物を提供することができる。
用したゴム組成物を、トラック、バス及び乗用車のタイ
ヤトレッド用として用いた場合、高水準の低燃費性を保
持しながら、非常に優れた耐摩耗性をもつタイヤトレッ
ド用ゴム組成物を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 博之 福岡県北九州市小倉北区中井４丁目10−３ (72)発明者 田中 晋康 福岡県北九州市小倉北区中井４丁目７−３ (72)発明者 飯島 孝 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣＴＡＢが１２０〜１７０（m2/g）、圧
縮ＤＢＰ（24M4DBP）が １１０〜１３０（ml/100g）の
ハ−ド系領域に属し、かつ （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）；Ｎ2ＳＡ≦ＣＴＡＢ＋４０ （２）アグリゲ−ト破壊指数（Ｄs）；Ｄs≦０．１７ （３）比着色力（ＴＩＮＴ）；１１０≦ＴＩＮＴ≦１５０ （４）ΔＤ50／Ｄst ；０．６０≦ΔＤ50／Ｄst≦０．８５ （５）Ｖ（25〜30） ；Ｖ（25〜30）≧３５（ml/100g） の選択的特性を有するカ−ボンブラック。（但し、Ｄs
は圧縮ＤＢＰ吸油量（単位：ml/100g）を測定する常法
において、圧縮回数の自然対数を横軸に、その圧縮回数
後におけるそれぞれのＤＢＰ吸油量の自然対数を縦軸に
とったグラフに、圧縮回数１〜６回のＤＢＰ吸油量の各
測定値の自然対数をプロットし、単回帰により求めたそ
の直線の傾きの絶対値を示し、ΔＤ50／Ｄst は遠心沈
降法で測定されるアグリゲ−トのスト−クスモ−ド径で
スト−クス径分布の半値幅を除した値を示し、Ｖ（25〜
30）は水銀ポロシメ−タ−により測定される直径２５ｎ
ｍ〜３０ｎｍの空隙の総容積を示す。） - 【請求項２】 ゴム１００重量部に対し、請求項１記載
のカ−ボンブラックを２０〜１００重量部配合したこと
を特徴とするゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19251096A JP3809230B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | カーボンブラック及びゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19251096A JP3809230B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | カーボンブラック及びゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036704A true JPH1036704A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3809230B2 JP3809230B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=16292494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19251096A Expired - Fee Related JP3809230B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | カーボンブラック及びゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3809230B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344063A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 重荷重用タイヤトレッドゴム組成物 |
| JP2009052022A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-03-12 | Bridgestone Corp | ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ |
| WO2011018887A1 (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | 新日化カーボン株式会社 | ハードカーボンブラック及びゴム組成物 |
| JP2011037995A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd | ハードカーボンブラック |
| JP2011057967A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-03-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
| WO2015162814A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | 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 |
| WO2019130803A1 (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法 |
| JP2019112585A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP19251096A patent/JP3809230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101494903B1 (ko) * | 2007-07-27 | 2015-02-23 | 가부시키가이샤 브리지스톤 | 고무 조성물 및 그것을 이용한 타이어 |
| CN102471608A (zh) * | 2009-08-12 | 2012-05-23 | 新日化碳株式会社 | 硬质炭黑及橡胶组合物 |
| JP2011057967A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-03-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
| CN101993547A (zh) * | 2009-08-12 | 2011-03-30 | 新日化碳株式会社 | 硬质炭黑 |
| JP2011037995A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd | ハードカーボンブラック |
| JPWO2011018887A1 (ja) * | 2009-08-12 | 2013-01-17 | 新日化カーボン株式会社 | ハードカーボンブラック及びゴム組成物 |
| WO2011018887A1 (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | 新日化カーボン株式会社 | ハードカーボンブラック及びゴム組成物 |
| WO2015162814A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | 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 |
| JP2015206001A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 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 |
| WO2019130803A1 (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法 |
| JP2019112585A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
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|---|---|
| JP3809230B2 (ja) | 2006-08-16 |
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