JPH0350249A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JPH0350249A JPH0350249A JP1186332A JP18633289A JPH0350249A JP H0350249 A JPH0350249 A JP H0350249A JP 1186332 A JP1186332 A JP 1186332A JP 18633289 A JP18633289 A JP 18633289A JP H0350249 A JPH0350249 A JP H0350249A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
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。
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、高度の反発弾性ならびに耐摩耗性を兼備する
ゴム組成物に関する。
ゴム組成物に関する。
ゴム補強用のカーボンブラックには、平均粒子径、比表
面積、ストラフチャーなどの基本特性に応じた多様の品
種があり、これらの品種特性が配合するゴム組成物の性
能を決定する主要な因子となる。このため、通常、ゴム
成分との配合にあたっては部材の用途に適合する品種時
性のカーボンブラックが選定使用されている。
面積、ストラフチャーなどの基本特性に応じた多様の品
種があり、これらの品種特性が配合するゴム組成物の性
能を決定する主要な因子となる。このため、通常、ゴム
成分との配合にあたっては部材の用途に適合する品種時
性のカーボンブラックが選定使用されている。
例えば、ゴムに高い反発弾性が要求される部材に対して
は、粒子径が大きく表面積が相対的に小さい品種特性が
有効とされているが、この種のカーボンブランクは補強
性、とくに耐摩耗性を後退させる欠点がある。
は、粒子径が大きく表面積が相対的に小さい品種特性が
有効とされているが、この種のカーボンブランクは補強
性、とくに耐摩耗性を後退させる欠点がある。
したがうて、低燃費用のタイヤトレッド、タイヤサイド
ウオール、工業用ベルト等のようにゴム弾性と耐摩耗性
の両性能が同時に期待される用途について、基本特性を
主体とした従来のカーボンブラック品種特性により要求
性能を満足させることは至難である。
ウオール、工業用ベルト等のようにゴム弾性と耐摩耗性
の両性能が同時に期待される用途について、基本特性を
主体とした従来のカーボンブラック品種特性により要求
性能を満足させることは至難である。
発明者らは上記の実情に対処するため多面的な特性解明
を進めた結果、一定範囲の比表面積とストラフチャー水
準をもつカーボンブラックにおいては凝集体（ａｇｇｒ
ｅｇａ ｔｅ）間の空隙サイズを大きくすることにより
同等の比表面積による耐摩耗性付与レベルを維持しなが
らゴム弾性が効果的に向上する事実を確認して本発明の
開発に至ったものである。
を進めた結果、一定範囲の比表面積とストラフチャー水
準をもつカーボンブラックにおいては凝集体（ａｇｇｒ
ｅｇａ ｔｅ）間の空隙サイズを大きくすることにより
同等の比表面積による耐摩耗性付与レベルを維持しなが
らゴム弾性が効果的に向上する事実を確認して本発明の
開発に至ったものである。
したがって、本発明の目的は高度の反発弾性と耐摩耗性
を兼備するゴム組成物を提供するところにある。
を兼備するゴム組成物を提供するところにある。
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（Ｎ、ＳＡ）が５８〜１３９ｍ”７
ｇ、ＤＢＰ吸油量が９０−１５０ａｆ／１００ｇのハー
ド系領域に属し、水銀圧入法により測定される粒間空隙
サイズＤｐ（ｒｖ）が関係式［−０，２２×（Ｎ２ＳＡ
） ＋６０．８］ で算出される値以上の選択的特性を
存するカーボンブラックを、ゴム成分１００重量部に対
し３０〜１００重量部の割合で配合することを構成上の
特徴とする。
、窒素吸着比表面積（Ｎ、ＳＡ）が５８〜１３９ｍ”７
ｇ、ＤＢＰ吸油量が９０−１５０ａｆ／１００ｇのハー
ド系領域に属し、水銀圧入法により測定される粒間空隙
サイズＤｐ（ｒｖ）が関係式［−０，２２×（Ｎ２ＳＡ
） ＋６０．８］ で算出される値以上の選択的特性を
存するカーボンブラックを、ゴム成分１００重量部に対
し３０〜１００重量部の割合で配合することを構成上の
特徴とする。
本発明で特定した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５８〜１３９ｍ”７ｇの
粒子範囲およびＤＢＰ吸油！ｉ９０〜１５０ｄ／１００
ｇのストラフチャー範囲は通常品種のハード系領域に属
し、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付与するとともに適度
のアイススキツド性能を保持するための前提要件となる
。この窒素吸着比表面積（ＮＡＳＡ）が５８ｍ”７ｇ未
満では耐摩耗性の低下が著しく、他方１３９ ｍ／１０
０ｇを越えるとゴムに対する分散性が悪化して耐摩耗性
の円滑な向上が阻害される。また、ＤＢＰ吸油量が９０
Ｒ１／１００ｇ未満では耐摩耗性が損なわれ、１５０
Ｉｄ／１００ｇを上進る場合にはアイススキツド性能の
低下を招き好ましくない。
素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５８〜１３９ｍ”７ｇの
粒子範囲およびＤＢＰ吸油！ｉ９０〜１５０ｄ／１００
ｇのストラフチャー範囲は通常品種のハード系領域に属
し、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付与するとともに適度
のアイススキツド性能を保持するための前提要件となる
。この窒素吸着比表面積（ＮＡＳＡ）が５８ｍ”７ｇ未
満では耐摩耗性の低下が著しく、他方１３９ ｍ／１０
０ｇを越えるとゴムに対する分散性が悪化して耐摩耗性
の円滑な向上が阻害される。また、ＤＢＰ吸油量が９０
Ｒ１／１００ｇ未満では耐摩耗性が損なわれ、１５０
Ｉｄ／１００ｇを上進る場合にはアイススキツド性能の
低下を招き好ましくない。
水銀圧入法により測定される粒間空隙サイズＤｐ（ｎｓ
＋）が関係式［−０，２２Ｘ （ＮｚＳＡ） ＋６０．
８］ で算出される値以上の選択的特性は、カーボンブ
ラックが高度に発達した特有のアグリゲート構造を示す
もので、従来の同等比表面積グレードに比べて異方性の
大きなアグリゲート形態を備える点に特長づけられる。
＋）が関係式［−０，２２Ｘ （ＮｚＳＡ） ＋６０．
８］ で算出される値以上の選択的特性は、カーボンブ
ラックが高度に発達した特有のアグリゲート構造を示す
もので、従来の同等比表面積グレードに比べて異方性の
大きなアグリゲート形態を備える点に特長づけられる。
そして、前記の関係式要件を満たす場合に、配合ゴムに
対し耐摩耗性の後退を伴うことなしに反発弾性の効果的
な向上をもたらす機能を発揮する。
対し耐摩耗性の後退を伴うことなしに反発弾性の効果的
な向上をもたらす機能を発揮する。
上記したカーボンブラックの各特性は、以下の測定方法
による値が用いられる。
による値が用いられる。
（１）窒素吸着比表面積（ＮＡＳＡ）
ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８６″５ｔａｎｄａｒｄ Ｔ
ｅｓｔＭｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃ
ｋ−５ｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ ｂｙ Ｎｉｔ−ｒｏｇ
ｅｎ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ″ＭｅｔｈｏｄＢによる。
ｅｓｔＭｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃ
ｋ−５ｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ ｂｙ Ｎｉｔ−ｒｏｇ
ｅｎ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ″ＭｅｔｈｏｄＢによる。
（２）ＤＢＰ吸油量
ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２） ｒゴム用カーボン
ブラックの試験方法」６・ｌ・２項、吸油ｉｌＡ法によ
る。
ブラックの試験方法」６・ｌ・２項、吸油ｉｌＡ法によ
る。
（３）粒間空隙サイズＤｐ
水銀ポロシメーター（マイクロメリティック社製、Ｐｏ
ｒｅ ５ｉｚｅｒ ９３００）の専用セル（３ｄ）中に
粒度２５０〜５００ ／ｆｆｉに調整したカーボンブラ
ックペレツ） ０．２ｇを装填したのち、圧力２５〜２
０００１ｂ／ｉｎ”の範囲で水銀を圧入し、圧入される
水銀量が急激に増加する点の圧力を測定する。この圧力
値からカーボンブラック試料の細孔直径を算出し、粒間
空隙サイズＤｐ （ｎ霧）とする。
ｒｅ ５ｉｚｅｒ ９３００）の専用セル（３ｄ）中に
粒度２５０〜５００ ／ｆｆｉに調整したカーボンブラ
ックペレツ） ０．２ｇを装填したのち、圧力２５〜２
０００１ｂ／ｉｎ”の範囲で水銀を圧入し、圧入される
水銀量が急激に増加する点の圧力を測定する。この圧力
値からカーボンブラック試料の細孔直径を算出し、粒間
空隙サイズＤｐ （ｎ霧）とする。
これらの特性を具備するカーボンブラックは、頭部に燃
焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室とこ
れに連続する熱分解導管とからなる発生部を２系列設け
、再発生部の熱分解導管を円筒状の主反応ゾーンに収斂
会合した７字型構造のオイルファーネス炉を用い、別系
列で発生したカーボンブラック中間生成ガス流を主反応
ゾーンに同時に高速導入して相互衝突させる方法（特公
昭６２−１０５８２号公報参照）によって製造すること
ができる。各特性の調整は、前記の製造法において生成
反応温度、反応時間、燃焼ガス流速、反応滞留時間など
の条件制御によっておこなわれる。
焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室とこ
れに連続する熱分解導管とからなる発生部を２系列設け
、再発生部の熱分解導管を円筒状の主反応ゾーンに収斂
会合した７字型構造のオイルファーネス炉を用い、別系
列で発生したカーボンブラック中間生成ガス流を主反応
ゾーンに同時に高速導入して相互衝突させる方法（特公
昭６２−１０５８２号公報参照）によって製造すること
ができる。各特性の調整は、前記の製造法において生成
反応温度、反応時間、燃焼ガス流速、反応滞留時間など
の条件制御によっておこなわれる。
製造されたカーボンブラックは、常法に従って天然ゴム
、スチレンブタジェンゴム、ポリブタジェンゴム、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合成ゴム、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重置部に対し３０〜１００重量部とし、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化側、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。
、スチレンブタジェンゴム、ポリブタジェンゴム、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合成ゴム、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重置部に対し３０〜１００重量部とし、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化側、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。
粒間空隙サイズｏｐが大きいカーボンブラックは本質的
にストラフチャーの発達したアグリゲート構造を備えて
いて、ゴムに配合した際に補強性を向上させる機能を持
つが、とくに水銀圧入法により測定される粒間空隙サイ
ズＤｐ （＋ｖ）が［−０，２２Ｘ（ＮＩＳＡ） ＋６
０．８］ の関係式値以上の特性要件を満たす場合には
高度に発達した異方性構造が巧みに作用して耐摩耗性を
高水準に維持しながら反発弾性を向上させる作用を営む
。
にストラフチャーの発達したアグリゲート構造を備えて
いて、ゴムに配合した際に補強性を向上させる機能を持
つが、とくに水銀圧入法により測定される粒間空隙サイ
ズＤｐ （＋ｖ）が［−０，２２Ｘ（ＮＩＳＡ） ＋６
０．８］ の関係式値以上の特性要件を満たす場合には
高度に発達した異方性構造が巧みに作用して耐摩耗性を
高水準に維持しながら反発弾性を向上させる作用を営む
。
この機能が前提特性となる窒素吸着比表面積（ＮｚｓＡ
） ５８〜１３９ ｍ” ／ ｇおよびＤＢＰ吸油量９
０〜１５０ ｍ／１００ｇによる要件と相乗的に作用し
て、ゴムに優れた耐摩耗性ならびに反発弾性を同時に付
与するために寄与する。
） ５８〜１３９ ｍ” ／ ｇおよびＤＢＰ吸油量９
０〜１５０ ｍ／１００ｇによる要件と相乗的に作用し
て、ゴムに優れた耐摩耗性ならびに反発弾性を同時に付
与するために寄与する。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜５、比較例１〜４
炉頭部にウィンドボックスを介して燃焼バーナーおよび
原料油噴射ノズルを同軸的に装着した燃焼室（内径４０
０論論、長さ８００ＩｌｌＩ、うち円錐部分２００＋ｕ
ａ）と熱分解導管（内径６０ｍ＋ｗ、長さ６００ｍｇ＋
）を備える２系列の発生部を、内径９０膳−１長さ９０
０霧−の前段狭径部位と内径２００Ｉ１ｍ、長さ２５０
０■−の後段広径部位を連設した主反応ゾーンの前面に
交角６０°で収斂的に結合した７字型構造のオイルファ
ーネス炉を設置した。狭径部位には、交点から５０ｓ＋
ｓ下流に絞り比０．６０のリング部材を設置した。
原料油噴射ノズルを同軸的に装着した燃焼室（内径４０
０論論、長さ８００ＩｌｌＩ、うち円錐部分２００＋ｕ
ａ）と熱分解導管（内径６０ｍ＋ｗ、長さ６００ｍｇ＋
）を備える２系列の発生部を、内径９０膳−１長さ９０
０霧−の前段狭径部位と内径２００Ｉ１ｍ、長さ２５０
０■−の後段広径部位を連設した主反応ゾーンの前面に
交角６０°で収斂的に結合した７字型構造のオイルファ
ーネス炉を設置した。狭径部位には、交点から５０ｓ＋
ｓ下流に絞り比０．６０のリング部材を設置した。
原料油に比重（１５／４ ’Ｃ）１．０７３０ 、粘度
（エングラ−４０／２０°Ｃ）２．１０、トルエン不溶
分０．０３％、相関係数ＣＢＭＣＩ）１４０ 、初期沸
点１０３ ”Ｃの芳香族炭化水素油を、また、燃料油に
は比重（１５／４°Ｃ）０．９０３、粘度（ｃｓｔ５０
°Ｃ）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。
（エングラ−４０／２０°Ｃ）２．１０、トルエン不溶
分０．０３％、相関係数ＣＢＭＣＩ）１４０ 、初期沸
点１０３ ”Ｃの芳香族炭化水素油を、また、燃料油に
は比重（１５／４°Ｃ）０．９０３、粘度（ｃｓｔ５０
°Ｃ）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。
上記の反応炉、原料油および燃料油を用い、表１に示し
た発生条件を適用して本発明で使用する特性範囲のカー
ボンブラック（５種ｔＳ＞を製造した。
た発生条件を適用して本発明で使用する特性範囲のカー
ボンブラック（５種ｔＳ＞を製造した。
このようにして製造したカーボンブラックの各種特性を
表２に示した。
表２に示した。
なお、表２のうち比較例１〜４のカーボンブラックは窒
素吸着比表面積（ＮＩＳＡ）およびＤＢＰ吸油量が本発
明の範囲に入るハード系領域に属しながら、水銀圧入法
により測定される粒間空隙サイズ０ｐが関係値を上進る
アグリゲート性状を備えるものである。
素吸着比表面積（ＮＩＳＡ）およびＤＢＰ吸油量が本発
明の範囲に入るハード系領域に属しながら、水銀圧入法
により測定される粒間空隙サイズ０ｐが関係値を上進る
アグリゲート性状を備えるものである。
次に、表２の各カーボンブラックを表３に示す重合比で
合成ゴム成分（油展ＳＢＲ系）と配合した。
合成ゴム成分（油展ＳＢＲ系）と配合した。
表３
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、損失係数および摩耗試験をお
こなった。その測定結果を表４に示しなお、測定には下
記の方法と条件を用いた。
れた各ゴム組成物につき、損失係数および摩耗試験をお
こなった。その測定結果を表４に示しなお、測定には下
記の方法と条件を用いた。
（１）損失係数（ｔａｎδ）
Ｖｉｓｃｏ ｆ！１ａａｔｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔ
ｅｒ（春本製作所製）棒用い、次の条件で測定した。
ｅｒ（春本製作所製）棒用い、次の条件で測定した。
試験片：厚さｚＩＩ閤、長さ３０−１幅５−温 度：室
温、 周波数： ５０Ｈｚ 動的歪率：±１％ （２）摩耗量 ランボーン摩耗試験機（機械式スリップ機構）を用いて
次の条件で測定した。
温、 周波数： ５０Ｈｚ 動的歪率：±１％ （２）摩耗量 ランボーン摩耗試験機（機械式スリップ機構）を用いて
次の条件で測定した。
試験片：厚さ１０−ｍ、外径４４−
エメリーホイール：ＧＣタイプ、粒度８０、硬度Ｈ添加
カーポランダム粉：粒度＃８０、 添加量 約９ｇ／分 エメリーホイール面と試験片の相対スリップ２４％、６
０％ 試験片回転数： ５３５ｒｐ鵬 試験荷重：４Ｋｇ 表 表２のカーボンブラック特性と表４をゴム性能を対比し
て判るように、同等の比表面積レベルにあるカーボンブ
ラックを用いた場合には、粒間空隙サイズが関係式値を
下潮る比較例に比べ本発明の要件を満たすゴム組成物は
同等の耐摩耗性を有しながら損失係数が低下しており、
反発弾性面の改良効果が十分に認められる。
カーポランダム粉：粒度＃８０、 添加量 約９ｇ／分 エメリーホイール面と試験片の相対スリップ２４％、６
０％ 試験片回転数： ５３５ｒｐ鵬 試験荷重：４Ｋｇ 表 表２のカーボンブラック特性と表４をゴム性能を対比し
て判るように、同等の比表面積レベルにあるカーボンブ
ラックを用いた場合には、粒間空隙サイズが関係式値を
下潮る比較例に比べ本発明の要件を満たすゴム組成物は
同等の耐摩耗性を有しながら損失係数が低下しており、
反発弾性面の改良効果が十分に認められる。
以上のとおり、本発明のゴム組成物は優れた反発弾性と
耐摩耗性と併有するから、これら両性能が要求される自
動車タイヤのトレッドやサイドウオール、工業用のベル
ト、ホース等の用途に好適である。
耐摩耗性と併有するから、これら両性能が要求される自
動車タイヤのトレッドやサイドウオール、工業用のベル
ト、ホース等の用途に好適である。
Claims (1)
- １、窒素吸着比表面積（Ｎ＿２ＳＡ）が５８〜１３９ｍ
＾２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が９０〜１５０ｍｌ／１００ｇ
のハード系領域に属し、水銀圧入法により測定される粒
間空隙サイズＤｐ（ｎｍ）が関係式［−０．２２×（Ｎ
＿２ＳＡ）＋６０．８］で算出される値以上の選択的特
性を有するカーボンブラックを、ゴム成分１００重量部
に対し３０〜１００重量部の割合で配合してなるゴム組
成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186332A JPH0649802B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | ゴム組成物 |
| FR9007126A FR2649986B1 (fr) | 1989-07-18 | 1990-06-08 | Composition de caoutchouc |
| KR1019900008594A KR950004182B1 (ko) | 1989-07-18 | 1990-06-12 | 고무 조성물 |
| US07/685,250 US5162421A (en) | 1989-07-18 | 1991-04-15 | Rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186332A JPH0649802B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | ゴム組成物 |
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|---|---|
| JPH0350249A true JPH0350249A (ja) | 1991-03-04 |
| JPH0649802B2 JPH0649802B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16186496
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1186332A Expired - Fee Related JPH0649802B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | ゴム組成物 |
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- 1990-06-08 FR FR9007126A patent/FR2649986B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-12 KR KR1019900008594A patent/KR950004182B1/ko not_active IP Right Cessation
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1991
- 1991-04-15 US US07/685,250 patent/US5162421A/en not_active Expired - Lifetime
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| FR2649986B1 (fr) | 1995-01-27 |
| JPH0649802B2 (ja) | 1994-06-29 |
| KR910002994A (ko) | 1991-02-26 |
| US5162421A (en) | 1992-11-10 |
| KR950004182B1 (ko) | 1995-04-27 |
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