JPH11279337A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
- Publication number
- JPH11279337A JPH11279337A JP7767998A JP7767998A JPH11279337A JP H11279337 A JPH11279337 A JP H11279337A JP 7767998 A JP7767998 A JP 7767998A JP 7767998 A JP7767998 A JP 7767998A JP H11279337 A JPH11279337 A JP H11279337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber
- mmol
- rubber composition
- surface area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定のカーボンブラックにより補強性を維持
しながらヒステリシスロスを改善したゴム組成物を提供
する。 【解決手段】 ゴム成分に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）
が２００〜３００（ｍ2／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が６０〜
１４０（cc／１００ｇ）、表面全酸性濃度が０．５〜
１．４（mmol／ｇ）で、強酸性基の濃度が０．１４（mm
ol／ｇ）以下である酸化処理カーボンブラックを配合し
てなるゴム組成物。
しながらヒステリシスロスを改善したゴム組成物を提供
する。 【解決手段】 ゴム成分に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）
が２００〜３００（ｍ2／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が６０〜
１４０（cc／１００ｇ）、表面全酸性濃度が０．５〜
１．４（mmol／ｇ）で、強酸性基の濃度が０．１４（mm
ol／ｇ）以下である酸化処理カーボンブラックを配合し
てなるゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化処理カーボン
ブラックを配合したゴム組成物に関し、更に詳しくは、
その表面状態に特徴を有する酸化処理したカーボンブラ
ックを配合して得られる、補強性を維持しながらヒステ
リシスロスを改善したゴム組成物に関する。
ブラックを配合したゴム組成物に関し、更に詳しくは、
その表面状態に特徴を有する酸化処理したカーボンブラ
ックを配合して得られる、補強性を維持しながらヒステ
リシスロスを改善したゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】カーボンブラックは、種々のゴムへの補
強用充填剤として、多くのゴム製品に使用されており、
ゴムの要求性能に応じて多品種のカーボンブラックが使
用されている。カーボンブラックのゴムに対する補強性
がカーボンブラックを特徴付けているカーボンブラック
のストラクチャー（構造）に左右されることは周知の通
りである。
強用充填剤として、多くのゴム製品に使用されており、
ゴムの要求性能に応じて多品種のカーボンブラックが使
用されている。カーボンブラックのゴムに対する補強性
がカーボンブラックを特徴付けているカーボンブラック
のストラクチャー（構造）に左右されることは周知の通
りである。
【０００３】すなわち、一般的には、カーボンブラック
１ｇ当たりの表面積（比表面積）が大きくなるほど、ま
た、ストラクチャーが大きいほど、ゴムへの補強性は高
くなる。しかしながら、補強性の高さに重点を置いてカ
ーボンブラックの品種を選択すると、繰り返し変形を与
えた場合の運動エネルギーの熱エネルギーへの変換によ
る内部発熱等のいわゆるヒステリシスロスが生じ、例え
ば走行時タイヤの転がり抵抗の増大や内部発熱による劣
化促進を招くという問題が生じる。このように、ゴム組
成物は高い補強性が要求されていると同時にヒステリシ
スロスを小さくするという二律背的要件を満足させなけ
ればならない。
１ｇ当たりの表面積（比表面積）が大きくなるほど、ま
た、ストラクチャーが大きいほど、ゴムへの補強性は高
くなる。しかしながら、補強性の高さに重点を置いてカ
ーボンブラックの品種を選択すると、繰り返し変形を与
えた場合の運動エネルギーの熱エネルギーへの変換によ
る内部発熱等のいわゆるヒステリシスロスが生じ、例え
ば走行時タイヤの転がり抵抗の増大や内部発熱による劣
化促進を招くという問題が生じる。このように、ゴム組
成物は高い補強性が要求されていると同時にヒステリシ
スロスを小さくするという二律背的要件を満足させなけ
ればならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した二律
背反的要件を満足させることができ、かつ補強性を維持
しながらヒステリシスロスを改善できる、カーボンブラ
ックを配合したゴム組成物を提供することにある。
背反的要件を満足させることができ、かつ補強性を維持
しながらヒステリシスロスを改善できる、カーボンブラ
ックを配合したゴム組成物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、ゴム成
分に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が２００〜３００（ｍ
2 ／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が６０〜１４０（cc／１００
ｇ）、表面全酸性濃度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）
で、強酸性基の濃度が０．１４（mmol／ｇ）以下である
酸化処理カーボンブラックを配合してなるゴム組成物が
提供される。
分に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が２００〜３００（ｍ
2 ／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が６０〜１４０（cc／１００
ｇ）、表面全酸性濃度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）
で、強酸性基の濃度が０．１４（mmol／ｇ）以下である
酸化処理カーボンブラックを配合してなるゴム組成物が
提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明においてはゴム組成物中
に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が２００〜３００（ｍ2
／ｇ）、好ましくは２００〜２７０（ｍ2 ／ｇ）で、Ｄ
ＢＰ吸油量が６０〜１４０（cc／１００ｇ）、好ましく
は８０〜１４０（cc／１００ｇ）であり、表面全酸性濃
度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）、好ましくは０．５〜
０．９（mmol／ｇ）であり、強酸性基の濃度が０．１４
（mmol／ｇ）以下、好ましくは０．１２（mmol／ｇ）以
下の酸化処理カーボンブラックを配合する。
に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が２００〜３００（ｍ2
／ｇ）、好ましくは２００〜２７０（ｍ2 ／ｇ）で、Ｄ
ＢＰ吸油量が６０〜１４０（cc／１００ｇ）、好ましく
は８０〜１４０（cc／１００ｇ）であり、表面全酸性濃
度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）、好ましくは０．５〜
０．９（mmol／ｇ）であり、強酸性基の濃度が０．１４
（mmol／ｇ）以下、好ましくは０．１２（mmol／ｇ）以
下の酸化処理カーボンブラックを配合する。
【０００７】更に好ましい酸化処理カーボンブラック
は、酸化前の状態が窒素比表面積（Ｎ 2 ＳＡ）が７０〜
１５０（ｍ2 ／ｇ）で、ＤＢＰ吸油量が６０〜１４０
（cc／１００ｇ）であり、酸化前のカーボンブラックの
Ｎ2 ＳＡ及びＤＢＰ吸油量をそれぞれＳｏ及びＶｏと
し、酸化処理後のカーボンブラックのＮ2 ＳＡ及びＤＢ
Ｐ吸油量をそれぞれＳｔ及びＶｔとした場合に以下の関
係にある酸化処理カーボンブラックを用いる。
は、酸化前の状態が窒素比表面積（Ｎ 2 ＳＡ）が７０〜
１５０（ｍ2 ／ｇ）で、ＤＢＰ吸油量が６０〜１４０
（cc／１００ｇ）であり、酸化前のカーボンブラックの
Ｎ2 ＳＡ及びＤＢＰ吸油量をそれぞれＳｏ及びＶｏと
し、酸化処理後のカーボンブラックのＮ2 ＳＡ及びＤＢ
Ｐ吸油量をそれぞれＳｔ及びＶｔとした場合に以下の関
係にある酸化処理カーボンブラックを用いる。
【０００８】 １．８×Ｓｏ≦Ｓｔ≦３．０×Ｓｏ … （１） ０．９５×Ｖｏ≦Ｖｔ≦１．０５×Ｖｏ … （２）
【０００９】カーボンブラックの酸化処理については、
例えば特公昭３３−２４７１号公報、米国特許第４，５
１８，４３４号及び同第４，６３１，３０４号明細書
や、多数の一般文献（例えば、Ｃａｒｂｏｎ、第１４
巻、第１６３頁など）があり、既に公知である。しかし
ながら、カーボンブラックを単に酸化処理したのみで
は、ヒステリシスは改善されるが、配合ゴム組成物にと
って重要な特性である補強性が著しく低下するため、そ
のままではゴム配合用としては使用できないという欠点
がある。
例えば特公昭３３−２４７１号公報、米国特許第４，５
１８，４３４号及び同第４，６３１，３０４号明細書
や、多数の一般文献（例えば、Ｃａｒｂｏｎ、第１４
巻、第１６３頁など）があり、既に公知である。しかし
ながら、カーボンブラックを単に酸化処理したのみで
は、ヒステリシスは改善されるが、配合ゴム組成物にと
って重要な特性である補強性が著しく低下するため、そ
のままではゴム配合用としては使用できないという欠点
がある。
【００１０】これに対し、本発明では、カーボンブラッ
クの表面全酸性濃度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）であ
り、強酸性基の濃度が０．１４（mmol／ｇ）以下の状態
になるように酸化処理して、カーボンブラックのストラ
クチャーの尺度であるＤＢＰ（ジブチルフタレート）量
を維持した状態で比表面積の尺度である窒素比表面積
（Ｎ2 ＳＡ）を１．８〜３．０倍にすることで、上記欠
点を解消することができた。これは、カーボンブラック
表面を酸化処理することにより、ミクロな凹凸を形成さ
せて比表面積を増大させて補強性を維持し、かつ、酸化
処理カーボンブラックの特性としてヒステリシスロスを
低減させるからである。
クの表面全酸性濃度が０．５〜１．４（mmol／ｇ）であ
り、強酸性基の濃度が０．１４（mmol／ｇ）以下の状態
になるように酸化処理して、カーボンブラックのストラ
クチャーの尺度であるＤＢＰ（ジブチルフタレート）量
を維持した状態で比表面積の尺度である窒素比表面積
（Ｎ2 ＳＡ）を１．８〜３．０倍にすることで、上記欠
点を解消することができた。これは、カーボンブラック
表面を酸化処理することにより、ミクロな凹凸を形成さ
せて比表面積を増大させて補強性を維持し、かつ、酸化
処理カーボンブラックの特性としてヒステリシスロスを
低減させるからである。
【００１１】また、上記欠点を補う目的で酸化カーボン
ブラックをカップリング剤で表面処理した例が、特開平
１−２０７３５９号公報に示されている。この公報に
は、酸化カーボンブラックの表面にある酸性基とカップ
リング剤との結合により補強性が保たれ、強酸性基の濃
度が高いと何らかの影響で反応点が不均一になり、結合
力が低下すると記載されている。しかし、この酸性基の
量ではカップリング剤との反応は不十分であり、実際に
は、強力な酸化処理により表面の親水化が進み、付着し
た水分が表面上に結晶水を作り、この水酸基とカップリ
ング剤が結合することにより、ゴム組成物の物性が改良
されることがわかった。この結晶水は１００℃程度の加
熱では除去が困難であり、この量が適度にあることが望
ましい。しかし、これらの例では前記欠点を解決するた
めに、即ち単に補強性を維持するために、カップリング
剤といった補助的な配合剤を配合しようとするもので、
カップリング剤を使用することにより、補強性保持以外
の付加的な機能が得られないので、加工性やコスト的に
も好ましくない。
ブラックをカップリング剤で表面処理した例が、特開平
１−２０７３５９号公報に示されている。この公報に
は、酸化カーボンブラックの表面にある酸性基とカップ
リング剤との結合により補強性が保たれ、強酸性基の濃
度が高いと何らかの影響で反応点が不均一になり、結合
力が低下すると記載されている。しかし、この酸性基の
量ではカップリング剤との反応は不十分であり、実際に
は、強力な酸化処理により表面の親水化が進み、付着し
た水分が表面上に結晶水を作り、この水酸基とカップリ
ング剤が結合することにより、ゴム組成物の物性が改良
されることがわかった。この結晶水は１００℃程度の加
熱では除去が困難であり、この量が適度にあることが望
ましい。しかし、これらの例では前記欠点を解決するた
めに、即ち単に補強性を維持するために、カップリング
剤といった補助的な配合剤を配合しようとするもので、
カップリング剤を使用することにより、補強性保持以外
の付加的な機能が得られないので、加工性やコスト的に
も好ましくない。
【００１２】これに対し、本発明の好ましい態様では、
水酸基と結合力の高いシランカップリング剤に限定し
て、これを酸化処理カーボンブラックと併用することに
より、ゴムの粘弾性特性、特にゴムの潤滑路面時のグリ
ップ力に相関する０℃付近のｔａｎδを上昇させること
を見出したものである。
水酸基と結合力の高いシランカップリング剤に限定し
て、これを酸化処理カーボンブラックと併用することに
より、ゴムの粘弾性特性、特にゴムの潤滑路面時のグリ
ップ力に相関する０℃付近のｔａｎδを上昇させること
を見出したものである。
【００１３】本発明に従った酸化処理カーボンブラック
の製造に用いられる酸化剤としては、酸素、オゾン、二
酸化窒素などを用いる気相酸化や硝酸、過酸化水素など
を用いた液相酸化等の方法があるが、本発明によいては
硝酸を用いるのが好ましい。特に濃度３０〜５０％の硝
酸で３〜５時間処理するのが好ましい。
の製造に用いられる酸化剤としては、酸素、オゾン、二
酸化窒素などを用いる気相酸化や硝酸、過酸化水素など
を用いた液相酸化等の方法があるが、本発明によいては
硝酸を用いるのが好ましい。特に濃度３０〜５０％の硝
酸で３〜５時間処理するのが好ましい。
【００１４】本発明の好ましい態様では、更に、ゴム成
分及び酸化処理カーボンブラックに加えて、酸化処理カ
ーボン配合量の４０重量％以下、好ましくは５〜２０重
量％のシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物
が提供される。
分及び酸化処理カーボンブラックに加えて、酸化処理カ
ーボン配合量の４０重量％以下、好ましくは５〜２０重
量％のシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物
が提供される。
【００１５】本発明の好ましい態様で用いるシランカッ
プリング剤については、例えば通常タイヤ用ゴム組成物
に用いられる任意のシランカップリング剤とすることが
でき、具体的には以下の表Ｉ及び表IIに例示したものを
用いることができる。
プリング剤については、例えば通常タイヤ用ゴム組成物
に用いられる任意のシランカップリング剤とすることが
でき、具体的には以下の表Ｉ及び表IIに例示したものを
用いることができる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】本発明に係るゴム組成物に使用されるゴム
成分は、従来から各種ゴム組成物に一般的に配合されて
いる任意のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、
ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム
（ＮＢＲ）、さらには、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲ
ン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ，Ｂｒ−ＩＩＲ）、エチ
レン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）な
どから選定することができる。これらのゴムは、単独ま
たは任意のブレンドとして使用することができる。
成分は、従来から各種ゴム組成物に一般的に配合されて
いる任意のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、
ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム
（ＮＢＲ）、さらには、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲ
ン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ，Ｂｒ−ＩＩＲ）、エチ
レン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）な
どから選定することができる。これらのゴムは、単独ま
たは任意のブレンドとして使用することができる。
【００１９】また、本発明に係るゴム組成物には、前記
した必須成分に加えて、通常の加硫または架橋剤、加硫
または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、
可塑化剤、軟化剤、その他一般ゴム用に一般的に配合さ
れている各種添加剤を配合することができ、かかる配合
物は、一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、加硫
または架橋するのに使用することができる。これらの添
加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の
一般的な配合量とすることができる。
した必須成分に加えて、通常の加硫または架橋剤、加硫
または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、
可塑化剤、軟化剤、その他一般ゴム用に一般的に配合さ
れている各種添加剤を配合することができ、かかる配合
物は、一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、加硫
または架橋するのに使用することができる。これらの添
加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の
一般的な配合量とすることができる。
【００２０】
【実施例】以下実施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
いことは言うまでもない。
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。
【００２１】標準例１〜２、実施例１〜３及び比較例１
〜４ サンプル調製 ＩＳＡＦ級カーボンブラック１００ｇ（商品名三菱化学
ダイヤブラックＩ，Ｎ 2 ＳＡ＝１０９（ｍ2 ／ｇ）、ジ
ブチルフタレート吸油量１１４（cc／１００ｇ））を１
リットル中に硝酸４００ｇを含む水溶液（４０％硝酸）
に加えて、３０〜５０℃に保ちながら５時間処理した。
処理完了後のカーボンブラック懸濁物をろ過して、次に
乾燥機に入れ１２０℃で１２時間乾燥した後、空気中に
２４時間放置して実施例１の酸化処理カーボンブラック
を調製した。
〜４ サンプル調製 ＩＳＡＦ級カーボンブラック１００ｇ（商品名三菱化学
ダイヤブラックＩ，Ｎ 2 ＳＡ＝１０９（ｍ2 ／ｇ）、ジ
ブチルフタレート吸油量１１４（cc／１００ｇ））を１
リットル中に硝酸４００ｇを含む水溶液（４０％硝酸）
に加えて、３０〜５０℃に保ちながら５時間処理した。
処理完了後のカーボンブラック懸濁物をろ過して、次に
乾燥機に入れ１２０℃で１２時間乾燥した後、空気中に
２４時間放置して実施例１の酸化処理カーボンブラック
を調製した。
【００２２】また実施例２及び比較例１〜３の酸化処理
カーボンブラックは、表III の脚注に示したように４０
％硝酸、６０％硝酸及び２％過酸化水素を用いて、処理
時間を３時間、５時間又は１０時間と変えて同様にして
調製した。これらの酸化処理カーボンブラックの特性を
表III に示す。
カーボンブラックは、表III の脚注に示したように４０
％硝酸、６０％硝酸及び２％過酸化水素を用いて、処理
時間を３時間、５時間又は１０時間と変えて同様にして
調製した。これらの酸化処理カーボンブラックの特性を
表III に示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】なお、全酸性基及び強酸性基濃度測定その
他の酸化処理カーボンブラック特性測定は次のようにし
て行った。
他の酸化処理カーボンブラック特性測定は次のようにし
て行った。
【００２５】全酸性基濃度の定量 酸化処理カーボンブラック試料１ｇを精秤し、１／２５
０規定の水酸化ナトリウム溶液５０mlを加え、還流冷却
器を付けたフラスコ中で１００℃、２時間煮沸した後、
その上澄み液１０mlを１／５００規定の塩酸で滴定し
た。同時に空試験を平行して行い、両者の差から全酸性
基濃度（mmol／ｇ）を求めた。
０規定の水酸化ナトリウム溶液５０mlを加え、還流冷却
器を付けたフラスコ中で１００℃、２時間煮沸した後、
その上澄み液１０mlを１／５００規定の塩酸で滴定し
た。同時に空試験を平行して行い、両者の差から全酸性
基濃度（mmol／ｇ）を求めた。
【００２６】強酸性基濃度の定量 酸化処理カーボンブラック試料２ｇを精秤し、１／５０
規定の炭化水素ナトリウム溶液１００mlを加え、室温で
４時間振とうした後、その上澄み液２０mlに１／００規
定の塩酸を加え、１５分間煮沸した後、過剰の塩酸を１
／５００規定の水酸化ナトリウムで滴定した。同時に空
試験を平行して行い、両者の差から強酸性基濃度（mmol
／ｇ）を求めた。
規定の炭化水素ナトリウム溶液１００mlを加え、室温で
４時間振とうした後、その上澄み液２０mlに１／００規
定の塩酸を加え、１５分間煮沸した後、過剰の塩酸を１
／５００規定の水酸化ナトリウムで滴定した。同時に空
試験を平行して行い、両者の差から強酸性基濃度（mmol
／ｇ）を求めた。
【００２７】窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）及びジブチルフ
タレート（ＤＢＰ）吸油量 窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）及びジブチルフタレート（Ｄ
ＢＰ）吸油量は、それぞれ、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７及び
ＪＩＳ Ｋ ６２２１「ゴム用カーボンブラックの試験
方法」に準じて行った。
タレート（ＤＢＰ）吸油量 窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）及びジブチルフタレート（Ｄ
ＢＰ）吸油量は、それぞれ、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７及び
ＪＩＳ Ｋ ６２２１「ゴム用カーボンブラックの試験
方法」に準じて行った。
【００２８】１００℃×１２時間乾燥後水分量 １００℃×１２時間乾燥後水分量は、酸化処理カーボン
ブラック試料を真空中で１２０℃×１２時間乾燥後、す
ぐに約０．５ｇ秤量して、ＤＴＡ／ＴＧＡ（セイコー電
子工業製）で測定した。測定条件は昇温温度３０℃／分
で１００℃に挙げ、１０分間温度一定（ホールド）にし
た後に、昇温温度５℃／分で１００〜２５０の範囲で、
カーボンブラックが減量した量を測定する。その後、昇
温温度３０℃／分で一気に８００℃まで上げて完全にカ
ーボンブラックを燃焼させて、カーボンブラックの量を
測定し、水分の量との比から含有率を算出した。
ブラック試料を真空中で１２０℃×１２時間乾燥後、す
ぐに約０．５ｇ秤量して、ＤＴＡ／ＴＧＡ（セイコー電
子工業製）で測定した。測定条件は昇温温度３０℃／分
で１００℃に挙げ、１０分間温度一定（ホールド）にし
た後に、昇温温度５℃／分で１００〜２５０の範囲で、
カーボンブラックが減量した量を測定する。その後、昇
温温度３０℃／分で一気に８００℃まで上げて完全にカ
ーボンブラックを燃焼させて、カーボンブラックの量を
測定し、水分の量との比から含有率を算出した。
【００２９】試験片（ゴムシート）調製 表２に示す配合において加硫系を除く各成分を７０ccの
密閉式ミキサー（ブラベンダーミキサー）で５〜６分混
合し、１４０℃±５℃に達した時放出したマスターバッ
チに加硫促進剤とイオウをオープンロールで混練し、ゴ
ム組成物を得た。この組成物を１５×１５×０．１cmの
金型で１６０℃、１５分間プレス加硫して目的とする試
験片（ゴムシート）を調製した。
密閉式ミキサー（ブラベンダーミキサー）で５〜６分混
合し、１４０℃±５℃に達した時放出したマスターバッ
チに加硫促進剤とイオウをオープンロールで混練し、ゴ
ム組成物を得た。この組成物を１５×１５×０．１cmの
金型で１６０℃、１５分間プレス加硫して目的とする試
験片（ゴムシート）を調製した。
【００３０】粘弾性試験 東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用いて
幅５mmの試料片で振幅±２％、周波数２０Hzの条件で測
定温度０℃及び６０℃で測定した。
幅５mmの試料片で振幅±２％、周波数２０Hzの条件で測
定温度０℃及び６０℃で測定した。
【００３１】引張り試験 ＪＩＳ Ｋ ６２５１に従って、ゴム試験片に対して、
常温時の１００％及び３００％伸長時のモジュラス（応
力）と破断時の強度とその時の伸びを測定した。
常温時の１００％及び３００％伸長時のモジュラス（応
力）と破断時の強度とその時の伸びを測定した。
【００３２】試料の調製 表IVに示す配合（重量部）において加硫系を除く各成分
を１．８リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間混練
し、１６５±５℃に達したときに放出したマスターバッ
チに加硫促進剤と硫黄を８インチのオープンロール混練
し、ゴム組成物を得た。次に、この組成物を１５×１５
×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫し
て目的とする試験片（ゴムシート）を調製し、前記方法
で加硫物性を評価した。結果を表IVに示す。
を１．８リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間混練
し、１６５±５℃に達したときに放出したマスターバッ
チに加硫促進剤と硫黄を８インチのオープンロール混練
し、ゴム組成物を得た。次に、この組成物を１５×１５
×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫し
て目的とする試験片（ゴムシート）を調製し、前記方法
で加硫物性を評価した。結果を表IVに示す。
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】配合成分 ＩＲ：ポリイソプレンラバー、日本ゼオン製ニッポール
ＩＲ ２２００ カーボンブラック Ｎ２２０：ＩＳＡＦ級カーボンブラ
ック 三菱化学製 ダイヤブラックＩ シランカップリング剤：ビス−（３−トリエトキシシリ
ルプロピル）−テトラスルフィドＳｉ６９（Ｄｅｇｕｓ
ｓａ製） ＤＥＧ：ジエチレングリコール 酸化亜鉛：亜鉛華３号 ステアリン酸：工業用ステアリン酸 老化防止剤６Ｃ：Ｎ−フェニル−Ｎ′−（１，３ジメチ
ルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン 加硫促進剤ＮＳ：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２ベンゾチア
ゾリルスルフェンアミド 加硫促進剤ＤＰＧ：ジフェニルグアニジン 粉末硫黄：５％油展処理粉末硫黄
ＩＲ ２２００ カーボンブラック Ｎ２２０：ＩＳＡＦ級カーボンブラ
ック 三菱化学製 ダイヤブラックＩ シランカップリング剤：ビス−（３−トリエトキシシリ
ルプロピル）−テトラスルフィドＳｉ６９（Ｄｅｇｕｓ
ｓａ製） ＤＥＧ：ジエチレングリコール 酸化亜鉛：亜鉛華３号 ステアリン酸：工業用ステアリン酸 老化防止剤６Ｃ：Ｎ−フェニル−Ｎ′−（１，３ジメチ
ルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン 加硫促進剤ＮＳ：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２ベンゾチア
ゾリルスルフェンアミド 加硫促進剤ＤＰＧ：ジフェニルグアニジン 粉末硫黄：５％油展処理粉末硫黄
【００３６】標準例１はＩＳＡＦ級カーボンブラックの
未処理品を用いた例である。未処理品に対して実施例１
の酸化処理カーボンブラック及び実施例２の酸化処理カ
ーボンブラックは実施例１及び２に示すようにモジュラ
スや破断強度、破断伸びが低下することなく、ヒステリ
シスロスの指標であるｔａｎδが低減する。
未処理品を用いた例である。未処理品に対して実施例１
の酸化処理カーボンブラック及び実施例２の酸化処理カ
ーボンブラックは実施例１及び２に示すようにモジュラ
スや破断強度、破断伸びが低下することなく、ヒステリ
シスロスの指標であるｔａｎδが低減する。
【００３７】実施例３は実施例１の酸化処理カーボンブ
ラックにシランカップリング剤を添加した場合であり、
標準例２の未処理カーボンブラックにシランカップリン
グ剤を添加した組成物に対して、モジュラスや破断強
度、破断伸びが低下することなく、ヒステリシスロスの
指標であるｔａｎδが低減する。更に、標準例１及び実
施例１と比較した場合、標準例２はシランカップリング
剤添加後のｔａｎδ（０℃）が標準例１に対して殆んど
変化が無いのに対して、実施例３はシランカップリング
剤添加後のｔａｎδ（０℃）が実施例２に対して顕著に
増大している。よって、ｔａｎδの温度依存性は大きく
なる。
ラックにシランカップリング剤を添加した場合であり、
標準例２の未処理カーボンブラックにシランカップリン
グ剤を添加した組成物に対して、モジュラスや破断強
度、破断伸びが低下することなく、ヒステリシスロスの
指標であるｔａｎδが低減する。更に、標準例１及び実
施例１と比較した場合、標準例２はシランカップリング
剤添加後のｔａｎδ（０℃）が標準例１に対して殆んど
変化が無いのに対して、実施例３はシランカップリング
剤添加後のｔａｎδ（０℃）が実施例２に対して顕著に
増大している。よって、ｔａｎδの温度依存性は大きく
なる。
【００３８】また、過酸化水素で処理した比較例１のカ
ーボンブラックでの例である、比較例１及び２を比較し
た場合、比較例１は実施例１及び２に比べて、補強性を
示すモジュラスや破断強度、破断伸びが低下し、ヒステ
リシスロスの目安であるｔａｎδの低減度合いも小さ
い。また、シランカップリング剤を添加した比較例２に
おいても、補強性としては実施例１及び２と並ぶ程度で
あるが、ヒステリシスロスの低減度合いはひくく、実施
例３のゴムのモジュラス、破断物性及びｔａｎδには追
いついていない。このように比較例１のカーボンブラッ
ク程度の酸化度合いでは水分含有率が低いために、シラ
ンカップリング剤が十分に働かないことを示している。
ーボンブラックでの例である、比較例１及び２を比較し
た場合、比較例１は実施例１及び２に比べて、補強性を
示すモジュラスや破断強度、破断伸びが低下し、ヒステ
リシスロスの目安であるｔａｎδの低減度合いも小さ
い。また、シランカップリング剤を添加した比較例２に
おいても、補強性としては実施例１及び２と並ぶ程度で
あるが、ヒステリシスロスの低減度合いはひくく、実施
例３のゴムのモジュラス、破断物性及びｔａｎδには追
いついていない。このように比較例１のカーボンブラッ
ク程度の酸化度合いでは水分含有率が低いために、シラ
ンカップリング剤が十分に働かないことを示している。
【００３９】比較例３及び比較例１のカーボンブラック
をそれぞれ用いた例である比較例３及び４は、更なる酸
化処理でヒステリシスロスの低減度合いは非常に顕著で
あるが、それと同時に補強性の目安であるモジュラスや
破断強度、破断伸び等が大幅に低減した。これは酸化が
進みすぎることで、カーボンブラック自体が虫食い状態
になり、ストラクチャー強度が大幅に低下してしまった
ことで、カーボンブラックとしての補強性が低下してし
まったためである。
をそれぞれ用いた例である比較例３及び４は、更なる酸
化処理でヒステリシスロスの低減度合いは非常に顕著で
あるが、それと同時に補強性の目安であるモジュラスや
破断強度、破断伸び等が大幅に低減した。これは酸化が
進みすぎることで、カーボンブラック自体が虫食い状態
になり、ストラクチャー強度が大幅に低下してしまった
ことで、カーボンブラックとしての補強性が低下してし
まったためである。
【００４０】
【発明の効果】上記のように、その表面状態に特徴を持
たせるために特定の方法で酸化処理したカーボンブラッ
クをゴム組成物に用いることで、補強性を損なうことな
くヒステリシスロスを低減し、発熱特性を著しく改善で
きる。また、シランカップリング剤を併用することで更
なるヒステリシスロスの低減とｔａｎδの温度依存性を
大きくすることが可能となる。従って、本発明によれ
ば、タイヤ用のゴム組成物、とりわけ、トレッドゴム、
もしくはベルトコートゴム、カーカスコートゴムに最適
なゴム組成物を提供することができる。
たせるために特定の方法で酸化処理したカーボンブラッ
クをゴム組成物に用いることで、補強性を損なうことな
くヒステリシスロスを低減し、発熱特性を著しく改善で
きる。また、シランカップリング剤を併用することで更
なるヒステリシスロスの低減とｔａｎδの温度依存性を
大きくすることが可能となる。従って、本発明によれ
ば、タイヤ用のゴム組成物、とりわけ、トレッドゴム、
もしくはベルトコートゴム、カーカスコートゴムに最適
なゴム組成物を提供することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ゴム成分に、窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）
が２００〜３００（ｍ2 ／ｇ）、ＤＢＰ吸油量が６０〜
１４０（cc／１００ｇ）、表面全酸性濃度が０．５〜
１．４（mmol／ｇ）で、強酸性基の濃度が０．１４（mm
ol／ｇ）以下である酸化処理カーボンブラックを配合し
てなるゴム組成物。 - 【請求項２】 酸化処理カーボンブラックの窒素比表面
積（Ｎ2 ＳＡ）が７０〜１５０（ｍ2 ／ｇ）で、ＤＢＰ
吸油量が６０〜１４０（cc／１００ｇ）であり、酸化処
理前のカーボンブラックのＮ2 ＳＡ及びＤＢＰ吸油量を
それぞれＳｏ及びＶｏとし、酸化処理後のＮ2 ＳＡ及び
ＤＢＰ吸油量をそれぞれＳｔ及びＶｔとした場合に、こ
れらの間に以下の関係、 １．８×Ｓｏ≦Ｓｔ≦３．０×Ｓｏ … （１） ０．９５×Ｖｏ≦Ｖｔ≦１．０５×Ｖｏ … （２） がある請求項１に記載のゴム組成物。 - 【請求項３】 前記酸化処理カーボンの配合量の４０重
量％以下のシランカップリング剤を更に含む請求項１又
は２に記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7767998A JPH11279337A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7767998A JPH11279337A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279337A true JPH11279337A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13640587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7767998A Pending JPH11279337A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279337A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009293046A (ja) * | 2001-12-07 | 2009-12-17 | Cabot Corp | エラストマー複合物、エラストマー配合物及び方法 |
| JP2013060549A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2013241480A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-12-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| WO2017141452A1 (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
| JP2019501998A (ja) * | 2015-12-15 | 2019-01-24 | コロンビアン ケミカルズ カンパニー | 硫黄供与体を含むカーボンブラック組成物 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP7767998A patent/JPH11279337A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009293046A (ja) * | 2001-12-07 | 2009-12-17 | Cabot Corp | エラストマー複合物、エラストマー配合物及び方法 |
| JP2010185088A (ja) * | 2001-12-07 | 2010-08-26 | Cabot Corp | エラストマー複合物、エラストマー配合物及びエラストマー複合物の製造方法 |
| JP2013060549A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2013241480A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-12-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2019501998A (ja) * | 2015-12-15 | 2019-01-24 | コロンビアン ケミカルズ カンパニー | 硫黄供与体を含むカーボンブラック組成物 |
| WO2017141452A1 (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
| US11203691B2 (en) | 2016-02-19 | 2021-12-21 | Tokai Carbon Co., Ltd. | Carbon black, method for producing carbon black, and rubber composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100287052B1 (ko) | 고무 조성물 및 이를 포함하는 공기타이어 | |
| JP5478816B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
| US20050222317A1 (en) | Rubber composition | |
| EP0824567B1 (en) | Tire tread composition | |
| JP5194546B2 (ja) | ゴム組成物 | |
| JPH1067885A (ja) | ゴム組成物およびその組成物のトレッドを有するタイヤ | |
| MXPA97008617A (en) | Composition of bearing band for plain | |
| JP5451124B2 (ja) | ブレーカートッピング用ゴム組成物及びタイヤ | |
| JP2000219778A (ja) | 重荷重用タイヤ又はその更生タイヤ用のトレッドゴム組成物 | |
| JPH07258470A (ja) | スチールベルト用ゴム組成物 | |
| JP4076813B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| JPH11349732A (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
| US7615590B2 (en) | Rubber composition for clinch and pneumatic tire using the same | |
| EP3567076A1 (en) | Vulcanized rubber composition and pneumatic tire | |
| JP2003113270A (ja) | サイドウォール用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
| JPH11279337A (ja) | ゴム組成物 | |
| JP2005075952A (ja) | タイヤサイド部補強用ゴム組成物およびそれを用いたランフラットタイヤ | |
| JP2000017107A (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
| EP0969038B1 (en) | Rubber composition for tyre tread | |
| JP5472772B2 (ja) | クリンチゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
| JPH10182881A (ja) | ゴム組成物 | |
| JP2004307619A (ja) | ゴム組成物およびそれをトレッドゴムに用いた空気入りタイヤ | |
| JPH05112674A (ja) | 優れた転動抵抗を有するゴム組成物 | |
| JP2011074240A (ja) | トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
| JP2000256506A (ja) | ゴム組成物 |