JP2009057398A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリブタジエンゴム中のフィラーの分散性を向上させ、耐摩耗性を上げる。
【解決手段】(A)リニアリティ指数が110〜140でかつニュートン流動性指数(n)が2.2〜3.0のポリブタジエンゴム10重量部以上を含むジエン系ゴム100重量部、
(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを成分(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)リニアリティ指数が110〜140でかつニュートン流動性指数(n)が2.2〜3.0のポリブタジエンゴム10重量部以上を含むジエン系ゴム100重量部、
(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを成分(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
Description
本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくはフィラーの分散性を向上させると共に耐摩耗性を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物及びそれをトレッド部に用いた空気入りタイヤに関する。
乗用車、トラック、バス、建設車両等に装着される空気入りタイヤにおいては、近年、耐摩耗性が、その商品性の向上や顧客使用時の安全性、経済性及びメンテナンス性といった点から、重要特性として位置づけられている。ポリブタジエンの耐摩耗性を改良するために、従来より分子量を増加させたり、そのリニアリティを向上させたりすることが検討されてきたが(特許文献1参照)、リニアリティが高くなるにつれて、カーボンブラック等の補強剤(フィラー)の分散性が低下するために、混合時の生産性が低下するという弊害があった。
従って、本発明の目的は、ポリブタジエンゴムを含むゴム組成物中のカーボンブラックやシリカなどの補強剤の分散性を向上させると共に、耐摩耗性を向上させることにある。
本発明に従えば、(A)リニアリティ指数が110〜140でかつニュートン流動性指数(n)が2.2〜3.0
(ここで、リニアリティ指数はポリマーの5重量%トルエン溶液の30℃での溶液粘度(センチポイズ)であり、ニュートン流動指数は式:γ=K・τn(式中、γ=K・τn(γはせん断速度(ずり速度ともいう)(単位:1/sec)、τはせん断応力(ずり応力ともいう)(Pa)、Kは1/η(η:ポリマーの粘度(Pa・sec))の定数である)で示される)のポリブタジエンゴム10重量部以上を含むジエン系ゴム100重量部、
(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを成分(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれをトレッドに用いた空気入りタイヤが提供される。
(ここで、リニアリティ指数はポリマーの5重量%トルエン溶液の30℃での溶液粘度(センチポイズ)であり、ニュートン流動指数は式:γ=K・τn(式中、γ=K・τn(γはせん断速度(ずり速度ともいう)(単位:1/sec)、τはせん断応力(ずり応力ともいう)(Pa)、Kは1/η(η:ポリマーの粘度(Pa・sec))の定数である)で示される)のポリブタジエンゴム10重量部以上を含むジエン系ゴム100重量部、
(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを成分(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれをトレッドに用いた空気入りタイヤが提供される。
本発明によれば、(A)前記リニアリティ指数が110〜140及びニュートン流動指数が2.2〜3.0のポリブタジエンゴムを10重量部以上含むジエン系ゴム100重量部に、(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部配合することによりゴム組成物のフィラー分散性及び耐摩耗性を向上させることができる。
本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、高リニアリティのポリブタジエンゴムであって、特定の流動性を有するポリブタジエンゴムを使用することにより、高リニアリティポリブタジエンゴムへの補強剤の分散性を向上させることができることを見出し、本発明をするに至った。
即ち、本発明で使用するポリブタジエンは、下記リニアリティ指数及びニュートン流動指数を有するものである。
1)リニアリティ指数:110〜140、好ましくは115〜130
2)ニュートン流動性指数(n):2.2〜3.0、好ましくは2.5〜2.8
1)リニアリティ指数:110〜140、好ましくは115〜130
2)ニュートン流動性指数(n):2.2〜3.0、好ましくは2.5〜2.8
リニアリティー指数は、前述の如く、ポリマーの5重量%トルエン溶液の粘度(センチポイズ)であり、トルエン濃厚溶液中での分子の絡み合いの程度を示すもので、分子量が同一であればポリマー鎖の分岐の度合いの尺度となる。即ち、同一ムーニー粘度のポリブタジエンの場合、トルエン溶液粘度が小さくなることは分岐度が大きくなることを示し、反対にトルエン溶液粘度が大きくなることは分岐度が小さくなることを示し、リニアリティー(線状)に富んでいることを示す。
ニュートン流動性指数(n)とは、物体の流動特性を示すものであり、物体が流動する時のせん断応力とせん断速度の関係を示す式(1)より求めることができる。
γ=K・τn(K:定数) (1)
(式中、γ、K及びτは前述の通り)
ここでn=1の時物体はニュートン流動性を示し、nが大きくなるほど非ニュートン流動性が強くなることを示す。従ってn値は混練時等の加工性の良否の指標(n値が大きい程、加工性が良い)として用いることができる。
γ=K・τn(K:定数) (1)
(式中、γ、K及びτは前述の通り)
ここでn=1の時物体はニュートン流動性を示し、nが大きくなるほど非ニュートン流動性が強くなることを示す。従ってn値は混練時等の加工性の良否の指標(n値が大きい程、加工性が良い)として用いることができる。
前記ポリブタジエンゴムのリニアリティ指数が小さいと分岐大となり耐摩耗性が低下し、逆に大きいと製造が困難となるので実用的でない。一方ニュートン流動指数が前記範囲を外れると耐摩耗性が低下するので好ましくない。
前記リニアリティ指数及びニュートン流動指数を有するポリブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム100重量部当り10重量部以上、好ましくは20〜80重量部である。この配合量が少ないと本発明の効果が小さく好ましくない。また、この配合量が多いと、グリップレベルが低下し、タイヤトレッド用途としては好ましくない。前記ポリブタジエンゴムに配合することができるジエン系ゴムは、タイヤ用として使用することができるものであれば特に限定はないが、例えば天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、他のポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)などをあげることができる。これらのジエン系ゴムは単独又は任意のブレンドとして使用することができる。なお、これらのジエン系ゴムは、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPR,EPDM)などとブレンドして使用することもできる。
本発明において使用するカーボンブラックは、CTAB(JIS K6217−3にて測定)が70m2/g以上、好ましくは80〜160m2/gのカーボンブラックであり、シリカは、BET比表面積(ISO 5794/1にて測定)が100m2/g以上、好ましくは110〜250m2/gのシリカを用い、両者は合計でジエン系ゴム100重量部当り、30〜150重量部、好ましくは40〜120重量部使用する。前記カーボンブラックのCTAB値及びシリカのBET値が下限未満では耐摩耗性が低下するので好ましくない。かかるカーボンブラック及びシリカは公知であり、それぞれ市販品を使用することができる。使用するカーボンブラックとシリカの配合比には特に限定はない。
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラック及びシリカ以外の補強剤(フィラー)、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
実施例に使用したハイシスBR試作品は以下の方法で調製した。
内部を充分窒素置換した1.5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、1,3−ブタジエンを30.9重量%含有するシクロヘキサン−ベンゼン−C4 留分混合溶液1リットル(シクロヘキサン22.5重量%、ベンゼン9.6重量%及びシス−2−ブテンを主成分とするC4留分を37.0重量%含有)を仕込み、次に水、ジエチルアルミニウムモノクロライドを加えて攪拌を行ない、シクロオクタジエンを添加した。オートクレーブを昇温し、48.5℃に内温が到達してから、コバルトオクトエートを加えて、50℃で30分間重合反応を行なった。重合を開始して、20分後(重合割合51%の段階)に、t−ブチルクロライドを添加した。重合反応終了後、未反応ガスを系外に排出し、重合体を真空下、105℃で2時間乾燥させることにより、ポリブタジエンを得た。
内部を充分窒素置換した1.5リットル容量のステンレス製のオートクレーブに、1,3−ブタジエンを30.9重量%含有するシクロヘキサン−ベンゼン−C4 留分混合溶液1リットル(シクロヘキサン22.5重量%、ベンゼン9.6重量%及びシス−2−ブテンを主成分とするC4留分を37.0重量%含有)を仕込み、次に水、ジエチルアルミニウムモノクロライドを加えて攪拌を行ない、シクロオクタジエンを添加した。オートクレーブを昇温し、48.5℃に内温が到達してから、コバルトオクトエートを加えて、50℃で30分間重合反応を行なった。重合を開始して、20分後(重合割合51%の段階)に、t−ブチルクロライドを添加した。重合反応終了後、未反応ガスを系外に排出し、重合体を真空下、105℃で2時間乾燥させることにより、ポリブタジエンを得た。
実施例1〜2及び比較例1〜2
サンプルの調製
表Iに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除くゴム、カーボンブラック等の配合剤成分を、1.7リットルのB型バンバリーミキサーを用いて、5分間混合し、ゴムを混合機外に放出させ、室温冷却させた後、同じバンバリーミキサーにて、加硫促進剤及び硫黄を配合し混合した。得られたゴム組成物を以下の方法で試験し、結果を表Iに示す。
サンプルの調製
表Iに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除くゴム、カーボンブラック等の配合剤成分を、1.7リットルのB型バンバリーミキサーを用いて、5分間混合し、ゴムを混合機外に放出させ、室温冷却させた後、同じバンバリーミキサーにて、加硫促進剤及び硫黄を配合し混合した。得られたゴム組成物を以下の方法で試験し、結果を表Iに示す。
ゴム物性評価試験法
耐摩耗性:ランボーン摩耗試験機を用い、スリップ率50%、室温下で測定した。結果は比較例1の値を100として指数表示した。この値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
耐摩耗性:ランボーン摩耗試験機を用い、スリップ率50%、室温下で測定した。結果は比較例1の値を100として指数表示した。この値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
BIT到達時間;上記配合表のオイル、硫黄、加硫促進剤を除く全配合剤を1.7リットルのラボB型バンバリーミキサーに投入し、第二ピーク到達までの時間を測定し、比較例1の値を100とする指数で表示した。この指数が大きいほど、到達までの時間が短く、カーボンブラックの取り込み性がよいことを示す。
表I脚注
*1:VSL5025(ST/VN=25/67)ランクセス製
*2:宇部興産(株)製BR150L(リニアリティ指数=120,n=2.0,ML1+4=43,Mw/Mn=2.4)
*3:前記ハイシスBR試作品2(リニアリティ指数=120,n=2.7,ML1+4=52,Mw/Mn=3.4)
*4:宇部興産(株)製BR230(リニアリティ指数=120,n=3.2,ML1+4=38,Mw/Mn=5.0)
*5:東海カーボン(株)製N134(CTAB=140m2/g)
*6:ローディア製Zeosil 1165MP(BET比表面積=165m2/g)
*7:富士興産(株)製
*8:酸化亜鉛3種:正同化学工業(株)製
*9:日本油脂(株)製
*10:SANTOFLEX 6PPD,FLEXSYS製
*11:鶴見化学(株)製
*12:SANTOCURE CBS,FLEXSYS製
*13:SANTOCURE DPG,FLEXSYS製
*1:VSL5025(ST/VN=25/67)ランクセス製
*2:宇部興産(株)製BR150L(リニアリティ指数=120,n=2.0,ML1+4=43,Mw/Mn=2.4)
*3:前記ハイシスBR試作品2(リニアリティ指数=120,n=2.7,ML1+4=52,Mw/Mn=3.4)
*4:宇部興産(株)製BR230(リニアリティ指数=120,n=3.2,ML1+4=38,Mw/Mn=5.0)
*5:東海カーボン(株)製N134(CTAB=140m2/g)
*6:ローディア製Zeosil 1165MP(BET比表面積=165m2/g)
*7:富士興産(株)製
*8:酸化亜鉛3種:正同化学工業(株)製
*9:日本油脂(株)製
*10:SANTOFLEX 6PPD,FLEXSYS製
*11:鶴見化学(株)製
*12:SANTOCURE CBS,FLEXSYS製
*13:SANTOCURE DPG,FLEXSYS製
リニアリティ指数110〜140及びニュートン流動性指数2.2〜3.0を有するポリブタジエンゴムを10重量部以上含むジエン系ゴム100重量部に、CTAB70m2/g以上のカーボンブラック及び/又はBET比表面積100m2/g以上のシリカを合計量で30〜150重量部を配合することによって、フィラー分散性が向上し、耐摩耗性が向上したゴム組成物を得ることができ、タイヤトレッド用などとして使用するのに好適である。
Claims (2)
- (A)リニアリティ指数が110〜140でかつニュートン流動性指数(n)が2.2〜3.0
(ここで、リニアリティ指数はポリマーの5重量%トルエン溶液の30℃での溶液粘度(センチポイズ)であり、ニュートン流動指数は式:γ=K・τn(式中、γ=K・τn(γはせん断速度(単位:1/sec)、τはせん断応力(Pa)、Kは1/η(η:ポリマーの粘度(Pa・sec))の定数である)で示される)のポリブタジエンゴム10重量部以上を含むジエン系ゴム100重量部、
(B)(i)CTABが70m2/g以上のカーボンブラック及び/又は(ii)BET比表面積が100m2/g以上のシリカを成分(B)(i)及び(ii)の合計量で30〜150重量部含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。 - 請求項1に記載のゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007223108A JP2009057398A (ja) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012503055A (ja) * | 2008-09-18 | 2012-02-02 | ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン | タイヤ側壁 |
JP2017043781A (ja) * | 2010-11-23 | 2017-03-02 | コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン | 特定のジエンエラストマーと特定の比表面積を有するカーボンブラックとを含む組成物 |
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2007
- 2007-08-29 JP JP2007223108A patent/JP2009057398A/ja active Pending
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