JP6620009B2 - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
ゴム組成物及びタイヤ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6620009B2 JP6620009B2 JP2015250206A JP2015250206A JP6620009B2 JP 6620009 B2 JP6620009 B2 JP 6620009B2 JP 2015250206 A JP2015250206 A JP 2015250206A JP 2015250206 A JP2015250206 A JP 2015250206A JP 6620009 B2 JP6620009 B2 JP 6620009B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber composition
- dst
- 24m4dbp
- ctab
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
しかしながら、低ストラクチャカーボンブラックを配合したゴム組成物を用いる場合には、低発熱性及び耐カット性が低下するという問題があった。
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含んだゴム組成物であって、該カーボンブラックが以下の関係式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
8350≦62.5×24M4DBP+水素発生量≦9000 ・・・(1)
24M4DBP+0.25×CTAB≧62.5 ・・・(2)
Dst+0.75×ΔD50≧152.5 ・・・(3)
ここで、24M4DBPは圧縮DBP吸収量(cm3/100g)、CTABはCTAB吸着比表面積(m2/g)、Dstはストークス相当径の分布曲線の最多頻度値(nm)、ΔD50はDstに対する分布曲線の半値幅(nm)を示し、水素発生量の単位は質量ppmである。
上記構成によって、低発熱性、耐摩耗性及び耐カット性をいずれも高いレベルで実現できるためである。
0.850≦ΔD50/Dst≦1.030 ・・・(4)
他の性能を低下させることなく、低発熱性のさらなる向上が可能となるためである。
(ゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含むゴム組成物である。
本発明のゴム組成物のゴム成分については、特に限定はされない。例えば、優れた耐摩耗性を得ることができる観点からは、天然ゴム若しくはジエン系合成ゴムを単独で、又は、天然ゴムとジエン系合成ゴムを併用して用いることができる。前記ジエン系合成ゴムとしては、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)、ポリブタジエンゴム(BR)等が挙げられる。なお、これらジエン系合成ゴムについては、1種単独で用いてもよいし、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
本発明のゴム組成物に含まれるカーボンブラックは、カーボンブラックが以下の関係式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
8350≦62.5×24M4DBP+水素発生量≦9000 ・・・(1)
24M4DBP+0.25×CTAB≧62.5 ・・・(2)
Dst+0.75×ΔD50≧152.5 ・・・(3)
ここで、24M4DBPは圧縮DBP吸収量(cm3/100g)、CTABはCTAB吸着比表面積(m2/g)、Dstはストークス相当径の分布曲線の最多頻度値(nm)、ΔD50はDstに対する分布曲線の半値幅(nm)を示し、水素発生量の単位は質量ppmである。
上記関係式(1)〜(3)を満たすことで、カーボンブラックについての適正化が図られる結果、従来両立が難しかった、低発熱性、耐摩耗性及び耐カット性をいずれも高いレベルで両立できる。
一般的に、ストラクチャが高くなると耐摩耗性は向上する。また、ストラクチャが高くなると、ストラクチャを含めたカーボンの外径(Dst)は大きくなるため、低発熱になる。一方、ストラクチャが低くなると耐カット性は向上する。なお、前記24M4DBPが大きな場合には、カーボンブラックのストラクチャが高くなる傾向にある。
なお、前記圧縮DBP吸収量(cm3/100g)とは、カーボンブラックを24000psiの圧力下で4回圧縮した後のカーボンブラックによるDBP(ジブチルフタレート)吸油量のことであり、JIS K 6217-4に準拠した方法によって測定することができる。前記水素発生量(質量ppm)とは、特定条件下、本発明では、水素分析装置を用いてアルゴン雰囲気中2000℃で15分間加熱した場合の、水素ガス発生量(質量ppm)のことである。
であることが好ましい。
なお、前記CTAB吸着比表面積(m2/g)とは、カーボンブラックの微細孔を含まない外部表面積を、カーボンブラックにCTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)を吸着させたときの比表面積で示したものであり、JIS K 6217-3に準拠して測定することができる。
であることが好ましい。
なお、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値Dst(nm)とは、カーボンブラックのアグリゲート(カーボンブラック粒子の一次凝集体)の分布を調べた際の最頻値すなわち最も多い凝集体径をストークス相当径で表したものである。なお、ストークス相当径とは、沈降法において、媒質中を沈降する速度が同じである同じ密度の球の直径で表された粒径のことである。前記Dstに対する分布曲線の半値幅(nm)とは、Dstの50%の頻度が得られる大小2つのストークス相当径の差の絶対値のことである。
装置については、例えば、ジョイス・レーブル社製ディスク・セントリフュージを使用し、ディスク・セントリフュージの回転数を6000rpmに設定し、スピン液(2%グリセリン水溶液)を10ml加えたのち、1mlのバッファー液(エタノール水溶液)を注入する。ついで試料0.5mlを注射器で加えたのち、一斉に遠心沈降を開始させ、光電沈降法により、形成させた凝集体分布曲線を画かせ、その曲線のピークに相当するストークス相当径をもってDst(nm)とする。その最頻値の頻度(wt%)の50%の位置の分布曲線の幅(半値幅)をΔD50とする。
0.850≦ΔD50/Dst≦1.030 ・・・(4)
上記関係式(4)を満たすことで、カーボンブラックのストラクチャ分布をブロードにしつつ、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値Dstを大きくすることができるため、他の性能を低下させることなく、低発熱性をより高めることができるからである。さらに高い効果を実現できる点からは、前記ΔD50/Dstが、0.885≦ΔD50/Dst≦0.970の範囲とするであることがより好適である。さらに、より優れた低発熱性及び耐カット性を得ることができる点からは、前記Dstを98(nm)以下とすることがより好適である。
なお、前記Dst及びΔD50の値を制御する方法は、特に限定はされないが、例えば、カーボンブラックの製造条件を調整することによって制御できる。
ここで、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、例えば、ISO4652-1に準拠して単点法にて測定することができ、例えば脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬させた後、平衡時においてカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、測定値から比表面積(m2/g)を算出できる。
ここで、前記カーボンブラックのヨウ素吸着量(IA)は、例えば、JIS K6217−1(2008)「第1部:ヨウ素吸着量の求め方 (滴定法)」に基づいて測定することができる。
また、前記24M4DBPの値が、上記式(1)及び(2)を満たすように、例えば製造条件のうち、KOH量を制御する。
また、前記水素発生量の値が、上記式(1)を満たすように、例えば製造条件のうち、反応時間を制御する。
ただし、上記製造条件は一例であり、所望の値が得られるのであれば、他の製造条件で製造することも可能であるし、製造条件以外を調整することで実現することもできる。
本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分、カーボンブラックの他にも、種々の成分を含むことができる。
例えば、シリカ等の充填材、硫黄等の架橋剤、架橋促進剤、プロセスオイル、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等のゴム工業で通常使用される配合剤を、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
また、前記ゴム組成物は、ゴム成分に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
本発明のタイヤは、上述したゴム組成物を用いたことを特徴とする。具体的には、タイヤ材料として、上述したゴム組成物を、いずれかの部材に適用するが、かかるタイヤ用部材のなかでもトレッドに適用することが特に好ましい。前記ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤは、低発熱性、耐摩耗性及び耐カット性をいずれも高いレベルで実現できる。なお、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の又は酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスが挙げられる。
表1に示す条件のカーボンブラック1〜8を準備した。ここで、カーボンブラック1〜8については、旭カーボン社製の微粒径高ストラクチャFEFカーボンブラックについて、反応温度、空気率、KOH量、反応時間を調整することにより、各パラメータを変化させ、サンプルとなる各カーボンブラックを作製した。
なお、表1中の、CTABはJIS K 6217-3、DBP及び24M4DBPはJIS K 6217-4に準拠して測定した。また、ΔDBPは、DBPと24M4DBPとの差である。さらに、Dst及びΔD50については、ジョイス・レーブル社製ディスク・セントリフュージを使用し、遠心沈降法によって測定した。さらに、水素発生量については、水素分析装置を用いて、10mgのカーボンブラックについてアルゴン雰囲気中2000℃で15分間加熱した場合の水素ガス発生量を測定することで得た。
表2に示す配合に従って、常法で配合・混練することで、ゴム組成物のサンプル1〜8を調製した。なお、サンプル1〜8については、それぞれ、表1のカーボンブラック1〜8を配合した。
*2 日本シリカ工業(株)製 「ニップシールAQ」、BET比表面積=220 m2/g
*3 大内新興化学工業株式会社製 「ノラック6C」
*4 大内新興化学工業株式会社製 「ノクセラー CZ」、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド
得られたゴム組成物のサンプル1〜8について、加硫処理を施した後、以下の評価を行った。評価の結果については表3に示す。
各加硫ゴム組成物のサンプルに対し、粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、歪5%、周波数15Hzで、損失正接(tanδ)及び貯蔵弾性率(G’)を測定した。
評価については、カーボンブラック4を用いたサンプル4のG’を100、tanδを100とした場合に、各サンプルについて、下記式に基づいて指数表示した。
tanδ指数={(各サンプルの加硫ゴム組成物のtanδ)/(サンプル4の加硫ゴム組成物のtanδ)}×100
G’指数={(各サンプルの加硫ゴム組成物のG’)/(サンプル4の加硫ゴム組成物のG’)}×100
なお、tanδ指数は逆数をとり、指数が大きいほど、ヒステリシスロスが小さく低発熱性が良好であることを示す。G’指数は大きいほど耐カット性が良いことを示す。
各加硫ゴム組成物のサンプルから、円板状(直径16.2mm×厚さ6mm)に切り抜いた試験片を作製し、JIS-K6264-2:2005に準じて、DIN摩耗試験を行った。室温でDIN摩耗試験を行った際の摩耗量(mm3)を測定した。
サンプル4の摩耗量の逆数を100とした場合の各摩耗量の逆数を指数として示し、指数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
Claims (5)
- カーボンブラックを含んだゴム組成物であって、
該カーボンブラックが以下の関係式(1)〜(3)を満たし、該カーボンブラックの水素発生量が2000〜2300(質量ppm)であり、該カーボンブラックのストークス相当径の分布曲線の最多頻度値(Dst)が98nm以下であることを特徴とする、ゴム組成物。
8350≦62.5×24M4DBP+水素発生量≦9000 ・・・(1)
24M4DBP+0.25×CTAB≧62.5 ・・・(2)
Dst+0.75×ΔD50≧152.5 ・・・(3)
ここで、24M4DBPは圧縮DBP吸収量(cm3/100g)、CTABはCTAB吸着比表面積(m2/g)、Dstはストークス相当径の分布曲線の最多頻度値(nm)、ΔD50はDstに対する分布曲線の半値幅(nm)を示し、水素発生量の単位は質量ppmであり、水素ガス発生量は、水素分析装置を用いてアルゴン雰囲気中2000℃で15分間加熱した際の水素ガスの発生量である。 - 前記CTABが70〜90(m2/g)であることを特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記24M4DBPが100〜120(cm3/100g)であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記カーボンブラックが、さらに以下の関係式(4)を満たすことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
0.850≦ΔD50/Dst≦1.030 ・・・(4) - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015250206A JP6620009B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | ゴム組成物及びタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015250206A JP6620009B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | ゴム組成物及びタイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017114981A JP2017114981A (ja) | 2017-06-29 |
JP6620009B2 true JP6620009B2 (ja) | 2019-12-11 |
Family
ID=59231013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015250206A Active JP6620009B2 (ja) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | ゴム組成物及びタイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6620009B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3653665A4 (en) | 2017-07-14 | 2021-04-28 | Bridgestone Corporation | COMPOSITION OF RUBBER, AND PNEUMATIC |
WO2023100458A1 (ja) * | 2021-12-03 | 2023-06-08 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ用ゴム組成物、トレッド及びタイヤ |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2562338B2 (ja) * | 1987-12-01 | 1996-12-11 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用ゴム組成物 |
JP2886258B2 (ja) * | 1990-05-08 | 1999-04-26 | 昭和キャボット株式会社 | カーボンブラック及びそれを含有するゴム組成物 |
JPH06228371A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Bridgestone Corp | ゴム組成物 |
JP3316249B2 (ja) * | 1993-03-04 | 2002-08-19 | 東海カーボン株式会社 | ゴム組成物 |
JP2006137830A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Showa Cabot Kk | 導電性の高いカーボンブラック及びそれを含有する高導電性組成物 |
JP5935239B2 (ja) * | 2011-05-25 | 2016-06-15 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用ゴム組成物 |
JP2013023537A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
JP6383602B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2018-08-29 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びタイヤ |
-
2015
- 2015-12-22 JP JP2015250206A patent/JP6620009B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017114981A (ja) | 2017-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6383602B2 (ja) | ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びタイヤ | |
KR100610593B1 (ko) | 하드계 하이스트럭쳐 카본 블랙 및 그 카본 블랙을 배합한 고무 조성물 | |
JP2012207185A (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
JP2007231177A (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
JP6620009B2 (ja) | ゴム組成物及びタイヤ | |
JP4865363B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
EP2995645A1 (en) | Rubber composition and tire using the same | |
JP2007031523A (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物、およびトラック・バス用空気入りラジアルタイヤ | |
EP3006495B1 (en) | Rubber composition | |
JP3809230B2 (ja) | カーボンブラック及びゴム組成物 | |
JP5803371B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
JP2005272734A (ja) | タイヤトレッドゴム配合用カーボンブラック | |
JP2007262307A (ja) | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JPWO2012132235A1 (ja) | ゴム組成物及びタイヤ | |
JP2003096332A (ja) | ハード系カーボンブラック | |
JP4097962B2 (ja) | ソフト系ファーネスカーボンブラック及びこれを含むゴム組成物 | |
JP5617355B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JP5073254B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
JP2007031522A (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物、およびトラック・バス用空気入りラジアルタイヤ | |
JPH06212025A (ja) | ゴム組成物 | |
JP2013023538A (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
KR20090012148A (ko) | 고무 조성물 및 그것을 이용한 타이어 | |
JP2017031307A (ja) | リムクッション用ゴム組成物 | |
JP6638246B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
JP2006160873A (ja) | ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180625 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190305 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190307 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6620009 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S801 | Written request for registration of abandonment of right |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311801 |
|
ABAN | Cancellation due to abandonment | ||
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |