JP2875003B2 - Rubber composition - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はゴム組成物に関するものであり、特には耐摩
耗性および耐疲労性に優れた重荷重用空気入りタイヤに
使用されるゴム組成物に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition, and particularly to a rubber composition used for a heavy-duty pneumatic tire having excellent wear resistance and fatigue resistance. Things.
（従来の技術） 従来、補強性の高いゴム用充填材としては、ISAF級の
カーボンブラックが良く知られていた。(Prior Art) Conventionally, as a rubber filler having a high reinforcing property, ISAF grade carbon black has been well known.
しかし、近年の重荷重用空気入りタイヤにおいては、
ケース耐久性の向上、省資源、低燃費性の要請から、よ
り耐摩耗性を向上し得るカーボンブラックが求められる
ようになってきた。そこで、ゴム組成物への充填材とし
て使用するカーボンブラックも、上記ISAF級からSAF級
へと移り変わってきた。However, in recent heavy-duty pneumatic tires,
The demand for improved case durability, resource saving, and low fuel consumption has led to a demand for carbon black that can further improve wear resistance. Then, the carbon black used as a filler in the rubber composition has also been changed from the above-mentioned ISAF grade to SAF grade.
ところで、タイヤ等のゴム製品の耐摩耗性を向上させ
るには一般に微粒径かつハイストラクチャーカーボンブ
ラックが適していることは既に知られている。By the way, it is already known that generally high-structure carbon black having a fine particle size is suitable for improving the wear resistance of rubber products such as tires.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、カーボンブラックを微粒化していくと
低発熱性が悪くなり、またハイストラクチャー化してい
くと耐疲労性が悪化してくるという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, there has been a problem that as the carbon black is made finer, the low heat build-up becomes worse, and as the structure becomes higher, the fatigue resistance becomes worse.
また、このようなカーボンブラックをゴム組成物に配
合すると、配合ゴムの粘度上昇を招き、加工が困難にな
るという問題もあった。Further, when such a carbon black is compounded in a rubber composition, there is a problem that the viscosity of the compounded rubber is increased and processing becomes difficult.
そこで、本発明の目的は、このような問題を生じるこ
となく耐摩耗性および耐疲労性を改良し得るゴム組成物
を提供することにある。Then, an object of the present invention is to provide a rubber composition which can improve abrasion resistance and fatigue resistance without causing such a problem.
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決すべく、カーボンブラ
ックの特性について種々の検討を行った結果、特定の特
性を有するカーボンブラックを配合することにより、タ
イヤ等のゴム製品の低発熱性および作業性の悪化を来た
すことなく耐摩耗性および耐疲労性を共に大幅に改良し
得ることを確かめ、本発明を完成するに至った。(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted various studies on the characteristics of carbon black in order to solve the above-mentioned problems. As a result, by blending carbon black having specific characteristics, tires and the like were obtained. It has been confirmed that both abrasion resistance and fatigue resistance can be greatly improved without lowering the heat build-up and the workability of the rubber product, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、天然ゴムおよびジエン系合成ゴ
ムより成る群より選ばれた少なくとも１種のゴム成分10
0重量部に対して、 （１）セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比
表面積（CTAB）が130〜158m2/gの範囲内であり、 （２）ジブチルフタレート吸油量（DBP）が110〜140ml/
100gの範囲内であり、 （３）着色力（TINT）値が137以上であり、 （４）凝集体空隙容積（Vp）が105〜140cc/100gの範囲
内であり、 （５）凝集体空隙平均径（Dm）が200〜250Åの範囲内で
あるカーボンブラック40〜90重量部が配合されている ことを特徴とするゴム組成物に関するものである。That is, the present invention provides at least one rubber component 10 selected from the group consisting of natural rubber and diene-based synthetic rubber.
(1) Cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) is in the range of 130 to 158 m 2 / g, and (2) Dibutyl phthalate oil absorption (DBP) is 110 to 140 ml /
(3) coloring power (TINT) value is 137 or more, (4) aggregate void volume (Vp) is in the range of 105 to 140 cc / 100 g, (5) aggregate void The present invention relates to a rubber composition containing 40 to 90 parts by weight of carbon black having an average diameter (Dm) in the range of 200 to 250 °.
本発明で使用することのできるジエン系合成ゴムとし
ては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられるが、
これらに限定されるべきものではない。As the diene-based synthetic rubber that can be used in the present invention, isoprene rubber, butadiene rubber, butyl rubber,
Styrene-butadiene copolymer rubber and the like,
It should not be limited to these.
また、本発明のこのゴム組成物には、ゴム工業で通常
用いられている配合剤、例えば硫黄、加硫促進剤、加硫
促進助剤、老化防止剤を適宜配合することができるのは
勿論のことである。In addition, the rubber composition of the present invention can be appropriately compounded with compounding agents usually used in the rubber industry, for example, sulfur, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, and an antioxidant. That is.
尚、上記カーボンブラックの各種特性値のうち、CATB
はASTM D 3765−89に準拠し、DBPはJIS K 6221−1982A
法に準拠し、TINT値はJIS K 6221−1982に準拠して夫々
測定して得た値である。Among the various characteristic values of the above carbon black, CATB
Conforms to ASTM D 3765-89, and DBP conforms to JIS K 6221-1982A
The TINT value is a value obtained by measuring each according to JIS K 6221-1982.
またVpおよびDmは次のようにして測定した。 Vp and Dm were measured as follows.
先ず、カーボンブラック試料にマイクロメトリックス
社製水銀ポロシメーター（商品名:Pore Sizer 9310）に
より水銀を圧入して、凝集体空隙径を測定し、次式、 （式中、X1は16psiでの指示値（pF）、X2は30000psi
での指示値（pF）、CFはセルによって決まる定数、Ｗは
サンプル重量を示す）にて、凝集体空隙径0.006〜11μ
までの空隙径の累積容積を凝集体空隙容積Vpとした。First, mercury was injected into a carbon black sample with a micrometrics mercury porosimeter (trade name: Pore Sizer 9310), and the pore diameter of the aggregate was measured. (Where X 1 is the indicated value (pF) at 16 psi, X 2 is 30,000 psi
, CF is a constant determined by the cell, and W is the weight of the sample).
The cumulative volume of the pore diameter up to this was defined as the aggregate void volume Vp.
また、各凝集体径に対する空隙容積分布曲線をプロッ
トしたときの、最大の微分空隙容積を与える空隙径を凝
集体空隙平均径Dmとした。Further, when plotting the void volume distribution curve with respect to each aggregate diameter, the void diameter giving the maximum differential void volume was defined as the aggregate void average diameter Dm.
本発明に係るカーボンブラックは、通常のオイルファ
ーネス法による反応炉を用い生成反応温度、反応温度、
反応時間、燃焼ガス流速などを制御することで製造する
ことができる。Carbon black according to the present invention, the production reaction temperature using a reaction furnace by the usual oil furnace method, the reaction temperature,
It can be manufactured by controlling the reaction time, combustion gas flow rate, and the like.
（作 用） 本発明において用いる上述のカーボンブラックの各種
特性値の範囲は、以下に示す理由に基づき定められたも
のである。(Operation) The ranges of the various characteristic values of the above-mentioned carbon black used in the present invention are determined based on the following reasons.
CATBが130m2/g未満の場合は十分な体摩耗性が得られ
ず、一方158m2/gよた大きい場合には低発熱性の特性低
下が余りに大きくなるため、CATBは130〜158m2/gの範囲
内であることを要する。CATB is 130m 2 / sufficient body wear resistance of less than g can not be obtained, whereas 158m for 2 / g low heat generation properties decrease when good was greater becomes too large, CATB the 130~158m 2 / It must be within the range of g.
DBPについては、この値が110ml/100g未満の場合は、
十分な耐摩耗性やカーボンブラックの良好なる分散性が
得られず、一方140ml/100gより大きい場合は作業性が低
下するため、DBPは110〜140ml/100gの範囲内であること
を要する。For DBP, if this value is less than 110ml / 100g,
If sufficient abrasion resistance and good dispersibility of carbon black cannot be obtained, on the other hand, if it is more than 140 ml / 100 g, the workability is reduced, so that the DBP needs to be in the range of 110 to 140 ml / 100 g.
TINT値については、この値が137より小さいと耐摩耗
性において著しい向上効果が見られず、このため137以
上であることを要する。Regarding the TINT value, if this value is smaller than 137, no remarkable improvement effect in the abrasion resistance is observed, and therefore, it is necessary that the TINT value be 137 or more.
Vpについては、この値が105cc/100g未満の場合は、十
分な耐摩耗性が得られず、逆に140cc/100gより大きい場
合は作業性が低下するため、Vpは105〜140cc/100gの範
囲内であることを要する。好ましくは、110〜135cc/100
gの範囲とする。As for Vp, if this value is less than 105 cc / 100 g, sufficient abrasion resistance cannot be obtained, and if it is larger than 140 cc / 100 g, workability decreases, so Vp is in the range of 105 to 140 cc / 100 g. It needs to be within. Preferably, 110-135cc / 100
g range.
Dmについては、この値が250Åより大きいと十分な耐
疲労性効果が得られず、逆に200Åより小さいと作業性
が劣るため、Dmは200〜250Åの範囲内であることを要す
る。好ましくは210〜240Åの範囲内とする。With respect to Dm, if this value is larger than 250 °, a sufficient fatigue resistance effect cannot be obtained, and if it is smaller than 200 °, workability is inferior. Therefore, Dm needs to be in the range of 200 to 250 °. Preferably, it is in the range of 210 to 240 °.
カーボンブラックの配合量については、40重量部より
少ないと十分な耐摩耗性が得られず、逆に90重量部より
多いと配合物粘度が上昇し、作業性が極度に悪化してし
まうため、ゴム成分100重量部に対して40〜90重量部の
範囲内とする。If the amount of carbon black is less than 40 parts by weight, sufficient abrasion resistance cannot be obtained, and if it is more than 90 parts by weight, the viscosity of the compound increases, and workability is extremely deteriorated. It is in the range of 40 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
尚、本発明においては更に上述のカーボンブラックの
窒素吸着比表面積（N2SA）とヨウ素吸着比表面積（IA）
との比（N2SA/IA）が1.05よりも大きいことが好まし
い。1.05以下であると発熱性の悪化をきたし、好ましく
ない。ここで、N2SAはASTM D 3037−88に準拠し、IAはA
STM D 1510〜88bに準拠して測定することにより得られ
る値である。In the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and the iodine adsorption specific surface area (IA) of the carbon black are further described.
Is preferably larger than 1.05 (N 2 SA / IA). If it is less than 1.05, exothermicity will deteriorate, which is not preferable. Here, N 2 SA is based on ASTM D 3037-88, and IA is A
This is a value obtained by measuring according to STM D 1510 to 88b.
（実施例） 次に本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
下記の第１表に、本実施例において比較検討のために
用いた各種カーボンブラックの特性値を示す。Table 1 below shows the characteristic values of various carbon blacks used for comparative studies in this example.
第１表に示すカーボンブラック種Ａ〜Ｄの４種は本発
明に係るカーボンブラックであり、Ｅ〜Ｊの６種は比較
のために用いたカーボンブラックである。 The four types of carbon blacks A to D shown in Table 1 are carbon blacks according to the present invention, and the six types E to J are carbon blacks used for comparison.
比較のために用いたカーボンブラックは夫々次の特性
を有する。The carbon blacks used for comparison each have the following characteristics.
カーボンブラック種ＪはCATBが158m2/gより大きく、
ＥはCATBが130m2/gよりも小さく、いずれもCATBが本発
明の範囲から逸脱している。For carbon black type J, CATB is larger than 158 m 2 / g,
E has a CATB of less than 130 m 2 / g, all of which deviate from the scope of the present invention.
また、ＧはDBPが140ml/100gよりも大きく、ＦはDBPが
110ml/100gよりも小さく、いずれもDBPが本発明の範囲
から逸脱している。G is DBP larger than 140ml / 100g, F is DBP
Less than 110 ml / 100 g, all of which depart from the scope of the invention.
更に、E,F,G,HおよびＩはいずれもTINT値が137未満で
あり、本発明の範囲よりも小さい値となっている。Further, E, F, G, H and I all have TINT values of less than 137, which are smaller than the range of the present invention.
更にまた、E,FおよびＩはいずれもVpが105cc/100gよ
りも小さく、本発明の範囲から逸脱しており、またE,G
およびＨはDmが250Åよりも大きく、やはり本発明の範
囲から逸脱している。Furthermore, E, F and I all have a Vp of less than 105 cc / 100 g, deviating from the scope of the present invention, and
And H have a Dm greater than 250 °, again deviating from the scope of the present invention.
尚、Ｅは一般に市販されているSAFカーボンブラック
である。E is a commercially available SAF carbon black.
上述の各種カーボンブラックを下記の第２表にしめす
配合処方（重量部）にて配合し、各種試験ゴム組成物を
調製した。The various carbon blacks described above were blended according to the formulation (parts by weight) shown in Table 2 below to prepare various test rubber compositions.
得られたゴム組成物について、ランボーン式摩耗試験
機を用いて摩耗損失量を測定し、第２表に示す比較例３
の値を100として指数表示した。値が大なる程結果は良
好である。About the obtained rubber composition, the amount of wear loss was measured using a Lambourn abrasion tester, and Comparative Example 3 shown in Table 2 was obtained.
Is expressed as an index with the value of 100 as the index. The higher the value, the better the result.
また、かかるゴム組成物について、耐疲労性を、空気
中で老化させた後同様に上記摩耗試験機にて測定を行
い、オリジナルからの低下率で評価した。この評価は、
比較例３の値を100として指数表示した。但し、実施例
５については比較例８の値を100として指数表示した。
値が大なる程結果は良好である。Further, with respect to such a rubber composition, the fatigue resistance was similarly measured after aging in the air using the above-mentioned abrasion tester, and the reduction rate from the original was evaluated. This rating is
The value of Comparative Example 3 was set to 100 and indicated as an index. However, for Example 5, the value of Comparative Example 8 was set to 100 and indicated as an index.
The higher the value, the better the result.
尚、これら試験用の各試料について加硫条件は145℃
で30分とした。The vulcanization conditions for each test sample were 145 ° C.
For 30 minutes.
得られた結果を第２表に併記する。 The results obtained are shown in Table 2.
（発明の効果） 第２表に示す試験結果からも分かるように、本発明の
要件を満たすカーボンブラックを所定量配合したゴム組
成物は、かかる要件を満たしていないカーボンブラック
を配合したゴム組成物に比し、耐摩耗性および耐疲労性
に優れている。 (Effect of the Invention) As can be seen from the test results shown in Table 2, the rubber composition containing a predetermined amount of carbon black satisfying the requirements of the present invention is a rubber composition containing carbon black not satisfying the requirements. Excellent in abrasion resistance and fatigue resistance compared to
従って、本発明のゴム組成物は、トラックバス用ラジ
アルタイヤ等のような過酷な条件下で使用される重荷重
用空気入りタイヤのトレッドに好適に使用することがで
きる。Therefore, the rubber composition of the present invention can be suitably used for a tread of a heavy duty pneumatic tire used under severe conditions such as a radial tire for a truck and a bus.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 7/00 - 21/02 C08K 3/04 C09C 1/48 - 1/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C08L 7/00-21/02 C08K 3/04 C09C 1/48-1/60
Claims (1)
群より選ばれた少なくとも１種のゴム成分100重量部に
対して、 （１）セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比
表面積（CTAB）が130〜158m2/gの範囲内であり、 （２）ジブチルフタレート吸油量（DBP）が110〜140ml/
100gの範囲内であり、 （３）着色力（TINT）値が137以上であり、 （４）凝集体空隙容積（Vp）が105〜140cc/100gの範囲
内であり、 （５）凝集体空隙平均径（Dm）が200〜250Åの範囲内で
あるカーボンブラック40〜90重量部が配合されている ことを特徴とするゴム組成物。(1) A cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of 130 to 158 m 2 with respect to 100 parts by weight of at least one rubber component selected from the group consisting of natural rubber and diene-based synthetic rubber. (2) Dibutyl phthalate oil absorption (DBP) is 110-140 ml /
(3) coloring power (TINT) value is 137 or more, (4) aggregate void volume (Vp) is in the range of 105 to 140 cc / 100 g, (5) aggregate void A rubber composition comprising 40 to 90 parts by weight of carbon black having an average diameter (Dm) in the range of 200 to 250 mm.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31786290A JP2875003B2 (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP31786290A JP2875003B2 (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Rubber composition |
Publications (2)
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| JPH04189847A JPH04189847A (en) | 1992-07-08 |
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| EP1157063A1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-11-28 | Cabot Corporation | Elastomeric compositions having improved appearance |
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1990
- 1990-11-26 JP JP31786290A patent/JP2875003B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04189847A (en) | 1992-07-08 |
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