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JP2758462B2 - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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Publication number
JP2758462B2
JP2758462B2 JP28738489A JP28738489A JP2758462B2 JP 2758462 B2 JP2758462 B2 JP 2758462B2 JP 28738489 A JP28738489 A JP 28738489A JP 28738489 A JP28738489 A JP 28738489A JP 2758462 B2 JP2758462 B2 JP 2758462B2
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JP
Japan
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carbon black
rubber
rubber composition
present
amount
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP28738489A
Other languages
English (en)
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JPH03149236A (ja
Inventor
宇宙 迎
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Publication of JPH03149236A publication Critical patent/JPH03149236A/ja
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、タイヤ、ホース、コンベアベルト等に用い
られるゴム組成物に関し、特に高苛酷度領域において高
補強性及び低発熱性の要求される改良されたゴム組成物
に関するものである。
(従来の技術) トラック・バス用タイヤのトレッド等のかなり高い耐
摩耗性が要求されるゴム配合では、従来からISAF等の高
補強性のカーボンブラックが使用されて来たが、近年、
市場の経済的要求が高まるにつれ、更に高耐摩耗性を得
ることが商品価値を決定する上で重要なポイントとなっ
てきている。
従来からの耐摩耗性を向上させる手法としては、カー
ボンブラック配合量を増加する、プロセスオイル等の軟
化剤の量を減量する、と言うような配合量の変更、また
はISAFカーボンブラックに代わる更に補強性に優れたSA
F級のカーボンブラックを使用すること等が行われてい
る。
また、低発熱性を高める手法としては、カーボンブラ
ックの配合量の減少、粒径の大サイズ化、DCF(Disc Ce
ntrifuge)測定におけるアグリゲートサイズ分布のブロ
ード化が挙げられる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、カーボンブラックの量の増減、グレー
ドの変化及びアグリゲートサイズ分布のコントロールで
は、補強性と低発熱性との間に二律背反的関係を生ずる
ことになる。即ち、カーボンブラックの増量である程度
までは補強性を増大させることが可能であるが、逆に低
発熱性を低下させる結果となる。一方、カーボンブラッ
ク量を減少させると、これとは逆の現象が起こる。ま
た、カーボンブラックを微粒化、例えばISAFからSAFへ
と変化させると、補強性は増大するが、低発熱性は低下
することになる。更に、アグリゲートサイズの分布のブ
ロード化は低発熱化へとすすむが、補強性は逆に低下す
ることになる。
一方、プロセスオイル等の軟化剤を減量させた場合に
は補強性と低発熱性が共に向上するが、大幅な作業性の
低下をもたらすことになる。
以上述べた如く、これまでは補強性及び低発熱性共に
十分改善されたゴム組成物は知られていなかった。
そこで本発明の目的は、特に高苛酷度領域において、
補強性及び低発熱性共に改良されたゴム組成物を提供す
ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究検討を
重ねた結果、特定の特性要件を満たすカーボンブラック
を使用することにより上記課題を解決し得ることを突き
止め、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は天然ゴム及び/又はジエン系合成
ゴムとカーボンブラックとを含むゴム組成物において、
該カーボンブラックが次式、 TD/IV<0.52 (式中のIVは水銀ポロシメーター法による細孔容積(cc
/100g)、TDは水銀ポロシメーター法における細孔分布
の最大ピークを占める細孔の容積(cc/100g)を示す)
で表される特性条件を満たすことを特徴とするゴム組成
物に関するものである。
本発明においては、上記カーボンブラックのセシルト
リメチルアンモニウムブロマイド吸着量(CTAB値)が10
5m2/g以上で、かつジブチルフタレート圧縮吸油量(24M
4DBP吸油量)が85ml/100g以上であるのが好ましい。
本発明に用いるゴム成分の1つであるジエン系合成ゴ
ムの例としては、合成ポリイソブレンゴム、ポリブタジ
エンゴム、スチレンブタジンエンゴム、ブチルゴム等が
挙げられ、これらを単独もしくは2種以上併用して用い
ることができる。
次に、本発明の要をなすカーボンブラックに関する水
銀ポロシメーターの測定法について説明する。
先ず、使用機器として、マイクロメリティック社製水
銀ポロシメーター(Pore Seizer 9310)を用意し、専用
セル(3ml)にペレット状のカーボンブラック0.2gを装
填する。その後、圧力0.17〜327kg/cm2(16〜30,000 1b
/inch2)の範囲内で水銀を圧入する。この範囲内で圧入
された水銀の量(cc)の、カーボンブラック100g当りの
修正値をIV(cc/100g)とする。また、この圧入におい
て、水銀の圧入量が急増する位置がある。例えば、IRB
(Industry Reference Black)#6は、上記手法による
465Åにピーク位置が存在している。この位置を直径で
5Å単位で測定する。さらに、この地点より、空隙直径
が50Åになるまでの水銀の圧入量を測定する(便宜上こ
の値をΔIVとする)。ここでΔIVの2倍の値(2×ΔI
V)をTDと定義する。
(作 用) 本発明においては、上記水銀ポロシメーター法により
定義したIV及びTDが次式、 TD/IV<0.52 の関係を満たすカーボンブラックを用いることを要す
る。これは、微小な空隙の相対量を減少させることを意
味している。
即ち、カーボンブラックの空隙直径にのみ注目し、従
来品よりも「大きな空隙直径」側に、微小な空隙の相対
量をシフトさせることで(第2図参照)分散性の低下に
伴うゴム組成物の耐摩耗性の低下を効果的に防止し得る
ことは提唱されているが(特開昭64−1362号公報)、本
発明においてはピークの空隙量、即ち微小な空隙を相対
的に減少させ(第1図参照)、凝集体とバランスを取る
ことで分散性に基づく低発熱性、加工性および更なる耐
摩耗性の向上を得ようとするものである。相対的に増加
したより大きな空隙(前述の定義で言えばIV−TDの領
域)は、補強性、特に大変形下での補強性への寄与が大
きくなる。
上述のように、本発明においては従来の窒素吸着被表
面積(N2SA)やジブチルフタレート吸油量(DBP)とい
った大まかな測定法ではなく、カーボンブラック粒子の
つながり状態をコントロールすることで、低発熱性と補
強性の二律背反性を解決している。尚、上記式の0.52と
いう値は、経験的に求めた数値である。
本発明において、CTAB値が105m2/g以上が好ましいと
したのは、これより小さい値の場合は、補強性が小さく
なり、本発明の効果が表れにくくなるためである。ま
た、24M4DBP吸油量が85ml/100g以上が好ましいとしたの
は、これより小さな値の場合、ゴム中での分散性および
補強性が十分に改善されず、やは本発明の効果が表れに
くいためである。
(実施例) 以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説
明する。
先ず最初に、カーボンブラックの特性値の測定法およ
びゴム物性測定法について説明する。
カーボンブラックの特性値測定法 水銀ポシメーター法は、前述の通りである。
CTAB値はASTM D3765−85に準拠し、また24M4DBP値はA
STM D3493−84に準拠した。
ゴム物性測定法 ムーニー粘度はJIS 6300−1974に準拠した。
補強性(耐摩耗指数)はランボーン試験機を用いて摩
耗損失量を測定し、下式によって算出した。
尚、サンプルの回転数を変化させることで、スリップ
率を変化させた(50%,20%)。スリップ率が高い程高
苛酷摩耗が生じると考えられる。
低発熱性(Tanδ)は、岩本製作所(株)製の粘弾性
スペクトロメーターを使用し、引張りの動歪1%、周波
数50Hz25℃の条件にて測定した。尚、試験片は厚さ約2m
m、幅5mm、スラブシートを用い、試料挟の間距離2cmと
して、初期荷重み100gとした。ここで得られるTanδの
値が低いほど低発熱性である。
下記の第1表に示す配合系で特性の異なる各種カーボ
ンブラックを用いたゴム組成物をバンバリーミキサーで
混練りし、先ずムーニー粘度を測定した。また、その加
硫物(加硫条件:145℃×30分)の耐摩耗指数および低発
熱性(Tanδ)を測定、評価した。得られた結果を下記
の第2〜5表に示す。
尚、参考値として第2表中にIRB#6、三菱化成
(株)製DIABLAK−Aおよび東海カーボン(株)製シー
スト9の各カーボンブラックの水銀ポロシメーター特性
およびコロイダル特性(CTAB値、24M4DBP値)を付記す
る。
第2〜5表の結果より、本発明の特性要件を満たすカ
ーボンブラックを使用したゴム組成物(実施例1〜7)
は、その要件を満たさないもの(比較例1〜4)に比し
て、加硫物の耐摩耗性、特に高苛酷度領域における耐摩
耗性および低発熱性に優れていることがわかる。
(発明の効果) 以上条説明してきたように、本発明のゴム組成物にお
いては、特定の要件を満たす粒子のつながり方を考慮し
たカーボンブラックを補強剤として使用したことによ
り、当該加硫物の補強性(耐摩耗性)および低発熱性を
大幅に向上させることができた。
このため、各種タイヤのトレッド用としては勿論のこ
と、コンベアベルト、ホース等の各種ゴム製品に本発明
のゴム組成物を使用して、特にその耐摩耗性および低発
熱性の向上、ひいては製品の性能向上を図ることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来考案された、ピーク空隙量と大きな空隙
直径との関係に基づく性能の改良を示す説明図、 第2図は、本発明における、ピーク空隙量と大きな空隙
直径との関係に基づく性能改良を示す説明図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムとカ
    ーボンブラックとを含むゴム組成物において、 該カーボンブラックが次式 TD/IV<0.52 (式中のIVは水銀ポロシメーター法による細孔容積(cc
    /100g)、TDは水銀ポロシメーター法における細孔分布
    の最大ピークを占める細孔の容積(cc/100g)を示す)
    で表される特性条件を満たすことを特徴とするゴム組成
    物。
  2. 【請求項2】カーボンブラックのセシルトリメチルアン
    モニウムブロマイド吸着量(CTAB値)が105m2/g以上
    で、かつジブチルフタレート圧縮吸油量(24M4DBP吸油
    量)が85ml/100g以上である請求項1に記載のゴム組成
    物。
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