JPH01152142A

JPH01152142A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPH01152142A
Application number: JP62309469A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kaido; 博幸海藤; Takao Muraki; 孝夫村木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-06-14
Also published as: US5019617A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はゴム組成物、特にタイヤ用として有用なゴム組
成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、タイヤのベルト用またはビードフィラー用ゴム組
成物としては、硬度の高いゴムコンパウンドが使用され
る。このゴム組成物の硬度を高める手段として、ゴム組
成物中に配合するカーボンブラックの量を増大する方法
があるが、原料ゴム１００重量部に対してカーボンブラ
ックの量が５０重量部以上に増大すると、ゴム組成物の
強度特性、たとえば破断強度が低下するのが一般的であ
る。高硬度のゴムにはカーボンブラックとして、ＤＢＰ
吸油量の小さい低ストラクチャカーボンブラックを使用
すると、比較的破断強度の低下が少ないことが経験的に
知られており、ＨＡＦ級カーボンブランクの中では標準
的なＮ３３０より低ストラクチャのＮ３２６が使用され
ることが多く、また、これに関連して、特開昭５０−６
０９０４号公報、特開昭５９−８９３３９号公報、特開
昭６０−４５４０号公報に記載の技術も提案されている
。

しかしながら、ゴム組成物の硬度が動的弾性率（Ｅｏ）
の値で、少なくとも６．０ＭＰａを越える高い硬度のも
のになると、破断強度の上で実用性能を満足するものは
極めて少なかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、その硬度が高いにもかかわらず、優れ
た強度、特に破断強度の大きいゴム組成物を提供するこ
とである。

〔発明の構成〕

このような本発明の目的は、原料ゴム１００重量部に対
して、窒素吸着表面積（以下、Ｎ２５Ａ表面積と略す）
が９０〜１００　ｍ”／ｇ、ジブチルフタレート吸油量
（以下、ＤＢＰ吸油量と略す）が６０〜７０　ｍｊ２／
１００ｇ　、遠心沈降法による凝集体分布の半値巾（以
下、ΔＤｓｔと略す）が５０〜６０　ｍμの範囲内であ
るカーボンブランクを５０〜７０重量部、レゾルシンま
たはそのホルムアルデヒド初期縮合物を０．５〜３重量
部、ヘキサメトキシメチルメラミンを１〜５重量部の範
囲量それぞれ含有し、２０℃、　２０Ｈｚにおいて初期
歪１０％、動歪±２χの条件で測定した動的弾性率（Ｅ
ｏ）が少なくとも６．０ＭＰａであるゴム組成物により
達成することができる。

まず、本発明に規定するＮＡＳＡ表面積、ＤＢＰ吸油量
、ΔＤｓｔ、動的弾性率はそれぞれ、次の測定方法によ
り求められる値である。

素　着表面積（ＮｚＳＡ）　：ＡＳＴＭ−Ｄ−３０３７−７８に規定されている５ｔａ
ｎｄａｒｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃ
ａｒｂｏｎ　Ｂｌａｃｋ−５ｕｒｆａｃｅ　Ａｒｅａ　
ｂｙ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ”Ｍｅ
ｔｈｏｄ　Ｃに準じて測定した値であり、単位はｍ２／
ｇである。

ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油Ｎ：ＪＩＳ−に−６
２２１（１９８２）に規定されている「ゴム用カーボン
ブラック試験方法Ｊ　６．１．２（１）Ａ法に準じて測
定した値であり、単位はｍｅ７１００ｇで表される。

拉＋　ｉ！　ｆｉ　Ｋ−別をｑ」順ＪＬふり狸ｑ：ジョ
イス・レーブル社製ディスク・セントリフユージを使用
し、遠心沈降法により、次の方法で測定される値であり
、単位はｍμで表される。

すなわち、ＪＩＳ−に−６２２１（１９８２）　５法に
より乾燥して精秤したカーボンブラックを、エタノール
２０χ水溶液に添加し、濃度を０．００５重量２にした
後、超音波で十分に分散させて試料とした。

一方、ディスク・セントリフユージの回転速度を８００
Ｏｒｐｍに設定し、スピン液（蒸留水）１０ｍＪをこの
ディスク・セントリフユージに加えたあと、０．５ｍｌ
のバッファー液（２０容量χエタノール水溶液）を加え
た。次いで、これに試料溶液０．５〜１．０ｎｊ２を注
射器で注入し、遠心沈降を開始させ、光電沈降法により
第３図に示すような凝集体分布曲線を作成する。得られ
た分布曲線に基づいてΔＤｓｔが求められる。

飲負弾性率ユ［）：２０°Ｃにて加硫ゴムシートを初期歪として１０χ伸長
させた後、２０Ｈｚにて±２χの動歪を与えて測定した
値であり、単位はＭＰａで表される。

本発明の特徴の一つは、ゴム組成物に配合されるカーボ
ンブラックにある。すなわち、本発明に使用されるカー
ボンブラックは、上述した方法にしたがって求められる
Ｎ　２ＳＡ表面積が９０〜１００　ｍ”／ｇ、　　ＤＢ
Ｐ吸油量が６０〜７０　ｎｌ／１００ｇ　、ΔＤｓｔが
５０〜６０　ｍμの範囲内であることが必要であり、こ
のような特性を満足するカーボンブラックを使用するこ
とによりはじめて、本発明の目的とするゴム組成物の硬
度を向上し、かつ優れた破断強度を有するゴム組成物に
することができるのである。

しかしながら、該カーボンブラックの配合量は、ゴム成
分１００重量部当たり５０〜７０重量部の範囲内である
ことが必要であり、好ましくは５５〜６５重量部がよい
。この配合量が５０部以下では、該カーボンブラックの
ゴム組成物に対する補強効果が十分発揮されないし、ま
た７０部を越えると、ゴム組成物中への該カーボンブラ
ックの均一な分散が困難になるため破断強度が低下し好
ましくない。

ここで、本発明のゴム組成物を構成するゴム成分として
は、ゴム組成物の用途により相違するが、たとえば天然
ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジェン共重
合ゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジェン共重合ゴム（
ＳＢＲ）　、ポリブタジェンゴム（ＢＲ）およびそれら
の混合物などを挙げることができる。タイヤ用としては
、天然ゴム、もしくはポリイソプレンゴムを７０Ｘ　以
上含有するものを原料ゴムとして使用することが好まし
い。

そして、本発明のゴム組成物には、その機械的物性の向
上のためにレゾルシンおよび／またはそのホルムアルデ
ヒド縮金物が配合される必要がある。しかし、その配合
量は０．５〜３重量部、好ましくは１〜２．５重量部の
範囲内がよい。

この配合量が０．５重量部よりも少なくなると、ゴム組
成物の強度特性の向上効果が十分でないし、３重量部を
越えると、ゴムの破断強度が低下する傾向を示すため好
ましくない。

また、本発明のゴム組成物には１〜５重量部の範囲量の
へキサメトキシメチルメラミン（以下、ＨＭ聞と略す）
が配合され、このＨＭＭＭを配合することによって、該
ゴム組成物の接着性、特にタイヤ用ゴム組成物として需
要なスチールコードなどの補強剤に対する接着性を顕著
に改良することができる。しかし、５重量部を越えると
きは、物性が低下するため好ましくない。

なお、本発明のゴム組成物には、通常のゴム組成物に配
合されている、加硫促進剤、硫黄、老化防止剤、酸化亜
鉛、有機酸コバルト、プロセス油等が適宜配合される。

かくして得られる、本発明のゴム組成物は、その動的弾
性率（Ｅ゛）が６．０ＭＰａという高硬度ゴム組成物で
ありながら、優れた破断強度を保有しており、特にタイ
ヤのブレーカ一部のスチールコード被覆用ゴムやビード
フィラーなどの高硬度で、機械的強度の要求されるゴム
組成物として優れた実用性能を示し、有用である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１〜４、比較例１、標準例１表１に示す配合組成ＡおよびＢの２種のゴム組成物を使
用し、これら２種のゴム組成物に配合するカーボンブラ
ックとして表２に示す４種類のカーボンブラックを使用
し、さらに表３に示す通り、これらカーボンブラックの
配合量を変更したゴム組成物を混合し、１６０℃にて１
５分加硫したゴムシートの破断強度（Ｔｂ）と動的弾性
率（Ｅ゛）を測定した。

４種類のカーボンブラックを５つの配合量レベルで配合
したゴム組成物はＥ′　とＴｂが様々の値になり、その
ままでは単純に優劣をつけ難いので、最小二乗法を用い
てデータを揃えた。

表４は、これらゴム組成物ＡおよびＢの破断強度（Ｔｂ
）と動的弾性率（Ｅ゛）との相関関係を示す回帰式（最
小二乗法）である。

表５および第１図と第２図に、上記回帰式にしたがって
算出したゴム組成物ＡおよびＢの各換算動的弾性率（Ｅ
゛）に対する破断強度（Ｔｂ）（なお、表５中、括弧内
の値は、カーボンブランクＮ−３２６の値を１００とし
た時の相対値）の関係を示した。

表５から、カーボンブラックの種類に関係なく、動的弾
性率（Ｅ゛）の増大と共に強度が低下する。また、従来
から使用されている３種類のカーボンブラックＮ　３３
９．　Ｎ　３３０．　Ｎ　３２６の内、Ｎ３２６が同じ
換算Ｅ′において組成物Ａでは９ＭＰａ以上で優れてお
り、組成物Ｂではすべての換算Ｅ”において優れている
ことが判る。このＮ３２６の破断強度（Ｔｂ）に比較し
、本発明品のカーボンブラックを配合したゴム組成物は
、レゾルシンとＨＭｌ’ｌｌ’ｌを含有していないゴム
組成物Ａの場合、６．０ＭＰａ以下の低いＥ゛の場合や
や高い破断強度を示すが、Ｅ゛が高くなるに従って、そ
の優位性は失われる傾向にある。これに対して、レゾル
シンとＨＭＭＭを配合したゴム組成物Ｂの場合は、本発
明品のカーボンブランクを配合したゴム組成物の破断強
度は、Ｅ゛が６．０ＭＰａ以下ではＮ３２６に劣るが、
６ＭＰａ以上では優れており、かつＥ゛が増大するにつ
れてその差は明確となる。

表１上表中、６ＣはＮ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチ
ルブチル）−ｐ−フェニレンジアミンであり、ＨＭ間は
へキサメトキシメチルメラミンである。

表２表３表４〔発明の効果〕本発明によれば、ゴム成分に対して、前記特定量のレゾ
ルシンおよび／またはホルマリン初期縮合物とＨＭＭＭ
に加えて、前記特定のＮＺＳＡ表面積、ＤＢＰ吸油量お
よびΔＤｓｔを満足するカーボンブラックを配合するこ
とにより、相乗的に高硬度（Ｅ’が大）で、破壊強度（
Ｔｂ）の大きいゴム組成物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、回帰式にしたがって算
出したゴム組成物の換算動的弾性率（Ｅ′）に対する破
断強度（Ｔｂ）の関係を示すグラフ、第３図は遠心沈降
法によるカーボンブランクの凝集体分布の半値巾を測定
するための凝集体分布曲線の１例を示す図である。代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims

【特許請求の範囲】

原料ゴム１００重量部に対して、窒素吸着表面積（Ｎ＿
２ＳＡ）が９０〜１００ｍ＾２／ｇ、ジブチルフタレー
ト（ＤＢＰ）吸油量が６０〜７０ｍｌ／１００ｇ、遠心
沈降法による凝集体分布の半値巾（ΔＤｓｔ）が５０〜
６０ｍμの範囲内であるカーボンブラックを５０〜７０
重量部、レゾルシンまたはそのホルムアルデヒド初期縮
合物を０．５〜３重量部、ヘキサメトキシメチルメラミ
ンを１〜５重量部の範囲量それぞれ含有し、２０℃、２
０Ｈｚにおいて初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定
した動的弾性率（Ｅ′）が少なくとも６．０メガパスカ
ル（ＭＰａ）以上であるゴム組成物。