JP2593115B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JP2593115B2 JP2593115B2 JP17312991A JP17312991A JP2593115B2 JP 2593115 B2 JP2593115 B2 JP 2593115B2 JP 17312991 A JP17312991 A JP 17312991A JP 17312991 A JP17312991 A JP 17312991A JP 2593115 B2 JP2593115 B2 JP 2593115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- diameter
- mode diameter
- rubber
- rubber composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤトレッド部材に
用いて好適なゴム組成物、詳しくは低発熱性を損なうこ
となしに改善された耐摩耗性を備えるゴム組成物に関す
る。
用いて好適なゴム組成物、詳しくは低発熱性を損なうこ
となしに改善された耐摩耗性を備えるゴム組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近時、自動車の高性能化に伴って高速性
能、安定性能ならびに耐久性能に対する要求が高まり、
これら諸性能に関与するタイヤトレッド部材の特性、と
りわけ耐摩耗性と低発熱性の両立改良が重要な課題とさ
れている。また、省資源、省エネルギー等の社会的要請
に対応するため、低燃費タイヤの開発も盛んにおこなわ
れているが、この課題に対してもタイヤトレッドを構成
するゴムに高い反撥弾性を与える低発熱特性を具備させ
ることが不可欠となる。
能、安定性能ならびに耐久性能に対する要求が高まり、
これら諸性能に関与するタイヤトレッド部材の特性、と
りわけ耐摩耗性と低発熱性の両立改良が重要な課題とさ
れている。また、省資源、省エネルギー等の社会的要請
に対応するため、低燃費タイヤの開発も盛んにおこなわ
れているが、この課題に対してもタイヤトレッドを構成
するゴムに高い反撥弾性を与える低発熱特性を具備させ
ることが不可欠となる。
【０００３】一般に、ゴムの摩耗、発熱等の性能は配合
するカーボンブラックの性状特性に支配される要素が大
きいが、これらのゴム性能には二律背反的な関係がある
ことが知られている。例えば、低燃費タイヤに必要な低
発熱性を付与するためには、比較的粒子径の大きいカー
ボンブラックを少ない配合量でゴムに配合することが有
効であるが、この配合では耐摩耗性や湿潤路面での制動
性といった面の特性低下が避けられない。また、苛酷な
走行条件で高度の耐摩耗性が必要なタイヤトレッドに対
しては可及的に粒子径が小さくてストラクチャーの大き
な特性のカーボンブラックが有効であるが、反面、この
種のカーボンブラックはゴム組成物の発熱性を高めて走
行中に蓄熱による内部構造の破壊、構成材料の老化など
の現象を促進させる危険性を招く。
するカーボンブラックの性状特性に支配される要素が大
きいが、これらのゴム性能には二律背反的な関係がある
ことが知られている。例えば、低燃費タイヤに必要な低
発熱性を付与するためには、比較的粒子径の大きいカー
ボンブラックを少ない配合量でゴムに配合することが有
効であるが、この配合では耐摩耗性や湿潤路面での制動
性といった面の特性低下が避けられない。また、苛酷な
走行条件で高度の耐摩耗性が必要なタイヤトレッドに対
しては可及的に粒子径が小さくてストラクチャーの大き
な特性のカーボンブラックが有効であるが、反面、この
種のカーボンブラックはゴム組成物の発熱性を高めて走
行中に蓄熱による内部構造の破壊、構成材料の老化など
の現象を促進させる危険性を招く。
【０００４】このようなことから、カーボンブラックの
粒子径（比表面積）、ストラクチャーなどの基本特性に
加えてその他の諸特性をミクロに評価し、特定の選択的
特性を備えるカーボンブラックをゴムに配合することに
より耐摩耗性と低発熱性を同時に改善させる技術が数多
く提案されている。
粒子径（比表面積）、ストラクチャーなどの基本特性に
加えてその他の諸特性をミクロに評価し、特定の選択的
特性を備えるカーボンブラックをゴムに配合することに
より耐摩耗性と低発熱性を同時に改善させる技術が数多
く提案されている。
【０００５】このうち、乗用車や軽トラック用のタイヤ
トレッドとして好んで使用されるＮ339 級のカーボンブ
ラックを対象にするものには、次のような提案がある。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮ＤＢＰ
が112ml/100g以上の範囲にあり、カーボンブラック凝集
体のストークスモード径および同分布が一定値以上の特
性をもつゴム配合用のカーボンブラック（特公平１−53
978 号公報) 。 (2) Ｎ2 ＳＡが60m2/g以上、ＤＢＰが108ml/100g以上の
範囲にあり、一定比表面積当たりの真比重を公知のカー
ボンブラックよりも著しく低い特定範囲に設定するとと
もに着色力ならびに凝集体モード径当たりの分布巾を一
定値以上に制御したカーボンブラックを配合するゴム組
成物（特開昭59−140241号公報) 。 (3) Ｎ2 ＳＡが65〜84m2/g、Ｎ2 ＳＡ／よう素吸着量(I
A)の比が1.10〜1.35の範囲にあり、圧縮ＤＢＰ、ブラッ
クネス、ＩＡおよび凝集体モード径を変数とする式で定
義される値を特定値以上に設定した特性をもつゴム配合
用のカーボンブラック（特開昭63−225639号公報) 。 (4) Ｎ2 ＳＡが75〜105m2/g 、圧縮ＤＢＰが110ml/100g
以上の範囲にあり、一定比表面積当たりの真比重を公知
のカーボンブラックより低い特定範囲に設定するととも
に、粒子凝集体空隙直径ならびに凝集体モード径当たり
の分布巾を一定値以上に維持する特性をもつゴム配合用
のカーボンブラック（特開平１−201367号公報) 。
トレッドとして好んで使用されるＮ339 級のカーボンブ
ラックを対象にするものには、次のような提案がある。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮ＤＢＰ
が112ml/100g以上の範囲にあり、カーボンブラック凝集
体のストークスモード径および同分布が一定値以上の特
性をもつゴム配合用のカーボンブラック（特公平１−53
978 号公報) 。 (2) Ｎ2 ＳＡが60m2/g以上、ＤＢＰが108ml/100g以上の
範囲にあり、一定比表面積当たりの真比重を公知のカー
ボンブラックよりも著しく低い特定範囲に設定するとと
もに着色力ならびに凝集体モード径当たりの分布巾を一
定値以上に制御したカーボンブラックを配合するゴム組
成物（特開昭59−140241号公報) 。 (3) Ｎ2 ＳＡが65〜84m2/g、Ｎ2 ＳＡ／よう素吸着量(I
A)の比が1.10〜1.35の範囲にあり、圧縮ＤＢＰ、ブラッ
クネス、ＩＡおよび凝集体モード径を変数とする式で定
義される値を特定値以上に設定した特性をもつゴム配合
用のカーボンブラック（特開昭63−225639号公報) 。 (4) Ｎ2 ＳＡが75〜105m2/g 、圧縮ＤＢＰが110ml/100g
以上の範囲にあり、一定比表面積当たりの真比重を公知
のカーボンブラックより低い特定範囲に設定するととも
に、粒子凝集体空隙直径ならびに凝集体モード径当たり
の分布巾を一定値以上に維持する特性をもつゴム配合用
のカーボンブラック（特開平１−201367号公報) 。
【０００６】また、主にトラック、バス用の大型タイヤ
トレッド部材に使用されるＮ220 、Ｎ110 級のカーボン
ブラックを対象とするものには、次のような改良提案が
なされている。 (5) Ｎ2 ＳＡが 100〜200m2/g の範囲にあり、粒子径に
対して相対的にブロードな凝集体ストークス径分布を備
えるカーボンブラックを配合したゴム組成物（特開昭63
−112638号公報) 。 (6) Ｎ2 ＳＡが70〜185m2/g の範囲にあり、凝集体スト
ークス径分布が特定範囲の２点の極大点をもつカーボン
ブラックを配合したゴム組成物（特開昭63−179941号公
報) 。 (7) Ｎ2 ＳＡが 110〜155m2/g の範囲にあり、ＤＢＰ、
圧縮ＤＢＰ、ブラックネス、Ｎ2 ＳＡおよびよう素吸着
量を変数とする式で定義される値が特定範囲にある特性
のカーボンブラックを配合したゴム組成物（特開昭63−
297439号公報) 。
トレッド部材に使用されるＮ220 、Ｎ110 級のカーボン
ブラックを対象とするものには、次のような改良提案が
なされている。 (5) Ｎ2 ＳＡが 100〜200m2/g の範囲にあり、粒子径に
対して相対的にブロードな凝集体ストークス径分布を備
えるカーボンブラックを配合したゴム組成物（特開昭63
−112638号公報) 。 (6) Ｎ2 ＳＡが70〜185m2/g の範囲にあり、凝集体スト
ークス径分布が特定範囲の２点の極大点をもつカーボン
ブラックを配合したゴム組成物（特開昭63−179941号公
報) 。 (7) Ｎ2 ＳＡが 110〜155m2/g の範囲にあり、ＤＢＰ、
圧縮ＤＢＰ、ブラックネス、Ｎ2 ＳＡおよびよう素吸着
量を変数とする式で定義される値が特定範囲にある特性
のカーボンブラックを配合したゴム組成物（特開昭63−
297439号公報) 。
【０００７】しかしながら、近年の低燃費タイヤに対す
る要求はますます高度化しており、高水準の反撥弾性を
保持しながらより優れた耐摩耗性を有する低発熱性ゴム
組成物の開発が求められている。本発明者は、この要求
に沿う特性のゴム組成物として、窒素吸着比表面積(N2S
A)が60〜100m2/g のハード系領域に属し、かつアグリゲ
ート粒間ポアのモード径(Dp)がＤｐ≦1.543 ×Ｄstモー
ド径) −55.0の関係式を満たすファーネスカーボンブラ
ックをゴム成分100 重量部に対し35〜100 重量部の割合
で配合したゴム組成物を開発した (特願平２−340732
号) 。
る要求はますます高度化しており、高水準の反撥弾性を
保持しながらより優れた耐摩耗性を有する低発熱性ゴム
組成物の開発が求められている。本発明者は、この要求
に沿う特性のゴム組成物として、窒素吸着比表面積(N2S
A)が60〜100m2/g のハード系領域に属し、かつアグリゲ
ート粒間ポアのモード径(Dp)がＤｐ≦1.543 ×Ｄstモー
ド径) −55.0の関係式を満たすファーネスカーボンブラ
ックをゴム成分100 重量部に対し35〜100 重量部の割合
で配合したゴム組成物を開発した (特願平２−340732
号) 。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
願発明によるゴム組成物は乗用車や軽トラックのタイヤ
トレッド用としては好適であるが、より過酷条件で使用
される大型のバスやトラックに装備するタイヤトレッド
としては具備特性に不足面があった。
願発明によるゴム組成物は乗用車や軽トラックのタイヤ
トレッド用としては好適であるが、より過酷条件で使用
される大型のバスやトラックに装備するタイヤトレッド
としては具備特性に不足面があった。
【０００９】本発明は、引き続き前記課題を解決するた
めの研究を重ねた結果、Ｎ2 ＳＡが60〜160m2/g 、ＤＢ
Ｐ吸油量が90〜150ml/100gのハード系領域に属するカー
ボンブラックであって、先願発明とは逆にアグリゲート
粒間ポアのモード径がこれまで知られているカーボンブ
ラックに比べて大きな特性のものを選択配合したゴム組
成物は、乗用車からトラック、バスに至る広範囲のタイ
ヤトレッドに適合し得る反撥弾性（低発熱性）と耐摩耗
性を兼備する事実を解明して開発されたものである。
めの研究を重ねた結果、Ｎ2 ＳＡが60〜160m2/g 、ＤＢ
Ｐ吸油量が90〜150ml/100gのハード系領域に属するカー
ボンブラックであって、先願発明とは逆にアグリゲート
粒間ポアのモード径がこれまで知られているカーボンブ
ラックに比べて大きな特性のものを選択配合したゴム組
成物は、乗用車からトラック、バスに至る広範囲のタイ
ヤトレッドに適合し得る反撥弾性（低発熱性）と耐摩耗
性を兼備する事実を解明して開発されたものである。
【００１０】したがって本発明の目的は、乗用車からト
ラック、バスに至る低燃費タイヤトレッド用として好適
な低発熱性を保持しながら高度の耐摩耗性能を発揮する
ゴム組成物を提供することにある。
ラック、バスに至る低燃費タイヤトレッド用として好適
な低発熱性を保持しながら高度の耐摩耗性能を発揮する
ゴム組成物を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるゴム組成物は、窒素吸着比表面積(N2S
A)が60〜160m2/g 、ＤＢＰ吸油量(DBP) が90〜150ml/10
0gのハード系領域に属し、かつ下記の選択的特性を備え
るカーボンブラックをゴム成分 100重量部に対し35〜10
0 重量部の割合で配合してなることを構成上の特徴とす
る。 Ｄp モード径 ≧ 1.543 × (Ｄstモード径) −30.0 但し、Ｄp モード径は示差走査熱量計(DSC) により測定
されるカーボンブラック粒間のポア径分布における最大
頻度のモード径を指し、Ｄstモード径はディスクセント
リフュージ装置(DSC) により測定されるカーボンブラッ
クアグリゲートのストークスモード径を指す。
めの本発明によるゴム組成物は、窒素吸着比表面積(N2S
A)が60〜160m2/g 、ＤＢＰ吸油量(DBP) が90〜150ml/10
0gのハード系領域に属し、かつ下記の選択的特性を備え
るカーボンブラックをゴム成分 100重量部に対し35〜10
0 重量部の割合で配合してなることを構成上の特徴とす
る。 Ｄp モード径 ≧ 1.543 × (Ｄstモード径) −30.0 但し、Ｄp モード径は示差走査熱量計(DSC) により測定
されるカーボンブラック粒間のポア径分布における最大
頻度のモード径を指し、Ｄstモード径はディスクセント
リフュージ装置(DSC) により測定されるカーボンブラッ
クアグリゲートのストークスモード径を指す。
【００１２】上記構成によるカーボンブラックの各特性
は、以下の測定方法によって得られる値が用いられる。 窒素吸着比表面積(N2SA)；ＡＳＴＭ Ｄ3037−88 “St
andard Test Method for Carbon Black-SurfaceArea by
Nitrogen Absorption ”MethodＢによる。この方法に
よるＩＲＢ#6の測定値は、76m2/gである。 ＤＢＰ吸油量(DBP) ；ＪＩＳ Ｋ6221(1982)「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。この方法によるＩＲＢ#6の測定値は、99.0ml/1
00g である。
は、以下の測定方法によって得られる値が用いられる。 窒素吸着比表面積(N2SA)；ＡＳＴＭ Ｄ3037−88 “St
andard Test Method for Carbon Black-SurfaceArea by
Nitrogen Absorption ”MethodＢによる。この方法に
よるＩＲＢ#6の測定値は、76m2/gである。 ＤＢＰ吸油量(DBP) ；ＪＩＳ Ｋ6221(1982)「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。この方法によるＩＲＢ#6の測定値は、99.0ml/1
00g である。
【００１３】Ｄp モード径 ;ＪＩＳ Ｋ6221(1982) 5
「乾燥試料の作り方」に基づいて乾燥したのち、精秤採
取したカーボンブラック試料を蒸留水と混合してカーボ
ンブラック濃度0.250g/cm3のペーストを作成し、超音波
で十分に分散させる。超音波分散後10分以内に示差走査
熱量計(DSC, Mettler 社製 DSC30)でアグリゲート粒間
ポアの分布測定を開始する。この場合のペースト採取量
は約３〜５mgの範囲内とし、アルミ製のサンプル容器に
入れシールしたのち、ペーストの質量を確認し前記ＤＳ
Ｃ装置にセットし、次のステップで測定する。室温か
ら−80℃まで急冷する。−80℃から−５℃まで10℃/m
in. の速度で加熱する。−５℃から−0.1 ℃まで１℃
/min. の速度で加熱したのち、−0.1 ℃ (蒸留水の凝固
点より0.1 ℃低い温度) に10分間保持する。−0.1 ℃
から−８℃まで０．１℃/min. の速度で徐々に冷却し、
補償エネルギーを記録する。そして、の段階で得られ
た補償エネルギーのチャートから各温度(0.1℃刻み) の
山の高さ(y) を読み取り、下記(2) 、(3) 式からアグリ
ゲート粒間のポア径(Dp)およびポア分布 (△ V／△ Dp)
を得る。 Ｄp ＝ (135.34／ΔT)＋1.14 ……(2) ΔV ／ΔDp＝ K・ (ΔT)2/Wa×y …(3) (2) 、(3) 式において、ΔT は蒸留水の凝固点降下幅、
Waは蒸留水の凝固熱、K はＤＳＣ装置の感度やサンプル
の質量を考慮に入れたファクターである。これらの式は
Brunらによって導かれたもので、Thermochimica Acta,2
1(1977)59〜88“A NEW METHOD FOR THE SIMULTANEOUS D
ETERMINATION OF THE SIZE ANDTHE SHAPE OF PORES : T
HE THERMOPOROMETRY”に詳説されている。なお、この方
法で測定したＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference
Black C-3(N234) のＤp モード径は、77.6nmであった。
「乾燥試料の作り方」に基づいて乾燥したのち、精秤採
取したカーボンブラック試料を蒸留水と混合してカーボ
ンブラック濃度0.250g/cm3のペーストを作成し、超音波
で十分に分散させる。超音波分散後10分以内に示差走査
熱量計(DSC, Mettler 社製 DSC30)でアグリゲート粒間
ポアの分布測定を開始する。この場合のペースト採取量
は約３〜５mgの範囲内とし、アルミ製のサンプル容器に
入れシールしたのち、ペーストの質量を確認し前記ＤＳ
Ｃ装置にセットし、次のステップで測定する。室温か
ら−80℃まで急冷する。−80℃から−５℃まで10℃/m
in. の速度で加熱する。−５℃から−0.1 ℃まで１℃
/min. の速度で加熱したのち、−0.1 ℃ (蒸留水の凝固
点より0.1 ℃低い温度) に10分間保持する。−0.1 ℃
から−８℃まで０．１℃/min. の速度で徐々に冷却し、
補償エネルギーを記録する。そして、の段階で得られ
た補償エネルギーのチャートから各温度(0.1℃刻み) の
山の高さ(y) を読み取り、下記(2) 、(3) 式からアグリ
ゲート粒間のポア径(Dp)およびポア分布 (△ V／△ Dp)
を得る。 Ｄp ＝ (135.34／ΔT)＋1.14 ……(2) ΔV ／ΔDp＝ K・ (ΔT)2/Wa×y …(3) (2) 、(3) 式において、ΔT は蒸留水の凝固点降下幅、
Waは蒸留水の凝固熱、K はＤＳＣ装置の感度やサンプル
の質量を考慮に入れたファクターである。これらの式は
Brunらによって導かれたもので、Thermochimica Acta,2
1(1977)59〜88“A NEW METHOD FOR THE SIMULTANEOUS D
ETERMINATION OF THE SIZE ANDTHE SHAPE OF PORES : T
HE THERMOPOROMETRY”に詳説されている。なお、この方
法で測定したＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference
Black C-3(N234) のＤp モード径は、77.6nmであった。
【００１４】Ｄstモード径；乾燥カーボンブラックを少
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50ml/l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％グリセリン溶液) を10
ml加えたのち１mlのバッファー液 (エタノール水溶液)
を注入する。ついで、カーボンブラック分散液 0.5mlを
注射器で加えて遠心沈降を開始し、同時に記録計を作動
させて光学的にアグリゲート・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、Ｄstモード径とする。この方法で
測定したＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference Blac
k C-3(N234) のＤstモード径は80nmであった。
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50ml/l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％グリセリン溶液) を10
ml加えたのち１mlのバッファー液 (エタノール水溶液)
を注入する。ついで、カーボンブラック分散液 0.5mlを
注射器で加えて遠心沈降を開始し、同時に記録計を作動
させて光学的にアグリゲート・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、Ｄstモード径とする。この方法で
測定したＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference Blac
k C-3(N234) のＤstモード径は80nmであった。
【００１５】本発明で特定した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
子径範囲およびＤＢＰ吸油量90〜150ml/100gのストラク
チャー範囲は通常品種のハード系領域に属し、配合ゴム
に高度の耐摩耗性を付与するとともに適度の低発熱性を
保持させ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未満では耐摩耗性の低下が著しく、他
方160m2/g を越えるとゴムに対する分散性が悪化して耐
摩耗性が円滑に向上せず、発熱性も増大する。また、Ｄ
ＢＰ吸油量が90ml/100g 未満では耐摩耗性が損なわれ、
150ml/100gを上廻る場合にはアイススキッド性が低下し
て安全性能の減退を招く。
目のうち、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜160m2/g の粒
子径範囲およびＤＢＰ吸油量90〜150ml/100gのストラク
チャー範囲は通常品種のハード系領域に属し、配合ゴム
に高度の耐摩耗性を付与するとともに適度の低発熱性を
保持させ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未満では耐摩耗性の低下が著しく、他
方160m2/g を越えるとゴムに対する分散性が悪化して耐
摩耗性が円滑に向上せず、発熱性も増大する。また、Ｄ
ＢＰ吸油量が90ml/100g 未満では耐摩耗性が損なわれ、
150ml/100gを上廻る場合にはアイススキッド性が低下し
て安全性能の減退を招く。
【００１６】本発明において設定したＤp モード径に関
する選択的特性は、カーボンブラックが強固に融着結合
した凝集体（アグリゲート）性状を示す指標であって、
カーボンブラックのアグリゲート自体の大きさ (Ｄstモ
ード径) に比べてアグリゲート粒間ポアの大きさ (Ｄp
モード径) が相対的に大きいことに特徴付けられる。そ
して、Ｄp モード径≧ 1.543×（Ｄstモード径) −30.0
の要件を満たす場合に配合ゴムに好適な低発熱性と著し
く改善された耐摩耗性を付与することが可能となる。
する選択的特性は、カーボンブラックが強固に融着結合
した凝集体（アグリゲート）性状を示す指標であって、
カーボンブラックのアグリゲート自体の大きさ (Ｄstモ
ード径) に比べてアグリゲート粒間ポアの大きさ (Ｄp
モード径) が相対的に大きいことに特徴付けられる。そ
して、Ｄp モード径≧ 1.543×（Ｄstモード径) −30.0
の要件を満たす場合に配合ゴムに好適な低発熱性と著し
く改善された耐摩耗性を付与することが可能となる。
【００１７】これらの特性を備えるカーボンブラック
は、炉頭部に接線方向の空気供給口と炉軸方向に挿着さ
れた燃焼バーナーを有する燃焼室と、これに同軸的に連
設された数段の狭径および広径反応ゾーンを備える構造
のオイルファーネス炉を用い、燃料油供給量、空気供給
量などの燃焼条件、狭径反応ゾーンに多段に導入する原
料油の供給量等を制御するとによって製造することがで
きる。
は、炉頭部に接線方向の空気供給口と炉軸方向に挿着さ
れた燃焼バーナーを有する燃焼室と、これに同軸的に連
設された数段の狭径および広径反応ゾーンを備える構造
のオイルファーネス炉を用い、燃料油供給量、空気供給
量などの燃焼条件、狭径反応ゾーンに多段に導入する原
料油の供給量等を制御するとによって製造することがで
きる。
【００１８】上記のカーボンブラックは、常法に従って
天然ゴム、ジエン系合成ゴム、天然ゴムまたはイソプレ
ンゴムにジエン系合成ゴムを配合したブレンドゴムなど
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35〜100 重量部とし、
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混練して本発明のゴム組成
物を得る。
天然ゴム、ジエン系合成ゴム、天然ゴムまたはイソプレ
ンゴムにジエン系合成ゴムを配合したブレンドゴムなど
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35〜100 重量部とし、
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混練して本発明のゴム組成
物を得る。
【００１９】
【作用】アグリゲート粒間ポアのＤp モード径は, カー
ボンブラック製造工程における反応温度や燃焼ガスの撹
乱度など生成時の条件と密接に関連しており、このため
生成カーボンブラックのストラクチャーおよび比表面積
との相関要素が大きい。発明者の検討によると、現在、
上市されているカーボンブラックのＤp モード径は下式
(4) および(5) の範囲にあることが確認されている。 Ｄp モード径＝〔75.2×(DBP/N2SA)〕±3.0 Ｄp モード径＝〔1.543 ×(Dstモード径) −42.8±8.0 例えば、ＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference Blac
k C-3(N234) のＤp モード径実測値は77.6nmであるが、
この値はそのＤstモード径実測値80nmから算出される上
記 (5)式によるＤp モード径(72.6 〜88.6nm) の範囲に
入っている。
ボンブラック製造工程における反応温度や燃焼ガスの撹
乱度など生成時の条件と密接に関連しており、このため
生成カーボンブラックのストラクチャーおよび比表面積
との相関要素が大きい。発明者の検討によると、現在、
上市されているカーボンブラックのＤp モード径は下式
(4) および(5) の範囲にあることが確認されている。 Ｄp モード径＝〔75.2×(DBP/N2SA)〕±3.0 Ｄp モード径＝〔1.543 ×(Dstモード径) −42.8±8.0 例えば、ＡＳＴＭ Ｄ−２４ Standard Reference Blac
k C-3(N234) のＤp モード径実測値は77.6nmであるが、
この値はそのＤstモード径実測値80nmから算出される上
記 (5)式によるＤp モード径(72.6 〜88.6nm) の範囲に
入っている。
【００２０】したがって、本発明で特定されているＤp
モード径は、Ｄstモード径との関係において (5)式から
算出される値よりも高い水準に位置しており、この独特
な性状が配合ゴムの低発熱性を損ねることなしに耐摩耗
性を増大するために有効機能するものと推測される。こ
の機能はＤp モード径を低水準に設定した特願平２−34
0732号発明が耐摩耗性に比べて耐発熱性の改良巾を大き
くしている機能とは相違している。
モード径は、Ｄstモード径との関係において (5)式から
算出される値よりも高い水準に位置しており、この独特
な性状が配合ゴムの低発熱性を損ねることなしに耐摩耗
性を増大するために有効機能するものと推測される。こ
の機能はＤp モード径を低水準に設定した特願平２−34
0732号発明が耐摩耗性に比べて耐発熱性の改良巾を大き
くしている機能とは相違している。
【００２１】前記の機能が前提となる窒素吸着比表面積
およびＤＢＰ吸油量によるゴム性能の調整化作用と相俟
って、タイヤトレッドとして好適な低発熱性と高耐摩耗
性を兼備するゴム組成物の提供が可能となる。
およびＤＢＰ吸油量によるゴム性能の調整化作用と相俟
って、タイヤトレッドとして好適な低発熱性と高耐摩耗
性を兼備するゴム組成物の提供が可能となる。
【００２２】
実施例１〜３、比較例１〜３ 炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に装着した燃焼
バーナーを有する燃焼室（直径900mm 、長さ1000mm) を
設置し、該燃焼室と同軸的に連結する第１段狭径反応ゾ
ーン（直径200mm 、長さ600mm)、第２段狭径反応ゾーン
（直径160mm 、長さ600mm)および引き続く広径反応ゾー
ン (直径400mm)とから構成され、原料油導入ノズルを第
１段と第２段の狭径反応ゾーンに各設置した形態のオイ
ルファーネス炉を用い、発生条件を変えて３種類のカー
ボンブラックを製造した。原料油としては、比重(15/4
℃)1.073、粘度（エングラー40/20 ℃)2.10 、トルエン
不溶分0.03％、相関係数(BMCI)140 の芳香族炭化水素油
を、また燃料油には、比重(15/4 ℃)0.903、粘度(Cst/5
0 ℃)16.1 、残炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を
用いた。
バーナーを有する燃焼室（直径900mm 、長さ1000mm) を
設置し、該燃焼室と同軸的に連結する第１段狭径反応ゾ
ーン（直径200mm 、長さ600mm)、第２段狭径反応ゾーン
（直径160mm 、長さ600mm)および引き続く広径反応ゾー
ン (直径400mm)とから構成され、原料油導入ノズルを第
１段と第２段の狭径反応ゾーンに各設置した形態のオイ
ルファーネス炉を用い、発生条件を変えて３種類のカー
ボンブラックを製造した。原料油としては、比重(15/4
℃)1.073、粘度（エングラー40/20 ℃)2.10 、トルエン
不溶分0.03％、相関係数(BMCI)140 の芳香族炭化水素油
を、また燃料油には、比重(15/4 ℃)0.903、粘度(Cst/5
0 ℃)16.1 、残炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を
用いた。
【００２３】表１にカーボンブラックの発生条件、表２
に得られたカーボンブラックの特性をそれぞれ実施例 N
o.に対応させて表示した。なお、表２の比較例１〜３は
同等のハード系特性を有しながら本発明の選択的特性要
件を外れる従来品種のカーボンブラックである。
に得られたカーボンブラックの特性をそれぞれ実施例 N
o.に対応させて表示した。なお、表２の比較例１〜３は
同等のハード系特性を有しながら本発明の選択的特性要
件を外れる従来品種のカーボンブラックである。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】 表注：(1) 〔1.543 ×(Dstモード径) −30.0〕計算値
（表６も同じ）。 (2) 比較例１：N351、比較例２：N347、比較例３：N339
（表６も同じ）。 (2) 比較例１：N351、比較例２：N347、比較例３：N339
【００２６】次に、これらのカーボンブラック試料を表
３に示す配合比によりスチレンブタジエンゴム(SBR) に
配合した。
３に示す配合比によりスチレンブタジエンゴム(SBR) に
配合した。
【００２７】
【表３】
【００２８】表３の配合物を145 ℃の温度で50分間加硫
して得られた各ゴム組成物につき、各種ゴム特性を測定
した結果を表４に示した。なお、ゴム特性の測定は下記
によった。 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。 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９
g/min. エメリーホイール面と試験片の相対スリップ率：24％、
60％ 試験片回転数：535rpm 試験荷重：４kg
して得られた各ゴム組成物につき、各種ゴム特性を測定
した結果を表４に示した。なお、ゴム特性の測定は下記
によった。 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。 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９
g/min. エメリーホイール面と試験片の相対スリップ率：24％、
60％ 試験片回転数：535rpm 試験荷重：４kg
【００２９】ｔａｎδ（損失係数） 岩本製作所製のVisco Elastic Spectrometerを用い、次
の条件で測定した。 試験片：厚さ２mm、長さ30mm、幅５mm 周波数：50Hz 動的歪率：1.2 ％ 温 度：60℃ その他の特性 ＪＩＳ Ｋ6301「加硫ゴム物理試験法」によった。
の条件で測定した。 試験片：厚さ２mm、長さ30mm、幅５mm 周波数：50Hz 動的歪率：1.2 ％ 温 度：60℃ その他の特性 ＪＩＳ Ｋ6301「加硫ゴム物理試験法」によった。
【００３０】
【表４】
【００３１】表４から、実施例の結果は同比表面積レベ
ルにありながら本発明の選択的特性要件を外れる比較例
に比べ、低発熱性の指標となるｔａｎδ（損失係数）な
らびに反撥弾性が同等であるにも拘らず耐摩耗性能が有
意に向上していることが認められる。
ルにありながら本発明の選択的特性要件を外れる比較例
に比べ、低発熱性の指標となるｔａｎδ（損失係数）な
らびに反撥弾性が同等であるにも拘らず耐摩耗性能が有
意に向上していることが認められる。
【００３２】実施例４〜５、比較例４〜５ 実施例１と同一のオイルファーネス炉、原料油および燃
料油を用い、表５の発生条件により２種類のカーボンブ
ラックを製造した。
料油を用い、表５の発生条件により２種類のカーボンブ
ラックを製造した。
【００３３】
【表５】
【００３４】得られたカーボンブラックの特性
は、表６のとおりであった。なお、表６に併載した比較
例４、５は同等比表面積を有する既存のカーボンブラッ
クである。
は、表６のとおりであった。なお、表６に併載した比較
例４、５は同等比表面積を有する既存のカーボンブラッ
クである。
【００３５】
【表６】 表注；比較例４：N220、比較例５：N110。
【００３６】ついで、各カーボンブラックを表７に示す
配合条件で天然ゴムに配合した。
配合条件で天然ゴムに配合した。
【００３７】
【表７】
【００３８】表７の配合物を145 ℃の温度で40分間加硫
し、得られたゴム組成物につき各種特性を測定した。そ
の結果を表８に示した。
し、得られたゴム組成物につき各種特性を測定した。そ
の結果を表８に示した。
【００３９】
【表８】
【００４０】表８から、本発明の選択的特性要件を満た
す実施例４、５は天然ゴム配合においても同比表面積レ
ベルの比較例と比べ同等以上の低発熱性と高度の耐摩耗
性が付与されている。
す実施例４、５は天然ゴム配合においても同比表面積レ
ベルの比較例と比べ同等以上の低発熱性と高度の耐摩耗
性が付与されている。
【００４１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のゴム組成物には
好適な低発熱性および反撥弾性を保持しながら効果的に
改善された耐摩耗性能が付与される。この両特性の兼備
により、苛酷な走行条件下で高速性、安定性および耐久
性が要求される乗用車からトラック、バスに至るあらゆ
る車種のタイヤトレッド用として極めて有用となる。
好適な低発熱性および反撥弾性を保持しながら効果的に
改善された耐摩耗性能が付与される。この両特性の兼備
により、苛酷な走行条件下で高速性、安定性および耐久
性が要求される乗用車からトラック、バスに至るあらゆ
る車種のタイヤトレッド用として極めて有用となる。
Claims (1)
- 【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、かつ下記の選択的特性を備えるファーネスカ
ーボンブラックをゴム成分 100重量部に対し35〜100 重
量部の割合で配合してなることを特徴とするゴム組成
物。 Ｄp モード径 ≧ 1.543 × (Ｄstモード径) −30.0 但し、Ｄp モード径は示差走査熱量計(DSC) により測定
されるカーボンブラック粒間のポア径分布における最大
頻度のモード径を指し、Ｄstモード径はディスクセント
リフュージ装置(DCF) により測定されるカーボンブラッ
クのストークスモード径を指す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17312991A JP2593115B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17312991A JP2593115B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370126A JPH04370126A (ja) | 1992-12-22 |
| JP2593115B2 true JP2593115B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=15954665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17312991A Expired - Fee Related JP2593115B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593115B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100512133B1 (ko) * | 2002-05-31 | 2005-09-02 | 금호타이어 주식회사 | 내마모성 및 회전저항이 개선된 타이어용 트레드 고무조성물 |
| 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 |
| 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 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17312991A patent/JP2593115B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04370126A (ja) | 1992-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2631994B2 (ja) | タイヤトレッド用カーボンブラック | |
| HUT54190A (en) | Gas black with high specific surface | |
| US5321072A (en) | Rubber composition | |
| JP2593113B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3895210B2 (ja) | カーボンブラック及びそのゴム組成物 | |
| JPH0643524B2 (ja) | タイヤトレッド用カーボンブラック | |
| JP3461396B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JP3316249B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP2593115B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3283953B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP2729975B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3816541B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3517756B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JP3316267B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JP3283942B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| US5320820A (en) | Carbon black for tire tread rubber | |
| JP2729973B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3806447B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JP2649189B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3434353B2 (ja) | 大型タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JP3407810B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JP3510656B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| US5198205A (en) | Carbon black for tire tread rubber | |
| JPH0649803B2 (ja) | タイヤトレッドゴム用カーボンブラック | |
| JP2729972B2 (ja) | ゴム組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101219 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |