JPH01287151A

JPH01287151A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPH01287151A
Application number: JP11628388A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Obara; 和幸小原; Kimihide Sugimori; 杉森　公英
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-11-17

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ゴム組成物に関し、特に気相成長法炭素繊維
を利用した、高弾性で耐亀裂成長性、反発弾性に優れた
、熱伝導率の高いゴム組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

弾性率の高いゴム組成物を得るために、ゴムをナイロン
、ビニロン、ポリエステル等のミクロ有機短繊維で補強
すること（特開昭５５−２３１５０号公報）は公知であ
る。これは、短繊維をミ、り０化して、短繊維１本当た
りの応力を小さくすることにより、クリープを改善した
ものである。また、弾性率が高く耐亀裂成長性に優れた
ミクＩＩ短繊維補強ゴムの利点を充分に生かすと同時に
、反発弾性率を高くするために、前記ゴム組成物にチタ
ン酸アルカリ金属単結晶短繊維を配合すること（特開昭
５７−２３４８号公報）が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術におけるミグ１１有機短繊
維を用いた場合の強度、弾性率等の補強には前記短繊維
自身の物性に由来する限界がある。

また、例えばミクロ有機短繊維で補強されたゴム組成物
を低燃費用のタイヤとして用いた場合、通常の使用条件
で自動車を走行させたときのタイ−１・の発熱温度であ
る３０〜１２０℃の間に前記ミクロ有機短繊維のアモル
ファス部分のガラス転移温度が存在すると、ヒステリシ
ス・ロスを軽減できないという問題がある。

一方、チタン酸アルカリ金属単結晶短繊維を用いた場合
は、繊維自身の物性が高いので、ゴム組酸物も高物性が
期待されるが、前記チタン酸アルカリ金属単結晶短繊維
は、その表面をシランカップリング剤またはチタネート
カップリング剤で処理してもゴムとの親和力が弱く、充
分な補強効果が発揮されないという問題がある。また、
前記チタン酸アルカリ金属単結晶短繊維は、断熱材料と
しても知られており熱伝導率が低いので、これを配合し
たゴム組成物も熱伝導率が低くなり、−旦発生した熱を
逃がしにくいという欠点がある。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、反発弾
性、反亀裂成長性等の機械的物性および熱伝導性等の機
能的物性が向上するゴム組成物を提供することにある。

〔課題を解決１−るための手段〕本発明者らは、強度、反発弾性、耐亀裂成長性等の機械
的物性に優れたミクロ短繊維補強ゴムの利点を生かすと
ともに、ゴムとの親和性が高く、しかも熱伝導率の高い
充填剤について鋭意研究した結果、従来の充填剤である
カーボンブランクと同様に炭素を主成分とする気相成長
法炭素繊維を使用することにより、高物性のゴム組成物
が得られることを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、天然ゴムおよび／または合成ゴム１
００重量部に対して、気相成長？ｊ、：炭素繊維３〜６
０重量部、および重量比で前記気相成長法炭素繊維の０
．１〜１３倍のカーボンブランクをそれぞれ配合したこ
とを特徴とする。

本発明において、天然ゴムおよび／または合成ゴムとは
、高弾性の高分子材料のことであり、合成ゴムとしては
、例えばスチレン−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、
イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブ
チルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、
塩素化ポリエチレンゴム、フン素ゴム、シリコーンゴム
、ウレタンゴム、多硫化ゴム等があげられる。

本発明における気相成長法炭素繊維とは、炭化水素類と
特定の有機金属化合物の混合液を必要に応じてキャリア
ーガスとともに加熱帯域に導入し、炭化水素類を熱分解
、触媒反応させるごとにより得られるもので、極めて細
径の炭素繊維である。

このような気相成長法炭素繊維の製造方法は、例えば特
開昭５８−１８０６１号公報、特開昭６１−２８２４２
７号公報、特願昭６０−５４９９８号等が参照される。

気相成長法炭素繊維の平均直径は、好ましくは０．０１
〜４μｍ、さらに好ましくは０．０２〜１μｒｎ、最も
好ましくは０．０５〜０．８μｒｎである。直径が小さ
ずぎると、短繊維の強度が充分でないために加工工程に
おいて短繊維が破損するので充分な補強効果が得られず
、また大きすぎると短繊維の特長である応力の集中を緩
和する効果が小さくなる。またアスペクト比は、好まし
くは２〜１０ｏ　ｏ　ｏ　ｏ、さらに好ましくは１０〜
３００００、最も好ましくは１００〜１００００である
。アスペクト比が小さすぎると短繊維による補強効果が
不充分となり、大きすぎるとゴム組成物の粘度が高くな
り過ぎて加工性に悪影響を与える。

気相成長法炭素繊維の配合量は、ゴム１００重量部に対
し３〜６０重量部、特に４〜５０重量部が好ましい。３
重量部未満では充分な補強効果が期待できず、６０重量
部を超えると配合量が多ずぎてゴムに配合すること自体
が困難となる。

本発明においては、気相成長法炭素繊維とともにカーボ
ンブランクを配合する。ゴムの弾性率は、数〜十数ｋｇ
　／　ｃＪ程度であるが、気相成長法炭素繊維は、弾性
率が約２．５　Ｘ　Ｉ　Ｏ６ｋｇ／ｃＡと大きく、耐亀
裂成長性に優れており、形態がわずかに大きくなっただ
けでも繊維末端の剪断応力が著しく大きくなるので、繊
維末端にボイドができ易くなり、発生した亀裂はこのボ
イドを伝って進行するようになる。しかし、カーボンブ
ランクを共存させると、気相成長法炭素繊維の末端の応
力の集中が緩和されるので、前記気相成長法炭素繊維が
本来有している耐亀裂成長性が充分に発揮されるように
なる。

本発明に用いられるカーボンブランクとしては、通常市
販されているものでよく特に制限はないが、ジブチルフ
タレ−１・吸油量（以下、ＤＢＰという）が９０〜１４
０ｍ＃／１００ｇのカーボンブランクが好ましい。カー
ボンブランクの配合量はゴム組酸物の性能および加工性
を考慮して、重量比で前記気相成長法炭素繊維の０．１
〜１３倍、特に０．５〜１０倍が好ましく、ゴム１００
重量部に対して１５０重量部を超えないことが好ましい
。カーボンブランクの配合量が前記気相成長法炭素繊維
の０．１倍未満では応力の集中を緩和することができず
、１３倍を超えるとゴム組成物の加工性が悪くなる。

ゴムに気相成長法炭素繊維およびカーボンブラックを配
合する方法としては、加硫剤や充填剤等の他の配合剤り
を配合する通常の方法、またはマスターパン千法があげ
られるが、特に限定されない。

本発明においては、気相成長法炭素繊維とカーボンブラ
ンク以外に加硫剤、促進剤、促進助剤、シリカ、クレー
等の充填剤、軟化剤等の配合剤を通常の配合量の範囲内
で配合することができる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例中、耐亀裂成長性試験、反発弾性試験および熱伝
導率試験はそれぞれ以下の方法によっζ行なった。いず
れも値が大きくなるほど物性が良好であることを示す。

耐亀裂成長性試験ゴム組成物により幅５　Ｃ１ｎ、厚さ２１Ｉ＋１のシー
ト状サンプル片を作成し、このザンブル片の中央に幅２
１１の亀裂を入れ、５０％の歪みを３００９−イクル／
分の振動数で与え、このゴムシートが切断されるまでの
時間を計測し、比較例１の計測値を１００としたときの
指数で評価した。

反発弾性試験ＪＩＳＫ６３０１に従って行ない、耐亀裂成長性と同様
に比較例１の値を１００としたときの指数で評価した。

熱伝導率試験ゴム組成物により、直径１　ｃｍ、厚さ１１の円板状サ
ンプルを作成し、熱伝導率測定装置（真空理工　ＴＣ−
２０００Ｍ）により各サンプルの熱伝導率を求め、比較
例１の値を１００とした指数で評価した。

実施例１〜５天然ゴム１００重量部、ヘビーアロマオイル５重量部、
ステアリン酸２重量部、フェニル−β−ナフチルアミン
１重量部、亜鉛華４重量部、Ｎ−オキシジエチレンヘン
ジチアゾールスルフェンアミド０．５重量部、硫黄１．
７５重量部からなるゴム組成物に対して、ＤＢＰが１２
０ｍＪ／１００ｇのＨＡＦカーボンブランクを各々３０
重量部、気相成長法炭素繊維（平均径０．１μｍ、アス
ペクト比Ｌ／Ｄ＝２’ＯＯ）を各々３．５．３０．４５
および５５重量部配合して各種ゴム組成物を作成し、こ
れらについて耐亀裂成長性試験、反発弾性試験および熱
伝導率試験を行なった。

比較例１〜３気相成長法炭素繊維の配合量を、それぞれ０．１および
６５重量部とした以外は実施例１〜５と同様の条件でゴ
ム組成物を作成し、同様の試験を行なった。

実施例６〜９気相成長法炭素繊維とカーボンブランクの配合量を各々
４５および５．４０および１０．２０および３０．１０
および４０とした以外は実施例１〜５と同様の条件でゴ
ム組成物を作成し、同様の試験を行なった。

比較例４〜５気相成長法炭素繊維とカーボンブランクの配合量をそれ
ぞれ５０およびＯ１３および４７とした以外は実施例１
〜５と同様の条件でゴム組成物を作成し、同様の試験を
行なった。

実施例１〜９および比較例１〜５の試験結果を第１表に
示す。

以下余白第　　１　　表＊ＶＧＣＦ　：□慮琲Ｃ（至）韻気相成長法炭素繊維の配合量が３〜６０重量部およびカ
ーボンブランクの配合量が重量比で前記気相成長法炭素
繊維の０．１〜１３倍の範囲内にあるゴム組成物の耐亀
裂成し性指数、反発弾性１ｈ数および熱伝導率指数は、
すべて比較例１の各物性指数よりも高い値を示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ゴム組成物に気相成長法炭素繊維とカ
ーボンブランクをこれらの相乗効果が得られる範囲内で
併用して配合したことにより、ゴム組成物の耐亀裂成長
性が改善されクリープが大幅に小さくなるとともに、反
発弾性が改善されビステリシス・ロスが低下する。また
、本発明によるゴム組成物は、熱伝導率が向上するので
放熱特性が優れ、低燃費高速運転用タイヤ、高速運転用
ベル１〜等といった広範な用途に応用することかできる
。

代理人　弁理士　川　北　武　長

Claims

【特許請求の範囲】

（１）天然ゴムおよび／または合成ゴム１００重量部に
対して、気相成長法炭素繊維３〜６０重量部、および重
量比で前記気相成長法炭素繊維の０．１〜１３倍のカー
ボンブラックをそれぞれ配合したことを特徴とするゴム
組成物。