JPH03149236A

JPH03149236A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPH03149236A
Application number: JP28738489A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Mukai; 宇宙迎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1991-06-25
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2758462B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ふいて高補
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ＩＳＡＰ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土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
ＩＳＡＰカーボンブラックに代わる更に補強性に優れた
ＳＡＰ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、ＤＣＰ　（口ｉ
ｓｃ　Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ）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たゴム組成物を提供するこ
とにある。

（課題を解決たるための手段）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＜（１５２（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
１０５が／ｇ以上で、かつジブチルフタレート圧縮吸油
量（２ａｌ１４０ＢＰ吸油量）が８５ＷＩ！／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、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエ
ンゴム、スチレンブタジエンゴム、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（Ｐａｒｅ　Ｓｅｉｚｅｒ　９３１０）
を用意し、専用セル（３ｄ１）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／ｃａｂ”（１６〜３０．０００　ｌｂ／ｉ
ｎｃｈ”）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１００
ｇ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　Ｒｅｆｅｒｅ
ｎｃｅ　ＢｌａｃｋＪ（ｉは、上記手法によると４６５
人にピーク位置が存在している。この位置を直径で５人
単位で測定する。さらに、この地点より、空隙直径が５
０Ａ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（２ＸΔＩＶ
）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６４−１３６３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、加工性右よび更
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、本発明にふいては従来の窒素吸着被表面
積（Ｎ、Ｓ＾）やジブチルフタレート吸油量（口ＢＰ）
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。

本発明にふいて、ＣＴＡＢ値が１０５ｍ”／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、２．Ｍ、ＤＢＰ　＠油量が８５−フ１００ｇ
以上が好ましいとしたのは、これより小さな値の場合、
ゴム中での分散性右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ジメータ一法は、前述の通りである。

ＣＴＡＢ値はＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　　Ｄ３７６５−８５に準
拠し、また２４Ｍ４ＤＢＰ値はＡＳＴＭ　　Ｄ３４９３
−８４に準拠した。

ゴム物性測定法ムーニー粘度はＪ　Ｉ　Ｓ　　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■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５
０Ｈｚ　２５℃の条件にて測定した。尚、試験片は厚さ
約２１１１１．幅５ａｍ、スラブシートを用い、試料挟
の間距離２Ｃｌｌｌとして、所期荷重み１００ｇとした
。ここで得られるＴａｎ　δ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℃Ｘ３０分）の耐摩耗指数および低
発熱性（７ａｎδ）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■
製ＤＩＡＢＬＡＣＫ−＾ふよび東海カーボン■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、２４Ｍ４ＤＯＰ値）
を付記する。

第１表：　　供試配合処方ポリマー　　　　　　ｌｏｏ　　　Ｉカーボンブラック　　　　　　　１　　　　　５０　
　　　　　Ｉステアリン酸　１３．０１１亜　　鉛　　華　　１４．０１１老化防止剤、、１１．Ｏ１１加硫促進剤、、ｌＯ，５１１イオウ　　　　１２．５１零１ニドフェニル−Ｎ′−イソプロピル−Ｐ−フェニル
ジアミン本２ニドオキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールスル
フェンアミド１１　　　似−苓八す心トヘ　　１　１９４雲則　　１
第３表　　　　　　　　　　比較例２１実施例３１実施例４１
１１カーボン種　　　Ｄ　　　ＩＲＩＦ　　　＋１しＩ
ＴＤ／ＩＶ　　　　　　Ｏ，５７Ｉ　　Ｏ，４８ｌ　　
Ｏ，４５ｌｌ多ｌｃＴＡＢ（ｍ”／ｇ）　　１１３２　
　１１３３　　１１３０　　　１１　１、．Ｍ、ＤＢＰ
（ｍｅ／１００ｇ）＋　　９２　　　　９４　　１９４
　　　１１　　ＮＲ１１００１１００１１００ゴ１ムーニー粘度　　＋８１　　１７７　　１７３　　
　　ｌｌ　　ｌＴａｎ　δ　　　　　　　０．２４６１
　０．２３６１　０．２２７　　ｌ第４表　　　　　　　　　　比較例３１実施例５Ｉ実施例６１
　カーボン種　　　Ｇ　　　ＨＩＩ　　　しＩＴＤ／Ｉ
Ｖ　　　０．５６　０．５０　　Ｏ，４７しＩｃＴＡＢ
（ｏ＋／ｇ）　　１５７　　ｌ　１５９　１１５７　１
１１２山ＤＢＰ（＋ｄ／１００ｇ）　　１１０　　１１
７　１１１２　　　ｌｌ　　ＮＲ１１００１１００１１
００ｌゴム−ニー１１Ｔａｎ　δ　　　　　　　Ｏ．２６３１　　０．２
５４１　　０．２４７　　ｌ第　５　′表　　　　　　　　　　１比較例４１実施例７１１　　カ
ーボン、種　　　Ｄ　　　ＩＦ　　　１うＩＴＤ／ＩＶ
　　　　ｌ　　０．５７　　１　　０．４５　　＋１り
ＩｃＴＡＢ（ｍ”／ｇ）　　ｌ　１３２　　　　１３０
　　　ｌｌ　　ｌｚｎＭＪＢＰ（Ｉｌｌ！／１００ｇ）
ｌ　　９２　　　　　９４　　　１１　　ＮＲ　　　　
　　　１５０　　　１５０　　　＋１ブｌｓＢＲ１５０
０　　　　ｌ　　５０　　　　　５０　　　１　　１Ｔ
ａｎδ　　　　　　　Ｏ．２９３　　　Ｏ．２６８　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ふける耐摩耗性
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

【特許請求の範囲】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／１
００ｇ）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、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１０５ｍ＾２／ｇ以
上で、かつジブチルフタレート圧縮吸油量（＿２＿４Ｍ
＿４ＤＢＰ吸油量）が８５ｍｌ／１００ｇ以上である請
求項１に記載のゴム組成物。