JPH09118781A - ゴム補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物 - Google Patents
ゴム補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物Info
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- JPH09118781A JPH09118781A JP27785195A JP27785195A JPH09118781A JP H09118781 A JPH09118781 A JP H09118781A JP 27785195 A JP27785195 A JP 27785195A JP 27785195 A JP27785195 A JP 27785195A JP H09118781 A JPH09118781 A JP H09118781A
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Abstract
え、かつ耐摩耗性が良好で、しかも低電気伝導度に起因
する問題のないゴム補強用表面処理カーボンブラックの
ゴムマスターバッチ組成物を提供する。 【解決手段】 (a)ジエン系ゴム成分のラテックス1
00重量部(固形分として)並びに(b)表面に無定形
シリカを付着させたゴム補強用カーボンブラックのスラ
リー10〜250重量部(固形分として)の混合物を凝
固剤で凝固せしめて成るゴム補強用表面処理カーボンブ
ラック含有ゴム組成物。
Description
処理カーボンブラックを含むゴムマスターバッチ組成物
に関し、更に詳しくはジエン系ゴムと表面に無定形シリ
カを付着させたゴム補強用表面処理カーボンブラックと
を含むゴムマスターバッチ組成物に関する。前記ゴム補
強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物はタイヤ
のキャップトレッドやサイドトレッドなどのタイヤ材料
をはじめとしてベルトコンベア、産業用ゴムロール、ホ
ースなどの各種ゴム製品用として使用することができ
る。
ゴム補強用として使用されているカーボンブラックを予
じめ湿式カーボンブラックマスターバッチ法を用いてゴ
ムと混合して、カーボンブラックのゴムへの混練工程の
簡素化やゴム中へのカーボンブラックの分散性の改良が
行われて来た(例えば特開昭59−49247号公報及
び特開昭63−43937号公報参照)。ところで、近
年、優れたシランカップリング剤の出現によりシリカを
カーボンブラックの代わりに配合することが行われてい
る。シリカは、カーボンブラックに比べて、高温(60
℃付近)でのtanδが低く、低温(0℃付近)でのt
anδが高いという特性を持つため、例えばタイヤトレ
ッド用ゴム組成物に用いた場合、低転がり抵抗でかつグ
リップ力の高いタイヤが製造できるという利点がある。
しかしながら、シリカは、カーボンブラックに比べて耐
摩耗性に劣り、また電気伝導度が低いために、例えばタ
イヤ用に使用すると走行中にタイヤが帯電し、ラジオな
どの電子機器にノイズを発生させたり、場合によっては
誤動作を生じるなどの種々の問題があった。
散性を改良したり、耐候性を向上させたりすることは、
例えば特公昭50−14254号公報や特公平7−30
269号公報などに提案されているが、いずれもゴム補
強用としてカーボンブラックの表面にシリカを付着せし
めることについては言及していない。
は、シリカは混練中の分散が進行しづらく混練加工にお
おくの労力を必要とするため、カーボンブラックのよう
なマスターバッチ化が望まれている。ところが、シリカ
はその凝集pH(約4〜7)がゴムラテックスの凝集pH域
(約2.5〜3)と異なる等の理由により、従来、満足
な湿式カーボンブラックマスターバッチができなかっ
た。
は、シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ
耐摩耗性が良好で、しかも低電気伝導度に起因する問題
のないゴム補強用シリカ表面処理カーボンブラックのゴ
ムマスターバッチ組成物を提供することにある。
ジエン系ゴム成分のラテックス100重量部(固形分と
して)並びに(b)表面に無定形シリカを付着させたゴ
ム補強用カーボンブラックのスラリー10〜250重量
部(固形分として)の混合物を凝固剤で凝固せしめて成
るゴム補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物
が提供される。
シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ耐摩
耗性が良好で、しかも低電気伝導度に起因する問題のな
い、全く新規なゴム補強用表面処理カーボンブラックを
ジエン系ゴムラテックスと共に凝固させることにより、
湿式法でシリカ含有ゴムマスターバッチ組成物を得るこ
とに成功した。
表面処理カーボンブラックの製造用原料物質として使用
されるゴム補強用カーボンブラックとしては、従来から
タイヤ用その他のゴム補強用カーボンとして汎用されて
いる任意のカーボンブラックを用いることができる。好
ましいカーボンブラックはオイルファーネス法によって
製造されたGPF〜SAFグレードのゴム補強用カーボ
ンブラックで、ゴム組成物の用途により、使い分け、ま
たは2種類以上をブレンド使用することができる。
ラックは例えば以下のようにして製造することができ
る。即ちゴム補強用カーボンブラックを先ず水に分散さ
せる。カーボンブラックの分散性をよくするために、適
当な分散剤(例えばメタノール、各種界面活性剤)を添
加して均一なスラリーとする。次に得られたカーボンブ
ラックの水スラリーにカーボンブラックの表面に付着さ
せんとするシリカの量に相当する珪酸ナトリウムを、例
えば水溶液の形で攪拌下に添加する。なお、カーボンブ
ラック表面に付着させるシリカの量には特に限定はない
が、好ましくは、シリカ表面処理カーボンブラック重量
当り0.1〜25重量%である。シリカ付着量が多すぎ
るとゴムラテックスとの凝固が困難となる傾向がある。
一方、珪酸ナトリウム水溶液と同時に添加珪酸ナトリウ
ムを中和する目的で酸(例えば硫酸、塩酸、硝酸など)
を攪拌下に添加する。酸水溶液の添加と珪酸ナトリウム
の添加とは同時にほぼ同量づつ行うのが好ましい。好ま
しい珪酸ナトリウムの供給速度はカーボンブラック10
0重量部に対し、シリカ量として0.001〜0.11
0g/min である。
は6〜12であり、反応温度は実用的観点から50〜9
5℃であるのが好ましい。上記表面処理反応段階におい
て、カーボンブラックの表面に無定形シリカを付着させ
た後、系のpHを7以下に調整し、温度50〜95℃で攪
拌下に放置して熟成させることによって所望のシリカ表
面処理カーボンブラックのスラリーを得ることができ
る。
カーボンブラックはジエン系ゴム成分に配合して耐摩耗
性、グリップ性能、転がり抵抗などに優れたゴム組成物
を得ることができる。そのような架橋可能なゴムとして
は例えば、天然ゴム(NR)、各種ブタジエンゴム(B
R)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SB
R)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(II
R)、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロプレン
ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−
プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレ
ン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共
重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、ク
ロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロ
ルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素
ゴム、ウレタンゴムなどを用いることができ、これらは
単独又はブレンドとして用いることができ、ブレンドを
用いる場合にはそのブレンド比には特に制限はない。
ーボンブラックは、ゴム成分100重量部に対しシリカ
表面処理カーボンブラックを10〜250重量部、更に
好ましくは15〜200重量部配合するのが好ましい。
この配合量が少な過ぎると種々のゴム製品として使用す
る際に、シリカ表面処理カーボンを通常必要とされる量
(10部以上)配合できない。逆に多過ぎると硬度が高
くなり過ぎ加工性が低下する等、マスターバッチとして
の実用性が乏しくなるおそれがあるので好ましくない。
前記ゴム組成物には前記シリカ表面処理カーボンブラッ
クの他に通常ゴム組成物に配合される任意のカーボンブ
ラック又は/及びシリカを併用することができる。
表面に付着させたカーボンブラックなどに加えて、ゴム
工業で通常使用される任意の配合剤、例えば硫黄、有機
過酸化物、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、充填剤、
可塑剤、シランカップリング剤等を必要に応じて、通常
の配合量の範囲で適宜配合することができる。
ンブラック含有ゴム組成物は通常の湿式カーボンブラッ
クマスターバッチ法と同じ方法で製造することができ
る。前述のような方法で表面にシリカを付着させたカー
ボンブラックのスラリーを製造し、これとジエン系ゴム
ラテックス(例えばSBRラテックス)を適当な比率で
混合する。次いで、これらに従来からカーボンブラック
マスターバッチの製造等に一般的に使用されている凝固
剤(例えば、高分子凝集剤、NaClなど)を加え凝固
させる。凝固したゴム組成物を水相と分別し、例えば熱
風乾燥により水分を除去し目的のゴムマスターバッチ組
成物を得る。なお上記工程中にて老化防止剤プロセス油
やシランカップリング剤などの添加剤を必要に応じて添
加することができる。
ーボンブラックは、前述の如く、例えばカーボンブラッ
クスラリー中に珪酸ナトリウムおよび硫酸などの反応に
より無定形シリカをカーボンブラック表面に付着させる
ことによって製造されるため、この表面処理カーボンブ
ラックはスラリー状で存在する。従ってこのスラリーを
直接ゴムラテックスと混合することによっても本発明の
ゴム組成物を製造することができる。これによってシリ
カのゴムとの混練加工の労力を省略できると共に、ゴム
中へのシリカの分散が良好となることに加えて、表面処
理カーボンブラックをスラリーから回収し乾燥する工程
がはぶけ、製造費の削減に更に寄与できる。
際に、従来からゴムの配合に一般的に使用されるアロマ
系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルなど
のプロセスオイル及び/又は合成可塑剤、液状ゴムなど
の液状物をジエン系ゴム100重量部当り10〜200
重量部配合することができる。
が、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでな
いことは言うまでもない。
ンブラックを使用し、これにカーボンブラック分散剤
(メタノール)の10重量%水溶液200gをカーボン
ブラック(CB)100gによくなじませ、さらに1.
8リットルの水を攪拌しながら加え均一なカーボンブラ
ックスラリーを得た。次に、このカーボンブラックの表
面に付着させるシリカの量、ここでは付着量10重量%
を目標値としたので、それに相当する珪酸ナトリウム3
3.3gを計り取り水0.2リットルで希釈した。
℃に加熱し、またpHを9に調製した。これに十分に攪拌
しながら上で得た珪酸ナトリウム水溶液を0.060g
/min の速度で滴下し、同時に2.0重量%硫酸水溶液
を添加して系のpHを9に調製した。
後、pH10及び温度90℃を保ちながら攪拌下に約30
分間放置し(熟成)、目的の表面処理カーボンブラック
を含むスラリー状物質(固形分含量4.0重量%)を得
た。
測定 表面処理カーボンブラック試料を電気炉中で600℃で
灰化し、その灰分をフッ化処理しその減量をシリカ分と
してもとの表面処理カーボンに対する重量分率として示
した。結果を表Iに示す。
の調製 次に上で得た表面処理カーボンブラックをスラリー(濃
度12.5重量%)とし、その200gとSBR150
2ラテックス(濃度41重量%)125gを混合し、こ
れに凝固剤として食塩水(濃度3重量%)1000gを
添加して温度50℃で0.5時間攪拌してゴム補強用シ
リカ表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物を得た。
常のドライブレンド法により混練した例および同様にカ
ーボンブラックを用いた例と比較してゴム物性を調べ
た。以下の配合に従って各種ゴム組成物を常法に従って
バンバリーミキサー及びロール機で混練して調製した
(加硫条件:160℃×30分)。結果を表IIに示す。
ず。 *3)Santoflex13 (Monsant社製) *4)SantocureNS (Monsant社製)
本発明に係るゴム補強用表面処理カーボンブラック含有
ゴム組成物は、通常のカーボンマスターバッチと同じ方
法で製造することができ、得られる組成物もカーボンブ
ラックに比較し、高温域(60℃)でのtanδが低
く、かつ耐摩性は低下していない。
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)ジエン系ゴム成分のラテックス1
00重量部(固形分として)並びに(b)表面に無定形
シリカを付着させたゴム補強用カーボンブラックのスラ
リー10〜250重量部(固形分として)の混合物を凝
固剤で凝固せしめて成るゴム補強用表面処理カーボンブ
ラック含有ゴム組成物。 - 【請求項2】 無定形シリカ付着前のゴム補強用カーボ
ンブラックがオイルファーネス法により製造されたGP
F乃至SAFグレードである請求項1に記載のゴム補強
用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物。 - 【請求項3】 芳香族プロセス油及び/又は高粘度油5
〜150重量部を更に含む請求項1又は2に記載のゴム
補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物。 - 【請求項4】 無定形シリカの含有量が表面処理カーボ
ンブラックの0.1〜25重量%である請求項1〜3に
記載のゴム組成物。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27785195A JP3608857B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | ゴム補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物 |
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DE69626493T DE69626493T2 (de) | 1995-10-25 | 1996-10-16 | Kautschukzusammensetzung enthaltend russ dessen oberfläche mit siliziumdioxid behandelt ist |
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Publications (2)
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JPH09118781A true JPH09118781A (ja) | 1997-05-06 |
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JP27785195A Expired - Lifetime JP3608857B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | ゴム補強用表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3608857B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998006787A1 (fr) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Procede pour produire un noir de carbone a surface traitee, destine a renforcer les caoutchoucs |
US6962952B2 (en) | 1997-04-30 | 2005-11-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Process for production of modified carbon black for rubber reinforcement and process of production of rubber composition containing modified carbon black |
DE112015003098B4 (de) | 2014-07-01 | 2018-10-18 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP27785195A patent/JP3608857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1998006787A1 (fr) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Procede pour produire un noir de carbone a surface traitee, destine a renforcer les caoutchoucs |
US6020068A (en) * | 1996-08-12 | 2000-02-01 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Process for the production of surface-treated carbon black for the reinforcement of rubbers |
US6962952B2 (en) | 1997-04-30 | 2005-11-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Process for production of modified carbon black for rubber reinforcement and process of production of rubber composition containing modified carbon black |
US7144943B2 (en) | 1997-04-30 | 2006-12-05 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Process for production of modified carbon black for rubber reinforcement and process of production of rubber composition containing modified carbon black |
DE112015003098B4 (de) | 2014-07-01 | 2018-10-18 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines nassen Kautschuk-Masterbatches |
US10544289B2 (en) | 2014-07-01 | 2020-01-28 | Toyo Tire Corporation | Process for producing wet rubber masterbatch |
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