JPH07756B2 - タイヤトレッドゴム用カーボンブラック - Google Patents

タイヤトレッドゴム用カーボンブラック

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JPH07756B2
JPH07756B2 JP1260897A JP26089789A JPH07756B2 JP H07756 B2 JPH07756 B2 JP H07756B2 JP 1260897 A JP1260897 A JP 1260897A JP 26089789 A JP26089789 A JP 26089789A JP H07756 B2 JPH07756 B2 JP H07756B2
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carbon black
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specific surface
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文男 竹村
清就 中井
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高度の耐摩耗性と反発弾性が要求されるパッ
センジャータイヤトレッドに配合するために有用なゴム
用カーボンブラックに関する。
〔従来の技術〕
パッセンジャータイヤのトレッドを構成するゴム成分に
は、高反発弾性、低発熱性など駆動エネルギーの損失を
抑制する動的性能の付与が必要条件とされている。
このような動的ゴム性能を配合カーボンブラックの特性
面から改善するためには、粒子系の大きな(比表面積
小)特性の品種を適用することが有効とされているが、
この種のカーボンブラックはゴム補強性の面では背反的
な挙動を示し、タイヤトレッドとして最重要な耐摩耗性
を後退させる結果を招く。
本出願人は上記背反ゴム性能の両立化をカーボンブラッ
クの特性面から図るための研究を系統的、多角的に進め
てきている。これらの研究は、カーボンブラックの粒子
径、比表面積、ストラクチャーなどの基本特性に加え、
ゴムに耐摩耗性と反発弾性を同時に付与するために有効
性のあるミクロな選択的特性を解明し実証するもので、
既に特開昭59−140241号、同63−225639号、特開平1−
201367号などの発明として提案している。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、依然として要求度の高い耐摩耗性と反発弾性
を高水準で兼備させることができる特性のカーボンブラ
ックの開発研究を推進した結果得られた成果で、前記先
行技術に加え着色力とブラックネスおよびアグリゲート
分布と表面活性溶からなるパラメータを一定値範囲に保
持させることによって効果的な改善を図ったものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明により提供されるタイヤトレッドゴム
用カーボンブラックは、窒素吸着比表面積(N2SA)が65
〜84m2/g、DBP吸油量が100〜150ml/100gのハード系領域
に属し、かつ下記(1)、(2)および(3)式の特性
要件を満たすことを構成上の特徴とする。
(1) 真比重≦1.9080−0.0016[N2SA] (2) [TINT×Bn]×10-2≦55.0+0.43[N2SA] (3) [ΔDst/st]×[N2SA/IA]≧0.90 但し、上式において、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/
g)、TINTは比着色力(%)、Bnはブラックネス
(%)、ΔDstは遠心沈降法による凝集体ストークス相
当径分布における最大頻度の50%頻度が得られる大小2
点のストローク相当径の差(nm)、stは前記凝集体ス
トークス相当径分布における最大頻度のストークス相当
径(nm)、IAはよう素吸着量(mg/g)を指すものとす
る。
本発明に適用されるカーボンブラックの各特性は、下記
の測定方法によるものとする。
(1) 窒素吸着比表面積(N2SA) ASTM D3037−86 “Standard Test Method for Carbon
Black-Surface Area by Nitrogen A-dsorption" Method
Bによる。この方法で測定したIRB#5の値は、80.3m2/
gとなる。
(2) DBP吸油量(DBP) JIS K6221(1975)“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。
(3) 真比重 カーボンブラック試料を落蓋付ルツボに入れて650±25
℃の温度で5分間脱揮処理を施したのちピクノメーター
に適量秤取し、少量のベンゼンで浸漬してから2〜5mmH
gの真空下で気泡発生が認められなくなるまで減圧脱気
する。ついで、ピクノメーターにベンゼンを充満して25
±0.1℃の高温水槽中に30分間保持したのち秤量する。
真比重は、次式により算出される。
但し、Aはピクノメーターの質量、Cハピクノメーター
+ベンゼンの質量、Dはピクノメーター+カーボンブラ
ック試料+ベンゼンの質量、そしてd4 25はベンゼンの比
重である。この方法で測定したIRB#5の真比重は、1.7
781である。
(4) 着色力(TINT) JIS K6221−82“ゴム用カーボンブラックの試験方法"6
・1・3項を用い、対比試料はIRB#3として測定す
る。
(5) ブラックネス(Bn) 粒度149μ以下の乾燥カーボンブラック試料0.500gを秤
取し、ガラス板上でアマニ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15
1b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ヶ所移動させたときのメーター値が49.5〜5
0.0%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ヶ所移動し、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。
(6) st、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20
%エタノール水溶液と混合してカーボンブラック濃度50
mg/の分散液を作成し、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 Lobel社製)を8000rpmの回転速度に設定し、ス
ピン液(2%グリセリン水溶液)を10ml加えたのち、1m
lのバッファー液(エタノール水溶液)を注入する。次
いで試料0.5mlを注射器で加えたのち遠心沈降を開始
し、同時に記録形を作動させて光学的に凝集体ストーク
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st(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。この測定方法によるAST
M D-24 Standard Reference Black C-3(N-234)のst
は80nm、ΔDstは60nmとなる。
(7) よう素吸着量(IA) JIS K6221−82“ゴム用カーボンブラックの試験方法"6
・1・1項による。
本発明で特定したカーボンブラック特性項目のうち、窒
素比表面積(N2SA)65〜84m2/gおよびDBP吸油量100〜15
0ml/100gの範囲は、通常のHAF水準のカーボンブラック
と同等のハード領域に属し、配合ゴムに好適な反発弾
性、低発熱性を与える一方、極端な耐摩耗性の後退を抑
制するための前提要件となる。この窒素吸着比表面積
(N2SA)が65m2/gおよびDBP吸油量が100ml/100gを下廻
る場合にはタイヤトレッドに耐える耐摩耗性を付与する
ことが期待できず、また窒素吸着比表面積(N2SA)が84
m2/gおよびDBP吸油量が150ml/100gを越えると反発弾性
の後退が著しくなる。
(1)式および(2)式で示されるカーボンブラックの
性状は、定比表面積あたりにおける真比重および着色力
とブラックネスのパラメーターが低位にあり、また
(3)式で示される粒子性状はアグリゲート分布と表面
活性度の関係値が一定値以上になる要素で、上述の前提
要件の満たしたうえでこれら(1)〜(3)式の選択的
特性要件を満足する場合に、配合ゴムに高度の耐摩耗性
とグリップ性能を同時に付与することが可能になる。
これらの特性を具備するカーボンブラックは、頭部に接
線方向空気供給口と炉軸方向に挿着した燃焼バーナーを
有する燃焼室と、これに同軸的に連設するテーパー上に
狭径化された第1反応室、引続く狭径の第2反応室およ
び後部の広径反応室から構成されたオイルファーネス炉
を用い、原料油を第1反応室の再狭径部に噴入する方法
によって製造することができる。この際、原料油を分割
し、その一部をガス流と同方向に、また一部をガス流と
直角方向にそれぞれの導入点が同一平面になるように導
入することが効果的である。
本発明の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
で補強可能な各種の合成ゴム、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重量部に対し25〜150重量部の割合とし、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑
剤などの必要成分とともに添加混練してタイヤトレッド
用ゴム組成分を得る。
〔作 用〕
ゴム成分に高度の耐摩耗性を付与させるためには可及的
に粒子径を小さくすることが有効とされており、通常は
窒素吸着比表面積84m2/g以上のものが使用されるが、本
発明ではまず真比重が(1)式の要件を満たすことで65
〜84m2/gの領域の比表面積において耐摩耗性の効果的な
向上がもたらされる。しかし、(1)式のような真比重
の低位化は着色力、ブラックネス等を増大させて動的ゴ
ム性能を低下を派生する。この動的ゴム性能の低下は、
(2)および(3)式に示す選択された粒子アグリゲー
ト性状の条件を与えることによって抑制され、逆に反発
弾性を押し上げる方向に転化する。
このような特有の作用を介して、特にパッセンジャーの
タイヤトレッドゴムに要求される高度の耐摩耗性ならび
に反発弾性を相対バランスよく付与する効果を発現す
る。
〔実施例〕
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1〜3、比較例1〜4 (1) カーボンブラックの製造 頭部に接続方向空気供給口と炉軸方向に挿着した燃焼バ
ーナーを備えた燃焼室(直径500mm,長さ1000mm)と、該
燃焼室と同軸的に連結して緩やかに収斂する第1反応室
(入口部直径250mm、最狭径部直径180mm、テーパー部長
さ1000mm、最狭径部長さ300mm)、引き続く第2反応室
(直径200mm,長さ1000mm)および2個所の水冷点をもつ
直径400mm、長さ6000mmの後段広径部位を連設したオイ
ルファーネス炉を設置し、前記第1反応室の最狭径部に
炉頭部から軸方向に挿着された原料油噴射ノズルと炉軸
と直角に貫通する別の原料油噴射ノズルを原料油の噴射
位置が同一平面になる状態に装着した。軸方向の原料油
噴射ノズルは、噴射角度が40〜45゜になるように調整し
た。
主原料油には、比重(15/4℃)1.072、トルエン不溶分
0.06%、相関係数(BMCI)141、初留点177℃、Na+1.1pp
m,K+0.4ppmの芳香族炭化水素油を、また燃料油として
は、比重(15/4℃)1.045、トルエ不溶分0.02%、相関
係数(BMCI)125、初留点200℃、Na+4.7ppm、K+0.5ppm
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(3種類)を製造した。
表1の条件で製造したカーボンブラックの各種特性を表
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(N2SA)およびDBP吸油量は本発明の
範囲に入るハード系領域に属していながら(1)、
(2)または(3)式の要件を満たしていない特性のも
のである。
(2)ゴム配合 次に、第2の各カーボンブラックを表3に示す重合比率
でスチレンブタジエンゴム(SBR)に配合した。
表3の配合物を145℃の温度で加硫して得たゴム組成物
につき、各種のゴム特性を測定した。その結果を表4に
示した。
なお、ゴム特性のうち発熱度および摩耗量については下
記の測定方法および測定条件を用い、その他は全てJIS
K6301「一般ゴム物理試験法」によった。
(1) 発熱度 ASTM D623−78(グッドリッチフレキソメータ使用)に
よった。
(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、
次の条件で測定した。
試験片:厚さ10mm,外径44mm エメリーホイール:GCタイプ、粒度80、硬度H 添加カーボランダム粉:粒度80メッシュ、添加量 約9g
/min. エメリーホイール面と試験片との相対スリップ率:24
%、60% 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg 表4の結果から、本発明の実施例は同等粒径の比較例と
比べて耐摩耗性と反発弾性、発熱度などの動的ゴム性能
が相対バランスよく向上していることが認められる。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明に係るカーボンブラックはその特
有の粒子性状を介して配合ゴムに対し高度の耐摩耗性と
動的性能(高反発弾性、低発熱性)を同時に付与するこ
とが可能となる。したがって、パッセンジャータイヤの
トレッドゴムに配合することにより走行時の転動抵抗の
軽減と低燃費化を効果的に実現することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】窒素吸着比表面積(N2SA)が65〜84m2/g、
    DBP吸油量が100〜150ml/100gのハード系領域に属し、か
    つ下記(1)、(2)および(3)式の特性要件を満た
    すタイヤトレッドゴム用カーボンブラック。 (1) 真比重≦1.9080−0.0016[N2SA] (2) [TINT×Bn]×10-2≦55.0+0.43[N2SA] (3) [ΔDst/st]×[N2SA/IA]≧0.90 但し、上式において、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/
    g)、TINTは比着色力(%)、Bnはブラックネス
    (%)、ΔDstは遠心沈降法による凝集体ストークス相
    当径分布における最大頻度の50%頻度が得られる大小2
    点のストークス相当径の差(nm)、stは前記凝集体ス
    トークス相当径分布における最大頻度のストークス相当
    径(nm)、IAははよう素吸着量(mg/g)を指すものとす
    る。
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JPH03122170A JPH03122170A (ja) 1991-05-24
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100474572B1 (ko) * 1998-09-03 2005-06-08 한국타이어 주식회사 내열 피로성이 향상된 대형 타이어 스틸 벨트부 고무 조성물
KR100507770B1 (ko) * 1998-09-03 2005-11-21 한국타이어 주식회사 저연비성 타이어 트레드 고무 조성물
JP2001191720A (ja) * 2000-01-14 2001-07-17 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
KR100395889B1 (ko) * 2000-11-30 2003-08-27 금호산업주식회사 승용차용 타이어 트레드 고무조성물
KR100451966B1 (ko) * 2001-10-11 2004-10-08 금호타이어 주식회사 내피로특성이 개선된 성형블래더 고무 조성물
JP6024390B2 (ja) * 2012-10-30 2016-11-16 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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