JPH07110910B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH07110910B2 JPH07110910B2 JP1107795A JP10779589A JPH07110910B2 JP H07110910 B2 JPH07110910 B2 JP H07110910B2 JP 1107795 A JP1107795 A JP 1107795A JP 10779589 A JP10779589 A JP 10779589A JP H07110910 B2 JPH07110910 B2 JP H07110910B2
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- Japan
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- carbon black
- rubber
- rubber composition
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-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイヤ、ホース、コンベアベルト等に用いら
れる補強性、特に耐摩耗性、および低発熱性並びに加工
性の改良されたゴム組成物に関するものである。
れる補強性、特に耐摩耗性、および低発熱性並びに加工
性の改良されたゴム組成物に関するものである。
（従来の技術） トラック・バス用タイヤのトレッド等のかなり高い耐摩
耗性が要求されるゴム配合では、従来からISAF等の高補
強性のカーボンブラックが使用されて来たが、近年市場
の経済性要求が高まるにつれ、更に耐摩耗性を得ること
が商品価値を決定する重要なポイントとなっている。
耗性が要求されるゴム配合では、従来からISAF等の高補
強性のカーボンブラックが使用されて来たが、近年市場
の経済性要求が高まるにつれ、更に耐摩耗性を得ること
が商品価値を決定する重要なポイントとなっている。
従来からの耐摩耗性を向上させる手法としては、カーボ
ンブラック配合量を増加する、プロセスオイル等の軟化
剤の量を減量する、と言うような配合量の変更、または
ISAFカーボンブラックに代る更に補強性にすぐれるSAF
級のカーボンブラックを使用すること等が行われてい
る。
ンブラック配合量を増加する、プロセスオイル等の軟化
剤の量を減量する、と言うような配合量の変更、または
ISAFカーボンブラックに代る更に補強性にすぐれるSAF
級のカーボンブラックを使用すること等が行われてい
る。
（発明が解決しようとする課題） 然しながら、カーボンブラックの配合量を増加させる
と、ある配合量の範囲内では耐摩耗性は向上するが、増
加とともにその効果が次第に減少し加えて、ゴム配合の
耐摩耗性が低下する等のデメリットが大きくなる。
と、ある配合量の範囲内では耐摩耗性は向上するが、増
加とともにその効果が次第に減少し加えて、ゴム配合の
耐摩耗性が低下する等のデメリットが大きくなる。
次に、プロセスオイル等の軟化剤を減量させると、耐摩
耗性は向上するが、反面、練ゴムのまとまりが悪くな
る。また、ゴムの粘度が高くなる等、大幅な作業性の低
下をおこす。
耗性は向上するが、反面、練ゴムのまとまりが悪くな
る。また、ゴムの粘度が高くなる等、大幅な作業性の低
下をおこす。
また、SAFクラスのカーボンブラックを用いると、やは
り耐摩耗性は向上するが、粘度上昇による作業性も悪化
する等の問題点がある。
り耐摩耗性は向上するが、粘度上昇による作業性も悪化
する等の問題点がある。
そのため、ゴム練り時間の延長等、製造技術の面から種
々検討が加えられているが、十分な効果が得られるまで
に至っていない。
々検討が加えられているが、十分な効果が得られるまで
に至っていない。
そこで本発明の目的は、粘度上昇による作業性の悪化が
なく、低発熱性および高補強性、特に高耐摩耗性を有す
るゴム組成物を提供することにある。
なく、低発熱性および高補強性、特に高耐摩耗性を有す
るゴム組成物を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明者等は、この課題を解決するため鋭意研究、検討
を重ねた結果、特定の特性要件を満たすISAFおよびSAF
カーボンブラックがこの解決に有効であることを突き止
め、本発明を完成するに至った。
を重ねた結果、特定の特性要件を満たすISAFおよびSAF
カーボンブラックがこの解決に有効であることを突き止
め、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、天然ゴムおよび／またはジエン系
合成ゴムとカーボンブラックとを含むゴム組成物におい
て、該カーボンブラックが次式：電子スピン共鳴スペク
トル（ESR）における線幅（mT）≧ｅ0.11T-7.56＋５ （式中mTはミリテスラ、Ｔはトルエン着色透過度（％）
で100〜60を示す）で表わされる特性を有することを特
徴とするゴム組成物に関するものである。
合成ゴムとカーボンブラックとを含むゴム組成物におい
て、該カーボンブラックが次式：電子スピン共鳴スペク
トル（ESR）における線幅（mT）≧ｅ0.11T-7.56＋５ （式中mTはミリテスラ、Ｔはトルエン着色透過度（％）
で100〜60を示す）で表わされる特性を有することを特
徴とするゴム組成物に関するものである。
本発明のゴム成分の一つであるジエン系合成ゴムの例と
しては、合成ポリイソプレンゴム、ポリフタジエンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられ、これらを単
独もしくは２種以上併用して用いることができる。
しては、合成ポリイソプレンゴム、ポリフタジエンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられ、これらを単
独もしくは２種以上併用して用いることができる。
次に、本発明の要をなすカーボンブラックについて説明
する。
する。
先ず、このカーボンブラックは次式： ESRにおける線幅（mT）≧ｅ0.11T-7.56＋５ で表わされる特性を有することを要するが、これは次の
ような理由に基づくものである。
ような理由に基づくものである。
すなわち、ESR測定における線幅は、高温長時間で焼成
されたものほど大きくなると言われている。また、この
様な場合にトルエン着色透過度Ｔは100％に近づくこと
になる。一般に、トルエン着色透過度が低いカーボンブ
ラックはポリマーとの濡れ性に優れ、配合ゴム物性に高
補強性と低発熱性の両立をもたらす。しかし、かかるカ
ーボンブラックは黒鉛化度が低いために、カーボンブラ
ック自身の補強性に欠点がある。すなわち、Ｔが60％よ
りも小さい場合にはカーボンブラックの粒子自体が脆く
なり、結局ゴム補強性に悪影響を及ぼすことになる。本
発明に係るカーボンブラックは、正にこれらの二律背反
性を克服し得るカーボンブラックであり、表面はポリマ
ーとの濡れ性に優れ、構造的には黒鉛化が進んだ構造を
とり、その満たすべき条件が上記式で表わされる関係で
ある。Ｔは好ましくは95％以下である。尚、これは経験
的に求められたものである。即ち、トルエン着色透過度
を横軸に、ESRでの線幅を縦軸にして、種々のカーボン
ブラックにつきデータをプロットした結果、当該式のグ
ラフを境にして、この値以上の線幅を有するカーボンブ
ラックを配合したゴムについて、摩耗性等のゴム特性が
優れていたことによる。
されたものほど大きくなると言われている。また、この
様な場合にトルエン着色透過度Ｔは100％に近づくこと
になる。一般に、トルエン着色透過度が低いカーボンブ
ラックはポリマーとの濡れ性に優れ、配合ゴム物性に高
補強性と低発熱性の両立をもたらす。しかし、かかるカ
ーボンブラックは黒鉛化度が低いために、カーボンブラ
ック自身の補強性に欠点がある。すなわち、Ｔが60％よ
りも小さい場合にはカーボンブラックの粒子自体が脆く
なり、結局ゴム補強性に悪影響を及ぼすことになる。本
発明に係るカーボンブラックは、正にこれらの二律背反
性を克服し得るカーボンブラックであり、表面はポリマ
ーとの濡れ性に優れ、構造的には黒鉛化が進んだ構造を
とり、その満たすべき条件が上記式で表わされる関係で
ある。Ｔは好ましくは95％以下である。尚、これは経験
的に求められたものである。即ち、トルエン着色透過度
を横軸に、ESRでの線幅を縦軸にして、種々のカーボン
ブラックにつきデータをプロットした結果、当該式のグ
ラフを境にして、この値以上の線幅を有するカーボンブ
ラックを配合したゴムについて、摩耗性等のゴム特性が
優れていたことによる。
次に本発明に係るカーボンブラックはCTAB値（セチルト
リメチルアンモニウムブロマイド吸着量）が105m2/g以
上であるのが好ましい。これは、補強性を考慮した場
合、CTAB値が105m2/gより小さい場合、現在使用されて
いるカーボンブラックに劣ることがあるためである。
リメチルアンモニウムブロマイド吸着量）が105m2/g以
上であるのが好ましい。これは、補強性を考慮した場
合、CTAB値が105m2/gより小さい場合、現在使用されて
いるカーボンブラックに劣ることがあるためである。
また、かかるカーボンブラックは、24M4DBP吸油量（240
00Psiで４回圧縮した後のヂブチルフタレート吸着量）
が85ml/100g以上であるのが好ましい。これは、この値
が85ml/100gよりも小さい値のカーボンブラックを配合
したゴム組成物は、特に高シビアリティ領域における耐
摩耗性が劣るためである。
00Psiで４回圧縮した後のヂブチルフタレート吸着量）
が85ml/100g以上であるのが好ましい。これは、この値
が85ml/100gよりも小さい値のカーボンブラックを配合
したゴム組成物は、特に高シビアリティ領域における耐
摩耗性が劣るためである。
更に、上記カーボンブラックはN2SA値（窒素吸着比表面
積）（m2/g）とCTAB値との差が10m2/g以下であるのが好
ましい。この理由は、この値が10m2/gを超えるとカーボ
ンブラック表面の細孔が増し、配合ゴムの粘度が上が
り，分散不良による補強性の低下、ひいては耐摩耗性が
不十分となり好ましくないからである。
積）（m2/g）とCTAB値との差が10m2/g以下であるのが好
ましい。この理由は、この値が10m2/gを超えるとカーボ
ンブラック表面の細孔が増し、配合ゴムの粘度が上が
り，分散不良による補強性の低下、ひいては耐摩耗性が
不十分となり好ましくないからである。
尚、本発明のゴム組成物にはゴム工業で通常使用される
配合剤、例えば補強性充填剤、加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤、老化防止剤等を適宜配合することができる
のは勿論のことである。
配合剤、例えば補強性充填剤、加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤、老化防止剤等を適宜配合することができる
のは勿論のことである。
（実施例） 以下、実施例および比較例により本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
先ず最初に、カーボンブラックの特性値の測定法および
ゴム物性測定法についつて述べる。
ゴム物性測定法についつて述べる。
（ア） カーボンブラックの特性値測定法 トルエン着色透過度は、JIS K−6221-1982に準拠した。
CTAB値はASTM D3765-85に準拠した。24 M4DBP吸油量はASTM D3493-84に準拠した。
N2SA値はASTM D 3037-84 B法に準拠した。
ESRは電子スピン共鳴装置JES-RE 2X（日本電子（株）
製）を用い、以下の測定条件にて測定した。
製）を用い、以下の測定条件にて測定した。
測定温度 25℃ マイクロ波出力 1m W 中心磁場 331mT 磁場掃引幅 150mT（331±75mT） 磁場掃引時間 12min 変調周波数 100KHz 変調磁場 2mT タイムコンスタント 1sec 尚、ESRにおける線幅は、ESRスペクトルのピークとピー
クの差をΔＨとし（第１図参照）、このΔＨを線幅と定
義した。
クの差をΔＨとし（第１図参照）、このΔＨを線幅と定
義した。
（イ） ゴム物性測定法 ムーニー粘度は、JIS 6300-1974に準拠した。
耐摩耗性を表わす耐摩耗指数は、ランボーン試験機を用
いて摩耗損失量を測定し、次式によって算出した。
いて摩耗損失量を測定し、次式によって算出した。
注）実施例1,2に対しては比較例１をコントロールとす
る。
る。
実施例３に対しては比較例２をコントロールとする。
実施例4,5に対しては比較例３をコントロールとする。
実施例6,7に対しては比較例４をコントロールとする。
実施例８に対しては比較例５をコントロールとする。
発熱性を表わすTanδ値は、岩本製作所（株）製の粘弾
性スペクトロメータを使用し、引張りの動歪１％、周波
数50Hz、25℃の条件で測定した。尚、試験片は厚さ約2m
m、幅5mmのスラブシートを用い、試料挟み間距離2cmと
して初期荷重を100gとした。このTanδの値が低いほ
ど、低発熱性である。
性スペクトロメータを使用し、引張りの動歪１％、周波
数50Hz、25℃の条件で測定した。尚、試験片は厚さ約2m
m、幅5mmのスラブシートを用い、試料挟み間距離2cmと
して初期荷重を100gとした。このTanδの値が低いほ
ど、低発熱性である。
下記の第１表に示す配合系で、特性の異なるカーボンブ
ラックを用いたゴム組成物をバンバリーミキサーで混練
りし、上記ムーニー粘度を測定した。また、その145℃
×30分加硫物の耐摩耗指数およびTanδ値を測定評価し
た。その結果を下記の第２表に示す。
ラックを用いたゴム組成物をバンバリーミキサーで混練
りし、上記ムーニー粘度を測定した。また、その145℃
×30分加硫物の耐摩耗指数およびTanδ値を測定評価し
た。その結果を下記の第２表に示す。
第２表の結果より、本発明の特性要件を満たすカーボン
ブラックを使用したもの（実施例１〜６）は、その要件
を満たさないもの（比較例１〜５）に比して、未加硫物
のムーニー粘度が小さく、このため加硫物の耐摩耗性お
よび低発熱性に優れていることが分かる。
ブラックを使用したもの（実施例１〜６）は、その要件
を満たさないもの（比較例１〜５）に比して、未加硫物
のムーニー粘度が小さく、このため加硫物の耐摩耗性お
よび低発熱性に優れていることが分かる。
尚、上記実施例で使用したカーボンブラックＡ〜Ｋは、
以下の方法により製造した。
以下の方法により製造した。
即ち、第２図に示すように、カーボンブラックの生成反
応部の２箇所（Ｄ1,D2）からクエンチング水を噴射する
もので、前記各位置と、これらから噴射されるクエンチ
ング水の量（Ｑ1,Q2）との組み合わせにより、トルエン
着色透過度Ｔ及び線幅mT等を任意に制御することができ
る。
応部の２箇所（Ｄ1,D2）からクエンチング水を噴射する
もので、前記各位置と、これらから噴射されるクエンチ
ング水の量（Ｑ1,Q2）との組み合わせにより、トルエン
着色透過度Ｔ及び線幅mT等を任意に制御することができ
る。
ここで、Ｑ1はタール分を出すが、反応を完全には止め
ない作用をし、Ｑ2は線幅mTを広げる作用をする。
ない作用をし、Ｑ2は線幅mTを広げる作用をする。
製造したカーボンブラックについて、第３表に示し、反
応炉の寸法を第４表に、原料油性状を第５表にそれぞれ
示す。
応炉の寸法を第４表に、原料油性状を第５表にそれぞれ
示す。
（発明の効果） 以上説明してきたように、特定の要件を満たすカーボン
ブラックをジエン系ゴムに配合した本発明のゴム組成物
においては、これを補強剤として使用することにより、
加工性の重要なファクターとなる未加硫物のムーニー粘
度を低く抑えられ、しかもこの加硫物の耐摩耗性および
低発熱性を大幅に向上することができる。このため、各
種タイヤのトレッド用としては勿論のこと、コンベアベ
ルトやホース等の各種ゴム製品に使用して、特にその耐
摩耗性および低発熱性の向上、ひいては製品の性能向上
に寄与することができる。また、上述の如く未加硫物の
ムーニー粘度が小さく、加工作業性が良好であることか
ら、製品製造上でのメリットが大である。
ブラックをジエン系ゴムに配合した本発明のゴム組成物
においては、これを補強剤として使用することにより、
加工性の重要なファクターとなる未加硫物のムーニー粘
度を低く抑えられ、しかもこの加硫物の耐摩耗性および
低発熱性を大幅に向上することができる。このため、各
種タイヤのトレッド用としては勿論のこと、コンベアベ
ルトやホース等の各種ゴム製品に使用して、特にその耐
摩耗性および低発熱性の向上、ひいては製品の性能向上
に寄与することができる。また、上述の如く未加硫物の
ムーニー粘度が小さく、加工作業性が良好であることか
ら、製品製造上でのメリットが大である。
第１図はESRスペクトルを示す線図である。 第２図はカーボンブラックの製造工程を示す模式図であ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項１】天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム
とカーボンブラックとを含むゴム組成物において、 該カーボンブラックが次式： 電子スピン共鳴スペクトルにおける線幅（mT）≧ｅ
0.11T-7.56＋５ （式中Ｔはトルエン着色透過度（％）で100〜60を示
す）で表わされる特性を有することを特徴とするゴム組
成物。 - 【請求項２】上記カーボンブラックのCTAB値が105m2/g
以上で、24M4DBP吸油量が85ml/100g以上である請求項１
記載のゴム組成物。 - 【請求項３】上記カーボンブラックのN2SA値（m2/g）−
CTAB値（m2/g）の値が10以下である請求項１または２記
載のゴム組成物。 - 【請求項４】上記カーボンブラックのトルエン着色透過
度Ｔ（％）が95以下である請求項1,2または３記載のゴ
ム組成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1107795A JPH07110910B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ゴム組成物 |
| EP90304610A EP0396348A1 (en) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Rubber composition |
| CA 2015690 CA2015690C (en) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Rubber composition |
| US07/846,451 US5264521A (en) | 1989-04-28 | 1991-10-07 | Rubber compositions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1107795A JPH07110910B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02286727A JPH02286727A (ja) | 1990-11-26 |
| JPH07110910B2 true JPH07110910B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=14468227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1107795A Expired - Lifetime JPH07110910B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | ゴム組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0396348A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07110910B2 (ja) |
| CA (1) | CA2015690C (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3278506B2 (ja) * | 1993-10-14 | 2002-04-30 | 横浜ゴム株式会社 | 重荷重ラジアルタイヤトレッド用ゴム組成物 |
| JP4881618B2 (ja) * | 2003-04-22 | 2012-02-22 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
| MY152356A (en) * | 2007-12-03 | 2014-09-15 | Bridgestone Corp | Method for producing natural rubber masterbatch, rubber composition, and tire |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4071496A (en) * | 1976-04-30 | 1978-01-31 | Phillips Petroleum Company | Carbon black for low-hysteresis rubber compositions |
| JPS6026044A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤトレッドゴム組成物 |
| JPS6026045A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤ用ゴム組成物 |
| JPS6076544A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-05-01 | Bridgestone Corp | ゴム組成物 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1107795A patent/JPH07110910B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-27 CA CA 2015690 patent/CA2015690C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-27 EP EP90304610A patent/EP0396348A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0396348A1 (en) | 1990-11-07 |
| JPH02286727A (ja) | 1990-11-26 |
| CA2015690A1 (en) | 1990-10-28 |
| CA2015690C (en) | 2001-04-10 |
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