JP2012158661A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェットグリップ性能、その持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ガラス転移温度が−35℃以上のスチレンブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部にBET比表面積が50〜300m2/gのシリカを20〜130重量部、カーボンブラックを5〜90重量部、シリカとカーボンブラックの合計量を80〜160重量部配合し、カーボンブラックのCTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100g、かつアグリゲートの二次元投影画像の解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから求めた無次元数X,Y,Zが所定の条件(1)(2)を満たすアグリゲートの個数分率r1%,r2%の合計が70%以上80%未満であり、かつr2%がr1%より大きい。
【選択図】なし
【解決手段】ガラス転移温度が−35℃以上のスチレンブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部にBET比表面積が50〜300m2/gのシリカを20〜130重量部、カーボンブラックを5〜90重量部、シリカとカーボンブラックの合計量を80〜160重量部配合し、カーボンブラックのCTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100g、かつアグリゲートの二次元投影画像の解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから求めた無次元数X,Y,Zが所定の条件(1)(2)を満たすアグリゲートの個数分率r1%,r2%の合計が70%以上80%未満であり、かつr2%がr1%より大きい。
【選択図】なし
Description
本発明は、ウェットグリップ性能、その持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
ウェット路面(湿潤路面)の走行時に使用する競技用空気入りタイヤには、ウェットグリップ性能が優れると共に、その優れたウェットグリップ性能が持続すること及び耐摩耗性が優れることが求められる。
このため、競技用ウェットタイヤのトレッド部を構成するゴム組成物としては、シリカを多量に配合することによりウェットグリップ性能を改良したものが知られている(例えば特許文献1参照)。しかし、これらのゴム組成物は、ウェットグリップ性能を改良可能にするが、耐摩耗性が不足するという課題がある。またウェットグリップ性能の持続性のレベルは必ずしも十分でない。
一方、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を向上するために、シリカと共に配合するカーボンブラックの配合割合を高くすることや、ガラス転移温度が低いスチレンブタジエンゴムを配合することが考えられるが、ウェットグリップ性能が犠牲になるという問題がある。
したがって、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を悪化させることなく、ウェットグリップ性能を向上することが課題になっている。
本発明の目的は、ウェットグリップ性能、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、BET比表面積が50〜300m2/gのシリカを20〜130重量部、カーボンブラックを5〜90重量部配合すると共に、前記シリカとカーボンブラックの合計量を80〜160重量部にし、かつ前記カーボンブラックが、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから無次元数X,Y,Zを算出し下記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と下記条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいことを特徴とする。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
(ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。)
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
(ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。)
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、BET比表面積が50〜300m2/gのシリカを20〜130重量部、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいカーボンブラックを5〜90重量部配合すると共に、シリカとカーボンブラックの合計量を80〜160重量部にするようにしたので、ウェットグリップ性能、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
このタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、ウェットグリップ性能、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができ、とりわけウェット路面の走行時に使用する競技用空気入りタイヤに好適である。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを必ず含む。またジエン系ゴムとして、ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含むことができる。他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ガラス転移温度が−35℃未満のスチレン−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ガラス転移温度−35℃未満のスチレン−ブタジエンゴムが好ましい。これら他のジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
ジエン系ゴムが、ガラス転移温度−35℃以上、好ましくは−30℃〜0℃のスチレン−ブタジエンゴムを含有することにより、このゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に使用したときのウェットグリップ性能を向上することができる。本明細書において、スチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により10℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。なお、スチレン−ブタジエンゴムが油展品である場合には、オイルを除いた原料ゴムのガラス転移温度とする。
ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム中70重量%以上、好ましくは80〜100重量%である。ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量が70重量%未満であると、ウェットグリップ性能を改良することができない。なお、スチレン−ブタジエンゴムとして、複数の種類を組み合わせて使用するときは、少なくとも一つのスチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−35℃以上であり、かつジエン系ゴム中の含有量が70重量%以上であれば足りる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、シリカを配合することによりウェットグリップ性能を改良する。シリカとしては、BET比表面積が50〜300m2/g、好ましくは100〜230m2/gのものを使用する。シリカのBET比表面積が50m2/g未満であると、フィラーとしての補強性が不十分になり耐摩耗性が低下する。また、シリカのBET比表面積が300m2/gを超えると、シリカを良好に分散させるのが困難になりウェットグリップ性能を改良する効果が十分に得られない。なお、本発明において、シリカのBET比表面積は、ISO 5794/1に準拠して測定するものとする。
シリカの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し20〜130重量部、好ましくは50〜130重量部にする。シリカの配合量が20重量部未満では、ウェットグリップ性能を改良する効果が十分に得られない。またシリカの配合量が130重量部を超えると、耐摩耗性が低下する。
シリカの種類としては、通常タイヤ用ゴム組成物に配合されるシリカ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。
また、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を改良することができ好ましい。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し、好ましくは3〜15重量%、より好ましくは4〜10重量%にするとよい。シランカップリング剤の配合量が3重量%未満であると、シリカの分散性を十分に改良することができない。また、シランカップリング剤の配合量が15重量%を超えると、シランカップリング剤同士が凝集・縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。
シランカップリング剤の種類としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えばビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物では、後述するアグリゲートの形状特性を有する新規のカーボンブラックを配合することにより、ウェットグリップ性能を損なうことなく、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を向上することができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し5〜90重量部、好ましくは10〜80重量部にする。カーボンブラックの配合量が5重量部未満であると、耐摩耗性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が90重量部を超えると、ウェットグリップ性能が悪化する。
本発明では、シリカとカーボンブラックとを共に使用することにより、ウェットグリップ性能、その持続性および耐摩耗性を兼備する。シリカ及びカーボンブラックの配合量の合計は、ジエン系ゴム100重量部に対し80〜160重量部、好ましくは100〜140重量部にする。シリカ及びカーボンブラックの合計が80重量部未満であると、十分なウェットグリップ性能が得られない。またシリカ及びカーボンブラックの合計が160重量部を超えると、ウェットグリップ性能の持続性が悪化すると共に、耐摩耗性が悪化する。
本発明で使用するカーボンブラックは、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、好ましくは160〜210m2/gのハードカーボンブラック領域に属する。CTAB吸着比表面積が150m2/g未満であると、ウェットグリップ性能を改良する効果が十分に得られない。また耐摩耗性が低下する。CTAB吸着比表面積が250m2/gを超えると、ウェットグリップ性能の持続性が悪化する。CTAB吸着比表面積は、JIS K6217−3に準拠して、測定するものとする。
また、カーボンブラックのDBP吸収量は、100〜150ml/100gであり、好ましくは120〜140ml/100gである。DBP吸収量が100ml/100g未満であるとウェットグリップ性能及び耐摩耗性が不足する。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックの分散性が悪化するのでカーボンブラックの補強性能が十分に得られない。DBP吸収量が150ml/100gを超えると、粘度が高くなり加工性が悪化する。DBP吸収量は、JIS K6217−4吸油量A法に準拠して、測定するものとする。
本発明において、カーボンブラックは上述したコロイダル特性を有すると共に、そのアグリゲートが以下の特徴を有する。先ず、カーボンブラックを透過型電子顕微鏡で観察し、そのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析により、最大長L(nm)、幅W(nm)、周囲長P(nm)、投影面積A(nm2)、包絡面積S(nm2)を求め、更に無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出する。これら無次元数X,Y,Zの値に基づき、下記の条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)及び条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)との合計が70%以上80%未満、好ましくは70〜79%であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きくなるようにしたカーボンブラックを使用する。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。
カーボンブラックのアグリゲートの二次元投影画像は、以下の方法で観察した。先ず、乾燥させたカーボンブラック試料1mgを試験管に入れ、クロロホルム2mlを加え、超音波で3分間分散させた。分散させた試料をカーボンブラック支持膜に固定し、透過型電子顕微鏡(直接倍率60000倍)で撮影した。得られた二次元投影画像を画像解析装置(NIRECO社製LUZEX−F)にかけ、1000個以上のアグリゲートについて、最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sを求め、更に無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出した。
最大長Lは、アグリゲートの二次元投影画像に外接する任意方向の平行線を引いたとき、その平行線間距離の最大値(nm)である。幅Wは、アグリゲートの二次元投影画像における最大長Lの方向に直交する方向で外接する平行線の平行線間距離の値(nm)である。周囲長Pは、アグリゲートの二次元投影画像の周囲の長さ(nm)である。投影面積Aは、アグリゲートの二次元投影画像の投影面積(nm2)である。包絡面積Sは、アグリゲートの二次元投影画像においてアグリゲートの分岐状部分の頂点を結んだ多角形の面積(nm2)である。
無次元数Xは、最大長Lと幅Wの比(X=L/W)であり、アグリゲートの二次元投影画像のアスペクト比に相当する。Xが1.7より大きいと、異方性が高いアグリゲートになることを意味する。なおXの上限は、好ましくは5.0以下、さらに好ましくは3.0以下である。Xが5.0より大きくなるとゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。
無次元数Yは、周囲長Pと投影面積Aの関係から、Y=(P2/A)×(100/4π)の関係式により求められる。ここで(P2/4π)は、円周長さがPである円の面積を意味する。よって、無次元数Yは、面積(P2/4π)と投影面積Aの比を百分率で表した値であり、分岐状部分の割合を表す。Yが110より大きいと、アグリゲートにおける分岐状部分の割合が大きくなることを意味する。なおYの上限は、好ましくは1200以下であり、Yが1200を超えると、分岐状部分の割合が過大になりゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。
無次元数Zは、包絡面積Sと投影面積Aの比(Z=S/A)であり、分岐状部分の長さの程度を表わす。条件(1)において、Zが1.6より大きいと、分岐状部分の長さが長いことを意味する。このときZの上限は、好ましくは2.0であり、アグリゲートの分岐状部分の長さが過大になり壊れやすくなるのを抑制することにより、優れたゴム組成物の特徴を安定して得られるようにする。条件(2)において、Zが1.3より大きく1.6以下のとき、分岐状部分の長さを制御していることを意味する。
上述したカーボンブラックの二次元投影画像の画像解析により無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出し、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)が求められる。
条件(1)は、X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6であり、アグリゲートが発達し、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが長いことを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、高補強性なものになる。
条件(2)は、Y>110、かつ1.6≧Z>1.3であり、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが制御されたものであることを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、ゴムの発熱を高めるものになる。
本発明において、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)の合計は70%以上80%未満、好ましくは70〜79%である。個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%未満であると、低温時のゴムの発熱性が不十分になる。また、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が80%以上であると、ゴムの破断伸びが低下する虞がある。
また条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)は、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)より大きいことが必要である。個数分率(r2%)を個数分率(r1%)より大きくすることにより、ゴムの補強性と低温時の発熱性を高次にバランス化したものになる。
上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、通常のカーボンブラックの製造装置を用いて、原料供給箇所、原料供給量、原料供給温度、燃料油供給量、燃料霧化空気供給量、燃焼用空気供給量、燃焼用空気温度、反応停止箇所などの製造条件を調整して製造することができる。
タイヤトレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種無機充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤトレッド用ゴム組成物に一般的に使用され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ゴム組成物とし、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。本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、ウェットグリップ性能、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。このため、ウェット路面での高速走行性能が優れた競技用の空気入りタイヤとして好適である。しかし、本発明の空気入りタイヤは、競技用のタイヤに限定されるものではなく、通常の乗用車用の空気入りタイヤとして好適に使用することができる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
カーボンブラックの製造及び性状
炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲から燃焼用空気を供給する空気導入口を有する燃焼室(内径900mm、長さ2100mm)に引続き、半角15°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部(内径530mm、長さ400mm)、炉軸に対して直角方向に原料が供給できる原料供給口を備えた第一原料供給部(内径370mm、長さ3670mm)、第二原料供給部(内径254mm、長さ420mm)からなるファーネス炉を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより製造した。尚、原料供給口は、第一原料供給部に4箇所(FNo.1〜FNo.4)、第二原料供給部に一箇所(FNo.5)、拡大テーパ第三原料供給部に3箇所(FNo.6〜FNo.8)設置されている。また、上述したいずれかの原料供給口から原料を供給し、所定の反応停止箇所(QWNo.1,2,6)で冷却水をスプレーすることにより反応滞留時間を調整した。
炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲から燃焼用空気を供給する空気導入口を有する燃焼室(内径900mm、長さ2100mm)に引続き、半角15°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部(内径530mm、長さ400mm)、炉軸に対して直角方向に原料が供給できる原料供給口を備えた第一原料供給部(内径370mm、長さ3670mm)、第二原料供給部(内径254mm、長さ420mm)からなるファーネス炉を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより製造した。尚、原料供給口は、第一原料供給部に4箇所(FNo.1〜FNo.4)、第二原料供給部に一箇所(FNo.5)、拡大テーパ第三原料供給部に3箇所(FNo.6〜FNo.8)設置されている。また、上述したいずれかの原料供給口から原料を供給し、所定の反応停止箇所(QWNo.1,2,6)で冷却水をスプレーすることにより反応滞留時間を調整した。
原料に比重1.05(100/4℃)、BMCI150、エングラー粘度(70/20℃)1.32、トルエン不溶分0.02%の石炭系原料油を、燃料に比重0.96(15/4℃)、灰分0.001%、エングラー粘度(40/20℃)1.11、トルエン不溶分0.007の炭化水素油を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより、CB1〜CB4の4種類のカーボンブラックを製造した。また、得られたカーボンブラックのコロイダル特性及びアグリゲートの二次元投影画像を画像解析した特性値を前述した方法により測定し、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めた。また参考のため、無次元数X,Y,Zの個数平均値を求めた。得られた結果を表1に示した。
タイヤトレッド用ゴム組成物の調製及び評価
表1に示す4種類のカーボンブラック(CB1〜CB4)を用いて、表2,3に示す配合からなる13種類のゴム組成物(実施例1〜6、比較例1〜7)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、55Lのニーダーで15分間混練し、温度160℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを55Lのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。なお、比較例7のゴム組成物を調製するにあたり、混練・混合工程において混合物がミキサーの内壁やローターに密着してしまい成形加工性が低いことが認められた。
表1に示す4種類のカーボンブラック(CB1〜CB4)を用いて、表2,3に示す配合からなる13種類のゴム組成物(実施例1〜6、比較例1〜7)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、55Lのニーダーで15分間混練し、温度160℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを55Lのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。なお、比較例7のゴム組成物を調製するにあたり、混練・混合工程において混合物がミキサーの内壁やローターに密着してしまい成形加工性が低いことが認められた。
得られた13種類のゴム組成物(実施例1〜6、比較例1〜7)を、それぞれ所定形状の金型中で、150℃、30分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により耐摩耗性を評価した。
耐摩耗性
得られた試験片のピコ摩耗を、JIS K6264に準拠して、FERRY MACHINE CO.社製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定条件は、荷重44N、ターンテーブルの回転速度を毎分60±2回、ターンテーブルの合計回転数80回(正回転20回と逆回転20回を各々2回交互に行う)とした。得られた結果は、比較例1を100にする指数として、表2,3に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。
得られた試験片のピコ摩耗を、JIS K6264に準拠して、FERRY MACHINE CO.社製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定条件は、荷重44N、ターンテーブルの回転速度を毎分60±2回、ターンテーブルの合計回転数80回(正回転20回と逆回転20回を各々2回交互に行う)とした。得られた結果は、比較例1を100にする指数として、表2,3に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。
また得られた13種類のゴム組成物をトレッド部に使用したタイヤサイズ225/50R17の空気入りタイヤを製作した。得られた空気入りタイヤを、それぞれサイズ17×JJのリムに組み、空気圧230kPaとし、国産車両(排気量3000cc)に装着し、テストドライバーがドライ条件のサーキットコース(1周2km)を10周走行させたときの周回毎のラップタイムを計測し、下記の判定方法によりウェットグリップ性能(走行前半のウェットグリップ性能)及びウェットグリップ性能の持続性(走行後半のウェットグリップ性能)を評価し、得られた結果を表2,3に示した。
ウェットグリップ性能(走行前半のウェットグリップ性能)
ウェット条件のサーキットコースを10周連続走行したときの2周目のラップタイムを、比較例1の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどウェットグリップ性能が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
ウェット条件のサーキットコースを10周連続走行したときの2周目のラップタイムを、比較例1の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどウェットグリップ性能が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
ウェットグリップ性能の持続性(走行後半のウェットグリップ性能)
ウェット条件のサーキットコースを10周連続走行したときの10周目のラップタイムを、比較例1の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどウェットグリップ性能の持続性が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
ウェット条件のサーキットコースを10周連続走行したときの10周目のラップタイムを、比較例1の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどウェットグリップ性能の持続性が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
なお、表2,3において使用した原材料の種類を下記に示す。
SBR1:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 9549、ガラス転移温度=−24℃、ゴム成分100重量部に対しオイル50重量部を配合した油展品。
SBR2:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 1723、ガラス転移温度=−53℃、ゴム成分100重量部に対しオイル37.5重量部を配合した油展品。
CB1〜CB4:上述した製造で得られた表1に示す試作カーボンブラック
シリカ1:東ソーシリカ社製NIPSIL AQ、BET比表面積190m2/g
シリカ2:エボニックデグサ社製ULTRASIL 5000GR、BET比表面積118m2/g
カップリング剤:シランカップリング剤、エボニックデグサ社製Si69
酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤:フレキシス社製SANTOFLEX6PPD
アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
SBR1:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 9549、ガラス転移温度=−24℃、ゴム成分100重量部に対しオイル50重量部を配合した油展品。
SBR2:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 1723、ガラス転移温度=−53℃、ゴム成分100重量部に対しオイル37.5重量部を配合した油展品。
CB1〜CB4:上述した製造で得られた表1に示す試作カーボンブラック
シリカ1:東ソーシリカ社製NIPSIL AQ、BET比表面積190m2/g
シリカ2:エボニックデグサ社製ULTRASIL 5000GR、BET比表面積118m2/g
カップリング剤:シランカップリング剤、エボニックデグサ社製Si69
酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤:フレキシス社製SANTOFLEX6PPD
アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
表2から明らかなように実施例1〜6のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ウェットグリップ性能、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性が従来レベル以上に向上することが確認された。
表3から明らかなように、比較例2のゴム組成物は、カーボンブラックCB4のアグリゲートの二次元投影画像の特性が、本発明の範囲外であるのでウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性が悪化する。比較例3のゴム組成物は、比較例1に対しカーボンブラックCB3を減量しシリカ1を増量したので、ウェットグリップ性能が改良したが、ウェットグリップ性能の持続性及び耐摩耗性が悪化した。比較例4のゴム組成物は、ガラス転移温度が−35℃未満であるスチレン−ブタジエンゴムSBR2を使用したので、ウェットグリップ性能が悪化した。比較例5のゴム組成物は、比較例1に対しカーボンブラックCB3を増量しシリカ1を減量したので、耐摩耗性が改良したが、ウェットグリップ性能が悪化した。比較例6のゴム組成物は、カーボンブラックCB1の配合量が90重量部を超えるので、ウェットグリップ性能が悪化した。比較例7のゴム組成物は、カーボンブラックCB1及びシリカ1の配合量の合計が160重量部を超えるので、ウェットグリップ性能の持続性が低下すると共に、耐摩耗性が悪化した。
Claims (2)
- ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、BET比表面積が50〜300m2/gのシリカを20〜130重量部、カーボンブラックを5〜90重量部配合すると共に、前記シリカとカーボンブラックの合計量を80〜160重量部にし、かつ前記カーボンブラックが、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから無次元数X,Y,Zを算出し下記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と下記条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
(ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。) - 請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
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---|---|---|---|
JP2011018234A JP2012158661A (ja) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
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JP (1) | JP2012158661A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014181776A1 (ja) | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
WO2014189102A1 (ja) | 2013-05-24 | 2014-11-27 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物 |
JP2016030789A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
-
2011
- 2011-01-31 JP JP2011018234A patent/JP2012158661A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014181776A1 (ja) | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ |
US9873778B2 (en) | 2013-05-07 | 2018-01-23 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and tire using the same |
WO2014189102A1 (ja) | 2013-05-24 | 2014-11-27 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物 |
US10280278B2 (en) | 2013-05-24 | 2019-05-07 | Bridgestone Corporation | Rubber composition |
JP2016030789A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
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