JP2000080302A

JP2000080302A - ハード系ハイストラクチャーカーボンブラック及び該カーボンブラックを配合したゴム組成物

Info

Publication number: JP2000080302A
Application number: JP25217598A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Sakakibara; 明弘榊原
Original assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Current assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-03-21
Also published as: US6197870B1; EP0985713A2; KR20000022957A; EP0985713A3; DE69917398D1; EP0985713B1; DE69917398T2; KR100610593B1

Abstract

(57)【要約】【課題】配合ゴムに高位のモジュラス、耐摩耗性、グ
リップ性能をバランスよく付与し、モジュラスに対応す
る耐摩耗性が高く、タイヤトレッド用途に好適なハード
系ハイストラクチャーカーボンブラック及びゴム組成物
を提供する。【解決手段】 70≦CTAB≦250 、130 ≦DBP 、115 ≦24
M4DBP 、DBP −24M4DBP≦40、ΔDst/Dst ≦0.8 の特性
を有するカーボンブラックであって、下記 (1)式で算出
される相関因子ｆ値が、下記 (2)式の範囲にあることを
特徴とするハード系ハイストラクチャーカーボンブラッ
ク。 (1)ｆ＝(Tint/CTAB）・(24M4DBP/Dst) ／(N₂SA/IA) 、
(2)1.2 ≦ｆ≦1.6 また、ゴム組成物は、天然ゴムまたは合成ゴム、もしく
はそれらのブレンドゴム100 重量部に対し、上記のカー
ボンブラックを20〜150 重量部の割合で配合してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配合ゴムに高いモ
ジュラス及び耐摩耗性を付与することができ、各種自動
車のタイヤトレッド用途に好適に用いられるハード系ハ
イストラクチャーカーボンブラック及びそのカーボンブ
ラックを配合したゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム補強用のカーボンブラックには、具
備特性に応じた多様の品種があり、これらの品種特性が
ゴムに配合した組成物の諸性能を決定付けるための主要
な因子となる。このため、通常ゴムへの配合に当たって
は、部材用途に適合する品種特性のカーボンブラックを
選定使用する手段が慣用されている。

【０００３】近年、省資源、省エネルギーの社会的要求
に対応するため低燃費タイヤの開発が盛んにおこなわれ
ているが、このような低燃費タイヤとしては比較的粒子
径が大きい品種のカーボンブラックを相対的に少ない量
でゴム成分に配合した低発熱性で高反発弾性を備えるゴ
ム組成物が有効である。ところが、粒子径が大きく比表
面積の小さなカーボンブラックのゴムへの配合は、低燃
費性能を改善する目的には有効であるが、路面での制動
性（操縦安定性）や耐摩耗性等の特性低下が避けられな
い。

【０００４】操縦安定性を向上させ、高度のグリップ性
能を付与するためにはゴム組成物のヒステリシスロスを
増大させることが必要となるが、トレッド用ゴム組成物
のヒステリシスロスを大きくする手段としては、従来か
ら結合スチレン量の多い種類のスチレン−ブタジエン共
重合ゴム(SBR) に多量のカーボンブラックを充填する方
法が採られてきた。しかしながら、カーボンブラックを
多量に配合充填したゴム組成物は硬度が高くなり過ぎて
路面との摩擦抵抗が小さくなるほか、走行中に著しく発
熱してタイヤのゴム組織が劣化する難点がある。

【０００５】このように、タイヤトレッドのグリップ性
能と耐摩耗性とをゴム成分及びカーボンブラックの配合
量によって改善することには限界があるため、配合する
カーボンブラックの特性面からこれらゴム性能の両立化
を図る試みが盛んに行われている。例えば、結合スチレ
ン量、ブタジエン部分のビニル結合量等に特徴をもつＳ
ＢＲと他のジエン系ゴムとのブレンドゴム１００重量部
に対し、ΔＤst／Ｄstが０．７以上のカーボンブラック
を配合したゴム組成物からなる乗用車用ラジアルタイヤ
（特開平２−248441号公報）、グリップ性能と耐摩耗性
の両立化を目的として窒素吸着比表面積(N₂SA)１２０〜
１６５m²/g、ＤＢＰ吸油量１２０ml/100g 以上のハード
系に属し、かつ表面活性度を抑制しつつ粒子径を小さく
するための特性関係値（Ｇ値）を限定したゴム配合用カ
ーボンブラック（特開平２−32137 号公報）、Ｄstを７
０以下、窒素吸着比表面積／よう素吸着量を０．８５〜
０．９８、さらにＤＢＰ吸油量−24Ｍ４ＤＢＰが２０未
満のカーボンブラックを配合することにより比表面積や
ＤＢＰ吸油量が高くなくても高度の耐摩耗性及びグリッ
プ性能を示し、さらに高い比表面積においても加工性や
耐摩耗性を損なわずに高度の耐摩耗性を発揮するゴム組
成物（特開平３−174470号公報）等が提案されている。

【０００６】また、特開平６−２５６５７７号公報に
は、優れたグリップ性能と高度の耐摩耗性を具備するゴ
ム組成物として、ジエン系ゴム成分１００重量部に対
し、下記(1)〜 (5)の選択的特性を備えるカーボンブラ
ックを５０〜１８０重量部の割合で配合してなることを
特徴とするゴム組成物が提案されている。 (1)１４０≦ＣＴＡＢ≦１８０、 (2)−１０≦Ｎ₂ＳＡ
−ＩＡ≦０、(3)１１０≦24Ｍ４ＤＢＰ≦１３０、 (4)
２０≦ＤＢＰ−24Ｍ４ＤＢＰ≦４０(5)ΔＤst≦０．５
Ｄst＋２３

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】配合ゴムに高度の耐摩
耗性を付与するためには、従来からカーボンブラックの
ストラクチャーを増大することが有効な手段の１つとさ
れてきたが、単に高ストラクチャー化（高ＤＢＰ化）を
図るのみではゴム中におけるストラクチャーレベルの指
標となる24Ｍ４ＤＢＰを必ずしも充分に高くすることが
できず、また24Ｍ４ＤＢＰの値がある程度大きくなって
も、それに伴ってアグリゲートの分布がブロード化し易
いために24Ｍ４ＤＢＰの値が高い割には耐摩耗性のレベ
ルが充分なものではなかった。

【０００８】また一般的に、モジュラスと耐摩耗性との
間にはモジュラスが大きくなると耐摩耗性も向上すると
いう関係があり、モジュラスの増大により耐摩耗性が向
上した面も少なくない。ゴム製品はその使用に際し、モ
ジュラスレベルを規定のレベルに合わせて使用される場
合が多く、したがって、規定のモジュラスレベルに合わ
せて配合調節した場合には、同等モジュラスレベルにお
いては耐摩耗性の向上効果は必ずしも充分なものではな
かった。

【０００９】更に、環境問題から自動車の低燃費化への
要求はますます重要となっており、例えばタイヤ軽量化
のためのカーボンブラック配合量の低減、すなわちカー
ボンブラックの特性改良による耐摩耗性の向上、更に自
動車の高性能化によりハイパフォーマンスタイヤ用途で
もより高度のモジュラス、耐摩耗性及びグリップ性能が
要求されている。

【００１０】本発明は、これらの問題点を解消し、その
目的とするところは、配合ゴム中への分散性に優れ、配
合ゴムに高位のモジュラス、耐摩耗性及びグリップ性能
をバランスよく付与することができ、一定モジュラスレ
ベルに対応する耐摩耗性が高く、各種自動車のタイヤト
レッド用途に好適に用いられるハード系ハイストラクチ
ャーカーボンブラック及びその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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるハード系ハイストラクチャーカーボン
ブラックは、７０≦ＣＴＡＢ≦２５０、１３０≦ＤＢ
Ｐ、１１５≦24Ｍ４ＤＢＰ、ＤＢＰ−24Ｍ４ＤＢＰ≦４
０、ΔＤst／Ｄst≦０．８の特性を有するカーボンブラ
ックであって、下記 (1)式で算出される相関因子ｆ値
が、下記 (2)式の範囲にあることを構成上の特徴とす
る。 (1)式；ｆ＝（Ｔint ／ＣＴＡＢ）・（24Ｍ４ＤＢＰ／
Ｄst）／（Ｎ₂ＳＡ／ＩＡ） (2)式；１．２≦ｆ≦１．６但し、ＣＴＡＢはＣＴＡＢ比表面積(m²/g)、ＤＢＰはＤ
ＢＰ吸油量(ml/100g)、24Ｍ４ＤＢＰは圧縮ＤＢＰ吸油
量(ml/100g) 、Ｄstはディスクセントリフュージ装置(D
CF) により測定されるカーボンブラックアグリゲートの
ストークス相当径分布のモード径(nm)、ΔＤstは同スト
ークス相当径分布の半値幅(nm)、Ｔintは比着色力 (％)
、Ｎ₂ＳＡは窒素吸着比表面積(m²/g)、ＩＡはよう素
吸着量(mg/g)である。

【００１２】また、本発明のゴム組成物は、天然ゴムま
たは合成ゴム、もしくはそれらのブレンドゴム１００重
量部に対し、上記のハード系ハイストラクチャーカーボ
ンブラックを２０〜１５０重量部の割合で配合してなる
ことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のハード系ハイストラクチ
ャーカーボンブラックにおいて、７０≦ＣＴＡＢ≦２５
０、１３０≦ＤＢＰ、１１５≦24Ｍ４ＤＢＰ、ＤＢＰ−
24Ｍ４ＤＢＰ≦４０、ΔＤst／Ｄst≦０．８の特性は、
ゴム中への分散性を向上させ、配合ゴムに高度の補強性
及び耐摩耗性をバランスよく付与するための前提要件と
なるものである。

【００１４】すなわち、ＣＴＡＢ比表面積が７０〜２５
０m²/gの要件はタイヤトレッド用として好適に用いられ
るカーボンブラックの粒子径範囲を示すもので、７０m²
/g未満ではタイヤトレッド用としてはゴム補強性及び耐
摩耗性が不充分となり、一方２５０m²/gを越えるとゴム
中への分散性及びゴムの加工性が著しく低下するためで
ある。好ましくは、７０≦ＣＴＡＢ≦２００の範囲に設
定する。

【００１５】また、１３０≦ＤＢＰ、及び、１１５≦24
Ｍ４ＤＢＰの要件はゴム中への分散性を向上させ、高硬
度、高モジュラスを付与するためのストラクチャーの前
提要件となるもので、ＤＢＰ吸油量が１３０ml/100g を
下回り、24Ｍ４ＤＢＰ吸油量が１１５ml/100g を下回る
場合にはゴム成分への配合、混練時にかかる剪断応力が
不充分となり、ゴム中への分散性が低下してモジュラス
及び耐摩耗性の低下を招くためである。

【００１６】ＤＢＰ−24Ｍ４ＤＢＰ≦４０の要件はスト
ラクチャー強度の前提要件となるもので、ＤＢＰ吸油量
と24Ｍ４ＤＢＰ吸油量との差が４０ml/100g を越える
と、ゴム成分への配合、混練時にストラクチャーの破壊
が大きく、ゴム中への分散性が低下し、更に加工性の低
下を招くこととなる。好ましくは３５ml/100g 以下に設
定する。

【００１７】また、ΔＤst／Ｄst≦０．８の要件はアグ
リゲートの大きさの分布に関する前提要件となるもの
で、この値が０．８を越えるとアグリゲートのストーク
ス相当径分布の分布幅が大きく、分布がブロード化して
ゴム組成物とした際に一定モジュラス当たりの耐摩耗性
が低くなる。好ましくは０．７５以下に設定される。

【００１８】これらの前提要件に加えて、本発明のハー
ド系ハイストラクチャーカーボンブラックは (1)式；ｆ
＝（Ｔint ／ＣＴＡＢ）・（24Ｍ４ＤＢＰ／Ｄst）／
（Ｎ₂ＳＡ／ＩＡ）で算出される相関因子ｆ値が、 (2)
式；１．２≦ｆ≦１．６の範囲にあることを必須の構成
要件とする。

【００１９】相関因子ｆ値は配合ゴムのモジュラスレベ
ルを一定とした場合に相対的に高いグリップ性と耐摩耗
性を付与するための要件となるものである。すなわち、
(1)式において、それぞれの因子は次の作用効果を表
す。Ｔint ／ＣＴＡＢカーボンブラックの粒子性状を示す因子である。比着色
力（Ｔint ）値はカーボンブラックのアグリゲートの大
きさを示す指標であり、ＣＴＡＢ比表面積にて除すこと
で一定面積あたりのアグリゲートを示すこととなる。こ
の値（Ｔint ／ＣＴＡＢ）が大きいほどアグリゲートの
大きさが揃っていることとなり、ゴム組成物としたとき
に一定モジュラス当たりのグリップ性を高くする効果を
示すものである。

【００２０】24Ｍ４ＤＢＰ／Ｄst カーボンブラックの粒子性状を示す因子である。24Ｍ４
ＤＢＰ吸油量はカーボンブラックのストラクチャーの大
きさを示す指標であり、アグリゲートのストークスモー
ド径Ｄst値で除すことでアグリゲート径当たりのストラ
クチャーの発達状態を示す指標となる。この値（24Ｍ４
ＤＢＰ／Ｄst）が大きいほどストラクチャーがよく発達
していることとなり、ゴム組成物としたときに一定モジ
ュラスあたりの耐摩耗性を高くする効果を示すものであ
る。

【００２１】Ｎ₂ＳＡ／ＩＡカーボンブラックの表面活性度を示す因子である。窒素
吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）をよう素吸着量（ＩＡ）で除
すことで、ｆ値は一定表面活性度当たりのカーボンブラ
ックの粒子性状を示すこととなる。一般に、の特性
値の向上とともに表面活性度も大きくなる傾向にある
が、過大に大きな値であるとゴム組成物としたときにモ
ジュラスおよび耐摩耗性の低下をきたす。

【００２２】したがって、ｆ値が大きいほど一定モジュ
ラス当たりのグリップ性及び耐摩耗性が高くなる。すな
わち、ｆ値が１．２を下回る場合にはグリップ性及び耐
摩耗性が充分でなく、一方、１．６を越えるとカーボン
ブラックのゴム成分への分散性とゴム成分の加工性が劣
化するので、モジュラス及び耐摩耗性が低下する。

【００２３】このように本発明のハード系ハイストラク
チャーカーボンブラックは、前提要件に加えて (1)式で
算出されるｆ値を (2)式の特定範囲に設定することによ
って配合ゴム中への分散性を向上させることができ、高
硬度、高モジュラスが付与され、その結果、一定モジュ
ラスレベルに対応する耐摩耗性を高位に保持することが
可能となる。したがって、ゴム成分に配合するカーボン
ブラックやオイル等の配合量の調節が容易となり、配合
設計の自由度を高めることができる。

【００２４】上記構成におけるカーボンブラックの各特
性には、以下の測定方法によって得られる値が用いられ
る。ＣＴＡＢ比表面積(m²/g)；ＡＳＴＭＤ３７６５−８
９“Standard Test Method for Carbon Black-CTAB(Cet
yltrimethylammonium Bromide) Surface Area ”によ
る。この測定方法によるＩＲＢ #６のＣＴＡＢ比表面積
は、７７m²/gである。

【００２５】ＤＢＰ吸油量(ml/100g) ；ＪＩＳＫ６
２２１−８２「ゴム用カーボンブラックの試験方法」6.
1.2 項Ａ法による。この測定方法によるＩＲＢ #６のＤ
ＢＰ吸油量は、９９ml/100g である。

【００２６】24Ｍ４ＤＢＰ吸油量(ml/100g) ；ＡＳＴ
ＭＤ３４９３−８５a “Standard Test Method for C
arbon Black −Dibutyl Phthalate Absorption Number
of Compressed Sample”による。この測定方法によるＩ
ＲＢ #６の24M4ＤＢＰ吸油量は、８７ml/100g である。

【００２７】アグリゲートのストークス相当径分布の
モード径Ｄst(nm)及び半値幅ΔＤst(nm)；ＪＩＳＫ６
２２１−８２ 5.「乾燥試料の作り方」に基づいて乾燥
したカーボンブラック試料を少量の界面活性剤を含む２
０容量％エタノール水溶液と混合してカーボンブラック
濃度５０mg/lの分散液を作成し、これを超音波で充分に
分散させて試料とする。ディスク・セントリフュージ装
置（英国Joyes Lobel 社製）を８０００rpm の回転数に
設定し、スピン液（温度２５℃の２重量％グリセリン水
溶液）を１０ml加えたのち、１mlのバッファー液（温度
２５℃の２０容量％エタノール水溶液）を注入する。次
いで、温度２５℃のカーボンブラック分散液０．５mlを
注射器で加えた後遠心沈降を開始し、同時に記録計を作
動させて図１に示す分布曲線（横軸はカーボンブラック
分散液を注射器で加えてからの経過時間、縦軸はカーボ
ンブラックの遠心沈降に伴い変化した特定点での吸光
度）を作成する。この分布曲線より各時間Ｔを読み取
り、次式（数１）に代入して各時間に対応するストーク
ス相当径を算出する。

【００２８】

【数１】

【００２９】数１において、ηはスピン液の粘度(0.935
cp)、Ｎはディスク回転スピード(6000 rpm)、ｒ₁ はカ
ーボンブラック分散液注入点の半径(4.56 cm) 、ｒ₂ は
吸光度測定点までの半径(4.82 cm) 、ρ_CBはカーボンブ
ラックの密度(g/cm³) 、ρ₁はスピン液の密度(1.00178
g/cm³) である。

【００３０】このようにして得られたストークス相当径
と吸光度の分布曲線（図２）における、最大頻度のスト
ークス相当径（モード径）をＤst(nm)とし、最大頻度に
対し５０％の頻度が得られる大小２点のストークス相当
径の差（半値幅）をΔＤst(nm)とする。この測定方法に
よるＡＳＴＭＤ−２４ Standard Reference BlackC-
3(N234) のＤstは８０nm、ΔＤstは６０nmである。

【００３１】Ｔint （比着色力） (％) ；ＪＩＳＫ
６２２１−８２「ゴム用カーボンブラックの試験方法」
6.1.3 項により、対比試料をＩＲＢ #３として測定す
る。この方法によるＩＲＢ #６の測定値は１００であ
る。

【００３２】Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）(m²/
g)；ＡＳＴＭＤ３０３７−８８“Standard Test Meth
od for Carbon Black-Surface Area by Nitrogen Absor
ption ”MethodＢによる。この測定方法によるＩＲＢ #
６のＮ₂ＳＡは、７６m²/gである。

【００３３】ＩＡ（よう素吸着量）(mg/g)；ＪＩＳ
Ｋ６２２１−８２「ゴム用カーボンブラックの試験方
法」6.1.1 項による。この測定方法によるＩＲＢ #６の
ＩＡは８０mg/gである。

【００３４】本発明のゴム組成物は、上記の特性を備え
た本発明のハード系ハイストラクチャーカーボンブラッ
クを、天然ゴム、あるいはスチレン−ブタジエンゴム、
ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム等の各種合成ゴ
ム、またはそれらのブレンドゴム等のゴム成分１００重
量部に対して２０〜１５０重量部の割合で配合したもの
である。配合比率が２０重量部を下回ると充分な補強効
果が得られず、１５０重量部を越えるとゴム成分への配
合混練時に粘度が上昇して混練加工性が著しく低下する
ためである。なお、配合に際しては加硫剤、加硫促進
剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、可塑剤等の必要成
分とともに混練してゴム組成物を得る。

【００３５】本発明の特性を備えるハード系ハイストラ
クチャーカーボンブラックは、炉頭部に接線方向空気供
給口と炉軸方向に装着された燃焼バーナを備える燃焼室
と、該燃焼室と同軸的に連設され、原料油供給ノズルを
装着した多段の狭径反応室、及び広径反応室により構成
された反応炉を用い、原料油導入条件、燃料油及び原料
油の供給量、反応時間（最終原料油導入位置から反応停
止までの燃焼ガスの滞留時間）等を制御することによっ
て製造することができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。

【００３７】(1)カーボンブラックの製造実施例１〜８、比較例１、３、６、８図３に示した反応炉を用いてカーボンブラックを製造し
た。図３の反応炉は、炉頭部に接線方向の燃焼用空気導
入ダクト９と軸方向の燃焼用バーナ１０を装着し、下流
側出口が緩やかに収斂する内径７００mm、長さ５００mm
（収斂部長さ１５０mm）の燃焼室１、該燃焼室と同軸的
に連設する第１段狭径反応室２（内径１５０mm、長さ４
００mm）、第２段狭径反応室３（内径２００mm、長さ３
００mm）、第３段狭径反応室４（内径１７０mm、長さ２
００mm）、及び引き続く広径反応室５（内径５００mm、
長さ３０００mm）とから構成され、第１段狭径反応室２
には第１段原料油供給ノズル６、第２段狭径反応室３に
は第２段原料油供給ノズル７、また広径反応室５には反
応停止用の冷却水ノズル８が装着されている。この反応
炉により、原料油に比重（15/4℃）１．１３７、粘度
（エングラー40/20 ℃）２．１０、トルエン不溶分０．
０５％、相関係数（BMCI）１４０、初留点２０３℃の芳
香族炭化水素油を、また燃料油には比重（15/4℃）０．
９７７、粘度（Cst/50℃）１６．１、残炭分５．４％、
引火点９６℃の炭化水素油を用いて、反応条件を変えて
特性の異なるカーボンブラックを製造した。

【００３８】比較例２、４、５、７図４に示した反応炉を用いてカーボンブラックを製造し
た。図４の反応炉は、炉頭部に接線方向の燃焼用空気導
入ダクト９と軸方向の燃焼用バーナ１０を装着し、下流
側出口が緩やかに収斂する内径７００mm、長さ５００mm
（収斂部長さ１５０mm）の燃焼室１、該燃焼室と同軸的
に連設する第１段狭径反応室２（内径１５０mm、長さ４
００mm）、第２段狭径反応室３（内径２００mm、長さ３
００mm）及び引き続く広径反応室５（内径５００mm、長
さ３０００mm）とから構成され、第１段狭径反応室２に
は第１段原料油供給ノズル６、第２段狭径反応室３には
第２段原料油供給ノズル７、また広径反応室５には反応
停止用の冷却水ノズル８が装着されている。この反応炉
により、実施例と同一の原料油及び燃料油を用いて、反
応条件を変えて特性の異なるカーボンブラックを製造し
た。

【００３９】表１（実施例）及び表２（比較例）に、適
用した製造条件と得られたカーボンブラックの特性を対
比して示した。なお、表３には参考例として市販されて
いる３種類のハード系カーボンブラックの特性を示し
た。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】(2)ゴム組成物の作成次に、これらのカーボンブラックを表４に示す配合比で
天然ゴムに配合し、配合物を１４５℃の温度で３０分間
加硫してゴム組成物を作成した。

【００４４】

【表４】

【００４５】(3)ゴム特性試験得られた各ゴム組成物について各種のゴム試験を行い、
測定された結果を表５（実施例）、表６（比較例）及び
表７（参考例）に示した。なお、ゴム試験のうち損失係
数(tanδ) 、摩耗量及び分散率の測定は下記の方法で行
い、またムーニー粘度（Ｍｖ）の測定はＪＩＳＫ６３
００「未加硫ゴム物理試験方法」により行い、その他は
全てＪＩＳＫ６３０１「加硫ゴム物理試験法」によっ
た。またゴム特性のデータは全て参考例３のＮ２３４級
カーボンブラックを配合したゴム組成物の特性を１００
とした指数値で示した。

【００４６】損失係数(tanδ) ；Visco Elastic Spectr
ometer〔（株）岩本製作所製〕を用い、次の条件で測定
した。なお、損失係数(tanδ) は発熱性やグリップ性能
の指標となるもので、指数値が大きいほど発熱度が高
く、グリップ性能が高いことを示す。試験片：厚さ２mm、長さ３５mm、幅５mm 周波数：５０Hz 動的歪率：1.2 ％温度：６０℃

【００４７】ランボーン摩耗量(LA) ;ランボーン摩耗試
験機（機械式スリップ機構）を用い、次の条件で測定し
た。なお、指数値が大きいほど耐摩耗性が高いことを示
す。試験片：厚さ１０mm、外径４４mm エメリーホイール：ＧＣタイプ、粒度 #８０、硬度Ｈ添加カーボランダム粉：粒度 #８０、添加量約９g/mi
n. エメリーホイール面と試験片の相対スリップ率：２４
％、６０％試験片回転数：５３５rpm 試験荷重：４kg

【００４８】分散率；ＡＳＴＭＤ２６６３−９５ａ
Ｂ法“Standard Test Method for Carbon B-lack−Disp
ersion in Rubber”により測定した。なお、この測定方
法によるＩＲＢ#6の分散率は９９％である。

【００４９】

【表５】

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】（表注）ゴム特性は、参考例３のゴム試験データを１０
０とした場合の指数値で示した。

【００５２】また、３００％モジュラス（Ｍ300)と耐摩
耗性（ＬＡ60）の関係を図５に、損失係数(tanδ）と耐
摩耗性（ＬＡ60）の関係を図６に、反発弾性（Ｒeb）と
耐摩耗性（ＬＡ60）の関係を図７に、示した。

【００５３】表１〜３、表５〜７、及び図３〜５の結果
から、本発明の特性要件を充足するカーボンブラックを
配合した実施例のゴム組成物は、本発明の特性要件を外
れるカーボンブラックを配合した比較例及び参考例のゴ
ム組成物に比べて、モジュラスに対応する耐摩耗性が高
く、モジュラスレベルを一定とした場合には相対的に耐
摩耗性が高位にあることが判る。更に、損失係数に対応
する耐摩耗性、及び反発弾性に対応する耐摩耗性も高
く、損失係数や反発弾性を一定とした場合には相対的に
耐摩耗性が高位にあることが認められる。したがって、
カーボンブラックやオイル等の配合量の調節が容易とな
り、ゴム配合時の配合設計の自由度を大きくすることが
可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、配合ゴム
に高位のモジュラス及び耐摩耗性を付与するとともに、
損失係数や反発弾性等のグリップ性能をバランスよく付
与することができる。したがって、一定モジュラスレベ
ルに対応する耐摩耗性が高く、各種自動車のタイヤトレ
ッド用途に好適に用いられるハード系ハイストラクチャ
ーカーボンブラック及びそのカーボンブラックを配合し
たゴム組成物として極めて有用である。更に、高度のモ
ジュラス性能やグリップ性能が必要とされるハイパフォ
ーマンスタイヤ等にも利用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｄstの測定時におけるカーボンブラック分散液
を加えてからの経過時間とカーボンブラックの遠心沈降
による吸光度の変化を示した分布曲線である。

【図２】Ｄstの測定時に得られるストークス相当径と吸
光度の関係を示す分布曲線である。

【図３】本発明のカーボンブラックを製造するのに用い
た反応炉を例示した略断面図である。

【図４】比較例のカーボンブラックを製造するのに用い
た反応炉を例示した略断面図である。

【図５】実施例と比較例、参考例による３００％モジュ
ラス（Ｍ300)と耐摩耗性（ＬＡ60）の関係を示したグラ
フである。

【図６】実施例と比較例、参考例による損失係数(tan
δ）と耐摩耗性（ＬＡ60）の関係を示したグラフであ
る。

【図７】実施例と比較例、参考例による反発弾性（Ｒe
b）と耐摩耗性（ＬＡ60）の関係を示したグラフであ
る。

【符号の説明】

１燃焼室２第１段狭径反応室３第２段狭径反応室４第３段狭径反応室５広径反応室６第１段原料油供給ノズル７第２段原料油供給ノズル８冷却水ノズル９燃焼用空気導入ダクト 10 燃焼用バーナ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月１１日（１９９８．９．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】数１において、ηはスピン液の粘度(0.935
cp)、Ｎはディスク回転スピード(8000 rpm)、ｒ₁ はカ
ーボンブラック分散液注入点の半径(4.56 cm) 、ｒ₂ は
吸光度測定点までの半径(4.82 cm) 、ρ_CBはカーボンブ
ラックの密度(g/cm³) 、ρ₁はスピン液の密度(1.00178
g/cm³) である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】７０≦ＣＴＡＢ≦２５０、１３０≦ＤＢ
Ｐ、１１５≦24Ｍ４ＤＢＰ、ＤＢＰ−24Ｍ４ＤＢＰ≦４
０、ΔＤst／Ｄst≦０．８の特性を有するカーボンブラ
ックであって、下記 (1)式で算出される相関因子ｆ値
が、下記 (2)式の範囲にあることを特徴とするハード系
ハイストラクチャーカーボンブラック。 (1)ｆ＝（Ｔint ／ＣＴＡＢ）・（24Ｍ４ＤＢＰ／Ｄs
t）／（Ｎ₂ＳＡ／ＩＡ） (2)１．２≦ｆ≦１．６但し、ＣＴＡＢはＣＴＡＢ比表面積(m²/g)、ＤＢＰはＤ
ＢＰ吸油量(ml/100g)、24Ｍ４ＤＢＰは圧縮ＤＢＰ吸油
量(ml/100g) 、Ｄstはディスクセントリフュージ装置(D
CF) により測定されるカーボンブラックアグリゲートの
ストークス相当径分布のモード径(nm)、ΔＤstは同スト
ークス相当径分布の半値幅(nm)、Ｔintは比着色力 (％)
、Ｎ₂ＳＡは窒素吸着比表面積(m²/g)、ＩＡはよう素
吸着量(mg/g)である。
【請求項２】７０≦ＣＴＡＢ≦２００、ＤＢＰ−24Ｍ
４ＤＢＰ≦３５、ΔＤst／Ｄst≦０．７５の特性を有す
るカーボンブラックである請求項１記載のハード系ハイ
ストラクチャーカーボンブラック。
【請求項３】天然ゴムまたは合成ゴム、もしくはそれ
らのブレンドゴム１００重量部に対し、請求項１記載の
ハード系ハイストラクチャーカーボンブラックを２０〜
１５０重量部の割合で配合してなるゴム組成物。