JP3095266B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Tires In General (AREA)
Description
かつ低発熱性に優れたゴム組成物に関する。
はカーボンブラックとして、比表面積の低い低補強性
カーボンブラックを使用する、カーボンブラックの配
合割合を下げる手段がとられている。一方、耐摩耗性を
向上させるためにはカーボンブラックとして、比表面
積の高い、高補強性カーボンブラックを使用する、カ
ーボンブラックの配合割合を増加する手段がとられてい
る。これらの条件は互いに相反することから、低発熱性
を確保しようとすると、耐摩耗性が低下し、耐摩耗性を
向上させようとすると低発熱性が低下するという問題点
があった。このように両特性を両立させることは、従来
の手段では不可能であり、両特性を兼備したゴム組成物
の開発が望まれていた。
着比表面積(N2 SA)が58〜139m2 /g、DB
P吸油量が90〜150ml/100gのハード系領域に
属し、水銀圧入法により測定される粒間空隙サイズDp
(nm)が関係式{−0.22×(N2 SA)+60.
8}で算出される値以上の選択的特性を有するカーボン
ブラックを、ゴム成分100重量部に対し、30〜10
0重量部の割合で配合してなる高度の反発弾性と耐摩耗
性を兼備するゴム組成物が開示されている。
耗性に優れ、しかも低発熱性にも優れたゴム組成物を提
供することである。
解決すべく、カーボンブラックのコロイダル特性につい
て、鋭意研究を行った結果、一定範囲の比表面積とスト
ラクチャーの大きさ範囲を有するカーボンブラックにお
いては、凝集体空隙の直径を大きくすることにより、し
かもその値を高分子吸着分子を用いた比表面積であるC
TABとの関連によって、これを定義することにより、
同等の比表面積による耐摩耗性を保持しながら、低発熱
性を向上させ得ることを見い出し本発明を完成した。
合成ゴムよりなる群より選ばれた少なくとも1種のゴム
成分100重量部に対して セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表
面積(CTAB)が60〜110m2 /gの範囲内であ
り、 DBP吸油量が135〜200ml/100gの範囲
内であり、 CTAB(m2 /g)/IA(mg/g)の比が1.
15〜1.40であり(但し、IAは沃素吸着量) 凝集体空隙平均直径(Dm オングストローム)が−
4.00×〔CTAB(m2 /g)〕+767式で算出
される値以上の特性値を有する の4条件を満足するカーボンブラックを20〜70重量
部配合してなるゴム組成物である。
成ゴムとしては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブ
チルゴム、スチレン‐ブタジエン共重合体ゴム等が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。
特性値のうち、CTABは、ASTM D 3765 - 89に準拠
し、DBPは JIS K6221 - 1982A 法に準拠して測定し
て得た値である。またDmは、カーボンブラックにマイ
クロメトリックス社製水銀ポロシメータ(商品名 Poro
Sizer 9310 )により水銀を16 psiから30000ps
i まで圧入して、凝集体空隙直径を測定し、各凝集体径
に対する空隙容積分布曲線をプロットした時の最大の微
分空隙容積を与える空隙直径を凝集体空隙平均直径Dm
とした。
未満の場合は、耐摩耗性が著しく低下し、一方110m
2 /g超の場合には低発熱性が大幅に悪化してしまうた
め、CTABは60〜110m2 /gの範囲内であるこ
とを要する。70〜100m2 /gの範囲が好ましい。
は、凝集体内部空隙容積が小さいことを意味し、耐摩耗
性ばかりでなく、低発熱性も劣化する。一方、DBPが
200ml/100g超の場合は、ゴム混練における作業
性が大幅に悪化してしまう、従ってDBP値は135〜
200ml/100gの範囲内であることを要する。好ま
しくはDBP値は150〜190ml/100gの範囲で
ある。
低発熱性が著しく劣り、一方1.40を超えると、ゴム
混練における作業性が著しく低下する。従ってCTAB
/IAは1.15〜1.40の範囲内であることを要す
る。好ましくはCTAB/IAは1.20〜1.35の
範囲が望ましい。
の値が−4.00×〔CTAB(m2 /g)〕+767
式で算出される値より小さいと凝集体空隙容積が小さい
ことであり、大幅な低発熱性の低下を招く、従ってDm
は、この式で算出される値以上であることを要する。D
m は、好ましくは−4.00×〔CTAB(m2 /
g)〕+767以上であり、−4.00×〔CTAB
(m2 /g)〕+880以下であることが望ましい。
成分の高い原料を用い、通常のオイルファーネス法によ
る反応炉を用い、生成反応速度、反応時間、燃焼ガス流
速、チョーク部での原料油濃度等を制御することにより
製造することができる。
100重量部に対して20〜70重量部である。カーボ
ンブラックの配合量が20重量部未満であれば、耐摩耗
性を高めることができず、70重量部超であると低発熱
性を保持することが困難である。
は、通常使用される量の加硫剤、加硫促進剤、老化防止
剤、軟化剤、可塑剤等の添加剤を配合し得ることは勿論
である。
ついては、吸蔵ラバーという概念がある。これはストラ
クチャー凝集体の内部空隙空間に入り込んでいるゴムを
示している。吸蔵ラバーは、ゴムが全体として変形を受
けるときでも、部分的には変形から遮へいされるという
特別な性質がある。一方、ある種のカーボンブラックに
は全表面の大きな部分に数オングストローム程度の細孔
があり、この細孔にはゴムが浸入できない。従って窒素
吸着比表面積と、ゴムの入り込み得る内部空隙空間とは
対応しない。しかしCTABのような大きな吸着分子を
使った比表面積は、このゴムの入り込み得る内部空隙空
間を最適に表現できる。本発明では、このようなゴムの
浸入し得る内部空隙空間を有するストラクチャー凝集体
のカーボンブラックを使用したので、耐摩耗性を高く保
つと共に、この浸入ゴム分子の分子鎖はゴムマトリック
ス中に深く伸びており、これらの分子鎖は吸着されてい
ないゴム分子と自由に混じり合い、これらのゴムが低発
熱性を保持するのに有効に作用しているものと考えられ
る。
に説明するが、本発明は、この実施例に限定されるもの
でないことは勿論である。天然ゴム 30重量部、スチ
レン‐ブタジエン共重合体ラバー 70重量部よりなる
ゴムに、表1に特性値を示したカーボンブラックを夫々
45重量部と、ステアリン酸 3重量部、ZnO 5重
量部、老化防止剤(6C) 2重量部、加硫促進剤(C
Z) 0.6重量部、硫黄 1.5重量部を混練加硫を
行った。
す特性値としてランボーン耐摩耗性指数、低発熱性を表
わす特性値として tanδ指数を測定した。その配合及び
結果を表1、表2に示す。対摩耗試験であるランボーン
耐摩耗指数は、スリップ率を60%とし、従来例を10
0として示した。数値の大きい程、耐摩耗性が良好であ
る。内部損失( tanδ)は岩本製作所(株)製の粘弾性
スペクトロメータを使用し、引っ張りの動歪1%、周波
数50Hzおよび50℃の条件にて測定した。尚試験片
は厚さ約2mm、幅5mmのスラブシートを用い、試験挟み
間距離2cmとし、初期荷重を100gとした。低発熱性
のメジャーとして、 tanδ指数は、従来例を100とし
て示した。数値の小さい程、低発熱性が良好である。
した本発明のゴム組成物は、耐摩耗性と低発熱性を兼ね
備えたものであることが分る。即ち表1の実施例の供試
No. 2〜6は従来例1に対比し、耐摩耗性が良好で、且
つ低発熱性に優れていることが明らかである。表2、比
較例の供試No. 7は、従来例1に対比し、低発熱性に優
れるが、耐摩耗性が劣り、一方、表2、比較例の供試N
o. 8,9は従来例1に対比し耐摩耗性に優れるが、低
発熱性に劣る結果となっている。
ブラックを所定量配合したことにより、従来のカーボン
ブラックを使用したゴム組成物と比べ、耐摩耗性に優れ
ると共に、低発熱性にも優れたゴム組成物とすることが
できた。
Claims (1)
- 【請求項1】 天然ゴム及びジエン系合成ゴムよりなる
群より選ばれた少なくとも1種のゴム成分100重量部
に対して セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表
面積(CTAB)が60〜110m2 /gの範囲内であ
り、 DBP吸油量が135〜200ml/100gの範囲
内であり、 CTAB(m2 /g)/IA(mg/g)の比が1.
15〜1.40であり(但し、IAは沃素吸着量) 凝集体空隙平均直径(Dm オングストローム)が−
4.00×〔CTAB(m2 /g)〕+767式で算出
される値以上の特性値を有する。 の4条件を満足するカーボンブラックを20〜70重量
部配合してなるゴム組成物。
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