JPH08259733A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JPH08259733A JPH08259733A JP8884795A JP8884795A JPH08259733A JP H08259733 A JPH08259733 A JP H08259733A JP 8884795 A JP8884795 A JP 8884795A JP 8884795 A JP8884795 A JP 8884795A JP H08259733 A JPH08259733 A JP H08259733A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高抗張力、高弾性率を有する加硫ゴム組成物
を与えるにもかかわらず、カーボンブラックのゴム配合
時における分散性の低下やゴム組成物の加工性の低下が
生じない新規ゴム組成物の提供。 【構成】 ジエン系ゴム100重量部に対して、HAF
級カーボンブラックの中で従来よりも比較的高いストラ
クチャーを有するとともに永続的ストラクチャー、着色
力およびアグリゲート特性をある特定範囲としたカーボ
ンブラック20〜60重量部および有効量の有機過酸化
物加硫剤を含有することを特徴とするゴム組成物。
を与えるにもかかわらず、カーボンブラックのゴム配合
時における分散性の低下やゴム組成物の加工性の低下が
生じない新規ゴム組成物の提供。 【構成】 ジエン系ゴム100重量部に対して、HAF
級カーボンブラックの中で従来よりも比較的高いストラ
クチャーを有するとともに永続的ストラクチャー、着色
力およびアグリゲート特性をある特定範囲としたカーボ
ンブラック20〜60重量部および有効量の有機過酸化
物加硫剤を含有することを特徴とするゴム組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、HAF級の高ストラク
チャーカーボンブラックを配合してなるゴム組成物に関
するものである。より詳しくは、従来のHAF級高スト
ラクチャーカーボンブラックにおいて、N2SAおよび
DBPA範囲を限定し、前記要件に加えて24M4DB
PA、Tint値、△Dst/Dst値などを特定範囲
に制御することによりジエン系ゴム組成物、特にエチレ
ン、プロピレン、ジエン共重合体(EPDM)に配合し
た場合に、高モジュラス(弾性率)、高引張り強さを有
し、圧縮永久歪み特性に優れるとともに従来では低下し
ていた破断時の伸び率を下げることのないゴム組成物お
よびその加硫ゴム組成物に関するものである。
チャーカーボンブラックを配合してなるゴム組成物に関
するものである。より詳しくは、従来のHAF級高スト
ラクチャーカーボンブラックにおいて、N2SAおよび
DBPA範囲を限定し、前記要件に加えて24M4DB
PA、Tint値、△Dst/Dst値などを特定範囲
に制御することによりジエン系ゴム組成物、特にエチレ
ン、プロピレン、ジエン共重合体(EPDM)に配合し
た場合に、高モジュラス(弾性率)、高引張り強さを有
し、圧縮永久歪み特性に優れるとともに従来では低下し
ていた破断時の伸び率を下げることのないゴム組成物お
よびその加硫ゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】カーボンブラックは、一般には厳密に制御
された高温のファーネス内での炭化水素原料の熱分解あ
るいは不完全燃焼により生産され、充填剤、補強剤、顔
料などの用途で広い分野において使用されている。カー
ボンブラックは、ゴムに対して補強性を有していること
から、主としてゴム補強用充填剤として用いられている
が、要求されるゴム特性に対応するために種々の品種が
あり、最終ゴム製品の用途・性能に応じてカーボンブラ
ックの品種が選択されて使用されている。
された高温のファーネス内での炭化水素原料の熱分解あ
るいは不完全燃焼により生産され、充填剤、補強剤、顔
料などの用途で広い分野において使用されている。カー
ボンブラックは、ゴムに対して補強性を有していること
から、主としてゴム補強用充填剤として用いられている
が、要求されるゴム特性に対応するために種々の品種が
あり、最終ゴム製品の用途・性能に応じてカーボンブラ
ックの品種が選択されて使用されている。
【0003】例えば、高荷重下での防振ゴム、プラテン
ロール用ゴムなどの機能性部品用として使用されるゴム
組成物としては、外部からの伸張、圧縮などの変型に対
して充分な耐性を持つ高抗張力、高弾性率などの高い機
械的特性や低い圧縮永久歪み特性などの性能が必要であ
る。
ロール用ゴムなどの機能性部品用として使用されるゴム
組成物としては、外部からの伸張、圧縮などの変型に対
して充分な耐性を持つ高抗張力、高弾性率などの高い機
械的特性や低い圧縮永久歪み特性などの性能が必要であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとした課題】このような高抗張力、
高弾性率を有するゴム組成物を得ようとする場合、一般
的に表面積の大きいカーボンブラックを用いる(ハード
系カーボンの使用)ことにより対応されているが、この
ハード系カーボンの使用はゴム配合時での分散性の低
下、加硫物の圧縮永久歪み率の悪化をもたらし、加えて
加工性の低下もあり、これらのゴム特性を充分に満足さ
せるゴム配合用カーボンブラックの出現にはまだ一歩の
観があった。
高弾性率を有するゴム組成物を得ようとする場合、一般
的に表面積の大きいカーボンブラックを用いる(ハード
系カーボンの使用)ことにより対応されているが、この
ハード系カーボンの使用はゴム配合時での分散性の低
下、加硫物の圧縮永久歪み率の悪化をもたらし、加えて
加工性の低下もあり、これらのゴム特性を充分に満足さ
せるゴム配合用カーボンブラックの出現にはまだ一歩の
観があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の問題点、すなわち
高抗張性かつ高弾性率を有するゴム組成物を与え、かつ
圧縮永久歪み特性を低下させることなくゴムへの分散性
が良好であり、加工性にも優れたカーボンブラックにつ
いてその物理化学特性とゴム特性との広範囲な研究を行
った結果、HAF級カーボンブラックの中で従来よりも
比較的高いストラクチャーを有するとともに永続的スト
ラクチャー、着色力およびアグリゲート特性をある特定
範囲としたカーボンブラックの使用がこれらの特性を満
足させ、かつ、このカーボンブラックと特定のゴム種お
よび加硫剤を用いることにより一層性能に優れたゴム組
成物が得られることを見い出し本発明に到達したもので
ある。
高抗張性かつ高弾性率を有するゴム組成物を与え、かつ
圧縮永久歪み特性を低下させることなくゴムへの分散性
が良好であり、加工性にも優れたカーボンブラックにつ
いてその物理化学特性とゴム特性との広範囲な研究を行
った結果、HAF級カーボンブラックの中で従来よりも
比較的高いストラクチャーを有するとともに永続的スト
ラクチャー、着色力およびアグリゲート特性をある特定
範囲としたカーボンブラックの使用がこれらの特性を満
足させ、かつ、このカーボンブラックと特定のゴム種お
よび加硫剤を用いることにより一層性能に優れたゴム組
成物が得られることを見い出し本発明に到達したもので
ある。
【0006】すなわち、本発明は、ジエン系ゴム100
重量部に対して下記の特性を有するカーボンブラック2
0〜60重量部、および有効量の有機過酸化物加硫剤を
含有することを特徴とするゴム組成物またはその加硫さ
れた加硫ゴム組成物に関する。 (1)窒素吸着比表面積(N2SA):70m2/gを越
え100m2/g未満 (2)ジブチルフタレート吸油量(DBPA):160
ml/100gを超え190ml/100g未満 (3)N2SAとよう素吸着量(IA)の比(N2SA/
IA):1.10以上 (4)24M4DBP吸油量(24M4DBPA):1
20ml/100gを越え140ml/100g未満 (5)△DBP(DBPA−24M4DBPA):40
ml/100gを越え65ml/100g未満 (6)遠心沈降分析による最多頻度アグリゲート径(D
st):
重量部に対して下記の特性を有するカーボンブラック2
0〜60重量部、および有効量の有機過酸化物加硫剤を
含有することを特徴とするゴム組成物またはその加硫さ
れた加硫ゴム組成物に関する。 (1)窒素吸着比表面積(N2SA):70m2/gを越
え100m2/g未満 (2)ジブチルフタレート吸油量(DBPA):160
ml/100gを超え190ml/100g未満 (3)N2SAとよう素吸着量(IA)の比(N2SA/
IA):1.10以上 (4)24M4DBP吸油量(24M4DBPA):1
20ml/100gを越え140ml/100g未満 (5)△DBP(DBPA−24M4DBPA):40
ml/100gを越え65ml/100g未満 (6)遠心沈降分析による最多頻度アグリゲート径(D
st):
【数2】43.3+5581×(N2SA)-0.91 の式で算出される値以上 (7)最多頻度の半分の頻度を有する大小のストークス
径の差(△D50)とDstの比(△D50/Dst):
0.8を越え0.9未満 (8)着色力(Tint):90を越え105未満。
径の差(△D50)とDstの比(△D50/Dst):
0.8を越え0.9未満 (8)着色力(Tint):90を越え105未満。
【0007】このカーボンブラックは、N2SA、DB
PAおよびアグリゲートモード径については本出願人が
すでに出願した特願平4−309518号(特開平6−
136288号)と近似しているが、前出願のカーボン
ブラックを配合したゴム組成物について研究した結果、
ゴム種としてEPDM、加硫系として過酸化物加硫の場
合ではゴム特性で満足する場合としない場合があり、こ
の点を究明したところ、本発明者はN2SAおよびDB
PA範囲の縮小、さらには24M4DBPA、△DBP
および着色力の特性をある特定範囲に特定したカーボン
ブラックが本発明の目的に対して優れていることを見出
したものである。
PAおよびアグリゲートモード径については本出願人が
すでに出願した特願平4−309518号(特開平6−
136288号)と近似しているが、前出願のカーボン
ブラックを配合したゴム組成物について研究した結果、
ゴム種としてEPDM、加硫系として過酸化物加硫の場
合ではゴム特性で満足する場合としない場合があり、こ
の点を究明したところ、本発明者はN2SAおよびDB
PA範囲の縮小、さらには24M4DBPA、△DBP
および着色力の特性をある特定範囲に特定したカーボン
ブラックが本発明の目的に対して優れていることを見出
したものである。
【0008】本発明において適用されるカーボンブラッ
クの物理化学特性は、次のようにして測定される。 (1)DBP吸油量 JIS K6221 6.1.2項A法に記載の方法で
測定され、カーボンブラック100g当たりに吸収され
るジブチルフタレート(DBP)のmlで表示される。 (2)24M4DBP吸油量 ASTM D3493−91に記載の方法で測定され、
100g当たりに吸収されるDBPのmlで表わされ
る。 (3)窒素吸着比表面積(N2SA) ASTM D3037−84 B法に記載の方法で測定
され、単位重量当たりの比表面積m2/gで表示され
る。 (4)よう素吸着量 JIS K6221 6.1.1項に記載の方法で測定
され、カーボンブラック1g当たりに吸着されるよう素
のmgで表示される。 (5)比着色力 JIS K6221 6.1.3項に記載された方法で
測定され、標準ブラックの着色力に対する指数で表示さ
れる。 (6)遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲー
トサイズの分析法 測定機器 Disk Centrifuge Phot
osedimentmeter〔Joyce Loeb
l社製、4型機(MARK IV)〕 測定法…30V/V%メタノール水溶液50mlを三角
フラスコに入れ、0.1mlの界面活性剤のノニオライ
トPN−10(共栄社油脂化学工業製)を加える。0.
03〜0.04重量%のカーボンブラックを加え、超音
波処理(400W、38KHz、5分)を施して完全に
分散させる。15V/V%グリセリン水溶液(スピン
液)20〜30mlを注加した回転ディスクの回転数を
8000rpmとし、上記分散液0.02〜0.03m
lを注加する。分散液の注加と同時に記録計を作動さ
せ、回転ディスクの外周近傍の一定点を沈降により通過
するカーボンブラックのアグリゲートの量を光学的に測
定し、その量を時間に対する連続曲線として記録する
(図4)。沈降時間を、下記のストークスの一般式によ
りストークス相当径に換算し、アグリゲートのストーク
ス相当径とその頻度の対応曲線を得る(図5)。
クの物理化学特性は、次のようにして測定される。 (1)DBP吸油量 JIS K6221 6.1.2項A法に記載の方法で
測定され、カーボンブラック100g当たりに吸収され
るジブチルフタレート(DBP)のmlで表示される。 (2)24M4DBP吸油量 ASTM D3493−91に記載の方法で測定され、
100g当たりに吸収されるDBPのmlで表わされ
る。 (3)窒素吸着比表面積(N2SA) ASTM D3037−84 B法に記載の方法で測定
され、単位重量当たりの比表面積m2/gで表示され
る。 (4)よう素吸着量 JIS K6221 6.1.1項に記載の方法で測定
され、カーボンブラック1g当たりに吸着されるよう素
のmgで表示される。 (5)比着色力 JIS K6221 6.1.3項に記載された方法で
測定され、標準ブラックの着色力に対する指数で表示さ
れる。 (6)遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲー
トサイズの分析法 測定機器 Disk Centrifuge Phot
osedimentmeter〔Joyce Loeb
l社製、4型機(MARK IV)〕 測定法…30V/V%メタノール水溶液50mlを三角
フラスコに入れ、0.1mlの界面活性剤のノニオライ
トPN−10(共栄社油脂化学工業製)を加える。0.
03〜0.04重量%のカーボンブラックを加え、超音
波処理(400W、38KHz、5分)を施して完全に
分散させる。15V/V%グリセリン水溶液(スピン
液)20〜30mlを注加した回転ディスクの回転数を
8000rpmとし、上記分散液0.02〜0.03m
lを注加する。分散液の注加と同時に記録計を作動さ
せ、回転ディスクの外周近傍の一定点を沈降により通過
するカーボンブラックのアグリゲートの量を光学的に測
定し、その量を時間に対する連続曲線として記録する
(図4)。沈降時間を、下記のストークスの一般式によ
りストークス相当径に換算し、アグリゲートのストーク
ス相当径とその頻度の対応曲線を得る(図5)。
【数3】 式(1)において、dは沈降開始t分後での回転ディス
クの光学測定点を通過するカーボンブラックアグリゲー
トのストークス相当径(nm)である。定数Kは、測定
時のスピン液温度、粘度およびカーボンブラックとの密
度差(カーボンブラックの真密度は1.86g/cm3
とする)、さらに回転ディスクの回転数により決定され
る。本発明の測定で、スピン液として15V/V%グリ
セリン水溶液25mlを用い、測定温度24℃、ディス
ク回転数8000rpmとし、K値は448.9を用い
た。 Dstモードの定義……前記の操作により得られたアグ
リゲートのストークス相当径の測定曲線において、最多
頻度値(ピーク値Apであり、実際には光学的測定なの
で最大吸光度に当たる)を与える経過時間Tpから算出
したストークス相当径をDstモード径とする。 △D50の定義……図4において、最多頻度値Apの1/
2の頻度を有するTLおよびTs(TL<Tp<Ts)か
ら算出したストークス径をDL 50およびDS 50(DS 50<
Dst<DL 50、図5参照)とすると、△D50は次式で
定義され、この値はアグリゲートの分布幅を判断する目
安となる。
クの光学測定点を通過するカーボンブラックアグリゲー
トのストークス相当径(nm)である。定数Kは、測定
時のスピン液温度、粘度およびカーボンブラックとの密
度差(カーボンブラックの真密度は1.86g/cm3
とする)、さらに回転ディスクの回転数により決定され
る。本発明の測定で、スピン液として15V/V%グリ
セリン水溶液25mlを用い、測定温度24℃、ディス
ク回転数8000rpmとし、K値は448.9を用い
た。 Dstモードの定義……前記の操作により得られたアグ
リゲートのストークス相当径の測定曲線において、最多
頻度値(ピーク値Apであり、実際には光学的測定なの
で最大吸光度に当たる)を与える経過時間Tpから算出
したストークス相当径をDstモード径とする。 △D50の定義……図4において、最多頻度値Apの1/
2の頻度を有するTLおよびTs(TL<Tp<Ts)か
ら算出したストークス径をDL 50およびDS 50(DS 50<
Dst<DL 50、図5参照)とすると、△D50は次式で
定義され、この値はアグリゲートの分布幅を判断する目
安となる。
【数4】△D50=DL 50−DS 50
【0009】
【作用】本発明では、N2SAが70m2/gを越え10
0m2/g未満、DBP吸油量が160ml/100g
を越え190ml/100g未満という特性を有するこ
とが基本であるが、窒素吸着比表面積が70m2/gを
下回った場合にはゴム組成物に十分な高抗張性、高弾性
率を付与することが困難となり、100m2/gを上回
った場合にはゴムへの分散性が低下し、また、ゴム組成
物の粘度が上昇するので好ましくない。もう一つの基本
特性であるDBP吸油量では、160ml/100gを
下回るとゴムに対する高抗張性、高弾性率の付与が困難
となり、また190ml/100gを上回った場合には
ゴム組成物の粘度が上り、加工性の面でも好ましくない
ので、DBP吸油量の範囲は160〜190ml/10
0gとする。24M4DBPもほぼ同様の影響をゴム組
成物に与える。
0m2/g未満、DBP吸油量が160ml/100g
を越え190ml/100g未満という特性を有するこ
とが基本であるが、窒素吸着比表面積が70m2/gを
下回った場合にはゴム組成物に十分な高抗張性、高弾性
率を付与することが困難となり、100m2/gを上回
った場合にはゴムへの分散性が低下し、また、ゴム組成
物の粘度が上昇するので好ましくない。もう一つの基本
特性であるDBP吸油量では、160ml/100gを
下回るとゴムに対する高抗張性、高弾性率の付与が困難
となり、また190ml/100gを上回った場合には
ゴム組成物の粘度が上り、加工性の面でも好ましくない
ので、DBP吸油量の範囲は160〜190ml/10
0gとする。24M4DBPもほぼ同様の影響をゴム組
成物に与える。
【0010】上記の基本特性のほかに、本発明の必須要
件であるN2SA/IAの比およびアグリゲートのDs
tモード径については、N2SA/IAの比が1.10
を下回った場合には、効果的に圧縮永久歪み率を小さく
することができなくなるのでこの値以上にする必要があ
るが、より望ましくは1.15から1.35の範囲のカ
ーボンブラックである。また、Dstモード径がN2S
Aの値から算出される数値よりも小さい場合には圧縮永
久歪み特性が低下する傾向がある。
件であるN2SA/IAの比およびアグリゲートのDs
tモード径については、N2SA/IAの比が1.10
を下回った場合には、効果的に圧縮永久歪み率を小さく
することができなくなるのでこの値以上にする必要があ
るが、より望ましくは1.15から1.35の範囲のカ
ーボンブラックである。また、Dstモード径がN2S
Aの値から算出される数値よりも小さい場合には圧縮永
久歪み特性が低下する傾向がある。
【0011】アグリゲートに関するもう1つの特性の△
D50/Dst比も圧縮永久歪み特性に影響を与え、△D
50/Dstの値が0.8を下回った場合ではこの特性は
低下し、数値が大きくなるにつれて特性は向上するが、
0.9を上回るとその影響度は小さくなり、効果はほぼ
飽和状態となるので、本発明においては0.80を越え
0.90未満の範囲とする。
D50/Dst比も圧縮永久歪み特性に影響を与え、△D
50/Dstの値が0.8を下回った場合ではこの特性は
低下し、数値が大きくなるにつれて特性は向上するが、
0.9を上回るとその影響度は小さくなり、効果はほぼ
飽和状態となるので、本発明においては0.80を越え
0.90未満の範囲とする。
【0012】△DBP(DBPA−24M4DBPA)
の特性は、全ストラクチャー中の一次的構造の割合を示
す指標であり、この値が40ml/100gを下回った
場合は圧縮永久歪み特性が低下し、また65ml/10
0gを上回ったときは100%モジュラスや引張り強さ
の特性が低下する傾向が見られる。
の特性は、全ストラクチャー中の一次的構造の割合を示
す指標であり、この値が40ml/100gを下回った
場合は圧縮永久歪み特性が低下し、また65ml/10
0gを上回ったときは100%モジュラスや引張り強さ
の特性が低下する傾向が見られる。
【0013】Tintが90を下回った場合は、100
%モジュラスや引張り特性が低下し、105を上回った
ときには圧縮永久歪みの特性で低下がみられる。
%モジュラスや引張り特性が低下し、105を上回った
ときには圧縮永久歪みの特性で低下がみられる。
【0014】
製造例 カーボンブラックの製造 本発明にかかるハード系高ストラクチャーカーボンブラ
ックの製造は、本出願人が出願した特開平4−2641
65号公報に記載されたと同様の装置を用いて行った。
図1、図2及び図3に示した製造装置を用い、各部の寸
法は次の通りとした。 可燃性流体導入室 2 内径 450mmφ 長さ 400mm 酸素含有ガス導入管 3 長辺 400mm 短辺 100mm 酸素含有ガス導入用円筒 4 内径 250mm 長さ 300mm 収れん室 8 上流端内径 370mm 下流端内径 80mm 長さ 1600mm 収れん角度 5.3゜ 燃料油導入装置 燃料油導入管72の内径 7mmφ 高圧・高音空気導入管73の内径 13mmφ 空気温度 300℃ 空気圧力 3kg/cm2 低圧・低温空気導入管74の内径 22mmφ 空気温度 60℃ 空気圧力 0.5kg/cm2 反応室 12 内径 140mmφ また、反応継続兼急速冷却室13内でのa〜hの冷却水
噴霧装置は、実用新案登録第102863号(出願人:
旭カーボン株式会社)に開示されているのと同様構造の
装置をとりつけた。
ックの製造は、本出願人が出願した特開平4−2641
65号公報に記載されたと同様の装置を用いて行った。
図1、図2及び図3に示した製造装置を用い、各部の寸
法は次の通りとした。 可燃性流体導入室 2 内径 450mmφ 長さ 400mm 酸素含有ガス導入管 3 長辺 400mm 短辺 100mm 酸素含有ガス導入用円筒 4 内径 250mm 長さ 300mm 収れん室 8 上流端内径 370mm 下流端内径 80mm 長さ 1600mm 収れん角度 5.3゜ 燃料油導入装置 燃料油導入管72の内径 7mmφ 高圧・高音空気導入管73の内径 13mmφ 空気温度 300℃ 空気圧力 3kg/cm2 低圧・低温空気導入管74の内径 22mmφ 空気温度 60℃ 空気圧力 0.5kg/cm2 反応室 12 内径 140mmφ また、反応継続兼急速冷却室13内でのa〜hの冷却水
噴霧装置は、実用新案登録第102863号(出願人:
旭カーボン株式会社)に開示されているのと同様構造の
装置をとりつけた。
【0015】原料油及び燃料油としては、表1に示した
性状組成を有するものを使用した。
性状組成を有するものを使用した。
【表1】 上述のカーボンブラック製造装置において、本発明に適
するカーボンブラックは、原料油の導入位置、導入総空
気量、原料油の導入量、導入空気の分割割合、原料油の
導入圧量および温度、反応停止用冷却水導入位置などの
諸条件を調整して製造した。
するカーボンブラックは、原料油の導入位置、導入総空
気量、原料油の導入量、導入空気の分割割合、原料油の
導入圧量および温度、反応停止用冷却水導入位置などの
諸条件を調整して製造した。
【0016】より詳しく説明すると、表面積(N2S
A)の調整は原料油導入量と総空気導入量との比率を変
化させることにより行うことができ、導入空気量の割合
を増加させることにより表面積は増大する。2つの表面
積指標の比、N2SA/IAの制御は、カーボンブラッ
ク生成反応後の反応停止位置により行うことができ、よ
り上流側(反応停止までの時間が短い)で行うことによ
りこの値は増大する。アグリゲート径の制御は原料油の
導入位置により行うことができ、上流側にすることによ
りアグリゲート径(Dst)は大きくなる。通常の場
合、アグリゲートの代表径(Dst)はストラクチャー
の低下とともに低下するが、原料油の噴霧位置を上流側
とすることによりこの低下の程度を減少することができ
る。アグリゲート分布の制御は、導入する原料油の噴霧
状態と導入燃料量を調節することにより行うことがで
き、分布を広くする(△D50を大きくする)場合には導
入原料油の温度および圧力を低下させ、噴霧粒径および
/または分布幅を大きくすることにより分布を大きくす
ることができる。さらに、導入燃料量を減少することに
より分布を広げることができる。なお、このたびの製造
においては、空気温度および原料噴霧ノズルの形状およ
び数は一定とした。本発明にかかるカーボンブラックお
よび比較用カーボンブラックの製造条件を表2〜3に、
製造された各カーボンブラックの物理化学特性を表4〜
6に示した。
A)の調整は原料油導入量と総空気導入量との比率を変
化させることにより行うことができ、導入空気量の割合
を増加させることにより表面積は増大する。2つの表面
積指標の比、N2SA/IAの制御は、カーボンブラッ
ク生成反応後の反応停止位置により行うことができ、よ
り上流側(反応停止までの時間が短い)で行うことによ
りこの値は増大する。アグリゲート径の制御は原料油の
導入位置により行うことができ、上流側にすることによ
りアグリゲート径(Dst)は大きくなる。通常の場
合、アグリゲートの代表径(Dst)はストラクチャー
の低下とともに低下するが、原料油の噴霧位置を上流側
とすることによりこの低下の程度を減少することができ
る。アグリゲート分布の制御は、導入する原料油の噴霧
状態と導入燃料量を調節することにより行うことがで
き、分布を広くする(△D50を大きくする)場合には導
入原料油の温度および圧力を低下させ、噴霧粒径および
/または分布幅を大きくすることにより分布を大きくす
ることができる。さらに、導入燃料量を減少することに
より分布を広げることができる。なお、このたびの製造
においては、空気温度および原料噴霧ノズルの形状およ
び数は一定とした。本発明にかかるカーボンブラックお
よび比較用カーボンブラックの製造条件を表2〜3に、
製造された各カーボンブラックの物理化学特性を表4〜
6に示した。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】 *:43.3+5581×(N2SA)-0.91 ……(I)
【0020】
【表5】 *:43.3+5581×(N2SA)-0.91 ……(I)
【0021】
【表6】 *:43.3+5581×(N2SA)-0.91 ……(I)
【0022】ゴム配合性能試験1 表4〜6に示したカーボンブラックの性能を評価するた
めに、表7に示した配合比によりゴム組成物を調整し、
その特性の試験を行った。その結果を表8〜12(カー
ボンブラック等量配合)に示す。
めに、表7に示した配合比によりゴム組成物を調整し、
その特性の試験を行った。その結果を表8〜12(カー
ボンブラック等量配合)に示す。
【表7】 1):三井石油化学工業(株)製 2):日本油脂(株)製
【0023】なお、各配合ゴム組成物のゴム特性の性能
試験は、次の試験条件により測定した。 配合物の加硫条件: 1次加硫 150℃、30分 2次加硫 150℃、60分 分散性の評価:ASTM D2663−87 B法に
準拠し、ミクロトーム切片の顕微鏡観察により凝集体の
面積割合から分散性を測定した。 その他のゴム特性:JIS K6300−1974お
よびK6301−1975の記載に従って測定した。
試験は、次の試験条件により測定した。 配合物の加硫条件: 1次加硫 150℃、30分 2次加硫 150℃、60分 分散性の評価:ASTM D2663−87 B法に
準拠し、ミクロトーム切片の顕微鏡観察により凝集体の
面積割合から分散性を測定した。 その他のゴム特性:JIS K6300−1974お
よびK6301−1975の記載に従って測定した。
【0024】
【表8】 イオウ加硫条件 :150℃、20分 圧縮永久歪み試験条件 :80℃、22時間 1)ムーニー最低粘度の単位 :(Vm 125℃において) 2)硬さの単位 :(JIS A法) 3)100%モジュラスの単位:(kgf/cm2) 4)引張り強さの単位 :(kgf/cm2) 5)破断伸びの単位 :(%) 6)圧縮永久歪みの単位 :(%,120℃×70hr) 7)ミクロトーム分散度の単位:(%) 1)〜7)の単位については、以下同様である。
【0025】
【表9】
【0026】
【表10】
【0027】ゴム配合性能試験2 加硫系の影響を調べるために、表2および4に示したR
un No.1およびRun No.4の2種類のカー
ボンブラックを用い、表11の配合割合でのイオウ加硫
ゴム組成物を調製して加硫系の影響を調べ、その結果を
表12に示した。
un No.1およびRun No.4の2種類のカー
ボンブラックを用い、表11の配合割合でのイオウ加硫
ゴム組成物を調製して加硫系の影響を調べ、その結果を
表12に示した。
【0028】
【表11】
【0029】
【表12】
【0030】評 価 表4〜6に示した物理化学的特性を有する実施例、比較
例および対照例のカーボンブラックをゴムに配合したゴ
ム組成物の結果(表8〜10および表12)から、本発
明カーボンブラックの効果を説明する。
例および対照例のカーボンブラックをゴムに配合したゴ
ム組成物の結果(表8〜10および表12)から、本発
明カーボンブラックの効果を説明する。
【0031】表2〜3および表4〜6で示されたカーボ
ンブラックにおいて、Run No.1〜3は本発明に
かかるカーボンブラックであり、Run No.4〜8
は比較カーボンブラックである。同時に対照例として市
販カーボンブラック(旭#70、旭#70IH、旭#8
0、いずれも旭カーボン株式会社製)についても物理化
学的特性およびゴム特性を示した。
ンブラックにおいて、Run No.1〜3は本発明に
かかるカーボンブラックであり、Run No.4〜8
は比較カーボンブラックである。同時に対照例として市
販カーボンブラック(旭#70、旭#70IH、旭#8
0、いずれも旭カーボン株式会社製)についても物理化
学的特性およびゴム特性を示した。
【0032】Run No.4はN2SA/IAの要件
で本発明の範囲を外れており、このためにほぼN2SA
の等しいRun No.2と比較して圧縮永久歪みの特
性が低下している。Run No.5はN2SAおよび
Tintで本発明範囲を低い側で外れているために、1
00%モジュラスおよび引っ張り強さの両特性で本発明
カーボンブラック配合ゴム組成物よりも大きな低下がみ
られる。Run No.6はDBP吸油量およびΔDB
Pの範囲で本発明の範囲を外れており、RunNo.5
と同様に100%モジュラスと引っ張り強さの特性が低
下している。Run No.7はΔD50/Dstの特性
およびDBP吸油量の範囲で逆に大きい側に外れた例で
あり、ムーニー粘度が上昇しているとともに圧縮永久歪
み特性でも低下している。Run No.8はN2SA
および着色力が本発明範囲を外れて大きくなった例であ
り、Run No.7と同様にムーニー粘度と圧縮永久
歪み特性で低下がみられ、加えて分散性でも低下がみら
れる。またNo.1〜3のものは、対照例と比較する
と、100%モジュラスおよび引張り強さで大きく特性
が改善されているにもかかわらず、ほぼ同等の破断伸び
を示しており、さらに圧縮永久歪み特性でも同等もしく
は優れていることがわかる。
で本発明の範囲を外れており、このためにほぼN2SA
の等しいRun No.2と比較して圧縮永久歪みの特
性が低下している。Run No.5はN2SAおよび
Tintで本発明範囲を低い側で外れているために、1
00%モジュラスおよび引っ張り強さの両特性で本発明
カーボンブラック配合ゴム組成物よりも大きな低下がみ
られる。Run No.6はDBP吸油量およびΔDB
Pの範囲で本発明の範囲を外れており、RunNo.5
と同様に100%モジュラスと引っ張り強さの特性が低
下している。Run No.7はΔD50/Dstの特性
およびDBP吸油量の範囲で逆に大きい側に外れた例で
あり、ムーニー粘度が上昇しているとともに圧縮永久歪
み特性でも低下している。Run No.8はN2SA
および着色力が本発明範囲を外れて大きくなった例であ
り、Run No.7と同様にムーニー粘度と圧縮永久
歪み特性で低下がみられ、加えて分散性でも低下がみら
れる。またNo.1〜3のものは、対照例と比較する
と、100%モジュラスおよび引張り強さで大きく特性
が改善されているにもかかわらず、ほぼ同等の破断伸び
を示しており、さらに圧縮永久歪み特性でも同等もしく
は優れていることがわかる。
【0033】このように、本発明カーボンブラックは、
ムーニー粘度においてRunNo.4および5よりも多
少高くなっているが、この特性での低下を大きく上回る
100%モジュラスおよび引張り強さを有しており、さ
らに対照例1および2よりも優れた100%モジュラス
と引張り強さを有しているにもかかわらず、ほぼ同等の
圧縮永久歪みと破断伸びを示している。
ムーニー粘度においてRunNo.4および5よりも多
少高くなっているが、この特性での低下を大きく上回る
100%モジュラスおよび引張り強さを有しており、さ
らに対照例1および2よりも優れた100%モジュラス
と引張り強さを有しているにもかかわらず、ほぼ同等の
圧縮永久歪みと破断伸びを示している。
【0034】また、加硫系の差異を示したゴム配合性能
試験2の結果(表12参照)から、過酸化物加硫では他
の特性はほぼ同じであり、圧縮永久歪み特性でRunN
o.1がRunNo.4よりもすぐれた性能を示した
が、イオウ加硫ではこの優位性は発現されない。圧縮永
久歪みの特性で過酸化物が加硫の場合、RunNo.1
がRunNo.4より3%優れているということは、テ
フロンロールの防振ゴムとして使用したとき、その変形
が減少するため製品寿命が約1.5倍延びることを意味
する。
試験2の結果(表12参照)から、過酸化物加硫では他
の特性はほぼ同じであり、圧縮永久歪み特性でRunN
o.1がRunNo.4よりもすぐれた性能を示した
が、イオウ加硫ではこの優位性は発現されない。圧縮永
久歪みの特性で過酸化物が加硫の場合、RunNo.1
がRunNo.4より3%優れているということは、テ
フロンロールの防振ゴムとして使用したとき、その変形
が減少するため製品寿命が約1.5倍延びることを意味
する。
【0035】
【効果】本発明によれば、高抗張力、高弾性率を有する
加硫ゴム組成物を与えるにもかかわらず、カーボンブラ
ックのゴム配合時における分散性や破断伸びの低下やゴ
ム組成物の加工性の低下が生じない。
加硫ゴム組成物を与えるにもかかわらず、カーボンブラ
ックのゴム配合時における分散性や破断伸びの低下やゴ
ム組成物の加工性の低下が生じない。
【図1】本発明のカーボンブラックの製造に適する一例
の装置の縦断正面説明図である。
の装置の縦断正面説明図である。
【図2】図1のA−A矢視における断面図である。
【図3】図1の前頭部および燃料導入装置を示す部分拡
大図である。
大図である。
【図4】遠心沈降法による経過時間と吸光度の測定チャ
ートの一例である。
ートの一例である。
【図5】図4のチャートの経過時間から算出したアグリ
ゲート値の対数と吸光度の関係を示す図である。
ゲート値の対数と吸光度の関係を示す図である。
1 カーボンブラック反応装置 2 可燃性流体導入室 3 酸素含有ガス導入管 4 酸素含有ガス導入用円筒 5 整流板 7 燃料油噴霧装置 8 収れん室 9 バーナータイル 10 原料油噴霧装置 11 原料油導入室 12 反応室 13 反応継続兼急冷室 71 燃料油噴霧チップ 72 燃料油導入管 73 酸素含有ガス導入管 74 酸素含有ガス導入管 75 酸素含有ガスの導管 76 酸素含有ガスの導管 a 急冷水圧入噴霧装置 b 急冷水圧入噴霧装置 c 急冷水圧入噴霧装置 d 急冷水圧入噴霧装置 e 急冷水圧入噴霧装置 f 急冷水圧入噴霧装置 g 急冷水圧入噴霧装置 h 急冷水圧入噴霧装置 AP 吸光度ピーク値 TP ピーク値までの経過時間 TL 1/2APの吸光度でTPよりも小さい経過時間 Dst ストークス式で、T=TPのときのアグリゲー
ト径 DL 50 ストークス式で、T=TLのときのアグリゲート
径(1/2APで、DL 50>Dstを満たすアグリケート
径)
ト径 DL 50 ストークス式で、T=TLのときのアグリゲート
径(1/2APで、DL 50>Dstを満たすアグリケート
径)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23/16 LDD C08L 23/16 LDD
Claims (4)
- 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部に対して下記
の特性を有するカーボンブラック20〜60重量部およ
び有効量の有機過酸化物加硫剤を含有することを特徴と
するゴム組成物 (1)窒素吸着比表面積(N2SA):70m2/gを越
え100m2/g未満 (2)ジブチルフタレート吸油量(DBPA):160
ml/100gを超え190ml/100g未満 (3)N2SAとよう素吸着量(IA)の比(N2SA/
IA):1.10以上 (4)24M4DBP吸油量(24M4DBPA):1
20ml/100gを越140ml/100g未満 (5)△DBP(DBPA−24M4DBPA):40
ml/100gを越え65ml/100g未満 (6)遠心沈降分析による最多頻度アグリゲート径(D
st): 【数1】43.3+5581×(N2SA)-0.91 の式で算出される値以上 (7)最多頻度の半分の頻度を有する大小のストークス
径の差(△D50)とDstの比(△D50/Dst):
0.8を越え0.9未満 (8)着色力(Tint):90を越え105未満。 - 【請求項2】 前記ジエン系ゴムが、エチレン、プロピ
レン、ジエン共重合体(EPDM)である請求項1記載
のゴム組成物。 - 【請求項3】 前記N2SA/IAが1.15〜1.3
5である請求項2または3記載のゴム組成物。 - 【請求項4】 請求項1、2または3記載のゴム組成物
を加硫してなる加硫ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8884795A JPH08259733A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8884795A JPH08259733A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ゴム組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08259733A true JPH08259733A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13954377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8884795A Pending JPH08259733A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08259733A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000042093A1 (fr) * | 1999-01-12 | 2000-07-20 | Daikin Industries, Ltd. | Elastomere moule |
JP2012131965A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Bridgestone Corp | 共重合体及びその製造方法、並びに、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
WO2012105258A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 株式会社ブリヂストン | 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、タイヤトレッド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
WO2012105271A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 株式会社ブリヂストン | 共重合体、ゴム組成物、タイヤサイド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012162628A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Bridgestone Corp | 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012162627A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Bridgestone Corp | 共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012162631A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Bridgestone Corp | 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012180457A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | ゴム組成物、タイヤサイド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012180456A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | ゴム組成物、タイヤトレッド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2020518701A (ja) * | 2017-05-03 | 2020-06-25 | キャボット コーポレイションCabot Corporation | 80〜150m2/gのSTSAと少なくとも180mL/100gのOANと少なくとも110mL/100gのCOANとを有するカーボンブラックおよびそれらを組み込んだゴムコンパウンド |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP8884795A patent/JPH08259733A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000042093A1 (fr) * | 1999-01-12 | 2000-07-20 | Daikin Industries, Ltd. | Elastomere moule |
US6515064B1 (en) | 1999-01-12 | 2003-02-04 | Daikin Industries, Ltd. | Molded elastomer |
JP2012131965A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Bridgestone Corp | 共重合体及びその製造方法、並びに、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
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WO2012105271A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 株式会社ブリヂストン | 共重合体、ゴム組成物、タイヤサイド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012162628A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Bridgestone Corp | 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012162627A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Bridgestone Corp | 共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
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KR20130115377A (ko) * | 2011-02-04 | 2013-10-21 | 가부시키가이샤 브리지스톤 | 공중합체, 고무 조성물, 타이어 사이드용 고무 조성물, 가교 고무 조성물 및 타이어 |
CN103492439A (zh) * | 2011-02-04 | 2014-01-01 | 株式会社普利司通 | 共轭二烯化合物与非共轭烯烃的共聚物、橡胶组合物、轮胎胎面用橡胶组合物、交联橡胶组合物和轮胎 |
WO2012105258A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 株式会社ブリヂストン | 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、タイヤトレッド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
EP3670551A3 (en) * | 2011-02-04 | 2020-09-02 | Bridgestone Corporation | Copolymer, rubber composition, rubber composition for tire side use, crosslinked rubber composition and tire |
JP2012180457A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | ゴム組成物、タイヤサイド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2012180456A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | ゴム組成物、タイヤトレッド用ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ |
JP2020518701A (ja) * | 2017-05-03 | 2020-06-25 | キャボット コーポレイションCabot Corporation | 80〜150m2/gのSTSAと少なくとも180mL/100gのOANと少なくとも110mL/100gのCOANとを有するカーボンブラックおよびそれらを組み込んだゴムコンパウンド |
JP2023010727A (ja) * | 2017-05-03 | 2023-01-20 | キャボット コーポレイション | 80~150m2/gのSTSAと少なくとも180mL/100gのOANと少なくとも110mL/100gのCOANとを有するカーボンブラックおよびそれらを組み込んだゴムコンパウンド |
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