JPH0959436A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH0959436A JPH0959436A JP22075295A JP22075295A JPH0959436A JP H0959436 A JPH0959436 A JP H0959436A JP 22075295 A JP22075295 A JP 22075295A JP 22075295 A JP22075295 A JP 22075295A JP H0959436 A JPH0959436 A JP H0959436A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- kneading
- rubber
- carbon black
- zinc oxide
- mixed
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 分散性、加工性の向上と共に、物性の低下を
回避する 【解決手段】 加硫促進助剤として金属酸化物を分散さ
せたカーボンブラックのペレットを混練して得られるこ
とを特徴とする。
回避する 【解決手段】 加硫促進助剤として金属酸化物を分散さ
せたカーボンブラックのペレットを混練して得られるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、特に、金属酸化物およびカーボンブラックを配合す
るゴム組成物に関する。
し、特に、金属酸化物およびカーボンブラックを配合す
るゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化亜鉛等の金属酸化物は、加硫促進助
剤としてゴム中に混入されるが、一般に、ゴムや樹脂等
のポリマー中に混入することにより、潤滑性、離型性、
軟化作用等の効果を有する。
剤としてゴム中に混入されるが、一般に、ゴムや樹脂等
のポリマー中に混入することにより、潤滑性、離型性、
軟化作用等の効果を有する。
【０００３】ゴム工業においては、加硫物を高粘度とし
て耐摩耗性を向上させる目的で、微粒子のカーボンブラ
ックを配合する場合があるが、微粒子のカーボンブラッ
クは混練し難くい等の不都合がある。この場合には、温
度上昇を防ぐと共に、粘度を下げて練り効率を高めると
いう目的で、混練を複数段で行い、加硫剤や加硫促進助
剤は、混練の終段にて添加するのが一般的である。しか
し、例えば酸化亜鉛を混練の初段で混入した場合には、
前記軟化作用により混入以降の混練性のみならず押出
し、カレンダリング等の成型加工性の向上が得られるた
め、初段混入される場合もある。
て耐摩耗性を向上させる目的で、微粒子のカーボンブラ
ックを配合する場合があるが、微粒子のカーボンブラッ
クは混練し難くい等の不都合がある。この場合には、温
度上昇を防ぐと共に、粘度を下げて練り効率を高めると
いう目的で、混練を複数段で行い、加硫剤や加硫促進助
剤は、混練の終段にて添加するのが一般的である。しか
し、例えば酸化亜鉛を混練の初段で混入した場合には、
前記軟化作用により混入以降の混練性のみならず押出
し、カレンダリング等の成型加工性の向上が得られるた
め、初段混入される場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記初
段混入した場合と終段混入した場合のゴム物性を比較す
ると、同一配合においても、初段混入したものは引っ張
り強さ、耐摩耗性等において終段混入したものより劣っ
ている。従って、酸化亜鉛等の初段混入は、混練性およ
び混練ゴムの低粘度化に対しては有効である反面、物性
が低下するというデメリットをも有している。
段混入した場合と終段混入した場合のゴム物性を比較す
ると、同一配合においても、初段混入したものは引っ張
り強さ、耐摩耗性等において終段混入したものより劣っ
ている。従って、酸化亜鉛等の初段混入は、混練性およ
び混練ゴムの低粘度化に対しては有効である反面、物性
が低下するというデメリットをも有している。
【０００５】また、カーボンブラックのゴム補強性はカ
ーボンブラックのゲル（バウンドラバー）量が多い程、
物性面で優れたゴムが得られる。一般に、カーボンブラ
ックのゲル生成には、混練の初期段階が重要であり、こ
の時点での酸化亜鉛の存在量や存在状態によって、ゲル
生成が抑制され、ゴム物性が低下するものと考えられ
る。そこで、本発明は、酸化亜鉛等を初期混入すること
により、混練性等の向上を図りつつ、しかも、物性低下
を回避することを目的とする。
ーボンブラックのゲル（バウンドラバー）量が多い程、
物性面で優れたゴムが得られる。一般に、カーボンブラ
ックのゲル生成には、混練の初期段階が重要であり、こ
の時点での酸化亜鉛の存在量や存在状態によって、ゲル
生成が抑制され、ゴム物性が低下するものと考えられ
る。そこで、本発明は、酸化亜鉛等を初期混入すること
により、混練性等の向上を図りつつ、しかも、物性低下
を回避することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、鋭意研究の結果、予め酸化亜鉛等を
均一に分散させたカーボンブラックのペレットをゴムに
混練配合することが有効であることを見い出し、本発明
を完成するに至った。本発明のゴム組成物は以下の構成
とする。 （１）加硫促進助剤として金属酸化物を分散させたカー
ボンブラックのペレットを混練して得られることを特徴
とする。金属酸化物としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化銅（ＣｕＯ）、三
酸化二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸
化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ
2 Ｏ）、酸化鉛（ＰｂＯ）等およびこれらの脂肪酸金属
塩等が挙げられる。 （２）前記金属酸化物が酸化亜鉛であることを特徴とす
る。 （３）前記カーボンブラックをゴム補強剤として配合す
ることを特徴とする。 カーボンブラックとしては、窒素吸着法比表面積（Ｎ2
ＳＡ）１００ｍ2 ／ｇ以上、表面活性（＝窒素吸着法比
表面積（Ｎ2 ＳＡ）／ヨウ素吸着法比表面積（ＩＡ））
０．９以上、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ3 ／１００ｇ以上
の、補強性に優れた微粒子のものを効果的な対象とす
る。
め、本発明者らは、鋭意研究の結果、予め酸化亜鉛等を
均一に分散させたカーボンブラックのペレットをゴムに
混練配合することが有効であることを見い出し、本発明
を完成するに至った。本発明のゴム組成物は以下の構成
とする。 （１）加硫促進助剤として金属酸化物を分散させたカー
ボンブラックのペレットを混練して得られることを特徴
とする。金属酸化物としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化銅（ＣｕＯ）、三
酸化二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸
化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ
2 Ｏ）、酸化鉛（ＰｂＯ）等およびこれらの脂肪酸金属
塩等が挙げられる。 （２）前記金属酸化物が酸化亜鉛であることを特徴とす
る。 （３）前記カーボンブラックをゴム補強剤として配合す
ることを特徴とする。 カーボンブラックとしては、窒素吸着法比表面積（Ｎ2
ＳＡ）１００ｍ2 ／ｇ以上、表面活性（＝窒素吸着法比
表面積（Ｎ2 ＳＡ）／ヨウ素吸着法比表面積（ＩＡ））
０．９以上、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ3 ／１００ｇ以上
の、補強性に優れた微粒子のものを効果的な対象とす
る。
【０００７】酸化亜鉛等を分散させたカーボンブラック
のペレットは、ＺｎＯ自体の比重が大きいため飛散し難
く、加えて酸化亜鉛が、ゴム配合物中の脂肪酸と結合し
た脂肪酸金属塩は界面化学的挙動によりカーボンブラッ
クの帯電を電気的に中和する作用があると考えられ、そ
れがポリマーとの親和性を高め、混練性を向上させる。
のペレットは、ＺｎＯ自体の比重が大きいため飛散し難
く、加えて酸化亜鉛が、ゴム配合物中の脂肪酸と結合し
た脂肪酸金属塩は界面化学的挙動によりカーボンブラッ
クの帯電を電気的に中和する作用があると考えられ、そ
れがポリマーとの親和性を高め、混練性を向上させる。
【０００８】酸化亜鉛分散ペレットは、バンバリーミキ
サーでの混練過程において徐々に破壊され、ポリマー中
に取り込まれて行く。この時のゴム配合物中への酸化亜
鉛の混入量と、ペレットの破壊度は、図１のグラフに示
す通り、ほぼ比例関係にあり、ポリマー中に新規に取り
込まれる酸化亜鉛とカーボンブラックの組成比は常にほ
ぼ一定を保っている。従って、酸化亜鉛粉末を配合によ
り混入する場合のように、一度に多量の酸化亜鉛がポリ
マーと接触し、カーボンゲル生成を疎外することはな
い。これにより、混練性、分散性を向上させ、所定の量
の酸化亜鉛を効率よく配合ゴム中に混入させることが可
能となる。酸化亜鉛を分散させたカーボンブラックのペ
レットを製造する方法は以下の通りである。微粒子カー
ボンブラックに、カーボンブラック１００重量部に対し
て、約１５重量部以下の粉末状の酸化亜鉛、および必要
に応じてバインダー等の薬品を混入して、ペレット径２
００〜２０００μｍ、ペレット硬さ（ＩＰＨ）６〜２５
程度の範囲で造粒する。
サーでの混練過程において徐々に破壊され、ポリマー中
に取り込まれて行く。この時のゴム配合物中への酸化亜
鉛の混入量と、ペレットの破壊度は、図１のグラフに示
す通り、ほぼ比例関係にあり、ポリマー中に新規に取り
込まれる酸化亜鉛とカーボンブラックの組成比は常にほ
ぼ一定を保っている。従って、酸化亜鉛粉末を配合によ
り混入する場合のように、一度に多量の酸化亜鉛がポリ
マーと接触し、カーボンゲル生成を疎外することはな
い。これにより、混練性、分散性を向上させ、所定の量
の酸化亜鉛を効率よく配合ゴム中に混入させることが可
能となる。酸化亜鉛を分散させたカーボンブラックのペ
レットを製造する方法は以下の通りである。微粒子カー
ボンブラックに、カーボンブラック１００重量部に対し
て、約１５重量部以下の粉末状の酸化亜鉛、および必要
に応じてバインダー等の薬品を混入して、ペレット径２
００〜２０００μｍ、ペレット硬さ（ＩＰＨ）６〜２５
程度の範囲で造粒する。
【０００９】また、上記方法により製造した所定のブレ
ンド比のペレットは、ゴム混練工程が複数段である場合
の初段のみならず、混練工程が１回である場合にも、効
果的に使用することができる。
ンド比のペレットは、ゴム混練工程が複数段である場合
の初段のみならず、混練工程が１回である場合にも、効
果的に使用することができる。
【００１０】また、これらの場合、酸化亜鉛等の加硫促
進助剤は、カーボンブラックと一体に混入されるため、
加硫剤と同時に混入されることはないが、必要とされる
助剤の全量をカーボンブラックにブレンドしていない場
合は、残量を加硫剤と共に混入する場合もある。
進助剤は、カーボンブラックと一体に混入されるため、
加硫剤と同時に混入されることはないが、必要とされる
助剤の全量をカーボンブラックにブレンドしていない場
合は、残量を加硫剤と共に混入する場合もある。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。 （１）ＺｎＯ分散Ｃ／Ｂペレットの製造 Ｎ2 ＳＡ １６５ｍ2 ／ｇ、表面活性１．１８、ＤＢＰ
吸油量１１４ｃｍ3 ／１００ｇ、ＤＳＴモード径１００
の微粒子カーボンブラック１ｋｇに、酸化亜鉛粉末３０
ｇを混合し、試験用造粒機にて、粒径４００μｍ、ＩＰ
Ｈ１０ｇ／ｍｍのカーボンペレットを造粒した。
吸油量１１４ｃｍ3 ／１００ｇ、ＤＳＴモード径１００
の微粒子カーボンブラック１ｋｇに、酸化亜鉛粉末３０
ｇを混合し、試験用造粒機にて、粒径４００μｍ、ＩＰ
Ｈ１０ｇ／ｍｍのカーボンペレットを造粒した。
【００１２】（２）混練 表１に示すＮＲ系標準配合（ＡＳＴＭ）において、図２
に示すの内容の３段の混練を実施した。即ち、のコン
トロールは２段練りの後、酸化亜鉛と加硫剤とを同時に
混入し、３段練りを行ったことを示す（従来例）。ま
た、は粉末状の酸化亜鉛を混入後に１段練りを行い、
２段練りの後、加硫剤を混入し、３段練りを行ったこと
を示す。更に、は上記（１）により造粒した酸化亜鉛
を分散したカーボンブラックのペレットを混入後に、１
段練りを行い、２段練りの後、加硫剤を混入して、３段
練りを行ったことを示す（本発明例）。得られたゴム組
成物の物性値等を下記の方法により測定し、結果を表２
に示す。 （１）混練温度（１段練り時） 混練終了直後の練ゴムに接触式温度計を挿入し測定し
た。数値が高い程良好であることを示す。 （２）ムーニー粘度（１段練り時および３段練り時） ムーニー粘度計（ＡＳＴＭ標準）を用い、１００℃、予
熱１分後ロータートルクを測定し、４分後のトルクをム
ーニー粘度ＭＬ１４４とする。数値が低い程良好である
ことを示す。 （３）３００％モジュラス 混練後のゴムをシート状に加硫し、ダンベル状に打ち抜
いた後、引っ張り試験機にて、３００％伸張時の力を測
定し、断面積より密度換算する。数値が高い程良好であ
ることを示す。 （４）耐摩耗生 混練後のゴムをドーナツ状に成型加硫し、ランボーン摩
耗試験機を用いて、一定速度、荷重で研摩し、摩耗重量
を標準サンプルより相対評価する。数値が高い程良好で
あることを示す。 （５）ｔａｎδ 加硫後のゴムをスペクトロメーターにて、一定温度、一
定周波数で引っ張り、その貯蔵モジュラスと損失モジュ
ラスを測定し、比を算出する。数値が低い程良好である
ことを示す。
に示すの内容の３段の混練を実施した。即ち、のコン
トロールは２段練りの後、酸化亜鉛と加硫剤とを同時に
混入し、３段練りを行ったことを示す（従来例）。ま
た、は粉末状の酸化亜鉛を混入後に１段練りを行い、
２段練りの後、加硫剤を混入し、３段練りを行ったこと
を示す。更に、は上記（１）により造粒した酸化亜鉛
を分散したカーボンブラックのペレットを混入後に、１
段練りを行い、２段練りの後、加硫剤を混入して、３段
練りを行ったことを示す（本発明例）。得られたゴム組
成物の物性値等を下記の方法により測定し、結果を表２
に示す。 （１）混練温度（１段練り時） 混練終了直後の練ゴムに接触式温度計を挿入し測定し
た。数値が高い程良好であることを示す。 （２）ムーニー粘度（１段練り時および３段練り時） ムーニー粘度計（ＡＳＴＭ標準）を用い、１００℃、予
熱１分後ロータートルクを測定し、４分後のトルクをム
ーニー粘度ＭＬ１４４とする。数値が低い程良好である
ことを示す。 （３）３００％モジュラス 混練後のゴムをシート状に加硫し、ダンベル状に打ち抜
いた後、引っ張り試験機にて、３００％伸張時の力を測
定し、断面積より密度換算する。数値が高い程良好であ
ることを示す。 （４）耐摩耗生 混練後のゴムをドーナツ状に成型加硫し、ランボーン摩
耗試験機を用いて、一定速度、荷重で研摩し、摩耗重量
を標準サンプルより相対評価する。数値が高い程良好で
あることを示す。 （５）ｔａｎδ 加硫後のゴムをスペクトロメーターにて、一定温度、一
定周波数で引っ張り、その貯蔵モジュラスと損失モジュ
ラスを測定し、比を算出する。数値が低い程良好である
ことを示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】結果より、コントロール（）対比、Ｚｎ
Ｏ配合混入（）およびＺｎＯ分散Ｃ／Ｂ混入（）は
混練初期の練り温度が高く、効率のよい混練が行われて
いることがわかる。また、ムーニー粘度は特に１段でコ
ントロール対比、大幅に低くなっており、加工性が向上
していることがわかる。しかし、モジュラス、耐摩耗
性、ｔａｎδの物性においては、ＺｎＯ配合混入したも
のはコントロール対比低下している。ところが、ＺｎＯ
分散Ｃ／Ｂ混入の場合は、これらの大きな物性値におい
ても低下が見られない。よって、本発明によって、物性
維持と加工性改良の両立化が図れることがわかる。
Ｏ配合混入（）およびＺｎＯ分散Ｃ／Ｂ混入（）は
混練初期の練り温度が高く、効率のよい混練が行われて
いることがわかる。また、ムーニー粘度は特に１段でコ
ントロール対比、大幅に低くなっており、加工性が向上
していることがわかる。しかし、モジュラス、耐摩耗
性、ｔａｎδの物性においては、ＺｎＯ配合混入したも
のはコントロール対比低下している。ところが、ＺｎＯ
分散Ｃ／Ｂ混入の場合は、これらの大きな物性値におい
ても低下が見られない。よって、本発明によって、物性
維持と加工性改良の両立化が図れることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
以下の効果が得られる。即ち、本発明にかかる酸化亜鉛
等の金属酸化物を分散したカーボンブラックを混練初期
に混入することにより、練りエネルギーの混入効率を上
げ、分散性、加工性を向上させるのみならず、物性の低
下を回避することが可能となる。また、金属酸化物を分
散したカーボンブラックの粉体の帯電性を改善し、かつ
比重を増大させ、混練工程での作業性をも改良すること
ができる。これにより、ゴム混練工程における生産性、
品質向上、環境改善を図ることができる。また，本発明
の金属酸化物分散カーボンブラックをゴム補強剤として
用いることにより、補強性の優れた微粒子のカーボンブ
ラックを、有利に利用することができる。
以下の効果が得られる。即ち、本発明にかかる酸化亜鉛
等の金属酸化物を分散したカーボンブラックを混練初期
に混入することにより、練りエネルギーの混入効率を上
げ、分散性、加工性を向上させるのみならず、物性の低
下を回避することが可能となる。また、金属酸化物を分
散したカーボンブラックの粉体の帯電性を改善し、かつ
比重を増大させ、混練工程での作業性をも改良すること
ができる。これにより、ゴム混練工程における生産性、
品質向上、環境改善を図ることができる。また，本発明
の金属酸化物分散カーボンブラックをゴム補強剤として
用いることにより、補強性の優れた微粒子のカーボンブ
ラックを、有利に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸化亜鉛の存在量とペレット破壊量との関係を
示す図である。
示す図である。
【図２】３段混練工程を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 加硫促進助剤として金属酸化物を分散さ
せたカーボンブラックのペレットを混練して得られるこ
とを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項２】 前記金属酸化物が酸化亜鉛であることを
特徴とする請求項１記載のゴム組成物。 - 【請求項３】 前記カーボンブラックをゴム補強剤とし
て配合することを特徴とする請求項１または２記載のゴ
ム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22075295A JPH0959436A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22075295A JPH0959436A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959436A true JPH0959436A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16755992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22075295A Pending JPH0959436A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0959436A (ja) |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP22075295A patent/JPH0959436A/ja active Pending
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