JP2649189B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JP2649189B2 JP2649189B2 JP3046219A JP4621991A JP2649189B2 JP 2649189 B2 JP2649189 B2 JP 2649189B2 JP 3046219 A JP3046219 A JP 3046219A JP 4621991 A JP4621991 A JP 4621991A JP 2649189 B2 JP2649189 B2 JP 2649189B2
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- carbon black
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- rubber
- rubber composition
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【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、詳しくは耐摩耗性を損なうこ
となしに改善された低発熱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、詳しくは耐摩耗性を損なうこ
となしに改善された低発熱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、安定走行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、省エナルギー等の社会
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発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、安定走行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、省エナルギー等の社会
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発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
性などの低下を招く。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
性などの低下を招く。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モード径を
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
ークスモード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63−1799
41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モード径を
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
ークスモード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63−1799
41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】
【発明が解決しようとする課題】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、
高水準の耐摩耗性を保持しながらより大きな反発弾性を
有する低発熱性ゴム組成物の開発が求められている。
低燃費タイヤに対する要求はますます高度化しており、
高水準の耐摩耗性を保持しながらより大きな反発弾性を
有する低発熱性ゴム組成物の開発が求められている。
【０００８】本発明は、このような状況下で引き続き前
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 、ＤＢＰ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において、一定凝集体
モード径当たりの光学的性質が異なる特性のカーボンブ
ラックを配合したゴム組成物は乗用車からトラック、バ
スに至るタイヤトレッドとして好適な耐摩耗性と反発弾
性（低発熱性）を兼備する事実を解明して開発されたも
のである。
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 、ＤＢＰ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において、一定凝集体
モード径当たりの光学的性質が異なる特性のカーボンブ
ラックを配合したゴム組成物は乗用車からトラック、バ
スに至るタイヤトレッドとして好適な耐摩耗性と反発弾
性（低発熱性）を兼備する事実を解明して開発されたも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるゴム組成物
は、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜160m2/g 、ＤＢＰ吸
油量が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
を構成上の特徴とする。 ｎ ≧ 1.580−0.00676 ×Ｄstモード径 ｂ ≧ 9.300−0.04333 ×Ｄstモード径 但し、ｎおよびｂは希薄水分散カーボンブラックの可視
光領域における吸光度(logI0/I) の波長（λ) に対する
依存性を示す定数で〔log(logI0/I)＝ｂ−ｎlog λ〕式
で求めた値とし、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アグ
リゲートのストークスモード径を指すものとする。
は、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜160m2/g 、ＤＢＰ吸
油量が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
を構成上の特徴とする。 ｎ ≧ 1.580−0.00676 ×Ｄstモード径 ｂ ≧ 9.300−0.04333 ×Ｄstモード径 但し、ｎおよびｂは希薄水分散カーボンブラックの可視
光領域における吸光度(logI0/I) の波長（λ) に対する
依存性を示す定数で〔log(logI0/I)＝ｂ−ｎlog λ〕式
で求めた値とし、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アグ
リゲートのストークスモード径を指すものとする。
【００１０】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 “Standard Test Method for C
arbon Black-SurfaceArea by Nitrogen Absorption ”M
ethodＢによる。 ＤＢＰ吸油量 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。
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 “Standard Test Method for C
arbon Black-SurfaceArea by Nitrogen Absorption ”M
ethodＢによる。 ＤＢＰ吸油量 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。
【００１１】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50mg/l
の分散液を作製し、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(DCF) を8000
rpm 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、１mlのバッファー液 (エタノー
ル水溶液) を注入する。ついで、試料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
学的にカーボンブラックアグリゲートのストークス相当
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。
タノール水溶液と混合してカーボンブラック濃度50mg/l
の分散液を作製し、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(DCF) を8000
rpm 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、１mlのバッファー液 (エタノー
ル水溶液) を注入する。ついで、試料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
学的にカーボンブラックアグリゲートのストークス相当
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。
【００１２】光学的特性（ｎ，ｂ）の吸光度測定 ＪＩＳ Ｋ6221(1982)５に従って乾燥し、精秤したカー
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10mg/lの分
散液を作成し、超音波で十分に分散させる。このように
して調製された希薄水分散カーボンブラックにつき、分
光光度計〔日本分光工業（株）製、UVIDEC-660〕により
可視光波長領域の吸光度を次の条件で測定する。 波 長 400〜850nm 光路長 10mm （石英セル使用） バンド幅 1nm 図１は、上記の条件で測定されたカーボンブラック標準
試料ＩＲＢ #６の波長（λ）と吸光度(logI0/I) との関
係を示したものである。このデータから〔log(logI0/I)
＝ｂ−ｎ logλ〕式によりｎ（傾き) およびｂ（切片）
を求めると、ｎ＝0.852 、ｂ＝4.695 の値となる。
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10mg/lの分
散液を作成し、超音波で十分に分散させる。このように
して調製された希薄水分散カーボンブラックにつき、分
光光度計〔日本分光工業（株）製、UVIDEC-660〕により
可視光波長領域の吸光度を次の条件で測定する。 波 長 400〜850nm 光路長 10mm （石英セル使用） バンド幅 1nm 図１は、上記の条件で測定されたカーボンブラック標準
試料ＩＲＢ #６の波長（λ）と吸光度(logI0/I) との関
係を示したものである。このデータから〔log(logI0/I)
＝ｂ−ｎ logλ〕式によりｎ（傾き) およびｂ（切片）
を求めると、ｎ＝0.852 、ｂ＝4.695 の値となる。
【００１３】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、ＤＢ
Ｐ吸油量が90ml/100g 未満では耐摩耗性が損なわれ、15
0ml/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、ＤＢ
Ｐ吸油量が90ml/100g 未満では耐摩耗性が損なわれ、15
0ml/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。
【００１４】本発明において設定した選択的特性は、カ
ーボンブラックアグリゲートの光学的な性質を示す指標
であって、アグリゲートの大きさが同一であっても吸光
度の波長依存性が高いことに特徴付けられる。そして、
前記波長依存性の定数となるｎおよびｂがそれぞれｎ≧
1.580−0.00676 ×Ｄstモード径およびｂ≧ 9.300−0.
04333 ×Ｄstモード径の要件を満たす場合に配合ゴム組
成物の発熱性が効果的に抑制され、耐摩耗性を損ねるこ
となしに反発弾性を有意に向上させることが可能とな
る。
ーボンブラックアグリゲートの光学的な性質を示す指標
であって、アグリゲートの大きさが同一であっても吸光
度の波長依存性が高いことに特徴付けられる。そして、
前記波長依存性の定数となるｎおよびｂがそれぞれｎ≧
1.580−0.00676 ×Ｄstモード径およびｂ≧ 9.300−0.
04333 ×Ｄstモード径の要件を満たす場合に配合ゴム組
成物の発熱性が効果的に抑制され、耐摩耗性を損ねるこ
となしに反発弾性を有意に向上させることが可能とな
る。
【００１５】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
れた燃焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを有する燃焼
室と、これに同軸的に狭径および広径状の反応ゾーンを
連設した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、酸素ガス供給量などの燃焼条件、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
れた燃焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを有する燃焼
室と、これに同軸的に狭径および広径状の反応ゾーンを
連設した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、酸素ガス供給量などの燃焼条件、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。
【００１６】上記のカーボンブラックは、常法に従って
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、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。
【００１７】
【作用】カーボンブラックの希薄水分散系が〔log(logI
0/I)＝ｂ−ｎ logλ〕式で示されるAngstrom近似に従
い、定数ｎおよびｂが共にカーボンブラック表面積の対
数と直線関係にあることは既に解明されている〔Rubber
Age Vol.82,No.4,P657(1958) 〕。そして、一般にカー
ボンブラック分散液に光を入射させると、光の吸収およ
び散乱が起きるが、これら吸収、散乱共に入射光の波長
に関連するばかりでなく、液中に分散するカーボンブラ
ックアグリゲートの径、形状、濃度等にも関係する。
0/I)＝ｂ−ｎ logλ〕式で示されるAngstrom近似に従
い、定数ｎおよびｂが共にカーボンブラック表面積の対
数と直線関係にあることは既に解明されている〔Rubber
Age Vol.82,No.4,P657(1958) 〕。そして、一般にカー
ボンブラック分散液に光を入射させると、光の吸収およ
び散乱が起きるが、これら吸収、散乱共に入射光の波長
に関連するばかりでなく、液中に分散するカーボンブラ
ックアグリゲートの径、形状、濃度等にも関係する。
【００１８】本発明者らは、比表面積やＤＢＰ吸油量の
異なる市販のカーボンブラックについて前記の追試実験
をおこなったところ、基本的に同一の結果が得られるこ
とを確認した。更にカーボンブラックアグリゲートの径
としてディスクセントリフュージ装置(DCF) で測定され
るストークスモード径をとり、定数ｎおよびｂとの相関
関係を調べた結果、下記の関係にあることが判明した。 ｎ＝（1.515 −0.00676 ×Ｄstモード径) ±0.05 …(1) ｂ＝（8.881 −0.04333 ×Ｄstモード径) ±0.4 …(2)
異なる市販のカーボンブラックについて前記の追試実験
をおこなったところ、基本的に同一の結果が得られるこ
とを確認した。更にカーボンブラックアグリゲートの径
としてディスクセントリフュージ装置(DCF) で測定され
るストークスモード径をとり、定数ｎおよびｂとの相関
関係を調べた結果、下記の関係にあることが判明した。 ｎ＝（1.515 −0.00676 ×Ｄstモード径) ±0.05 …(1) ｂ＝（8.881 −0.04333 ×Ｄstモード径) ±0.4 …(2)
【００１９】Ｄstモード径は、カーボンブラック粒子が
強固に融着結合したアグリゲートを示すパラメーターで
あり、その性状はカーボンブラック生成過程における生
成反応温度や燃焼ガスの撹乱度などの生成条件と密接に
関連する。したがって、上式(1) 、(2) は比表面積、ス
トラクチャー等の性状、すなわちアグリゲートの大きさ
及び形状が総合作用して成立するものと考えられるが、
さらに研究を進める過程でｎおよびｂがＤstモード径と
の関係において(1) および(2) 式からの算出値よりも大
きい場合、とくに選択的特性として特定した要件を満た
す場合に配合ゴムに対する反発弾性の向上が著しいこと
を確認した。
強固に融着結合したアグリゲートを示すパラメーターで
あり、その性状はカーボンブラック生成過程における生
成反応温度や燃焼ガスの撹乱度などの生成条件と密接に
関連する。したがって、上式(1) 、(2) は比表面積、ス
トラクチャー等の性状、すなわちアグリゲートの大きさ
及び形状が総合作用して成立するものと考えられるが、
さらに研究を進める過程でｎおよびｂがＤstモード径と
の関係において(1) および(2) 式からの算出値よりも大
きい場合、とくに選択的特性として特定した要件を満た
す場合に配合ゴムに対する反発弾性の向上が著しいこと
を確認した。
【００２０】上記のことから、本発明のゴム組成物にお
いて耐摩耗性を損ねずに低発熱性が向上する作用は、選
択的特性を満たすカーボンブラックの独特な光学的アグ
リゲート形状に基づくものと推測される。
いて耐摩耗性を損ねずに低発熱性が向上する作用は、選
択的特性を満たすカーボンブラックの独特な光学的アグ
リゲート形状に基づくものと推測される。
【００２１】
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の燃焼バーナー
および原料油噴射ノズルを装着した燃焼室（直径800mm
、長さ800mm)を設置し、該燃焼室と同軸的に連結する
狭径反応室（直径160mm 、長さ1200mm) および引き続く
広径反応室（直径400mm)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 ℃)1.07
3、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/50 ℃)1
6.1 、残炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を用い
た。
および原料油噴射ノズルを装着した燃焼室（直径800mm
、長さ800mm)を設置し、該燃焼室と同軸的に連結する
狭径反応室（直径160mm 、長さ1200mm) および引き続く
広径反応室（直径400mm)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 ℃)1.07
3、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/50 ℃)1
6.1 、残炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を用い
た。
【００２２】表１に発生条件、表２に得られたカーボン
ブラックの特性を実施例 No.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。
ブラックの特性を実施例 No.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。
【００２３】
【００２４】
【００２５】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。
【００２６】
【００２７】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
【００２８】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。
【００２９】
【００３０】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、同等以上の耐摩耗性を有しながら低発熱性の指
標となるｔａｎδ（損失係数）が低く、反発弾性が向上
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、同等以上の耐摩耗性を有しながら低発熱性の指
標となるｔａｎδ（損失係数）が低く、反発弾性が向上
していることが認められる。
【００３１】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。
【００３２】表５
【００３３】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。
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。
【００３４】
【００３５】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。
【００３６】
【００３７】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。
【００３８】
【００３９】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耐摩耗性と有意に向上し
た反発弾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耐摩耗性と有意に向上し
た反発弾性が付与されている。
【００４０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のゴム組成物には
同レベルの比表面積を有するハード系カーボンブラック
と同等以上の高耐摩耗性を保持しながら効果的に改善さ
れた低発熱性と高反発弾性が付与される。したがって、
苛酷な走行条件の下で優れた高速性、安定走行性および
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好適である。
同レベルの比表面積を有するハード系カーボンブラック
と同等以上の高耐摩耗性を保持しながら効果的に改善さ
れた低発熱性と高反発弾性が付与される。したがって、
苛酷な走行条件の下で優れた高速性、安定走行性および
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好適である。
【図１】標準試料ＩＲＢ #６カーボンブラックを用いた
場合の光の波長に対する吸光度の変化を示した関係図で
ある。
場合の光の波長に対する吸光度の変化を示した関係図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜160m2/g
、ＤＢＰ吸油量が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。 ｎ ≧ 1.580 − 0.00676 ×Ｄstモード径 ｂ ≧ 9.300 − 0.04333 ×Ｄstモード径 但し、ｎおよびｂは希薄水分散カーボンブラックの可視
光領域における吸光度(logI0/I) の波長（λ) に対する
依存性を示す定数で、〔log(logI0/I)＝ｂ−ｎlogλ〕
式で求めた値とし、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ア
グリゲートのストークスモード径を指す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046219A JP2649189B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046219A JP2649189B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170973A JPH05170973A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2649189B2 true JP2649189B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=12740998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046219A Expired - Fee Related JP2649189B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649189B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5679744A (en) * | 1994-11-11 | 1997-10-21 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3046219A patent/JP2649189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05170973A (ja) | 1993-07-09 |
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