JP3283942B2 - Rubber composition - Google Patents

Rubber composition

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JP3283942B2
JP3283942B2 JP02364993A JP2364993A JP3283942B2 JP 3283942 B2 JP3283942 B2 JP 3283942B2 JP 02364993 A JP02364993 A JP 02364993A JP 2364993 A JP2364993 A JP 2364993A JP 3283942 B2 JP3283942 B2 JP 3283942B2
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carbon black
rubber
blackness
diameter
surface area
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伸司 味曽野
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Tokai Carbon Co Ltd
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Tokai Carbon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤカーカス用とし
てプライルース現象を効果的に軽減することができる新
規特性のゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition having a novel property which can effectively reduce the ply loose phenomenon for a tire carcass.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゴム補強用のファーネスカーボンブラッ
クには粒子性状に応じた多数の品種があり、通常、平均
粒子径、比表面積、ストラクチャーなどの特性に基づい
て分類されている。そして、これら品種特性は配合ゴム
の諸性能を決定付けるための主要な因子となることか
ら、ゴム成分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。例えば、タイヤカーカス部位はタイヤの
受ける荷重、衝撃および充填空気圧などに耐えなければ
ならないために高い坑張積(伸び)が要求されるが、こ
の用途に対しては基本粒子径が比較的小さく、ストラク
チャーの低いN219(ISAF-Ls) やN326(HAF-Ls)な
どのハード系カーボンブラックが選択的に使用されてい
る。
2. Description of the Related Art There are many types of furnace carbon black for rubber reinforcement depending on the particle properties, and are usually classified based on characteristics such as average particle diameter, specific surface area and structure. And since these kind characteristics are the main factors to determine various properties of compounded rubber, when compounding with rubber components, means to select and use carbon black with kind characteristics suitable for the material use is commonly used. ing. For example, a tire carcass site must withstand the load received by the tire, impact and filling air pressure, so a high tension area (elongation) is required, but the basic particle size is relatively small for this application, Hard carbon blacks such as N219 (ISAF-Ls) and N326 (HAF-Ls) having a low structure are selectively used.

【0003】近年、トラック、バス用の大型タイヤにも
高速耐久性が強く要求されるようになり、タイヤ構造の
ラジアル化が進むとともに、カーカスコードにはポリエ
ステル、スチールのような高弾性率のコード類が使用さ
れている。このため、走行時におけるコード間の伸縮や
接地時におけるコード方向の剪断歪みが大きくなってカ
ーカスプライのゴム部分に亀裂、破壊が生じるようにな
り、その結果プライルース現象に至るケースが多くなっ
てきている。一般に、このプライルース現象を軽減する
には、走行時の発熱によるゴムの熱老化を防ぎ、同時に
繰り返し歪みによる疲労老化を低下させることが有効と
されている。ゴム組成物の発熱性を抑制するためには、
粒子径が大きく比表面積の小さいカーボンブラックの配
合が効果的であるが、この種のソフト系カーボンブラッ
クは補強性に劣る関係で破断強度が損なわれ、カーカス
コードとゴムとの間に剥離現象を生じて耐久性が維持で
きなくなる。
In recent years, high-speed durability has been strongly required for large tires for trucks and buses, and the radial structure of tires has been progressing, and carcass cords having high elastic modulus such as polyester and steel have been used. Kind is used. For this reason, the expansion and contraction between the cords during running and the shear strain in the cord direction at the time of contact with the ground are increased, so that the rubber portion of the carcass ply is cracked or broken, and as a result, the ply loose phenomenon often occurs. ing. In general, in order to reduce this ply loose phenomenon, it is effective to prevent thermal aging of rubber due to heat generated during running and to reduce fatigue aging due to repeated strain. In order to suppress the heat build-up of the rubber composition,
It is effective to mix carbon black with a large particle size and small specific surface area.However, this type of soft carbon black has a weakening of the breaking strength due to poor reinforcement, and causes a peeling phenomenon between the carcass cord and the rubber. And durability cannot be maintained.

【0004】本出願人は、このような背反的なゴム性能
を配合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一層ミクロ
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、既に下記のような開発提案をお
こなっている。 (1) プライルース現象を軽減する高度の補強性能および
伸びと低発熱性を同時に配合ゴムに付与するための、窒
素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、DBP吸油量が
60〜90ml/100g のハード系領域に属し、真比重値が
〔1.8379−0.0006×(N2SA)〕式から算出される値以下の
選択的特性をもつタイヤカーカス用ファーネスブラック
(特公平1−54376 号公報) 。 (2) 同様に窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上でD
BP吸油量が60〜90ml/100g のハード系に属し、ア
グリゲート粒間ポアモード半径が〔43.3524 −0.1892×
(N2SA)〕式により算出される値以下の選択的特性を有す
るカーボンブラックを配合した高度の破断強度および伸
びと低発熱性を兼備するゴム組成物(特願平4−84649
号) 。
[0004] The applicant of the present invention has developed such a reciprocal rubber performance by adding more microselective characteristics in addition to the basic characteristics such as particle diameter, specific surface area and structure of the compounded carbon black. We have systematically continued research to achieve both, and have already made the following development proposals. (1) Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 m 2 / g or more and DBP oil absorption of 60 to simultaneously impart high reinforcing performance and elongation and low heat build-up to compounded rubber to reduce the ply loose phenomenon. Furnace black for tire carcass belonging to the hard system region of 9090 ml / 100 g and having a selective characteristic whose true specific gravity is equal to or less than the value calculated from the equation [1.8379-0.0006 × (N 2 SA)] (Japanese Patent Publication No. 1-54376) No.). (2) Similarly, when the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 60 m 2 / g or more,
It belongs to a hard type with a BP oil absorption of 60 to 90 ml / 100 g, and has a pore mode radius between aggregates of [43.3524 −0.1892 ×
(N 2 SA)] A rubber composition having both high breaking strength and elongation and low heat build-up, blended with carbon black having selective properties not more than the value calculated by the formula (Japanese Patent Application No. 4-84649).
No.)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これら先行技術によれ
ばタイヤカーカス用として好適なゴム組成物を得ること
ができる。しかし、近時のタイヤ使用状況はますます苛
酷化しており、タイヤーカーカス用のゴム組成物に対し
ても一層の低発熱性とより高度の破断強度および伸び率
を同時に付与し得るカーボンブラックの開発が引き続き
求められているのが現状である。
According to these prior arts, a rubber composition suitable for a tire carcass can be obtained. However, the use of tires in recent years has become increasingly severe, and the development of carbon black capable of simultaneously imparting even lower heat build-up and higher breaking strength and elongation to rubber compositions for tire carcass has been developed. Is still required.

【0006】本発明は、このような要請に基づき従来技
術とは異なるカーボンブラックの粒子コロイダル性状と
配合ゴム性能との技術的因果関係を解明して開発に至っ
たもので、その目的は、苛酷な走行条件においてプライ
ルース現象を効果的に軽減することができる高度の補強
性、伸び率および低発熱性を兼備するタイヤカーカス用
として好適なゴム組成物を提供することにある。
The present invention has been developed based on such a request by elucidating the technical consequences between the colloidal properties of carbon black different from those of the prior art and the performance of a compounded rubber. It is an object of the present invention to provide a rubber composition suitable for a tire carcass having a high degree of reinforcement, an elongation and a low heat build-up, which can effectively reduce the ply loose phenomenon under a variety of running conditions.

【0007】[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比表面積が6
0〜110m2/g、DBP吸油量が50〜90ml/100g の
ハード系領域に属し、かつ下記の関係式 (1)〜(3) によ
る選択的特性を有するフア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。 (1) 5≦N2 SA−IA≦15 (2) Tint ≧(ブラックネス+26) (3) 0.60≦ΔDst/Dstモード径≦0.75 但し、(1) 式のN2 SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、I
Aは沃素吸着量(mg/g)を指す。(2) 式のTint は基準試
料IRB#3に対する比着色力(%)、ブラックネスは基
準試料IRB#2に対する黒色度(%)を示す。また、
(3) 式の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、ΔDstは同ストークス径分布の
半値幅を示す。
The rubber composition according to the present invention for achieving the above object has a CTAB specific surface area of 6%.
0 to 110 m 2 / g, a DBP oil absorption of 50 to 90 ml / 100 g belongs to a hard system region, and has the following characteristic formulas (1) to (3).
It is a structural feature that the rubber component is blended at a ratio of 35 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. (1) 5 ≦ N 2 SA−IA ≦ 15 (2) Tint ≧ (blackness + 26) (3) 0.60 ≦ ΔDst / Dst mode diameter ≦ 0.75 where N 2 SA in equation (1) is nitrogen Adsorption specific surface area (m 2 / g), I
A indicates the iodine adsorption amount (mg / g). In the equation (2), Tint represents the specific coloring power (%) with respect to the reference sample IRB # 3, and the blackness represents the blackness (%) with respect to the reference sample IRB # 2. Also,
The Dst mode diameter in equation (3) is the disk centrifuge device
The Stokes mode diameter and ΔDst of the carbon black aggregate measured by (DCF) indicate the half width of the Stokes diameter distribution.

【0008】上記構成によるファーネスカーボンブラッ
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。 CTAB比表面積(CTAB);ASTM D3765−89
“Standard Test Method for Carbon Black-CTAB(Cetyl
trimethylammonium Bromide) Surface Area ”による。
この方法によるIRB#6のCTAB比表面積測定値は、
77m2/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DBP吸油量
は、99.0ml/100g である。 N2 SA(窒素吸着比表面積);ASTM D3037
−88“Standard Test Method for Carbon Black-Surf
ace Area by Nitrogen Absorption ”MethodBによる。
この方法によるIRB#6N2 SA測定値は、76m2/gで
ある。 IA(沃素吸着量);JIS K6221(1982)「ゴム
用カーボンブラックの試験方法」6・1・1項による。
この方法によるIRB#6のIA測定値は、80mg/gであ
る。
The values obtained by the following measuring methods are used for the characteristics of the furnace carbon black having the above configuration. CTAB specific surface area (CTAB); ASTM D3765-89
“Standard Test Method for Carbon Black-CTAB (Cetyl
trimethylammonium Bromide) According to Surface Area.
The measured value of the CTAB specific surface area of IRB # 6 by this method is:
77 m 2 / g. DBP oil absorption (DBP): According to JIS K6221 (1982) "Test method for carbon black for rubber", paragraph 6.1.2, oil absorption A method. The DBP oil absorption of IRB # 6 by this method is 99.0 ml / 100 g. N 2 SA (nitrogen adsorption specific surface area); ASTM D3037
−88 ”Standard Test Method for Carbon Black-Surf
ace Area by Nitrogen Absorption "According to Method B.
IRB # 6N 2 SA measured by this method is 76m 2 / g. IA (Iodine adsorption amount): According to JIS K6221 (1982) "Test method for carbon black for rubber", section 6.1.1.
The IA measurement of IRB # 6 by this method is 80 mg / g.

【0009】Tint (比着色力);JIS K6221
(1982)「ゴム用カーボンブラックの試験方法」6・1・
3項に従い、基準試料をIRB#3として測定する。この
方法によるIRB#6のTint 値は、100%である。 ブラックネス(Blackness) ;粒度149μm 以下の乾燥
カーボンブラック試料0.500g を秤量し、ガラス板
上で亜麻仁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15lb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箇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。ヘッドは5箇所移動し、その平均値を測定値として
下式によりブラックネスを算出する。 ブラックネス=50/T×100 但し、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、50は基準試料IRB
#2薄膜の設定値である。この方法によるIRB#6のブラ
ックネスは、92%である。
Tint (specific coloring power); JIS K6221
(1982) "Testing methods for carbon black for rubber"
According to the item 3, the reference sample is measured as IRB # 3. The Tint value of IRB # 6 by this method is 100%. Blackness: 0.500 g of a dry carbon black sample having a particle size of 149 μm or less was weighed and thoroughly kneaded while dripping linseed oil on a glass plate.
Paste 25x5 on Hoover Mahler with 15lb load
The mixture is kneaded twice to form a thin film on the surface of the measurement glass plate. A dencyclone head was set on a thin film previously formed for the reference sample IRB # 2, and the head was set to 50%. When the head was moved at least three places, the meter value was 49.5 to 50.
Confirm that it is 5%. In this state, the head is placed on the thin film of the sample carbon black, and the meter value is read. The head moves five places, and the average value is used as a measured value to calculate blackness by the following equation. Blackness = 50 / T × 100 where T is the measured value of the sample carbon black, 100 is the blackness of the reference sample IRB # 2, and 50 is the reference sample IRB
# 2 Thin film setting value. The blackness of IRB # 6 by this method is 92%.

【0010】Dstモード径、ΔDst;乾燥カーボンブラ
ック試料を少量の界面活性剤を含む20vol%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(英国Joyes Lobe
l 社製)を8000rpm の回転数に設定し、スピン液
(2wt% グリセリン水溶液)を10ml加えたのち、1ml
のバッファー液(20vol%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(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ΔDst(nm)とする。この測定法によるI
RB#6のDstモード径は92nm、ΔDstは68nmであ
る。
Dst mode diameter, ΔDst; A dry carbon black sample is mixed with a 20 vol% ethanol aqueous solution containing a small amount of a surfactant to prepare a dispersion having a carbon black concentration of 50 mg / l, which is sufficiently dispersed by ultrasonic waves. Let it be a sample. Disc Centrifuge (Joyes Lobe, UK)
l) was set to 8000 rpm, 10 ml of spin solution (2 wt% glycerin aqueous solution) was added, and then 1 ml
Buffer solution (20 vol% ethanol aqueous solution). Then, 0.5 ml of the carbon black dispersion is added by a syringe to start centrifugal sedimentation, and at the same time, the recorder is operated to optically create a distribution curve of the Stokes equivalent diameter of the carbon black aggregate. The Stokes equivalent diameter of the maximum frequency in the obtained distribution curve is defined as Dst mode diameter (nm),
The difference between Stokes equivalent diameters at two points, large and small, at which a frequency of 50% of the maximum frequency is obtained is defined as ΔDst (nm). I by this measurement method
RB # 6 has a Dst mode diameter of 92 nm and a ΔDst of 68 nm.

【0011】本発明の特性を備えるフアーネスカーボン
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多段の狭
径反応室および広径反応室とにより構成されるオイルフ
アーネス炉を用い、原料油の分割導入条件、燃料油およ
び空気の供給量、酸素ガスの添加条件などを調整するこ
とによって製造することができる。
A furnace carbon black having the characteristics of the present invention is provided in a combustion chamber having a tangential air supply port on a furnace head and a combustion burner mounted in a furnace axial direction, and is coaxially connected to the combustion chamber. Using an oil furnace consisting of a multi-stage narrow-diameter reaction chamber and a wide-diameter reaction chamber having a feed oil injection nozzle, divided feed conditions for feed oil, supply amounts of fuel oil and air, and oxygen gas addition conditions It can be manufactured by adjusting such factors.

【0012】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。
The above-mentioned furnace carbon black is blended with an elastomer such as natural rubber, styrene-butadiene rubber, polybutadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, various rubbers which can be reinforced with conventional carbon black, and mixed rubber according to a conventional method. The compounding ratio of carbon black is 35 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and is kneaded together with necessary components such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antioxidant, a vulcanization aid, a softener, and a plasticizer. Thus, the rubber composition of the present invention is obtained.

【0013】[0013]

【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、CTAB比表面積60〜110m2/gの
基本粒子径範囲とDBP吸油量50〜90ml/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
合ゴムに高度の補強性能と適度の発熱性を保持させるた
めの前提条件となる。CTAB比表面積が60m2/g未満
であると補強性の減退が著しくなり、他方、110m2/g
を上廻ると発熱性が増大してタイヤカーカス用として不
適となる。また、DBP吸油量が50ml/100g 未満では
ゴム配合時のカーボンブラック分散が困難となって補強
性能を十分に付与することができなくなり、90ml/100
g を越えると特に伸び特性の低下が顕著になる。
Among the characteristic items of the furnace carbon black specified in the present invention, the basic particle diameter range of CTAB specific surface area of 60 to 110 m 2 / g and the structure range of DBP oil absorption of 50 to 90 ml / 100 g are usually in the hard system area of the variety. It is a prerequisite for the compounded rubber to have high reinforcing performance and moderate heat generation. When the CTAB specific surface area is less than 60 m 2 / g, the reinforcing property is remarkably reduced, and on the other hand, 110 m 2 / g
Exceeding the limit results in increased heat build-up, making it unsuitable for tire carcass. On the other hand, if the DBP oil absorption is less than 50 ml / 100 g, it becomes difficult to disperse the carbon black at the time of compounding the rubber, so that the reinforcing performance cannot be sufficiently imparted.
If the value exceeds g, the elongation characteristic becomes particularly remarkable.

【0014】関係式(1) の特性は主に発熱性を抑制する
要素となるもので、(N2 SA−IA)の値が5未満で
は発熱性の低下が不十分となり、他方、この値が15を
越えると伸び特性が減退すると共にゴム配合時の粘度が
高くなって加工性が悪化するようになる。関係式(2) の
Tint に関与する選択的特性は、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、アグリゲート基本粒子径の大きさを示すブ
ラックネスに比べて着色力が相対的に大きい特徴を示し
ている。そして、Tint が(ブラックネス+26)の算
出値より大きい場合に十分な補強性と伸び特性の向上が
付与される。関係式(3) の(ΔDst/Dstモード径)値
はカーボンブラックのアグリゲート分布幅の指標となる
もので、この値が0.60〜0.75の範囲を満たす場
合に配合ゴムに高水準の強度特性と改善された低発熱性
を付与することが可能となる。
The characteristic of the relational expression (1) mainly serves as a factor for suppressing the heat build-up. If the value of (N 2 SA-IA) is less than 5, the heat build-up is insufficiently reduced. If it exceeds 15, the elongation properties decrease and the viscosity at the time of compounding the rubber increases, resulting in deterioration in processability. The selective property related to Tint in the relational expression (2) is an index indicating the property of the aggregate (aggregate) in which the carbon black is firmly fused and bonded, and the blackness indicating the size of the aggregate basic particle diameter. This shows that the coloring power is relatively large as compared with. When Tint is larger than the calculated value of (blackness + 26), sufficient reinforcement and improvement in elongation properties are provided. The (ΔDst / Dst mode diameter) value in the relational expression (3) is an index of the aggregate distribution width of carbon black. When this value satisfies the range of 0.60 to 0.75, the compounded rubber has a high level. And improved low heat build-up.

【0015】上記のような配合ファーネスカーボンブラ
ックの独特な性状特性ならびに機能が総合的に作用し
て、タイヤカーカス用ゴム組成物としてプライルース現
象を効果的に軽減し、苛酷な走行条件下での安定性と耐
久性を大幅に改善することが可能となる。
The unique properties and functions of the above-described furnace carbon black act comprehensively to effectively reduce the ply loose phenomenon as a rubber composition for a tire carcass, and can be used under severe driving conditions. Stability and durability can be greatly improved.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

実施例1〜3、比較例1〜3、参考例1〜2 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800mm 、長さ1000mm) 、
該燃焼室と同軸的に連結され各々炉壁を貫通する原料油
噴射ノズルを備える第1段狭径反応室(直径250mm 、長
さ500mm)、第2段狭径反応室(直径180mm 、長さ300m
m)、第3段狭径反応室(直径200mm 、長さ300mm)、およ
び引き続く広径反応室(直径450mm)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 ℃)2.1
0、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用い、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。
Examples 1-3, Comparative Examples 1-3, Reference Examples 1-2 A combustion chamber (diameter 800 mm, length 1000 mm) having a tangential air supply port at the furnace head and a combustion burner mounted in the furnace axis direction.
A first-stage narrow-diameter reaction chamber (diameter 250 mm, length 500 mm) and a second-stage narrow-diameter reaction chamber (diameter 180 mm, length) each having a feed oil injection nozzle coaxially connected to the combustion chamber and penetrating through the furnace wall. 300m
m), a third-stage narrow-diameter reaction chamber (diameter 200 mm, length 300 mm), and a subsequent wide-diameter reaction chamber (diameter 450 mm) were installed. The specific gravity (15/4
° C) 1.073, viscosity (engler 40/20 ° C) 2.1
0, toluene insoluble content 0.03%, correlation coefficient (BMCI) 140
Of aromatic hydrocarbon oil, specific gravity (15 /
A hydrocarbon oil having a temperature of 4 ° C) of 0.903, a viscosity (cst / 50 ° C) of 16.1, a residual carbon content of 5.4%, and a flash point of 96 ° C was used.

【0017】上記の反応炉、原料油および燃料油を用
い、各狭径反応室に対する原料油の分割供給量、燃料油
供給量、空気供給量、酸素ガス供給量等の生成条件を変
えてファーネスカーボンブラックを製造した。得られた
カーボンブラックの特性を生成条件と対応させて表1に
示した。また、表2には参考例1〜2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。
Using the above-mentioned reactor, raw material oil and fuel oil, the furnace is produced by changing the production conditions such as the divided supply amount, the fuel oil supply amount, the air supply amount, and the oxygen gas supply amount of the raw material oil to each narrow-diameter reaction chamber. Carbon black was produced. The properties of the obtained carbon black are shown in Table 1 in association with the production conditions. Table 2 shows the characteristics of commercially available hard carbon black products as Reference Examples 1 and 2.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】[0019]

【表2】 表注:(1) N326〔東海カーボン(株)製、“シース
ト300”〕 (2) N219〔東海カーボン(株)製、“シースト60
0”〕
[Table 2] Table Notes: (1) N326 [Tokai Carbon Co., Ltd., "Seast 300"] (2) N219 [Tokai Carbon Co., Ltd., "Seast 60"
0 "]

【0020】次に、表1および表2の各カーボンブラッ
ク試料を表3に示す配合比により天然ゴムに配合した。
Next, each of the carbon black samples shown in Tables 1 and 2 was blended into natural rubber at a blending ratio shown in Table 3.

【0021】[0021]

【表3】 [Table 3]

【0022】表3の配合物を145℃の温度で40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、その測定結果を表4に示した。なお、ゴム特性
の測定は下記によった。このうち、tanδ(損失係
数)は発熱性の指標となるもので、測定値が小さくなる
ほど発熱度が低いことを示す。 tanδ(損失係数);Visco Elastic Spectrometer
(岩本製作所製)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。
Each rubber composition obtained by vulcanizing the compound of Table 3 at a temperature of 145 ° C. for 40 minutes was subjected to various rubber tests, and the measurement results are shown in Table 4. In addition, the measurement of the rubber property was based on the following. Of these, tan δ (loss coefficient) is an index of heat build-up, and a smaller measured value indicates a lower heat build-up. tan δ (loss coefficient); Visco Elastic Spectrometer
(Manufactured by Iwamoto Seisakusho) under the following conditions. Test piece: thickness 2 mm, length 30 mm, width 5 mm Frequency: 50 Hz Dynamic strain rate: 1.2% Temperature: 60 ° C. Other properties: According to JIS K6301 “Vulcanized rubber physical test method”.

【0023】[0023]

【表4】 [Table 4]

【0024】表4の結果から、実施例1〜3のゴム組成
物は同水準の比表面積を有しながら本発明の選択的特性
要件を外れるカーボンブラック配合の比較例、参考例に
比べて、引張り強さ、伸び、低発熱性の指標となるta
nδ(損失係数)が有意に改善向上していることが認め
られた。
From the results shown in Table 4, the rubber compositions of Examples 1 to 3 have the same level of specific surface area, but are compared with Comparative Examples and Reference Examples of carbon black formulations which do not satisfy the selective property requirements of the present invention. Ta which is an index of tensile strength, elongation and low heat generation
It was recognized that nδ (loss coefficient) was significantly improved and improved.

【0025】[0025]

【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コロイダル性状を選択規
制することによりタイヤカーカス用に好適な高度の補強
性能と低発熱性を同時に兼備するゴム組成物を提供する
ことができる。したがって、苛酷な走行条件下における
プライルース現象は効果的に軽減され、安全性ならびに
耐久性が向上する。
As described above, according to the present invention, a rubber composition having both high reinforcing performance and low heat build-up suitable for a tire carcass by simultaneously restricting the colloidal properties of carbon black different from the prior art. Things can be provided. Therefore, the ply loose phenomenon under severe driving conditions is effectively reduced, and safety and durability are improved.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 CTAB比表面積が60〜110m2/g、
DBP吸油量が50〜90ml/100g のハード系領域に属
し、かつ下記の関係式 (1)〜(3) 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
とを特徴とするゴム組成物。 (1) 5≦N2 SA−IA≦15 (2) Tint ≧(ブラックネス+26) (3) 0.60≦ΔDst/Dstモード径≦0.75 但し、(1) 式のN2 SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、I
Aは沃素吸着量(mg/g)を指す。 (2)式のTint は基準試
料IRB#3に対する比着色力(%)、ブラックネスは基
準試料IRB#2に対する黒色度(%)を示す。また、
(3) 式の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、ΔDstは同ストークス径分布の
半値幅を示す。
(1) a CTAB specific surface area of 60 to 110 m 2 / g;
Furnace carbon black belonging to the hard type region having a DBP oil absorption of 50 to 90 ml / 100 g and having selective properties according to the following relational expressions (1) to (3) was added in an amount of 35 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. A rubber composition characterized by being blended in a ratio of parts. (1) 5 ≦ N 2 SA−IA ≦ 15 (2) Tint ≧ (blackness + 26) (3) 0.60 ≦ ΔDst / Dst mode diameter ≦ 0.75 where N 2 SA in equation (1) is nitrogen Adsorption specific surface area (m 2 / g), I
A indicates the iodine adsorption amount (mg / g). In the equation (2), Tint represents the specific coloring power (%) with respect to the reference sample IRB # 3, and the blackness represents the blackness (%) with respect to the reference sample IRB # 2. Also,
The Dst mode diameter in equation (3) is the disk centrifuge device
The Stokes mode diameter and ΔDst of the carbon black aggregate measured by (DCF) indicate the half width of the Stokes diameter distribution.
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