JP2668431B2 - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents
タイヤトレツド用ゴム組成物Info
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- JP2668431B2 JP2668431B2 JP1002128A JP212889A JP2668431B2 JP 2668431 B2 JP2668431 B2 JP 2668431B2 JP 1002128 A JP1002128 A JP 1002128A JP 212889 A JP212889 A JP 212889A JP 2668431 B2 JP2668431 B2 JP 2668431B2
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- Japan
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- rubber composition
- rubber
- carbon black
- tan
- weight
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0016—Compositions of the tread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Polymers & Plastics (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機械的強度が良好で操縦安定性に優れたタ
イヤトレッド用ゴム組成物に関する。
イヤトレッド用ゴム組成物に関する。
従来、高性能スポーツ車向けのタイヤとして、特に、
操縦安定性に優れたタイヤが要求されている。これに適
するトレッド用ゴム組成物として、０℃、60℃でのtan
δが高いものが用いられている。０℃、60℃でのtanδ
が高い場合には、タイヤのグリップ力（路面把握力）が
増すからである。
操縦安定性に優れたタイヤが要求されている。これに適
するトレッド用ゴム組成物として、０℃、60℃でのtan
δが高いものが用いられている。０℃、60℃でのtanδ
が高い場合には、タイヤのグリップ力（路面把握力）が
増すからである。
トレッド用ゴム組成物の０℃、60℃でのtanδを高め
るために、従来、ガラス転移点（Tg）の高いポリマ
ー、例えば、結合スチレン量の多い高スチレンSBR（ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴム）又はビニル結合量の
多い高ビニルSBRをゴム分として使用したり、カーボ
ンブラックの配合量を多くしたりする等の手段が取られ
てきた。
るために、従来、ガラス転移点（Tg）の高いポリマ
ー、例えば、結合スチレン量の多い高スチレンSBR（ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴム）又はビニル結合量の
多い高ビニルSBRをゴム分として使用したり、カーボ
ンブラックの配合量を多くしたりする等の手段が取られ
てきた。
しかしながら、上記ではゴム組成物の硬さの温度依
存性が高くなり、高温下で硬さが低下し、剛性が下り、
グリップ力が低下するという問題がある他、高Tg化によ
ってゴム組成物の機械的強度の低下が大きくなるという
問題がある。また、上記ではゴム組成物中におけるカ
ーボンブラックの分散が悪くなり、機械的強度が著しく
なったりする等の欠点がある。
存性が高くなり、高温下で硬さが低下し、剛性が下り、
グリップ力が低下するという問題がある他、高Tg化によ
ってゴム組成物の機械的強度の低下が大きくなるという
問題がある。また、上記ではゴム組成物中におけるカ
ーボンブラックの分散が悪くなり、機械的強度が著しく
なったりする等の欠点がある。
本発明は、上述した問題点および欠点等を伴うことの
ない、操縦安定性、機械的強度の両特性に優れたタイヤ
トレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
ない、操縦安定性、機械的強度の両特性に優れたタイヤ
トレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明は、ガラス転移点−40℃以上の１種又は２種以
上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとその他のジエ
ン系ゴムからなるゴム分100重量部に対し、窒素比表面
積（N2SA）110〜140m2/g、24M4DBP吸油量85〜95ml/100
g、遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅
（△Dst）が55mμ以下、および△Dst/N2SA比が0.43以下
であるカーボンブラックを50〜200重量部配合してなる
タイヤイレッド用ゴム組成物を要旨とする。
上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとその他のジエ
ン系ゴムからなるゴム分100重量部に対し、窒素比表面
積（N2SA）110〜140m2/g、24M4DBP吸油量85〜95ml/100
g、遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅
（△Dst）が55mμ以下、および△Dst/N2SA比が0.43以下
であるカーボンブラックを50〜200重量部配合してなる
タイヤイレッド用ゴム組成物を要旨とする。
以下、この手段につき詳しく説明する。
（１） ゴム分。
ガラス転移点（Tg）−40℃以上の１種又は２種以上の
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（SBR）と、その他
のジエン系ゴムからなる。この場合の配合割合は特に限
定されるものではないが、SBR100〜20重量％に対し、そ
の他のジエン系ゴム０〜80重量％であることが好まし
い。
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（SBR）と、その他
のジエン系ゴムからなる。この場合の配合割合は特に限
定されるものではないが、SBR100〜20重量％に対し、そ
の他のジエン系ゴム０〜80重量％であることが好まし
い。
その他のジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム、
ポリイソプレンゴム、Tgが−40℃以下のスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム
（IIR）、ハロゲン化ブチルゴムなどである。従来、Tg
の高いSBRを使った場合、ゴム組成物の硬さの温度依存
性が大きくなり、タイヤ使用温度域（20〜100℃）にお
ける剛性が下がるだけでなく、引張強さ、耐摩耗性も低
下するために、実用化は非常に困難であった。本発明で
は、後記の特定のカーボンブラックを用いることによ
り、引張強さ、60℃でのtanδを下げることなく、Tgが
−40℃以上のSBRの使用を初めて可能としたのである。
ポリイソプレンゴム、Tgが−40℃以下のスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム
（IIR）、ハロゲン化ブチルゴムなどである。従来、Tg
の高いSBRを使った場合、ゴム組成物の硬さの温度依存
性が大きくなり、タイヤ使用温度域（20〜100℃）にお
ける剛性が下がるだけでなく、引張強さ、耐摩耗性も低
下するために、実用化は非常に困難であった。本発明で
は、後記の特定のカーボンブラックを用いることによ
り、引張強さ、60℃でのtanδを下げることなく、Tgが
−40℃以上のSBRの使用を初めて可能としたのである。
（２） カーボンブラック。
窒素比表面積（N2SA）は、110〜140m2/gである。110m
2/g未満では60℃でのtanδが所望の水準に達せず、結果
としてタイヤのグリップ力が低下し、操縦安定性が悪く
なる。また、140m2/gを超えるとtanδが高く、グリップ
力は良くなるが、機械的強度（引張強さ）の低下が著し
くなるという問題がある。
2/g未満では60℃でのtanδが所望の水準に達せず、結果
としてタイヤのグリップ力が低下し、操縦安定性が悪く
なる。また、140m2/gを超えるとtanδが高く、グリップ
力は良くなるが、機械的強度（引張強さ）の低下が著し
くなるという問題がある。
24M4DBP吸油量は、85〜95ml/100gである。85ml/100g
未満では耐摩耗性が低くなり、実用に供するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を得ることができない。一方、95ml/1
00gを超えると引張強さの低下が大きくなり、好ましく
ない。
未満では耐摩耗性が低くなり、実用に供するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を得ることができない。一方、95ml/1
00gを超えると引張強さの低下が大きくなり、好ましく
ない。
遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅（△
Dst）は、55mμ以下である必要がある。55mμを超える
と０℃、60℃でのtanδが所望の水準に達せず、操縦安
定性が悪くなるからである。なお、ここでいう遠心沈降
法とは、ジョイス・レーベル社製ディスクセントリフュ
ージを使用して凝集体分布を測定する方法であって、こ
れらストークス径（Dst）の大きい粒子ほど速く拡散沈
降することを利用して沈降粒子の大きさを求めるという
方法である。
Dst）は、55mμ以下である必要がある。55mμを超える
と０℃、60℃でのtanδが所望の水準に達せず、操縦安
定性が悪くなるからである。なお、ここでいう遠心沈降
法とは、ジョイス・レーベル社製ディスクセントリフュ
ージを使用して凝集体分布を測定する方法であって、こ
れらストークス径（Dst）の大きい粒子ほど速く拡散沈
降することを利用して沈降粒子の大きさを求めるという
方法である。
△Dst/N2SA比は、0.43以下である必要がある。凝集体
分布の半値幅（△Dst）はカーボンブラック粒子が強固
に融着結合した凝集体の大きさの分布、性状を示すパラ
メーターであり、カーボンブラック生成過程における生
成反応温度や燃焼ガスの撹乱度などの生成条件と密接に
関連している。このため、凝集体分布の半値幅（△Ds
t）はカーボンブラックの窒素比表面積（N2SA）と相関
する関係にあり、窒素比表面積が大きくなるにつれ凝集
体分布の半値幅は小さくなり、結果として△Dst/N2SA比
は小さくなる傾向がある。ところで、△Dst/N2SA比が0.
43を超えると０℃、60℃でのtanδが所望の水準に達し
ない。また、窒素比表面積が110〜140m2/gの範囲にある
カーボンブラックを用いたときに、△Dst/N2SA比が0.43
以下であることが０℃、60℃のtanδを上げるのに非常
に効果的である。そこで、本発明では、△Dst/N2SA比を
0.43以下としている。
分布の半値幅（△Dst）はカーボンブラック粒子が強固
に融着結合した凝集体の大きさの分布、性状を示すパラ
メーターであり、カーボンブラック生成過程における生
成反応温度や燃焼ガスの撹乱度などの生成条件と密接に
関連している。このため、凝集体分布の半値幅（△Ds
t）はカーボンブラックの窒素比表面積（N2SA）と相関
する関係にあり、窒素比表面積が大きくなるにつれ凝集
体分布の半値幅は小さくなり、結果として△Dst/N2SA比
は小さくなる傾向がある。ところで、△Dst/N2SA比が0.
43を超えると０℃、60℃でのtanδが所望の水準に達し
ない。また、窒素比表面積が110〜140m2/gの範囲にある
カーボンブラックを用いたときに、△Dst/N2SA比が0.43
以下であることが０℃、60℃のtanδを上げるのに非常
に効果的である。そこで、本発明では、△Dst/N2SA比を
0.43以下としている。
（３） 上記カーボンブラックの配合量は、ゴム分100
重量部に対して50〜200重量部である。50重量部未満で
は、タイヤとして十分な耐摩耗性が得られない。一方、
200重量部を超えるとゴム中へのカーボンブラック粒子
の分散が困難となり、良好なゴム組成物が得られないか
らである。
重量部に対して50〜200重量部である。50重量部未満で
は、タイヤとして十分な耐摩耗性が得られない。一方、
200重量部を超えるとゴム中へのカーボンブラック粒子
の分散が困難となり、良好なゴム組成物が得られないか
らである。
本発明のゴム組成物は、このカーボンブラックの他に
必要に応じて、例えば、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、
加硫促進助剤、老化防止剤、粘着付与剤、軟化剤、充填
剤等を含有してもよい。
必要に応じて、例えば、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、
加硫促進助剤、老化防止剤、粘着付与剤、軟化剤、充填
剤等を含有してもよい。
以下に実施例および比較例を示す。
ここで用いたスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（SB
R）を表１に、カーボンブラックを表２に示した。な
お、カーボンブラックの特性値は、下記の測定方法〜
によった。
R）を表１に、カーボンブラックを表２に示した。な
お、カーボンブラックの特性値は、下記の測定方法〜
によった。
窒素比表面積（N2SA）。
ASTM−D3037−78“Standard Methods of Teating Car
bon Black−Surface Area by Nitrogen Adsorption"Met
hod Cによる。
bon Black−Surface Area by Nitrogen Adsorption"Met
hod Cによる。
24M4DBP吸油量。
ASTM D−3493による。
凝集体分布の半値幅（△Dst）。
ディスクセントリフュージ（英国Jojce Loebl社製）
を用いて次の方法により測定。すなわち、カーボンブラ
ックを精秤し、20容エタノール水溶液と界面活性剤とを
加え、カーボンブラック濃度を5mg/100ccとなるように
超音波で分散させて試料溶液を作製する。次に、ディス
クセントリフュージの回転速度を8000rpmに設定し、ス
ピン液（蒸溜水）10mlをこのディスクセントリフュージ
に加えた後に0.5mlのバッファー液（20容量％エタノー
ル水溶液）を注入する。ついで、これに試料溶液0.5〜
1.0mlを注射器で加え、遠心沈降を開始させ、光沈降法
によりストークス径で換算された凝集体分布曲線を作成
する。そのヒトスグラムにおける最多頻度（最大吸光
度）の1/2のときの凝集体の分布値を半値幅（△Dst）と
する。
を用いて次の方法により測定。すなわち、カーボンブラ
ックを精秤し、20容エタノール水溶液と界面活性剤とを
加え、カーボンブラック濃度を5mg/100ccとなるように
超音波で分散させて試料溶液を作製する。次に、ディス
クセントリフュージの回転速度を8000rpmに設定し、ス
ピン液（蒸溜水）10mlをこのディスクセントリフュージ
に加えた後に0.5mlのバッファー液（20容量％エタノー
ル水溶液）を注入する。ついで、これに試料溶液0.5〜
1.0mlを注射器で加え、遠心沈降を開始させ、光沈降法
によりストークス径で換算された凝集体分布曲線を作成
する。そのヒトスグラムにおける最多頻度（最大吸光
度）の1/2のときの凝集体の分布値を半値幅（△Dst）と
する。
表３に、ゴム組成物（配合は重量部）の加硫物性を示
す。この加硫物性は、各種カーボンブラックを配合した
ゴム組成物を混練し、160℃で30分間加硫して得られた
加硫物について、tanδ（＠０℃、＠60℃）、引張強さT
Bを評価した結果を記したものである。
す。この加硫物性は、各種カーボンブラックを配合した
ゴム組成物を混練し、160℃で30分間加硫して得られた
加硫物について、tanδ（＠０℃、＠60℃）、引張強さT
Bを評価した結果を記したものである。
tanδについては、粘弾性スペクトロメーター（岩本
製作所（株）製）を用いて温度０℃、60℃、歪率10±２
％、周波数20Hzで測定した値を用いた。tanδは数値の
大きい方が、タイヤのグリップ力が大きい。tanδ＠０
℃は湿潤路でのグリップ力の尺度であり、tanδ＠60℃
は乾燥路でのグリップ力の尺度である。
製作所（株）製）を用いて温度０℃、60℃、歪率10±２
％、周波数20Hzで測定した値を用いた。tanδは数値の
大きい方が、タイヤのグリップ力が大きい。tanδ＠０
℃は湿潤路でのグリップ力の尺度であり、tanδ＠60℃
は乾燥路でのグリップ力の尺度である。
引張強さTBは、JIS K 6301によって測定した。数値の
大きい方が強度が高い。このTBは、ゴム組成物の引張強
さ、すなわち破断強度を示す。
大きい方が強度が高い。このTBは、ゴム組成物の引張強
さ、すなわち破断強度を示す。
表３から明らかなように、実施例１〜６では比較例１
〜比較例14に比し、tanδおよび引張強さのいずれも大
幅に改良されていることがわかる。
〜比較例14に比し、tanδおよび引張強さのいずれも大
幅に改良されていることがわかる。
以上説明したように本発明によれば、ガラス転移点−
40℃以上の１種又は２種以上のSBRとその他のジエン系
ゴムからなるゴム分に対し特定のカーボンブラックを配
合したために、０℃、60℃でのtanδが高く（グリップ
力が大、操縦安定性が大）、引張強さ（機械的強度）が
高位に保持されたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供す
ることが可能となる。このゴム組成物はタイヤにおける
グリップ限界を向上せしめることができる。
40℃以上の１種又は２種以上のSBRとその他のジエン系
ゴムからなるゴム分に対し特定のカーボンブラックを配
合したために、０℃、60℃でのtanδが高く（グリップ
力が大、操縦安定性が大）、引張強さ（機械的強度）が
高位に保持されたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供す
ることが可能となる。このゴム組成物はタイヤにおける
グリップ限界を向上せしめることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9:00）
Claims (1)
- 【請求項１】ガラス転移点−40℃以上の１種又は２種以
上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとその他のジエ
ン系ゴムからなるゴム分100重量部に対し、窒素比表面
積（N2SA）110〜140m2/g、24M4DBP吸油量85〜95ml/100
g、遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅
（△Dst）が55mμ以下、および△Dst/N2SA比が0.43以下
であるカーボンブラックを50〜200重量部配合してなる
タイヤトレッド用ゴム組成物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002128A JP2668431B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
| DE19904000257 DE4000257A1 (de) | 1989-01-10 | 1990-01-04 | Gummimischung fuer fahrzeugreifen |
| US07/639,775 US5179154A (en) | 1989-01-10 | 1991-01-14 | Rubber compositions for tire tread |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002128A JP2668431B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182738A JPH02182738A (ja) | 1990-07-17 |
| JP2668431B2 true JP2668431B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=11520702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002128A Expired - Fee Related JP2668431B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668431B2 (ja) |
| DE (1) | DE4000257A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4496622B2 (ja) * | 2000-08-08 | 2010-07-07 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用ゴム組成物 |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP1002128A patent/JP2668431B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-04 DE DE19904000257 patent/DE4000257A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4000257A1 (de) | 1990-07-12 |
| JPH02182738A (ja) | 1990-07-17 |
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Legal Events
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