JP3316248B2 - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

Info

Publication number
JP3316248B2
JP3316248B2 JP06942793A JP6942793A JP3316248B2 JP 3316248 B2 JP3316248 B2 JP 3316248B2 JP 06942793 A JP06942793 A JP 06942793A JP 6942793 A JP6942793 A JP 6942793A JP 3316248 B2 JP3316248 B2 JP 3316248B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dbp
carbon black
ctab
rubber composition
surface area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP06942793A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06256577A (ja
Inventor
泰治 吉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Carbon Co Ltd filed Critical Tokai Carbon Co Ltd
Priority to JP06942793A priority Critical patent/JP3316248B2/ja
Publication of JPH06256577A publication Critical patent/JPH06256577A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3316248B2 publication Critical patent/JP3316248B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、操縦安定性と耐摩耗性
に優れる空気入りタイヤトレッド用として好適なゴム組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、空気入りタイヤトレッドを構成す
るゴム組成物には耐摩耗性のほか、自動車の高性能化や
道路の発達に伴って要求が高まっている高度の操縦安定
性を付与させることが重要な課題とされている。とくに
操縦安定性の中でも重要な特性要素とされているグリッ
プ性能を付与するためには、ゴム組成物のヒステリシス
ロスを増大させる必要がある。
【0003】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
が、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、走行中に著しい発熱が生じてタイヤのゴム組織
が劣化する等の現象を招く問題がある。
【0004】このように、タイヤトレッドのグリップ性
能と耐摩耗性をゴム成分およびカーボンブラック配合量
によって同時に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研究されている。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SBRと他のシ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70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−24M4 DB
Pを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吸油量量が高くなくても高度の耐摩耗
性およ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偏摩耗性
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、先行技術
とは異なる観点からタイヤのグリップ性能および耐摩耗
性と配合カーボンブラックとの関係について研究を重ね
る中で、24M4 DBP吸油量が相対的に高いカーボンブ
ラックは耐摩耗性の低下を伴うことなしにグリップ性能
を向上させる機能があり、これに加えて窒素吸着比表面
積とよう素吸着量の差が一定範囲にあるカーボンブラッ
クは配合ゴムにグリップ性能と耐摩耗性の両立化を効果
的に助長する作用があることを確認した。
【0006】本発明は、前記の知見に基づき最適なカー
ボンブラック特性範囲を見極めた結果開発に至ったもの
で、その目的は、タイヤトレッド用として操縦安定性を
支配する優れたグリップ性能と高度の耐摩耗性を併有す
るゴム組成物を提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるゴム組成物は、ジエン系ゴム成分10
0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
てなることを構成上の特徴とする。 (1) 140≦CTAB≦180 (2) −10<N2 SA−IA<0 (3) 110≦24M4 DBP≦130 (4) 20≦DBP−24M4 DBP≦40 (5) ΔDst≦0.5Dst+23 但し、CTABはCTAB比表面積(m2/g)、N2 SAは
窒素吸着比表面積(m2/g)、IAはよう素吸着量(mg/g)、
24M4 DBPは圧縮DBP吸油量(ml/100g) 、DBPは
DBP吸油量(ml/100g) 、Dstはディスクセントリフ
ュージ装置(DCF) 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モード径、そしてΔDstは前
記ストークス分布の半値幅を指す。
【0008】上記構成によるカーボンブラックの各特性
は、以下の測定方法によって得られる値が用いられる。 CTAB(CTAB比表面積);ASTM D3765−80
“Standard Test Method for Carbon Black-CTAB(CETY-
LTRIMETHYL AMMONIUM BROMIDE) Surface Area ”によ
る。この方法で測定されたIRB #6のCTAB比表面
積は、77m2/gである。 N2 SA(窒素吸着比表面積);ASTM D3037−88
“Standard Test Method for Carbon Black-SurfaceAre
a by Nitrogen Absorption ”MethodBによる。この方
法で測定されたIRB#6のN2 SA値は、76m2/gで
ある。 IA(よう素吸着量);JIS K6221(1982)「ゴム用
カーボンブラックの試験方法」6・1・1項、よう素吸
着量による。この方法で測定されたIRB #6のよう素
吸着量は、80mg/gである。 24M4 DBP(圧縮DBP吸油量);ASTM D3493
−85a “Standard Test Method for Carbon Black-Dibu
tylPhthalate Absorption Number of Compressed Sampl
e”による。この方法で測定されたIRB #6NO24M4
DBP値は、87ml/100g である。 DBP(DBP吸油量);JIS K6221(1975)「ゴム
用カーボンブラックの試験方法」6・1・2項、吸油量
A法による。
【0009】Dst、ΔDst;乾燥カーボンブラック
試料を少量の界面活性剤を含む20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
を作製し、これを超音波で十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(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(20容量%エタノール水溶液)を注入す
る。ついで、カーボンブラック分散液0.5mlを注射器
で加えて遠心沈降を開始し、同時に記録計を作動させて
光学的にカーボンブラックアグリゲートのストークス相
当径の分布曲線を作成する。得られた分布曲線における
最大頻度のストークス相当径をDstモード径(nm)と
し、最大頻度の50%の頻度が得られる大小2点のスト
ークス相当径の差をΔDst(nm)とする。この測定法に
よるIRB #6のDstは92nm、ΔDstは68nmで
ある。
【0010】本発明の目的を達成するためには、構成
(1)〜(5) で特定したカーボンブラックを選択的特性を
全て満足させる必要がある。すなわち、これら選択的特
性のうち、 (1)のCTABが140m2/g未満では十分な
グリップ性能ならびに耐摩耗性を付与することができ
ず、180m2/gを越えるとゴム成分との混練性が後退し
てカーボンブラックの分散が著しく悪化し、破壊特性が
損なわれる。 (2)の〔N2SA−IA〕が−10以下で
は耐摩耗性の後退が大きくなり、0以上になるとグリッ
プ性能の向上が認められなくなる。
【0011】(3)の24M4 DBPが110ml/100g を下
廻ると十分な耐摩耗性が得られなくなり、逆に130ml
/100g を越えるとゴム組成物の粘度が高くなり過ぎて加
工性の低下を招く。 (4)の〔DBP−24M4 DBP〕値
が20未満の場合にはグリップ性能の向上が認められな
くなり、40を上廻るとアイススキッド性能が極端に低
下する。更に (5)の〔0.5Dst+23〕値がΔDs
tを下廻ると耐摩耗性とグリップ性能の同時改善効果が
得られなくなる。
【0012】上記のカーボンブラックを配合するゴム成
分としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴムその他の
シエン系ゴムが使用され、該ゴム成分100重量部に対
し上記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する。カーボンブラックの配
合量が50重量部未満では十分なグリップ性能と耐摩耗
性を併有させることができず、180重量部を越えると
加硫ゴムの硬度が高くなり過ぎて路面との摩擦抵抗が小
さくなるため操縦安定性が低下する。ゴム成分とカーボ
ンブラックとの配合は、常法に従い加硫剤、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
分とともに混練される。
【0013】上記の特性を備えるカーボンブラックは、
炉頭部に接線方向の空気供給口と炉軸方向に挿着された
燃焼バーナーを有する燃焼室と、同軸的に第1段狭径反
応室、第2段狭径反応室および広径反応室とを連設した
構造のオイルファーネス炉を用い、原料油を前記第1段
狭径反応室と第2段狭径反応室に分割して導入するプロ
セスにおいて燃焼条件、原料油の供給条件等を制御する
とによって製造することができる。
【0014】
【作用】本発明で選択されたカーボンブラックの性状
は、主に従来品種のカーボンブラックと比べて〔N2
A−IA〕および〔DBP−24M4 DBP〕の値が狭い
範囲に集約され、かつ一定アグリゲートモード径当たり
のアグリゲート分布幅(ΔDst)が相対的にシャープ
である点に特徴づけられる。
【0015】これら特性要素が、限定範囲のCTABお
よび24M4 DBP特性に基づくグリップ性能ならびに耐
摩耗性の向上機能を助長促進し、この作用を介して従来
の相当品種カーボンブラックより高水準の操縦安定性と
耐摩耗性の両立付与が可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
【0017】実施例1〜4、比較例1〜7 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
焼バーナーを備える燃焼室(直径900mm 、長さ1000mm)
を設け、該燃焼室と同軸的に連結する第1段狭径反応室
(直径180mm 、長さ500mm)、第2段狭径反応室(直径16
0mm 、長さ600mm)および引き続く広径反応室(直径400m
m)とから構成され、第1段狭径反応室に第1原料油供給
ノズル、第2段狭径反応室に第2原料油供給ノズルを各
設定したオイルファーネス炉を用い、発生条件を変えて
特性の異なるカーボンブラックを製造した。原料油とし
ては、比重(15/4 ℃) 1.073、粘度(エングラー40
/20 ℃) 2.10、トルエン不溶分0.03%、相関係
数(BMCI)140の芳香族炭化水素油を、また燃料油に
は、比重(15/4 ℃) 0.903、粘度(Cst/50 ℃) 1
6.1、残炭分5.4%、引火点96℃の炭化水素油を
用いた。
【0018】表1(実施例1〜4)および表2(比較例
1〜7)に、適用した発生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。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】表1および表2に示した各カーボンブラッ
クを用いて表3に示す配合割合で成分配合し、配合物を
145℃の温度で50分間加硫してゴム組成物を作製し
た。
【0022】
【表3】
【0023】得られた各ゴム組成物につき、グリップ性
能の指標となる損失係数(tanδ) および耐摩耗性を示す
ピコ摩耗の試験をおこない、その結果を表4に示した。
【0024】なお、各測定試験は下記の方法によった。 損失係数(tanδ) ;(株) 岩本製作所製Visco Elastic
Spectrometerを用い、次の条件によって測定した。測定
数値は大きい方が高いグリップ性能であることを示す。 試験片:厚さ2mm、長さ30mm、幅5mm 周波数:50Hz 温 度:60℃ 動的歪率:±1% ピコ摩耗試験;ピコ摩耗試験機を用い、ASTM D2
228に準拠して測定した。結果は、測定値を比較例1
の摩耗量を100とした場合の指数〔(比較例1摩耗
量)/(試料摩耗量)×100 〕として示した。したがっ
て、数値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示
す。
【0025】
【表4】
【0026】表4の結果から、本発明の実施例1〜4の
ゴム組成物は選択的要件を外れるカーボンブラックを用
いた比較例1〜7のゴム組成物に比べていずれも高水準
のグリップ性能と耐摩耗性を併有していることが認めら
れる。
【0027】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば優れたグ
リップ性能ならびに耐摩耗性を同時に具備する高性能の
ゴム組成物を提供することができる。したがって、耐久
性ならびに操縦安定性が要求されるタイヤトレッド用と
して極めて有用である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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。 (1) 140≦CTAB≦180 (2) −10<N2 SA−IA<0 (3) 110≦24M4 DBP≦130 (4) 20≦DBP−24M4 DBP≦40 (5) ΔDst≦0.5Dst+23 但し、CTABはCTAB比表面積(m2/g)、N2 SAは
    窒素吸着比表面積(m2/g)、IAはよう素吸着量(mg/g)、
    24M4 DBPは圧縮DBP吸油量(ml/100g) 、DBPは
    DBP吸油量(ml/100g) 、Dstはディスクセントリフ
    ュージ装置(DCF) 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モード径、そしてΔDstは前
    記ストークス径分布の半値幅を指す。
JP06942793A 1993-03-04 1993-03-04 ゴム組成物 Expired - Lifetime JP3316248B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06942793A JP3316248B2 (ja) 1993-03-04 1993-03-04 ゴム組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06942793A JP3316248B2 (ja) 1993-03-04 1993-03-04 ゴム組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06256577A JPH06256577A (ja) 1994-09-13
JP3316248B2 true JP3316248B2 (ja) 2002-08-19

Family

ID=13402318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06942793A Expired - Lifetime JP3316248B2 (ja) 1993-03-04 1993-03-04 ゴム組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3316248B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000080302A (ja) * 1998-09-07 2000-03-21 Tokai Carbon Co Ltd 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
JP2005126556A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06256577A (ja) 1994-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0985713B1 (en) Hard-type high-structure carbon black and rubber composition comprising same
JP3406105B2 (ja) 空気入りタイヤ
JPH0641539B2 (ja) タイヤトレッドゴム配合用カーボンブラック
JP3895210B2 (ja) カーボンブラック及びそのゴム組成物
JP3183934B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JPH0277445A (ja) タイヤトレッド用カーボンブラック
JP3316248B2 (ja) ゴム組成物
JPH0693136A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP3461396B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP3283942B2 (ja) ゴム組成物
JPH0959433A (ja) 空気入りタイヤ
JP3517756B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP3316267B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2601319B2 (ja) タイヤトレツド用ゴム組成物
JP3816541B2 (ja) ゴム組成物
JP3308709B2 (ja) ゴム組成物
JP3806447B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2652860B2 (ja) タイヤトレツド用ゴム組成物
JP3101772B2 (ja) ゴム組成物
JP2593115B2 (ja) ゴム組成物
JP2887722B2 (ja) ゴム組成物
JPH01144434A (ja) タイヤ用ゴム組成物
JPH0649803B2 (ja) タイヤトレッドゴム用カーボンブラック
JPH06172587A (ja) ゴム組成物
JP3152445B2 (ja) ゴム組成物

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090607

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100607

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110607

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120607

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130607

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term