JP2887722B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ、ホース、コン
ベアベルトなどの用途に好適な耐摩耗性と低発熱性を保
有するゴム組成物に関する。
ベアベルトなどの用途に好適な耐摩耗性と低発熱性を保
有するゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種のゴム部材に対しその用途に
応じた高性能化が要求されているが、対象となる重要な
ゴム性能として耐摩耗性と低発熱性の同時付与がある。
自動車用のタイヤを例に採ると、自動車の低燃費指向に
応じてタイヤトレッドには高度の耐摩耗性と共に高反発
弾性、低発熱性など駆動エネルギーの損失を抑制する動
的性能の付与が強く要望されている。
応じた高性能化が要求されているが、対象となる重要な
ゴム性能として耐摩耗性と低発熱性の同時付与がある。
自動車用のタイヤを例に採ると、自動車の低燃費指向に
応じてタイヤトレッドには高度の耐摩耗性と共に高反発
弾性、低発熱性など駆動エネルギーの損失を抑制する動
的性能の付与が強く要望されている。
【０００３】ゴム製品の摩耗や発熱現象は、ゴム成分に
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、カーボンブラックの一般特性によって配合
ゴムに耐摩耗性と低発熱性を付与しようとする場合には
二律背反的な関係からこれらを同時に保有させることが
できない。例えば、苛酷な走行条件下で高度の耐摩耗性
が要求されるタイヤトレッドに対しては比表面積が大き
く粒子径が小さい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配合ゴムの発熱
性を高めて走行中の蓄熱による内部構造の破壊や構成材
料の老化などの現象を促進させる。この逆に、タイヤト
レッドの転動抵抗を軽減して低燃費化を図るためには比
表面積が小で粒子径が大のカーボンブラックが好適であ
るが、耐摩耗性の減退が大きくなる。
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、カーボンブラックの一般特性によって配合
ゴムに耐摩耗性と低発熱性を付与しようとする場合には
二律背反的な関係からこれらを同時に保有させることが
できない。例えば、苛酷な走行条件下で高度の耐摩耗性
が要求されるタイヤトレッドに対しては比表面積が大き
く粒子径が小さい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配合ゴムの発熱
性を高めて走行中の蓄熱による内部構造の破壊や構成材
料の老化などの現象を促進させる。この逆に、タイヤト
レッドの転動抵抗を軽減して低燃費化を図るためには比
表面積が小で粒子径が大のカーボンブラックが好適であ
るが、耐摩耗性の減退が大きくなる。
【０００４】このように、ゴム組成物の耐摩耗性と低発
熱性を粒子径、比表面積、ストラクチャーといったカー
ボンブラックの基本的な粒子性状によって併有させるこ
とは不可能であることから、カーボンブラックの各種特
性と配合ゴム性能との関係を一層ミクロに評価し、この
中から耐磨耗性と低発熱性を同時に保有させるカーボン
ブラックの選択的特性を抽出する試みが盛んに研究され
ている。一定の粒子径およびストラクチャーに対し凝集
体の分布巾が広いカーボンブラックなどがこの例に当た
るが、本出願人は高耐摩耗性と高反発弾性を同時に付与
し得るタイヤトレッド用カーボンブラックとして、窒素
吸着比表面積(N2SA)７５〜１０５m2/g、24Ｍ4 ＤＢＰ吸
油量１１０ml/100g 以上で、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のそれよりも小さい範囲に
設定し、かつ粒子凝集体空隙直径を大きく設定するとと
もに凝集体モード径当たりの分布をブロード化したカー
ボンブラック（特開平１−201367号公報) 、窒素吸着比
表面積(N2SA)６０〜１６０m2/g、ＤＢＰ吸油量が９０〜
１５０ml/100g で、一定ＤＢＰ吸油量当たりの凝集体空
隙容積Vp(ml/g)が公知のカーボンブラックよりも大きい
範囲に設定したカーボンブラック（特開平２−32136 号
公報) を提案している。
熱性を粒子径、比表面積、ストラクチャーといったカー
ボンブラックの基本的な粒子性状によって併有させるこ
とは不可能であることから、カーボンブラックの各種特
性と配合ゴム性能との関係を一層ミクロに評価し、この
中から耐磨耗性と低発熱性を同時に保有させるカーボン
ブラックの選択的特性を抽出する試みが盛んに研究され
ている。一定の粒子径およびストラクチャーに対し凝集
体の分布巾が広いカーボンブラックなどがこの例に当た
るが、本出願人は高耐摩耗性と高反発弾性を同時に付与
し得るタイヤトレッド用カーボンブラックとして、窒素
吸着比表面積(N2SA)７５〜１０５m2/g、24Ｍ4 ＤＢＰ吸
油量１１０ml/100g 以上で、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のそれよりも小さい範囲に
設定し、かつ粒子凝集体空隙直径を大きく設定するとと
もに凝集体モード径当たりの分布をブロード化したカー
ボンブラック（特開平１−201367号公報) 、窒素吸着比
表面積(N2SA)６０〜１６０m2/g、ＤＢＰ吸油量が９０〜
１５０ml/100g で、一定ＤＢＰ吸油量当たりの凝集体空
隙容積Vp(ml/g)が公知のカーボンブラックよりも大きい
範囲に設定したカーボンブラック（特開平２−32136 号
公報) を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術による選択的特性のカーボンブラックを配合したゴム
組成物には、未だ耐摩耗性と低発熱性のバランスに不十
分な面があり、解決課題とされている。本発明者は、先
行技術とは別異の視点からゴムの耐摩耗性ならびに低発
熱性と配合カーボンブラックとの関係について研究を重
ねた結果、ＣＴＡＢ比表面積と圧縮ＤＢＰ吸油量が基準
範囲にあるカーボンブラックにおいて、着色力とブラッ
クネスの差が一定水準以上を値を示し、かつ圧縮ＤＢＰ
吸油量、凝集体モード径およびその分布巾、表面活性
度、黒色度などを構成要素とした特定の関係式から算出
される変数がＣＴＡＢ比表面積に対して一定の関係にあ
る場合には配合ゴムに耐摩耗性と低発熱性をバランスよ
く併有させることが可能であることを確認した。
術による選択的特性のカーボンブラックを配合したゴム
組成物には、未だ耐摩耗性と低発熱性のバランスに不十
分な面があり、解決課題とされている。本発明者は、先
行技術とは別異の視点からゴムの耐摩耗性ならびに低発
熱性と配合カーボンブラックとの関係について研究を重
ねた結果、ＣＴＡＢ比表面積と圧縮ＤＢＰ吸油量が基準
範囲にあるカーボンブラックにおいて、着色力とブラッ
クネスの差が一定水準以上を値を示し、かつ圧縮ＤＢＰ
吸油量、凝集体モード径およびその分布巾、表面活性
度、黒色度などを構成要素とした特定の関係式から算出
される変数がＣＴＡＢ比表面積に対して一定の関係にあ
る場合には配合ゴムに耐摩耗性と低発熱性をバランスよ
く併有させることが可能であることを確認した。
【０００６】本発明は、上記の知見に基づいて開発され
たもので、その目的は、選択的特性を備えるカーボンブ
ラックを含有し、耐摩耗性と低発熱性を同時にバランス
よく保有する高性能のゴム組成物を提供するところにあ
る。
たもので、その目的は、選択的特性を備えるカーボンブ
ラックを含有し、耐摩耗性と低発熱性を同時にバランス
よく保有する高性能のゴム組成物を提供するところにあ
る。
【０００７】
【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、ＣＴＡＢが６０〜１３
０m2/g、24Ｍ4 ＤＢＰが９５ml/100g 以上の範囲にあ
り、かつ下記 (1)および(2) 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２０〜２０
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。 (1) 〔Ｔint −ブラックネス〕式により算出されるａ値
が、ａ≧４の関係を満たす。 (2) 〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄs
t〕・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・〔ＣＴＡＢ／ブラックネ
ス〕4 式により算出されるｂ値が、ｂ≧１．７５×１０
-4×（ＣＴＡＢ）2 の関係を満たす。 但し、ＣＴＡＢはトリメチルアンモニウムブロマイド吸
着比表面積(m2/g)、24Ｍ4 ＤＢＰは圧縮ＤＢＰ吸油量(m
l/100g) 、Ｔint は比着色力（％）、ブラックネスは基
準試料ＩＲＢ #２に対する黒色度 (％) 、Ｄstは遠心沈
降法による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)、△Ｄstは前記分布における
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、ＩＡはよう素吸着量(mg/g)を指すものとす
る。
めの本発明によるゴム組成物は、ＣＴＡＢが６０〜１３
０m2/g、24Ｍ4 ＤＢＰが９５ml/100g 以上の範囲にあ
り、かつ下記 (1)および(2) 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２０〜２０
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。 (1) 〔Ｔint −ブラックネス〕式により算出されるａ値
が、ａ≧４の関係を満たす。 (2) 〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄs
t〕・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・〔ＣＴＡＢ／ブラックネ
ス〕4 式により算出されるｂ値が、ｂ≧１．７５×１０
-4×（ＣＴＡＢ）2 の関係を満たす。 但し、ＣＴＡＢはトリメチルアンモニウムブロマイド吸
着比表面積(m2/g)、24Ｍ4 ＤＢＰは圧縮ＤＢＰ吸油量(m
l/100g) 、Ｔint は比着色力（％）、ブラックネスは基
準試料ＩＲＢ #２に対する黒色度 (％) 、Ｄstは遠心沈
降法による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)、△Ｄstは前記分布における
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、ＩＡはよう素吸着量(mg/g)を指すものとす
る。
【０００８】上記構成におけるカーボンブラックの各特
性は、以下の測定方法によるものとする。 ＣＴＡＢ;ＡＳＴＭ Ｄ3765−80“Standard Test Metho
d for Carbon Black-CTAB(CETY-LTRIMETHYL AMMONIUM B
ROMIDE) Surface Area ”による。 24Ｍ4 ＤＢＰ;ＡＳＴＭ Ｄ3493−85a “Standard Test
Method for Carbon Black-DibutylPhthalate Absorpti
on Number of Compressed Sample”による。 Ｔint ;ＪＩＳ Ｋ6221−82「ゴム用カーボンブラック
の試験方法」6.1.3 項に従い、対比試料にＩＲＢ #３を
用いる。
性は、以下の測定方法によるものとする。 ＣＴＡＢ;ＡＳＴＭ Ｄ3765−80“Standard Test Metho
d for Carbon Black-CTAB(CETY-LTRIMETHYL AMMONIUM B
ROMIDE) Surface Area ”による。 24Ｍ4 ＤＢＰ;ＡＳＴＭ Ｄ3493−85a “Standard Test
Method for Carbon Black-DibutylPhthalate Absorpti
on Number of Compressed Sample”による。 Ｔint ;ＪＩＳ Ｋ6221−82「ゴム用カーボンブラック
の試験方法」6.1.3 項に従い、対比試料にＩＲＢ #３を
用いる。
【０００９】ブラックネス(Blackness) ;粒度１４９μ
以下の乾燥カーボンブラック試料０．５００g を秤取
し、ガラス板上でアマニ油を滴下しながら十分に練り合
わせたのち、ペーストをフーバーマーラー上で荷重１５
lbで２５×５回混練して測定ガラス板面に薄膜として形
成する。予め基準試料ＩＲＢ #２について同様に形成し
た薄膜上にデンシクロンヘッドを置いて５０％に設定
し、ヘッドを少なくとも３ケ所移動させたときのメータ
ー値が４９．５〜５０．５％になることを確認する。こ
の状態で試料カーボンブラックの薄膜上にヘッドを置
き、メーター値を読み取る。ヘッドを５ヶ所移動して黒
色度を測定し、その平均値を下式により算出してブラッ
クネスとする。 ブラックネス＝ ５０／Ｔ×１００ 但し、５０は基準試料ＩＲＢ #２薄膜の設定値、Ｔは試
料カーボンブラックの測定値、１００は基準試料ＩＲＢ
#２のブラックネスである。
以下の乾燥カーボンブラック試料０．５００g を秤取
し、ガラス板上でアマニ油を滴下しながら十分に練り合
わせたのち、ペーストをフーバーマーラー上で荷重１５
lbで２５×５回混練して測定ガラス板面に薄膜として形
成する。予め基準試料ＩＲＢ #２について同様に形成し
た薄膜上にデンシクロンヘッドを置いて５０％に設定
し、ヘッドを少なくとも３ケ所移動させたときのメータ
ー値が４９．５〜５０．５％になることを確認する。こ
の状態で試料カーボンブラックの薄膜上にヘッドを置
き、メーター値を読み取る。ヘッドを５ヶ所移動して黒
色度を測定し、その平均値を下式により算出してブラッ
クネスとする。 ブラックネス＝ ５０／Ｔ×１００ 但し、５０は基準試料ＩＲＢ #２薄膜の設定値、Ｔは試
料カーボンブラックの測定値、１００は基準試料ＩＲＢ
#２のブラックネスである。
【００１０】Ｄst、△Ｄst ;ＪＩＳ Ｋ6221−82「ゴム
用カーボンブラックの試験方法」6.2.1 項Ａ法に従って
乾燥し、精秤採取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５０mg/g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（英国Joyes Lobnel社製) を８０００rp
m 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（２０％
エタノール水溶液）を注入する。ついで、試料液０．５
ml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の累積分布曲
線を得、これを解析して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Ｄst(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△Ｄ
st(nm)とする。この測定方法によるＡＳＴＭ Ｄ−24 S
tandard Reference Black C-3(N234) のＤstは８０nm、
△Ｄstは６０nmである。
用カーボンブラックの試験方法」6.2.1 項Ａ法に従って
乾燥し、精秤採取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５０mg/g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（英国Joyes Lobnel社製) を８０００rp
m 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（２０％
エタノール水溶液）を注入する。ついで、試料液０．５
ml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の累積分布曲
線を得、これを解析して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Ｄst(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△Ｄ
st(nm)とする。この測定方法によるＡＳＴＭ Ｄ−24 S
tandard Reference Black C-3(N234) のＤstは８０nm、
△Ｄstは６０nmである。
【００１１】ＩＡ ;ＪＩＳ Ｋ6221−82「ゴム用カーボ
ンブラックの試験方法」6.1.1 項による。
ンブラックの試験方法」6.1.1 項による。
【００１２】本発明に用いるカーボンブラックの特性の
うち、ＣＴＡＢ６０〜１３０m2/gおよび24Ｍ4 ＤＢＰ９
５ml/100g 以上の範囲は、配合ゴムに好適な耐摩耗性と
低発熱性を付与するための前提要件となる。ＣＴＡＢが
６０m2/g未満では高度な耐摩耗性が付与されず、１３０
m2/gを越えると十分な低発熱性が得られなくなる。ま
た、24Ｍ4 ＤＢＰが９５ml/100g を下廻ると耐摩耗性が
減退する結果を招く。
うち、ＣＴＡＢ６０〜１３０m2/gおよび24Ｍ4 ＤＢＰ９
５ml/100g 以上の範囲は、配合ゴムに好適な耐摩耗性と
低発熱性を付与するための前提要件となる。ＣＴＡＢが
６０m2/g未満では高度な耐摩耗性が付与されず、１３０
m2/gを越えると十分な低発熱性が得られなくなる。ま
た、24Ｍ4 ＤＢＰが９５ml/100g を下廻ると耐摩耗性が
減退する結果を招く。
【００１３】本発明の目的を達成するためには、これら
の前提要件に加えて上記 (1)および(2) の関係を満たす
選択的特性のカーボンブラックを適用することが必須の
要件となる。すなわち、(1) の〔Ｔint −ブラックネ
ス〕式により算出されるａ値が４を下廻った場合、(2)
の〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄst〕
・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・〔ＣＴＡＢ／ブラックネス〕
4 式により算出されるｂ値が〔１．７５×１０-4×（Ｃ
ＴＡＢ）2 〕値を下廻る場合には、配合ゴムに耐摩耗性
と低発熱性の両立付与ができなくなる。これらの一方の
みの要件を満たす場合には耐摩耗性、低発熱性のいずれ
かが不十分な改良度合となるか、両性能ともに公知のカ
ーボンブラック配合時に比べて改良度合が小さくなっ
て、要求ゴム性能を満足させることができなくなる。
の前提要件に加えて上記 (1)および(2) の関係を満たす
選択的特性のカーボンブラックを適用することが必須の
要件となる。すなわち、(1) の〔Ｔint −ブラックネ
ス〕式により算出されるａ値が４を下廻った場合、(2)
の〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄst〕
・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・〔ＣＴＡＢ／ブラックネス〕
4 式により算出されるｂ値が〔１．７５×１０-4×（Ｃ
ＴＡＢ）2 〕値を下廻る場合には、配合ゴムに耐摩耗性
と低発熱性の両立付与ができなくなる。これらの一方の
みの要件を満たす場合には耐摩耗性、低発熱性のいずれ
かが不十分な改良度合となるか、両性能ともに公知のカ
ーボンブラック配合時に比べて改良度合が小さくなっ
て、要求ゴム性能を満足させることができなくなる。
【００１４】上記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、同軸的に前段狭径反応
室、後段狭径反応室および広径反応室とを連設した構造
のオイルファーネス炉を用い、燃焼条件、原料油の供給
量、炉内滞留時間等の各発生条件を制御するとによって
製造することができる。
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、同軸的に前段狭径反応
室、後段狭径反応室および広径反応室とを連設した構造
のオイルファーネス炉を用い、燃焼条件、原料油の供給
量、炉内滞留時間等の各発生条件を制御するとによって
製造することができる。
【００１５】ゴム成分としては、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、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブ
タジエンゴム、その他カーボンブラックにより補強可能
な常用の各種合成ゴム、混合ゴムなどが用いられる。カ
ーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対
し２０〜２００重量部の割合に設定し、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ゴム組成物を得る。
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、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブ
タジエンゴム、その他カーボンブラックにより補強可能
な常用の各種合成ゴム、混合ゴムなどが用いられる。カ
ーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対
し２０〜２００重量部の割合に設定し、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ゴム組成物を得る。
【００１６】
【作用】本発明で規制されたカーボンブラックの特性要
素は、前提要件としてＣＴＡＢ６０〜１３０m2/gおよび
24Ｍ4 ＤＢＰ９５ml/100g 以上の範囲にあり、これに加
えて構成 (1)と(2) の選択的特性を同時に満しているこ
とに特徴づけられるが、これらの選択的特性が配合ゴム
に作用する機構は次のように推測される。
素は、前提要件としてＣＴＡＢ６０〜１３０m2/gおよび
24Ｍ4 ＤＢＰ９５ml/100g 以上の範囲にあり、これに加
えて構成 (1)と(2) の選択的特性を同時に満しているこ
とに特徴づけられるが、これらの選択的特性が配合ゴム
に作用する機構は次のように推測される。
【００１７】Ｔint はカーボンブラックの粒子径とアグ
リゲートの大きさおよび分布に強い相関があり、粒子径
およびアグリゲートが小さく、アグリゲート分布がシャ
ープなほどＴint が高くなる関係にあるため、ゴムに対
して高耐摩耗性を付与するための１つの要因となる。ま
た、ブラックネスはカーボンブラック粒子径との相関が
強く、一般に粒子径が大きいほどブラックネスが低くな
って配合ゴムに低発熱性を与える要因となる。(1) によ
るａ値＝〔Ｔint −ブラックネス〕≧４の関係は、相対
的に粒子径が大きく、アグリゲートが小さく且つその分
布がシャープな特性を示しており、このカーボンブラッ
ク性状が配合ゴムに対して耐摩耗性および低発熱性の両
立付与に機能する。
リゲートの大きさおよび分布に強い相関があり、粒子径
およびアグリゲートが小さく、アグリゲート分布がシャ
ープなほどＴint が高くなる関係にあるため、ゴムに対
して高耐摩耗性を付与するための１つの要因となる。ま
た、ブラックネスはカーボンブラック粒子径との相関が
強く、一般に粒子径が大きいほどブラックネスが低くな
って配合ゴムに低発熱性を与える要因となる。(1) によ
るａ値＝〔Ｔint −ブラックネス〕≧４の関係は、相対
的に粒子径が大きく、アグリゲートが小さく且つその分
布がシャープな特性を示しており、このカーボンブラッ
ク性状が配合ゴムに対して耐摩耗性および低発熱性の両
立付与に機能する。
【００１８】(2) のｂ値＝｛〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・
〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄst〕・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・
〔ＣＴＡＢ／ブラックネス〕4 ｝≧〔１．７５×１０-4
×（ＣＴＡＢ）2 〕の関係は、(1) とは別異の要素によ
って耐摩耗性と低発熱性を両立付与するための要件であ
る。すなわち、式中の前半２つの比は耐摩耗性の付与に
必要な24Ｍ4 ＤＢＰの増加とアグリゲートの小粒化およ
び分布のシャープ化を示し、後半２つの比は低発熱性の
付与に必要な表面活性度の増大と一定ＣＴＡＢ当たりの
ブラックネスが低いことを意味する。そして、前記の関
係はｂ値が既知のカーボンブラックに比べＣＴＡＢ比表
面積の二乗に対する水準として相対的に高位に位置して
おり、この特有のカーボンブラック性状が配合ゴムに良
好な耐摩耗性と低発熱性を付与するために効果的に機能
する。
〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄst〕・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・
〔ＣＴＡＢ／ブラックネス〕4 ｝≧〔１．７５×１０-4
×（ＣＴＡＢ）2 〕の関係は、(1) とは別異の要素によ
って耐摩耗性と低発熱性を両立付与するための要件であ
る。すなわち、式中の前半２つの比は耐摩耗性の付与に
必要な24Ｍ4 ＤＢＰの増加とアグリゲートの小粒化およ
び分布のシャープ化を示し、後半２つの比は低発熱性の
付与に必要な表面活性度の増大と一定ＣＴＡＢ当たりの
ブラックネスが低いことを意味する。そして、前記の関
係はｂ値が既知のカーボンブラックに比べＣＴＡＢ比表
面積の二乗に対する水準として相対的に高位に位置して
おり、この特有のカーボンブラック性状が配合ゴムに良
好な耐摩耗性と低発熱性を付与するために効果的に機能
する。
【００１９】上記の各機能が総合的に作用して、ゴム成
分に配合した場合、常に高耐摩耗性と低発熱性を同時に
バランスよく保有するゴム組成物が形成される。
分に配合した場合、常に高耐摩耗性と低発熱性を同時に
バランスよく保有するゴム組成物が形成される。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２１】実施例１〜６、比較例１〜６ 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（直
径400mm 、長さ500mm)を設け、該燃焼室と同軸的に連結
する前段狭径反応室（直径180mm 、長さ500mm)、後段反
応室（直径150mm 、長さ1000mm) および引き続く広径反
応室（直径300mm)とから構成されたオイルファーネス炉
を用い、発生条件を変えて特性の異なるカーボンブラッ
クを製造した（実施例１〜６）。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、初期沸点１０３℃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
℃) 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。
焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室（直
径400mm 、長さ500mm)を設け、該燃焼室と同軸的に連結
する前段狭径反応室（直径180mm 、長さ500mm)、後段反
応室（直径150mm 、長さ1000mm) および引き続く広径反
応室（直径300mm)とから構成されたオイルファーネス炉
を用い、発生条件を変えて特性の異なるカーボンブラッ
クを製造した（実施例１〜６）。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、初期沸点１０３℃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
℃) 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。
【００２２】表１に発生条件、表２に得られたカーボン
ブラックの特性を示した。なお、表３には、比較例とし
て用いた本発明の選択的特性要件を外れる従来品種のカ
ーボンブラックの特性を表示した。
ブラックの特性を示した。なお、表３には、比較例とし
て用いた本発明の選択的特性要件を外れる従来品種のカ
ーボンブラックの特性を表示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】表２、表３に示した各カーボンブラック
（ＣＢ）を用いて表４に示す配合割合で成分配合し、配
合物を１４５℃の温度で加硫処理してゴム組成物を作製
した。
（ＣＢ）を用いて表４に示す配合割合で成分配合し、配
合物を１４５℃の温度で加硫処理してゴム組成物を作製
した。
【００２７】
【表４】
【００２８】得られた各ゴム組成物につき各種のゴム特
性を測定し、その結果を表５（実施例）および表６（比
較例）に示した。なお、各測定試験のうち損失係数およ
び摩耗量の測定は下記の方法でおこない、その他は全て
ＪＩＳ Ｋ6301-75 「加硫ゴム物理試験法」によった。 損失係数(tanδ) ；ヴィスコ・エラスティック・スペク
トロメーター〔（株) 岩本製作所製〕を用い、次の条件
で測定した。測定数値が小さいほど低発熱性であること
を示す。 試験片：厚さ２mm、長さ35mm、幅５mm 周波数：５０ Hz 温 度：６０℃ 動的歪率：１．２％
性を測定し、その結果を表５（実施例）および表６（比
較例）に示した。なお、各測定試験のうち損失係数およ
び摩耗量の測定は下記の方法でおこない、その他は全て
ＪＩＳ Ｋ6301-75 「加硫ゴム物理試験法」によった。 損失係数(tanδ) ；ヴィスコ・エラスティック・スペク
トロメーター〔（株) 岩本製作所製〕を用い、次の条件
で測定した。測定数値が小さいほど低発熱性であること
を示す。 試験片：厚さ２mm、長さ35mm、幅５mm 周波数：５０ Hz 温 度：６０℃ 動的歪率：１．２％
【００２９】ランボーン摩耗量(LA);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、添加量９g/min エメリーホイール面と試験片との相対スリップ率：２４
％、６０％ 試験片回転数：５３５rpm 試験荷重：４kg ピコ摩耗量 ;ピコ摩耗試験機を用い、ＡＳＴＭ Ｄ2228
-76 “Standard Test Method forRubber Property Abra
tion Resistance(Pico Abrader) ”に準拠し、次の条件
で測定した。 荷重：４４Ｎ 回転周期：１Hz 回転数：１６０rpm
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、添加量９g/min エメリーホイール面と試験片との相対スリップ率：２４
％、６０％ 試験片回転数：５３５rpm 試験荷重：４kg ピコ摩耗量 ;ピコ摩耗試験機を用い、ＡＳＴＭ Ｄ2228
-76 “Standard Test Method forRubber Property Abra
tion Resistance(Pico Abrader) ”に準拠し、次の条件
で測定した。 荷重：４４Ｎ 回転周期：１Hz 回転数：１６０rpm
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】表５と表６を対比して判るように、本発明
の選択的特性要件を満たすカーボンブラックを配合した
実施例１〜６のゴム組成物はＣＴＡＢおよび圧縮ＤＢＰ
が同一レベルにある比較例のゴム組成物に比べて損失係
数、摩耗量ともに低くなっており、耐摩耗性および低発
熱性が同時にバランスよく付与されていることが認めら
れた。
の選択的特性要件を満たすカーボンブラックを配合した
実施例１〜６のゴム組成物はＣＴＡＢおよび圧縮ＤＢＰ
が同一レベルにある比較例のゴム組成物に比べて損失係
数、摩耗量ともに低くなっており、耐摩耗性および低発
熱性が同時にバランスよく付与されていることが認めら
れた。
【００３３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば優れた耐
摩耗性と低位の発熱性をバランスよく保有する高性能の
ゴム組成物を提供することが可能となる。したがって、
自動車タイヤをはじめ、苛酷な条件下で使用されるホー
スやコンベアベルト等を対象とするゴム組成物として極
めて有用である。
摩耗性と低位の発熱性をバランスよく保有する高性能の
ゴム組成物を提供することが可能となる。したがって、
自動車タイヤをはじめ、苛酷な条件下で使用されるホー
スやコンベアベルト等を対象とするゴム組成物として極
めて有用である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣＴＡＢが６０〜１３０m2/g、24Ｍ4 Ｄ
ＢＰが９５ml/100g以上の範囲にあり、かつ下記 (1)お
よび(2) 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２０〜２００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。 (1) 〔Ｔint −ブラックネス〕式により算出されるａ値
が、ａ≧４の関係を満たす。 (2) 〔24Ｍ4 ＤＢＰ／Ｄst〕・〔24Ｍ4 ＤＢＰ／△Ｄs
t〕・〔ＣＴＡＢ／ＩＡ〕2 ・〔ＣＴＡＢ／ブラックネ
ス〕4 式により算出させるｂ値が、ｂ≧１．７５×１０
-4×（ＣＴＡＢ）2 の関係を満たす。 但し、ＣＴＡＢはトリメチルアンモニウムブロマイド吸
着比表面積(m2/g)、24Ｍ4 ＤＢＰは圧縮ＤＢＰ吸油量(m
l/100g) 、Ｔint は比着色力（％) 、ブラックネスは基
準試料ＩＲＢ #２に対する黒色度 (％）、Ｄstは遠心沈
降法による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)、△Ｄstは前記分布における
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、ＩＡはよう素吸着量(mg/g)を指すものとす
る。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177493A JP2887722B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177493A JP2887722B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212023A JPH06212023A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2887722B2 true JP2887722B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=12064419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2177493A Expired - Fee Related JP2887722B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4526515B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2010-08-18 | Ｎｏｋ株式会社 | ブチルゴム組成物 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2177493A patent/JP2887722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06212023A (ja) | 1994-08-02 |
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Legal Events
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