JPH11100525A - ゴム補強用変性カーボンブラックの製法及びそれを含むゴム組成物 - Google Patents
ゴム補強用変性カーボンブラックの製法及びそれを含むゴム組成物Info
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- JPH11100525A JPH11100525A JP12041198A JP12041198A JPH11100525A JP H11100525 A JPH11100525 A JP H11100525A JP 12041198 A JP12041198 A JP 12041198A JP 12041198 A JP12041198 A JP 12041198A JP H11100525 A JPH11100525 A JP H11100525A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリカのもつ優れたｔａｎδ温度依存性を有
し、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変性カーボンブラックを廉価
で製造する方法を提供する。 【解決手段】 ゴム補強用変性カーボンブラックを製造
するにあたり、カーボンブラックの造粒工程において、
水分散シリカをカーボンブラックに添加し、造粒装置に
て造粒することからなるゴム補強用変性カーボンブラッ
クの製造方法及びそれを含むゴム組成物。
し、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変性カーボンブラックを廉価
で製造する方法を提供する。 【解決手段】 ゴム補強用変性カーボンブラックを製造
するにあたり、カーボンブラックの造粒工程において、
水分散シリカをカーボンブラックに添加し、造粒装置に
て造粒することからなるゴム補強用変性カーボンブラッ
クの製造方法及びそれを含むゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゴム補強用変性カー
ボンブラック（以下、単に「変性カーボン」と記載する
ことがある）の製法に関し、更に詳しくは表面に無定形
シリカを付着させたゴム補強用変性カーボンブラックの
製法に関する。このようにして得られるゴム補強用変性
カーボンブラックは、タイヤ用ゴム組成物をはじめとし
てベルトコンベア、産業用ロールなどの各種ゴム製品用
ゴム組成物に配合して、耐摩耗性、グリップ性能、低転
がり抵抗性（低発熱性）などの優れたゴム物性を与える
ことができ、かつ従来のカーボンブラック製造設備を大
きく変更することなく製造できるので低コストで製造す
ることができる。
ボンブラック（以下、単に「変性カーボン」と記載する
ことがある）の製法に関し、更に詳しくは表面に無定形
シリカを付着させたゴム補強用変性カーボンブラックの
製法に関する。このようにして得られるゴム補強用変性
カーボンブラックは、タイヤ用ゴム組成物をはじめとし
てベルトコンベア、産業用ロールなどの各種ゴム製品用
ゴム組成物に配合して、耐摩耗性、グリップ性能、低転
がり抵抗性（低発熱性）などの優れたゴム物性を与える
ことができ、かつ従来のカーボンブラック製造設備を大
きく変更することなく製造できるので低コストで製造す
ることができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、カーボンブラックやシリカなどの
補強性充填剤がゴム補強用に使用されてきた。これらの
中でシリカは、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、混練加工性に劣り、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。
補強性充填剤がゴム補強用に使用されてきた。これらの
中でシリカは、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、混練加工性に劣り、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。
【０００３】顔料などの表面にシリカなどを被覆して分
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。例えば特公平７−
３０２６９号公報には、カーボンブラックを水中に分散
させ、pHを６以上に調節し、温度を７０℃以上に保ちな
がら珪酸ナトリウムを用いてカーボンブラックの粒子表
面に無定形シリカを沈積させた粉体塗料用カーボンブラ
ックの表面処理方法が記載されている。更に特開平８−
２７７３４７号公報には、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が記載されて
いるが、この方法には工業的に効率良く生産することに
関しては言及されていない。
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。例えば特公平７−
３０２６９号公報には、カーボンブラックを水中に分散
させ、pHを６以上に調節し、温度を７０℃以上に保ちな
がら珪酸ナトリウムを用いてカーボンブラックの粒子表
面に無定形シリカを沈積させた粉体塗料用カーボンブラ
ックの表面処理方法が記載されている。更に特開平８−
２７７３４７号公報には、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が記載されて
いるが、この方法には工業的に効率良く生産することに
関しては言及されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、シリカのもつ優れたｔａｎδ温度依存性を有しかつ
耐摩耗性及び加工性が良好で、しかも低電気伝導度に起
因する問題のないゴム補強用変性カーボンブラックを、
現存のカーボンブラック製造設備を大幅に変更すること
なく、簡便かつ廉価に製造できる、造粒された（ビード
化）ゴム補強用変性カーボンブラックの製造方法を提供
することにある。
は、シリカのもつ優れたｔａｎδ温度依存性を有しかつ
耐摩耗性及び加工性が良好で、しかも低電気伝導度に起
因する問題のないゴム補強用変性カーボンブラックを、
現存のカーボンブラック製造設備を大幅に変更すること
なく、簡便かつ廉価に製造できる、造粒された（ビード
化）ゴム補強用変性カーボンブラックの製造方法を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ゴム補
強用変性カーボンブラックを製造するにあたり、カーボ
ンブラックの造粒工程において、水分散シリカをカーボ
ンブラックに添加した後または添加しながら、造粒装置
にて造粒することから成るゴム補強用変性カーボンブラ
ックの製造方法が提供される。
強用変性カーボンブラックを製造するにあたり、カーボ
ンブラックの造粒工程において、水分散シリカをカーボ
ンブラックに添加した後または添加しながら、造粒装置
にて造粒することから成るゴム補強用変性カーボンブラ
ックの製造方法が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明者らは、前述の如く、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
ム補強用変性カーボンブラックを製造する方法について
鋭意検討をすすめた結果、造粒時に加える造粒用液体
（通常は水及びバインダー）の代わりに水分散シリカを
加えることで目的のゴム補強用変性カーボンブラックを
製造できることを見出した。
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
ム補強用変性カーボンブラックを製造する方法について
鋭意検討をすすめた結果、造粒時に加える造粒用液体
（通常は水及びバインダー）の代わりに水分散シリカを
加えることで目的のゴム補強用変性カーボンブラックを
製造できることを見出した。
【０００７】本発明において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ＳＲＦ〜ＳＡＦグレードのものであ
り、ゴム組成物の用途により、種々使い分けや２種以上
をブレンドすることが可能である。
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ＳＲＦ〜ＳＡＦグレードのものであ
り、ゴム組成物の用途により、種々使い分けや２種以上
をブレンドすることが可能である。
【０００８】本発明に従って、造粒されたゴム補強用変
性カーボンブラックを製造する一般的な方法について説
明する。先ず水分散シリカとしては、常法に従って、珪
酸金属塩と酸とを混合反応させて製造したものを使用す
ることができる。水分散シリカの形態（ゾルであっても
ゲルであってもかまわない）および水分散シリカ中のシ
リカ濃度にはとくに限定はないが、シリカ粒子が独立に
存在するゾル状シリカである方が好ましく、シリカ濃度
はゾルの安定な５０，０００ppm 以下が適当である。ま
た、水分散シリカとしては市販のものを使用することも
できる。市販品水分散スラリーとしては含有されるシリ
カ粒子の直径は１nm〜１００nmであるのが好ましく（更
に好ましくは５〜８０nm）で、ナトリウムイオンの含有
量（Ｎａ 2 Ｏ換算）１．０重量％以下であるのが好まし
い。この種の水分散シリカは、シリカの一次粒子又は低
次のストラクチャーを有するシリカが水中に分散した状
態のもので、通常、電解質含量が非常に少ないため高濃
度のシリカを含む状態で塩基性に安定化されている。従
って、変性カーボン中のシリカ含有量を増やす場合には
特に好適に使用できる。本発明では、変性カーボンブラ
ックの製造に際し、水分散シリカのpHは特に調整せずに
添加することもできるが、例えば酸の添加でシリカがゲ
ル化する中性条件に調整しつつ、または造粒装置が腐食
するのを防ぐため中性条件に調整した後、カーボンブラ
ックと混合することによってカーボンブラックを複合化
させることができる。
性カーボンブラックを製造する一般的な方法について説
明する。先ず水分散シリカとしては、常法に従って、珪
酸金属塩と酸とを混合反応させて製造したものを使用す
ることができる。水分散シリカの形態（ゾルであっても
ゲルであってもかまわない）および水分散シリカ中のシ
リカ濃度にはとくに限定はないが、シリカ粒子が独立に
存在するゾル状シリカである方が好ましく、シリカ濃度
はゾルの安定な５０，０００ppm 以下が適当である。ま
た、水分散シリカとしては市販のものを使用することも
できる。市販品水分散スラリーとしては含有されるシリ
カ粒子の直径は１nm〜１００nmであるのが好ましく（更
に好ましくは５〜８０nm）で、ナトリウムイオンの含有
量（Ｎａ 2 Ｏ換算）１．０重量％以下であるのが好まし
い。この種の水分散シリカは、シリカの一次粒子又は低
次のストラクチャーを有するシリカが水中に分散した状
態のもので、通常、電解質含量が非常に少ないため高濃
度のシリカを含む状態で塩基性に安定化されている。従
って、変性カーボン中のシリカ含有量を増やす場合には
特に好適に使用できる。本発明では、変性カーボンブラ
ックの製造に際し、水分散シリカのpHは特に調整せずに
添加することもできるが、例えば酸の添加でシリカがゲ
ル化する中性条件に調整しつつ、または造粒装置が腐食
するのを防ぐため中性条件に調整した後、カーボンブラ
ックと混合することによってカーボンブラックを複合化
させることができる。
【０００９】本発明の特徴は前記水分散シリカを通常の
カーボンブラックの製造に使用される造粒工程（連続式
又はバッチ式のいずれでもよい）の前、または造粒中、
に添加し、カーボンブラックの表面にシリカを付着させ
た変性カーボンブラックを製造することにある。通常は
シリカ濃度が５００００ppm 以下、好ましくは２５００
ppm 〜５００００ppm の水分散性シリカを好ましくはカ
ーボンブラックの供給量の５０〜１０００重量％用意
し、これに酸（例えば硫酸、塩酸など）を添加して中性
域にし、造粒装置においてカーボンブラックに添加す
る。
カーボンブラックの製造に使用される造粒工程（連続式
又はバッチ式のいずれでもよい）の前、または造粒中、
に添加し、カーボンブラックの表面にシリカを付着させ
た変性カーボンブラックを製造することにある。通常は
シリカ濃度が５００００ppm 以下、好ましくは２５００
ppm 〜５００００ppm の水分散性シリカを好ましくはカ
ーボンブラックの供給量の５０〜１０００重量％用意
し、これに酸（例えば硫酸、塩酸など）を添加して中性
域にし、造粒装置においてカーボンブラックに添加す
る。
【００１０】前述のようにして水分散シリカが添加され
たカーボンブラックは、例えば有刺型スクリュー式造粒
装置などを用いて適当な温度（例えば６０℃〜２００
℃）で攪拌、造粒するとともに、変性することができ
る。カーボンブラックに対する水分散シリカの添加量に
は特に限定はないが、好ましくはカーボンブラック重量
に対してＳｉＯ2 量として０．１〜５０重量％、更に好
ましくは０．５〜３０重量％である。
たカーボンブラックは、例えば有刺型スクリュー式造粒
装置などを用いて適当な温度（例えば６０℃〜２００
℃）で攪拌、造粒するとともに、変性することができ
る。カーボンブラックに対する水分散シリカの添加量に
は特に限定はないが、好ましくはカーボンブラック重量
に対してＳｉＯ2 量として０．１〜５０重量％、更に好
ましくは０．５〜３０重量％である。
【００１１】本発明の方法で製造された変性カーボンブ
ラックは、その表面に３．０×１０ -2個／nm2 以上、好
ましくは４．０×１０-2〜１５０×１０-2個／nm2 のシ
ラノール基が存在する。このシラノール基の存在量が少
ないと所望の改良効果が得られにくく、逆に多過ぎると
各種ゴム中での分散性が低下するので好ましくない。
ラックは、その表面に３．０×１０ -2個／nm2 以上、好
ましくは４．０×１０-2〜１５０×１０-2個／nm2 のシ
ラノール基が存在する。このシラノール基の存在量が少
ないと所望の改良効果が得られにくく、逆に多過ぎると
各種ゴム中での分散性が低下するので好ましくない。
【００１２】本発明に係るシリカ変性ゴム補強用のカー
ボンブラックは架橋可能な任意の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
（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、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、これらは単独又は任意のブレンドと
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。
ボンブラックは架橋可能な任意の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
（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、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、これらは単独又は任意のブレンドと
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。
【００１３】本発明に従ったシリカ変性カーボンブラッ
クは、ゴム成分１００重量部に対しシリカ変性カーボン
ブラックを１０〜２００重量部、更に好ましくは１５〜
１５０重量部配合するのが好ましい。この配合量が少な
過ぎるとゴムを十分に補強できないため、例えば耐摩耗
性などが悪化する。逆に多過ぎると硬度が高くなり過ぎ
たり、加工性が低下したりする等、ゴム材料としての実
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変性カーボンブラックの他に
ゴム組成物に通常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。
クは、ゴム成分１００重量部に対しシリカ変性カーボン
ブラックを１０〜２００重量部、更に好ましくは１５〜
１５０重量部配合するのが好ましい。この配合量が少な
過ぎるとゴムを十分に補強できないため、例えば耐摩耗
性などが悪化する。逆に多過ぎると硬度が高くなり過ぎ
たり、加工性が低下したりする等、ゴム材料としての実
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変性カーボンブラックの他に
ゴム組成物に通常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。
【００１４】前記ゴム組成物には、前記ゴム、シリカを
表面に付着させた変性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。
表面に付着させた変性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。
【００１５】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
に説明するが、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いうまでもない。
に説明するが、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いうまでもない。
【００１６】実施例１〜６及び比較例１〜２ 水分散シリカ変性カーボンブラックの調製 以下の方法により水分散シリカ変性カーボンブラックを
製造した。カーボンブラックとしては表Ｉに示すＨＡＦ
（Ｎ３３９）およびＩＳＡＦ（Ｎ２２０）の２種類を使
用し、水分散シリカとしては水酸化ナトリウムでpH１０
に調整した水に、ＪＩＳ１号珪酸ナトリウム水溶液と、
それを中和する量の希硫酸を所定量加え、最終的にＳｉ
Ｏ2 量として０．５，２．５または５重量％になる３種
類ゾル状の水分散シリカを作製し、使用した。それぞれ
のカーボンブラックを反応炉で生成しバグフィルターで
捕集後、造粒工程へ送る。造粒装置（有刺型スクリュー
式造粒装置）へカーボンブラックを導入する直前にそれ
ぞれ０．５，２．５または５重量％の水分散シリカをカ
ーボンブラック全体に均一にカーボンブラック量に対し
て２倍量噴霧した。その後、このカーボンブラックを造
粒装置（有刺型スクリュー式造粒装置）へ搬送し通常の
方法により造粒を行い変性カーボンブラックを得た。造
粒装置（有刺型スクリュー式造粒装置）から出てきた直
後の変性カーボンブラックの温度は約７０〜８０℃であ
った。
製造した。カーボンブラックとしては表Ｉに示すＨＡＦ
（Ｎ３３９）およびＩＳＡＦ（Ｎ２２０）の２種類を使
用し、水分散シリカとしては水酸化ナトリウムでpH１０
に調整した水に、ＪＩＳ１号珪酸ナトリウム水溶液と、
それを中和する量の希硫酸を所定量加え、最終的にＳｉ
Ｏ2 量として０．５，２．５または５重量％になる３種
類ゾル状の水分散シリカを作製し、使用した。それぞれ
のカーボンブラックを反応炉で生成しバグフィルターで
捕集後、造粒工程へ送る。造粒装置（有刺型スクリュー
式造粒装置）へカーボンブラックを導入する直前にそれ
ぞれ０．５，２．５または５重量％の水分散シリカをカ
ーボンブラック全体に均一にカーボンブラック量に対し
て２倍量噴霧した。その後、このカーボンブラックを造
粒装置（有刺型スクリュー式造粒装置）へ搬送し通常の
方法により造粒を行い変性カーボンブラックを得た。造
粒装置（有刺型スクリュー式造粒装置）から出てきた直
後の変性カーボンブラックの温度は約７０〜８０℃であ
った。
【００１７】変性カーボンブラックの特性測定法 １）シリカ含量 変性カーボンブラック試料を電気炉中で６００℃で灰化
し、その灰分を蒸留水でろ過洗浄し塩分を除去したのち
フッ化水素処理しその減量をシリカ分としてもとの変性
カーボンに対する重量分率として示した。 ２）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３０３７の方法に従って測定した。 ３）ヨウ素吸着量 ＪＩＳ Ｋ６２２１に従って測定した。
し、その灰分を蒸留水でろ過洗浄し塩分を除去したのち
フッ化水素処理しその減量をシリカ分としてもとの変性
カーボンに対する重量分率として示した。 ２）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３０３７の方法に従って測定した。 ３）ヨウ素吸着量 ＪＩＳ Ｋ６２２１に従って測定した。
【００１８】４）シラノール基の存在量の測定 カーボンブラック又は変性カーボンブラック２ｇを正確
に秤量し、希塩酸約１００mlを加えpH３．０〜３．５の
範囲に調整する。次いで、これに塩化ナトリウム３０ｇ
を加え、全量が１５０mlとなるように蒸留水で希釈す
る。その後、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加え、
pH４．０に調整する。この溶液について０．１Ｎ水酸化
ナトリウム水溶液で滴定し、pH９．０になるまでの滴定
量を得る。この滴定量から以下の計算式を使いＯＨ基の
存在量を算出する。
に秤量し、希塩酸約１００mlを加えpH３．０〜３．５の
範囲に調整する。次いで、これに塩化ナトリウム３０ｇ
を加え、全量が１５０mlとなるように蒸留水で希釈す
る。その後、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加え、
pH４．０に調整する。この溶液について０．１Ｎ水酸化
ナトリウム水溶液で滴定し、pH９．０になるまでの滴定
量を得る。この滴定量から以下の計算式を使いＯＨ基の
存在量を算出する。
【００１９】ＯＨ基の存在量（個／nm2 ）＝滴定量（m
l）／（１０００（ml）×０．１Ｎ×アボガドロ数）／
（サンプルの窒素比表面積（ｍ2 ／ｇ）×サンプル重量
（ｇ）） シラノール基の存在量（個／nm2 ）＝（サンプルＯＨ基
の存在量）−（変性前のカーボンブラックのＯＨ基の存
在量）
l）／（１０００（ml）×０．１Ｎ×アボガドロ数）／
（サンプルの窒素比表面積（ｍ2 ／ｇ）×サンプル重量
（ｇ）） シラノール基の存在量（個／nm2 ）＝（サンプルＯＨ基
の存在量）−（変性前のカーボンブラックのＯＨ基の存
在量）
【００２０】ゴム物性測定法 以下の配合表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）。 配合表 ────────────────────────── ＳＢＲ１５０２*1： １００重量部 補強性充填剤： ５０重量部 シランカップリング剤*2： ３重量部*3 亜鉛華（ＪＩＳ３号）： ３重量部 ステアリン酸： ２重量部 老化防止剤*4： ２重量部 粉末硫黄： ２重量部 加硫促進剤*5： １重量部 ────────────────────────── ＊１）Nipol 1502（日本ゼオン社製） ＊２）Si69（Degussa 社製） ＊３）補強性充填剤がカーボンブラックの場合使用せず。 ＊４）Santoflex13 （Monsant 社製） ＊５）SantocureNS （Monsant 社製）
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）。 配合表 ────────────────────────── ＳＢＲ１５０２*1： １００重量部 補強性充填剤： ５０重量部 シランカップリング剤*2： ３重量部*3 亜鉛華（ＪＩＳ３号）： ３重量部 ステアリン酸： ２重量部 老化防止剤*4： ２重量部 粉末硫黄： ２重量部 加硫促進剤*5： １重量部 ────────────────────────── ＊１）Nipol 1502（日本ゼオン社製） ＊２）Si69（Degussa 社製） ＊３）補強性充填剤がカーボンブラックの場合使用せず。 ＊４）Santoflex13 （Monsant 社製） ＊５）SantocureNS （Monsant 社製）
【００２１】１）引張り強さ ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して測定した。 ２）耐摩耗性指数 ランボーン摩耗試験機を使用して荷重５kg、スリップ率
２５％、時間４分、室温の条件で測定し摩耗減量を指数
として示した。なお、数字が大きい程耐摩耗性が良好で
あることを示す。 ３）ｔａｎδ （株）東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメータを用
いて、振幅±２％、周波数２０Hz、静歪み１０％で測定
した。 ４）体積固有電気抵抗 ＡＳＴＭ Ｄ９９１またはＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠し
て測定した。
２５％、時間４分、室温の条件で測定し摩耗減量を指数
として示した。なお、数字が大きい程耐摩耗性が良好で
あることを示す。 ３）ｔａｎδ （株）東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメータを用
いて、振幅±２％、周波数２０Hz、静歪み１０％で測定
した。 ４）体積固有電気抵抗 ＡＳＴＭ Ｄ９９１またはＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠し
て測定した。
【００２２】補強性充填剤の種類、及びそれを前記配合
表に示す配合にて調製した。得られたゴム組成物の評価
結果を表Ｉに示す。
表に示す配合にて調製した。得られたゴム組成物の評価
結果を表Ｉに示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例７〜３０及び比較例３〜６ ゴム補強用変性カーボンブラックの調製に表IIに示す市
販の水分散シリカａ〜ｆを用いた以外は実施例１〜６と
同様にしてゴム組成物を製造した。このようにして、以
下のゴム組成物の配合表に従って得られた評価結果を表
III に示す。
販の水分散シリカａ〜ｆを用いた以外は実施例１〜６と
同様にしてゴム組成物を製造した。このようにして、以
下のゴム組成物の配合表に従って得られた評価結果を表
III に示す。
【００２５】 配合表 ──────────────────────────── 天然ゴム*1： ５０重量部 溶液重合ＳＢＲ*2： ５０重量部 補強性充填剤： ５０重量部 シランカップリング剤*3： ２．５重量部*4 亜鉛華（ＪＩＳ３号）： ３重量部 ステアリン酸： ２重量部 老化防止剤*5： ３重量部 粉末イオウ： ２重量部 加硫促進剤*6： １重量部 ──────────────────────────── ＊１）SMR-5L ＊２）NS-116（日本ゼオン社製） ＊３）Si69（Degussa 社製） ＊４）補強性充填剤がカーボンブラックの場合使用せず ＊５）Santoflex13 (Monsant 社製） ＊６）SantocureNS (Monsant 社製）
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】なお、変性カーボンの製造は以下の通りで
ある。市販の水分散シリカは比較的pHの高いアルカリ性
領域で、高濃度の球状シリカ粒子が安定化されている。
例えばシリカの濃度１０〜５０％程度のものが一般的に
知られている。これを用いてカーボンブラックを処理す
る際は、カーボンブラックに対するシリカ付着量および
造粒水としての必要水分量から適当な濃度に希釈して使
用する必要がある。例えば、シリカ濃度２０重量％の水
分散シリカを使ってシリカ１重量％をカーボンブラック
に付着させる場合には、カーボンブラック１kgに対して
約０．０５kgの水分散シリカを添加すれば良い。しかし
ながら、造粒には通常カーボンブラックと同量程度の水
が必要であるため不足分の水を追加して希釈する必要が
ある。こうして濃度調製した造粒用水分散シリカには必
要に応じて通常カーボンブラックの造粒に使用される糖
蜜などのバインダー成分を含んでいても良い。
ある。市販の水分散シリカは比較的pHの高いアルカリ性
領域で、高濃度の球状シリカ粒子が安定化されている。
例えばシリカの濃度１０〜５０％程度のものが一般的に
知られている。これを用いてカーボンブラックを処理す
る際は、カーボンブラックに対するシリカ付着量および
造粒水としての必要水分量から適当な濃度に希釈して使
用する必要がある。例えば、シリカ濃度２０重量％の水
分散シリカを使ってシリカ１重量％をカーボンブラック
に付着させる場合には、カーボンブラック１kgに対して
約０．０５kgの水分散シリカを添加すれば良い。しかし
ながら、造粒には通常カーボンブラックと同量程度の水
が必要であるため不足分の水を追加して希釈する必要が
ある。こうして濃度調製した造粒用水分散シリカには必
要に応じて通常カーボンブラックの造粒に使用される糖
蜜などのバインダー成分を含んでいても良い。
【００３２】電子顕微鏡による観察において上記方法で
作製した変性カーボンには独立した球状シリカは観察さ
れず、カーボン表面にカーボンブラック特有のラメラ様
構造を持たないアモルファス状物質が観察されること、
燃焼法により得られた灰分分析より所定量のシリカが含
有されていることから、少なくとも一部の水分散シリカ
がカーボンブラックと複合化されていることが観察され
た。
作製した変性カーボンには独立した球状シリカは観察さ
れず、カーボン表面にカーボンブラック特有のラメラ様
構造を持たないアモルファス状物質が観察されること、
燃焼法により得られた灰分分析より所定量のシリカが含
有されていることから、少なくとも一部の水分散シリカ
がカーボンブラックと複合化されていることが観察され
た。
【００３３】
【発明の効果】表Ｉ及び表IIの結果から明らかなよう
に、本発明に係る方法で製造された造粒されたビード状
のゴム補強用変性カーボンブラックを用いた各実施例で
は、従来の例である比較例１及び２に比較して、高温域
（６０℃）でｔａｎδが低く、低温域（０℃）でｔａｎ
δが高いというシリカの特性を備えながら、耐摩耗性が
良好で、電気抵抗の低いゴム配合物が得られる。即ち、
本発明に従えば、例えばタイヤのトレッドゴムとして使
用した場合、高グリップでかつ低燃費性にすぐれかつ耐
摩耗性が良好で、電気抵抗が高いことによるラジオノイ
ズや電子機器への悪影響もないという性能を示すゴム補
強用変性カーボンブラック含有ゴム組成物を、従来に比
較して簡便な方法でしかも低コストで製造することがで
きる。
に、本発明に係る方法で製造された造粒されたビード状
のゴム補強用変性カーボンブラックを用いた各実施例で
は、従来の例である比較例１及び２に比較して、高温域
（６０℃）でｔａｎδが低く、低温域（０℃）でｔａｎ
δが高いというシリカの特性を備えながら、耐摩耗性が
良好で、電気抵抗の低いゴム配合物が得られる。即ち、
本発明に従えば、例えばタイヤのトレッドゴムとして使
用した場合、高グリップでかつ低燃費性にすぐれかつ耐
摩耗性が良好で、電気抵抗が高いことによるラジオノイ
ズや電子機器への悪影響もないという性能を示すゴム補
強用変性カーボンブラック含有ゴム組成物を、従来に比
較して簡便な方法でしかも低コストで製造することがで
きる。
Claims (7)
- 【請求項１】 ゴム補強用変性カーボンブラックを製造
するにあたり、カーボンブラックの造粒工程において、
水分散シリカをカーボンブラックに添加し、造粒装置に
て造粒することを特徴とするゴム補強用変性カーボンブ
ラックの製造方法。 - 【請求項２】 水分散シリカが直径１nm〜１００nmのシ
リカ粒子を含有し、ナトリウムイオンの含有量（Ｎａ2
Ｏ換算）が１．０重量％以下である請求項１に記載の変
性カーボンブラックの製造方法。 - 【請求項３】 水分散シリカの添加量がカーボンブラッ
クに対してＳｉＯ2量として０．１〜５０重量％である
請求項１又は２に記載のゴム補強用変性カーボンブラッ
クの製造方法。 - 【請求項４】 水分散シリカの添加量がカーボンブラッ
クに対して５０〜１０００重量％である請求項１、２又
は３に記載のゴム補強用変性カーボンブラックの製造方
法。 - 【請求項５】 水分散シリカにさらにバインダー水溶液
を添加し、その添加量の合計量がカーボンブラックに対
して５０〜１０００重量％である請求項１、２又は３に
記載のゴム補強用変性カーボンブラックの製造方法。 - 【請求項６】 シラノール基の存在量が３．０×１０-2
個／nm2 以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載
の方法で製造した変性カーボンブラック。 - 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
法で製造した変性カーボンブラックを架橋可能なゴムに
配合してなるゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12041198A JPH11100525A (ja) | 1997-04-30 | 1998-04-30 | ゴム補強用変性カーボンブラックの製法及びそれを含むゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-112905 | 1997-04-30 | ||
| JP11290597 | 1997-04-30 | ||
| JP9-144225 | 1997-06-02 | ||
| JP14422597 | 1997-06-02 | ||
| JP20690197 | 1997-07-31 | ||
| JP9-206901 | 1997-07-31 | ||
| JP12041198A JPH11100525A (ja) | 1997-04-30 | 1998-04-30 | ゴム補強用変性カーボンブラックの製法及びそれを含むゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100525A true JPH11100525A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=27470038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12041198A Pending JPH11100525A (ja) | 1997-04-30 | 1998-04-30 | ゴム補強用変性カーボンブラックの製法及びそれを含むゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545823A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-12-18 | キャボット コーポレイション | カーボンブラックの混合物およびこれを含む製品 |
| WO2017061098A1 (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 日本板硝子株式会社 | カーボンブラック含有複合粒子及びカーボンブラック含有複合粒子を製造する方法 |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12041198A patent/JPH11100525A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545823A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-12-18 | キャボット コーポレイション | カーボンブラックの混合物およびこれを含む製品 |
| US8258207B2 (en) | 2005-05-16 | 2012-09-04 | Cabot Corporation | Blends of carbon blacks and products containing the same |
| KR101274906B1 (ko) * | 2005-05-16 | 2013-06-13 | 캐보트 코포레이션 | 카본블랙의 블렌드 및 이것을 함유하는 제품 |
| JP2013177609A (ja) * | 2005-05-16 | 2013-09-09 | Cabot Corp | カーボンブラックの混合物およびこれを含む製品 |
| WO2017061098A1 (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 日本板硝子株式会社 | カーボンブラック含有複合粒子及びカーボンブラック含有複合粒子を製造する方法 |
| EP3360932A4 (en) * | 2015-10-09 | 2019-06-26 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | SOUND-CONTAINED COMPONENTS AND METHOD FOR PRODUCING SOUND-CONTAINING COMPONENT PARTICLES |
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