JP2729973B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JP2729973B2 JP2729973B2 JP4124175A JP12417592A JP2729973B2 JP 2729973 B2 JP2729973 B2 JP 2729973B2 JP 4124175 A JP4124175 A JP 4124175A JP 12417592 A JP12417592 A JP 12417592A JP 2729973 B2 JP2729973 B2 JP 2729973B2
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- JP
- Japan
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- carbon black
- rubber
- diameter
- rubber composition
- dbp
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- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乗用車や軽トラック用
のタイヤトレッド部材として好適なゴム組成物、詳しく
は低燃費タイヤに有効な優れた耐摩耗性能と高い反発弾
性を兼備する低発熱性のゴム組成物に関する。
のタイヤトレッド部材として好適なゴム組成物、詳しく
は低燃費タイヤに有効な優れた耐摩耗性能と高い反発弾
性を兼備する低発熱性のゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴム補強用のカーボンブラックには、具
備特性に応じた多様の品種があり、これらの品種特性が
ゴムに配合した組成物の諸性能を決定付けるための主要
な因子となる。このため、通常ゴムへの配合に当たって
は、部材用途に適合する品種特性のカーボンブラックを
選定使用する手段が慣用されている。
備特性に応じた多様の品種があり、これらの品種特性が
ゴムに配合した組成物の諸性能を決定付けるための主要
な因子となる。このため、通常ゴムへの配合に当たって
は、部材用途に適合する品種特性のカーボンブラックを
選定使用する手段が慣用されている。
【０００３】例えば、ここ数年来、省資源、省エネルギ
ーの社会的要求に対応するため低燃費タイヤの開発が盛
んにおこなわれてきたが、このような低燃費タイヤに対
しては比較的粒子径が大きな品種のカーボンブラックを
相対的に少ない量でゴム成分に配合した低発熱性で高反
発弾性を備えるゴム組成物が有効である。ところが、粒
子径が大きく比表面積の小さなカーボンブラックのゴム
配合は、低燃費性能を改善する目的には有効であるが、
湿潤路面での制動性および耐摩耗性といった面の特性低
下が避けられない。したがって、粒子径が小さく、比表
面積の大きいカーボンブラックを用いて配合ゴムに高耐
摩耗性と高反発弾性を与える低発熱性とを同時に付与す
ることができれば、低燃費化を対象とするタイヤトレッ
ド用ゴム部材として理想的なものとなる。
ーの社会的要求に対応するため低燃費タイヤの開発が盛
んにおこなわれてきたが、このような低燃費タイヤに対
しては比較的粒子径が大きな品種のカーボンブラックを
相対的に少ない量でゴム成分に配合した低発熱性で高反
発弾性を備えるゴム組成物が有効である。ところが、粒
子径が大きく比表面積の小さなカーボンブラックのゴム
配合は、低燃費性能を改善する目的には有効であるが、
湿潤路面での制動性および耐摩耗性といった面の特性低
下が避けられない。したがって、粒子径が小さく、比表
面積の大きいカーボンブラックを用いて配合ゴムに高耐
摩耗性と高反発弾性を与える低発熱性とを同時に付与す
ることができれば、低燃費化を対象とするタイヤトレッ
ド用ゴム部材として理想的なものとなる。
【０００４】本出願人は、上記のような背反的ゴム性能
を、配合するカーボンブラックの特性面、とくに粒子
径、比表面積、ストラクチャー等の基本特性に加えてよ
りミクロな選択的特性を付加することによって両立させ
る研究を系統的に継続しており、既に以下のような開発
提案をおこなっている。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮ＤＢＰ
が112ml/100g以上のカーボンブラックに凝集体のストー
クスモード径および同分布を一定値以上に維持させた配
合ゴムに高補強性能と高反発弾性を同時に付与すること
ができるカーボンブラック（特公平１−53978 号公報)
。 (2) Ｎ2 ＳＡ60m2/g以上、ＤＢＰ108ml/100g以上、一定
比表面積当たりの真比重値を公知のカーボンブラックの
それより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幅を一定値以上に
維持するカーボンブラックを配合した高耐摩耗性と高反
発弾性を兼備するゴム組成物（特開昭59−140241号公
報) 。 (3) Ｎ2 ＳＡが65〜84m2/g、Ｎ2 ＳＡ／ヨウ素吸着量(I
A)の比が1.10〜1.35の範囲にあり、圧縮ＤＢＰ、ブラッ
クネス、ヨウ素吸着量および凝集体モード径を変数とす
る関係式値を一定値以上に設定した配合ゴムに高耐摩耗
性と高反発弾性を同時に付与することができるカーボン
ブラック（特開昭62−58792 号公報) 。 (4) Ｎ2 ＳＡが75〜105m2/g 、圧縮ＤＢＰ110ml/100g以
上で、一定比表面積当たりの真比重値を公知のカーボン
ブラックのそれより低い特定範囲に設定すると共に、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
幅を一定値以上に維持させた配合ゴムに高耐摩耗性と高
反発弾性を併有させることができるカーボンブラック
（特開平１−201367号公報) 。
を、配合するカーボンブラックの特性面、とくに粒子
径、比表面積、ストラクチャー等の基本特性に加えてよ
りミクロな選択的特性を付加することによって両立させ
る研究を系統的に継続しており、既に以下のような開発
提案をおこなっている。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮ＤＢＰ
が112ml/100g以上のカーボンブラックに凝集体のストー
クスモード径および同分布を一定値以上に維持させた配
合ゴムに高補強性能と高反発弾性を同時に付与すること
ができるカーボンブラック（特公平１−53978 号公報)
。 (2) Ｎ2 ＳＡ60m2/g以上、ＤＢＰ108ml/100g以上、一定
比表面積当たりの真比重値を公知のカーボンブラックの
それより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幅を一定値以上に
維持するカーボンブラックを配合した高耐摩耗性と高反
発弾性を兼備するゴム組成物（特開昭59−140241号公
報) 。 (3) Ｎ2 ＳＡが65〜84m2/g、Ｎ2 ＳＡ／ヨウ素吸着量(I
A)の比が1.10〜1.35の範囲にあり、圧縮ＤＢＰ、ブラッ
クネス、ヨウ素吸着量および凝集体モード径を変数とす
る関係式値を一定値以上に設定した配合ゴムに高耐摩耗
性と高反発弾性を同時に付与することができるカーボン
ブラック（特開昭62−58792 号公報) 。 (4) Ｎ2 ＳＡが75〜105m2/g 、圧縮ＤＢＰ110ml/100g以
上で、一定比表面積当たりの真比重値を公知のカーボン
ブラックのそれより低い特定範囲に設定すると共に、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
幅を一定値以上に維持させた配合ゴムに高耐摩耗性と高
反発弾性を併有させることができるカーボンブラック
（特開平１−201367号公報) 。
【０００５】このほか、米国特許第 4360627号明細書に
はタイヤトレッドラバー用として、Ｎ2 ＳＡ85〜95m2/
g、24M4ＤＢＰ 100〜104ml/100g、Ｔint 95〜105 ％
で、凝集体ストークスモード径の分布（△Ｄ50）を180m
μ以上とした高耐摩耗性と高反発弾性を達成するカーボ
ンブラックが開示されており、また米国特許第4548980
号明細書には、省エネルギー用タイヤトレッドラバーに
必要な低ころがり抵抗と高度のウエットグリップ性能を
得るためのカーボンブラック特性として、Ｎ2 ＳＡ75〜
105m2/g 、Ｎ2 ＳＡ−ＩＡ≧15、Ｎ2 ＳＡ−ＣＴＡＢＳ
Ａ≦５、24M4ＤＢＰ≦110 、Ｔint 90〜110 、△Ｔint
≦−３が示されている。
はタイヤトレッドラバー用として、Ｎ2 ＳＡ85〜95m2/
g、24M4ＤＢＰ 100〜104ml/100g、Ｔint 95〜105 ％
で、凝集体ストークスモード径の分布（△Ｄ50）を180m
μ以上とした高耐摩耗性と高反発弾性を達成するカーボ
ンブラックが開示されており、また米国特許第4548980
号明細書には、省エネルギー用タイヤトレッドラバーに
必要な低ころがり抵抗と高度のウエットグリップ性能を
得るためのカーボンブラック特性として、Ｎ2 ＳＡ75〜
105m2/g 、Ｎ2 ＳＡ−ＩＡ≧15、Ｎ2 ＳＡ−ＣＴＡＢＳ
Ａ≦５、24M4ＤＢＰ≦110 、Ｔint 90〜110 、△Ｔint
≦−３が示されている。
【０００６】本発明者らは、上記の従来技術よりも一層
低燃費タイヤ用として好適な高水準の反発弾性ならびに
耐摩耗性を併有するゴム組成物として、窒素吸着比表面
積(N2SA)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35〜10
0 重量部の割合で配合してなる組成物を開発し、特願平
２−340732号として提案した。
低燃費タイヤ用として好適な高水準の反発弾性ならびに
耐摩耗性を併有するゴム組成物として、窒素吸着比表面
積(N2SA)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35〜10
0 重量部の割合で配合してなる組成物を開発し、特願平
２−340732号として提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低燃費
タイヤに対する材質要請はますます高度化しており、前
記の先願発明によるゴム組成物でも最近の要求性能に応
えることが難しくなっているのが現状である。
タイヤに対する材質要請はますます高度化しており、前
記の先願発明によるゴム組成物でも最近の要求性能に応
えることが難しくなっているのが現状である。
【０００８】本発明者らは、このような背景下での引き
続く開発研究において、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜
100m2/ｇ、圧縮ＤＢＰが110ml/100g以上のハード系領域
に属するファーネスカーボンブラックであって、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、前記先願発明とは異なるMed-al
iaにより定義されたＤa ＝〔（2540＋71×DBP)／N2SA〕
値との関係で一定関係式値以下にあるカーボンブラック
を配合したゴム組成物は、乗用車や軽トラック用タイヤ
トレッドとして好適なゴム物性が得られる事実を解明し
た。
続く開発研究において、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜
100m2/ｇ、圧縮ＤＢＰが110ml/100g以上のハード系領域
に属するファーネスカーボンブラックであって、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、前記先願発明とは異なるMed-al
iaにより定義されたＤa ＝〔（2540＋71×DBP)／N2SA〕
値との関係で一定関係式値以下にあるカーボンブラック
を配合したゴム組成物は、乗用車や軽トラック用タイヤ
トレッドとして好適なゴム物性が得られる事実を解明し
た。
【０００９】本発明は、上記の解明事実に基づいて開発
されたもので、その目的は乗用車や軽トラックを対象と
する低燃費タイヤのトレッド用として好適な高水準の耐
摩耗性とならびに反発弾性を兼備するゴム組成物を提供
することにある。
されたもので、その目的は乗用車や軽トラックを対象と
する低燃費タイヤのトレッド用として好適な高水準の耐
摩耗性とならびに反発弾性を兼備するゴム組成物を提供
することにある。
【００１０】
【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60〜100m2/g 、圧縮ＤＢＰが110ml/100g以上のハー
ド系領域に属し、かつ下記の関係式による選択的特性を
有す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構
成上の特徴とする。 Ｄp モード径 ≦ 0.818Ｄa − 12.87 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アグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径であり、Ｄa は〔（2540＋
71×DBP)／N2SA〕式により算出された値を指す。
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60〜100m2/g 、圧縮ＤＢＰが110ml/100g以上のハー
ド系領域に属し、かつ下記の関係式による選択的特性を
有す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構
成上の特徴とする。 Ｄp モード径 ≦ 0.818Ｄa − 12.87 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アグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径であり、Ｄa は〔（2540＋
71×DBP)／N2SA〕式により算出された値を指す。
【００１１】上記構成によるカーボンブラックの各特性
には、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。この方法によるＩＲＢ#6の測定値は、7
6m2/gである。 圧縮ＤＢＰ； ＡＳＴＭ Ｄ3493-85a “Standard Test Method for C
arbon Black- DibutylPhthalate Absorption Number of
Compressed Sample”による。 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/100g である。
には、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。この方法によるＩＲＢ#6の測定値は、7
6m2/gである。 圧縮ＤＢＰ； ＡＳＴＭ Ｄ3493-85a “Standard Test Method for C
arbon Black- DibutylPhthalate Absorption Number of
Compressed Sample”による。 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/100g である。
【００１２】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 DSC
30) 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てシールしたのち、ペース
トの質量を確認して前記ＤＳＣ装置にセットする。つい
で、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℃/min. 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(1) 、(2) 式からアグリゲート粒間のポア径(Dp)およ
びポア径分布（△V/△Dp) を得る。 Ｄp ＝ (135.34／ΔT)＋1.14 ……(1) ΔV ／ΔDp＝ K・（ΔT)2/（Wa×y ）…(2) (1) および(2) 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 Ac
ta,21(1977) 59〜88“A NEW METHOD FOR THE SIMULTANE
OUS DETERMINATION OF THE SIZE AND THE SHAPE OF POR
ES : THE THERMOPOROMETRY”に詳説されている。なお、
この方法で測定したＡＳＴＭ Ｄ−24 Standard Refe
rence Black Ｃ−３(N234)のＤpモード径は77.6nmであ
った。
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 DSC
30) 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てシールしたのち、ペース
トの質量を確認して前記ＤＳＣ装置にセットする。つい
で、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℃/min. 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(1) 、(2) 式からアグリゲート粒間のポア径(Dp)およ
びポア径分布（△V/△Dp) を得る。 Ｄp ＝ (135.34／ΔT)＋1.14 ……(1) ΔV ／ΔDp＝ K・（ΔT)2/（Wa×y ）…(2) (1) および(2) 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 Ac
ta,21(1977) 59〜88“A NEW METHOD FOR THE SIMULTANE
OUS DETERMINATION OF THE SIZE AND THE SHAPE OF POR
ES : THE THERMOPOROMETRY”に詳説されている。なお、
この方法で測定したＡＳＴＭ Ｄ−24 Standard Refe
rence Black Ｃ−３(N234)のＤpモード径は77.6nmであ
った。
【００１３】本発明の特性を備えるファーネスカーボン
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および原料油噴射ノズルを備え
る燃焼室と、同軸的に連設された狭径反応室および広径
反応室により構成される通常のオイルフアーネス炉を用
い、原料油、燃料油、空気等の供給量の調整、酸素ガス
の添加などの条件を与えることによって製造することが
できる。
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および原料油噴射ノズルを備え
る燃焼室と、同軸的に連設された狭径反応室および広径
反応室により構成される通常のオイルフアーネス炉を用
い、原料油、燃料油、空気等の供給量の調整、酸素ガス
の添加などの条件を与えることによって製造することが
できる。
【００１４】上記のフアーネス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。
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。
【００１５】
【作用】本発明で特定したファーネスカーボンブラック
特性項目のうち、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜100m2/
g および圧縮ＤＢＰ110ml/100g以上の粒子性状はハード
系領域に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗性と適度の発熱
性を保持させるための前提条件となる。窒素吸着比表面
積が60m2/g未満であると耐摩耗性の面で不十分となり、
他方、100m2/ｇを上廻ると発熱性が増大し、低燃費タイ
ヤ用カーボンブラックとしての使用は困難となる。ま
た、圧縮ＤＢＰが110ml/100g未満であると耐摩耗性の面
で不十分となるばかりでなく、発熱性の抑制面でも満足
な効果が得られなくなる。
特性項目のうち、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜100m2/
g および圧縮ＤＢＰ110ml/100g以上の粒子性状はハード
系領域に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗性と適度の発熱
性を保持させるための前提条件となる。窒素吸着比表面
積が60m2/g未満であると耐摩耗性の面で不十分となり、
他方、100m2/ｇを上廻ると発熱性が増大し、低燃費タイ
ヤ用カーボンブラックとしての使用は困難となる。ま
た、圧縮ＤＢＰが110ml/100g未満であると耐摩耗性の面
で不十分となるばかりでなく、発熱性の抑制面でも満足
な効果が得られなくなる。
【００１６】アグリゲート粒間ポアのモード径(Dp)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）の性状を示すパラメーターであり、カーボンブ
ラック生成過程における反応温度や燃焼ガスの撹乱度な
どの条件と密接に関連している。このため、ストラクチ
ャーおよび比表面積と相関する関係にあり、発明者の検
討によると上市されている一般のカーボンブラックは次
式(3) の関係にあることが確認されている。 Ｄp モード径 ＝ (0.818 ×Ｄa −2.87) ±9.2 …(3) ただし、Ｄa はMedalia により定義された次式(4) で算
出される値である。 Ｄa ＝ (2540＋71×DBP)／N2SA …(4) 例えばＡＳＴＭ Ｄ−24 Standard Reference Black
C−3(N234）のＤp モード径実測値は77.6nmであるが、
これは(4) 式より計算されるＤa 計算値(92.2)を(3) 式
へ代入し求めたＤp モード径の範囲（63.3〜81.7nm) に
入っている。
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）の性状を示すパラメーターであり、カーボンブ
ラック生成過程における反応温度や燃焼ガスの撹乱度な
どの条件と密接に関連している。このため、ストラクチ
ャーおよび比表面積と相関する関係にあり、発明者の検
討によると上市されている一般のカーボンブラックは次
式(3) の関係にあることが確認されている。 Ｄp モード径 ＝ (0.818 ×Ｄa −2.87) ±9.2 …(3) ただし、Ｄa はMedalia により定義された次式(4) で算
出される値である。 Ｄa ＝ (2540＋71×DBP)／N2SA …(4) 例えばＡＳＴＭ Ｄ−24 Standard Reference Black
C−3(N234）のＤp モード径実測値は77.6nmであるが、
これは(4) 式より計算されるＤa 計算値(92.2)を(3) 式
へ代入し求めたＤp モード径の範囲（63.3〜81.7nm) に
入っている。
【００１７】したがって、本発明で特定されているＤp
モード径の範囲は、Ｄa との関係において (3)式から算
出される値よりも更に低位にあること、特に〔0.818 ×
Ｄa−12.87 〕式からの算出値と同等以下の水準に位置
しており、この相対的に小さなアグリゲート粒間ポアか
らなる独特の性状が配合ゴム組成物の補強性能ならびに
低発熱性の改善向上に機能しているものと推測される。
モード径の範囲は、Ｄa との関係において (3)式から算
出される値よりも更に低位にあること、特に〔0.818 ×
Ｄa−12.87 〕式からの算出値と同等以下の水準に位置
しており、この相対的に小さなアグリゲート粒間ポアか
らなる独特の性状が配合ゴム組成物の補強性能ならびに
低発熱性の改善向上に機能しているものと推測される。
【００１８】上記の機能が総合的に作用して、配合する
ゴム組成物に対して優れた耐摩耗性能と高度の反発弾性
を与える低発熱性能とを兼備させることが可能となる。
ゴム組成物に対して優れた耐摩耗性能と高度の反発弾性
を与える低発熱性能とを兼備させることが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００２０】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
バーナーおよび原料油噴射ノズルを有する燃焼室（直径
800mm 、長さ900mm)、該燃焼室と同軸的に連結する第１
段狭径反応室（直径250mm 、長さ500mm)、第２段狭径反
応室（直径200mm 、長さ500mm)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
設置した。原料油には、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、また燃料油とし
ては、比重(15/4 ℃)0.903、粘度(Cst/50 ℃)16.1 、残
炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を用いた。
バーナーおよび原料油噴射ノズルを有する燃焼室（直径
800mm 、長さ900mm)、該燃焼室と同軸的に連結する第１
段狭径反応室（直径250mm 、長さ500mm)、第２段狭径反
応室（直径200mm 、長さ500mm)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
設置した。原料油には、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、また燃料油とし
ては、比重(15/4 ℃)0.903、粘度(Cst/50 ℃)16.1 、残
炭分 5.4％、引火点96℃の炭化水素油を用いた。
【００２１】上記の反応炉、原料油および燃料油を用
い、原料油量、燃料油量、空気供給量、酸素ガスの添加
有無等の発生条件を変動させて３種類のファーネスカー
ボンブラックを製造した。表１にカーボンブラックの発
生条件と得られたカーボンブラックの特性を、実施例 N
o.に対応させて表示した。また、表２には比較例１、２
として同時に製造した本発明の特性要件を外れるファー
ネスカーボンブラックの特性および参考例１〜３として
市販のハード系カーボンブラック品種の特性を示した。
い、原料油量、燃料油量、空気供給量、酸素ガスの添加
有無等の発生条件を変動させて３種類のファーネスカー
ボンブラックを製造した。表１にカーボンブラックの発
生条件と得られたカーボンブラックの特性を、実施例 N
o.に対応させて表示した。また、表２には比較例１、２
として同時に製造した本発明の特性要件を外れるファー
ネスカーボンブラックの特性および参考例１〜３として
市販のハード系カーボンブラック品種の特性を示した。
【００２２】
【表１】 表注： 1) 燃焼空気中に混合して供給 2) 計算式 Ｄp モード径＝〔0.818Da −12.87 〕、以
下同じ
下同じ
【００２３】
【表２】 表注： 1) Ｎ３５１〔東海カーボン（株）製、シースト
ＮＨ〕 2) Ｎ３４７〔東海カーボン（株）製、シースト３Ｈ〕 3) Ｎ３３９〔東海カーボン（株）製、シーストＫＨ〕
ＮＨ〕 2) Ｎ３４７〔東海カーボン（株）製、シースト３Ｈ〕 3) Ｎ３３９〔東海カーボン（株）製、シーストＫＨ〕
【００２４】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〔日本合
成ゴム（株）製、JSR1712 〕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〔日本合
成ゴム（株）製、JSR1712 〕に配合した。
【００２５】
【表３】
【００２６】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試験をおこな
い、測定された結果を表４（実施例）および表５（比較
例、参考例）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試験をおこな
い、測定された結果を表４（実施例）および表５（比較
例、参考例）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
【００２７】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。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】表４および表５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、参考例に比べ、同等以上の高耐摩耗性能を
有しながら発熱性の指標となるｔａｎδ（損失係数）が
有意に低下し、反発弾性が大幅に向上していることが認
められる。また、その他の補強特性も高水準に維持され
ていることが判る。
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、参考例に比べ、同等以上の高耐摩耗性能を
有しながら発熱性の指標となるｔａｎδ（損失係数）が
有意に低下し、反発弾性が大幅に向上していることが認
められる。また、その他の補強特性も高水準に維持され
ていることが判る。
【００３１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば従来技術
とは異なるカーボンブラックのミクロな特性を選択規制
することにより優れた耐摩耗性能と高い反発弾性を兼備
する低発熱性のゴム組成物を提供することが可能にな
る。したがって、乗用車や軽トラック用のタイヤトレッ
ド部材に適用して効果的な低燃費化を図ることができ
る。
とは異なるカーボンブラックのミクロな特性を選択規制
することにより優れた耐摩耗性能と高い反発弾性を兼備
する低発熱性のゴム組成物を提供することが可能にな
る。したがって、乗用車や軽トラック用のタイヤトレッ
ド部材に適用して効果的な低燃費化を図ることができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜100m2/g
、圧縮ＤＢＰが 110ml/100g 以上のハード系領域に属
し、かつ下記の関係式による選択的特性を有するファー
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ゴム組成物。 Ｄp モード径≦ 0.818Ｄa −12.87 但し、上式の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アグリゲート粒間のポア
径分布における最大頻度のモード径であり、Ｄa は
〔（2540＋71×DBP)／N2SA〕式により算出される値を指
す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124175A JP2729973B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124175A JP2729973B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295176A JPH05295176A (ja) | 1993-11-09 |
| JP2729973B2 true JP2729973B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=14878831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124175A Expired - Lifetime JP2729973B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729973B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0622123A8 (pt) * | 2006-11-13 | 2017-12-26 | Soc Tech Michelin | Composição elastomérica, pneu, e, método de produção do mesmo |
| CN105392849B (zh) | 2013-07-24 | 2017-11-10 | 东海炭素株式会社 | 炭黑、炭黑的制造方法和橡胶组合物 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4124175A patent/JP2729973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05295176A (ja) | 1993-11-09 |
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