JPH02272043A - 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

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JPH02272043A
JPH02272043A JP1093012A JP9301289A JPH02272043A JP H02272043 A JPH02272043 A JP H02272043A JP 1093012 A JP1093012 A JP 1093012A JP 9301289 A JP9301289 A JP 9301289A JP H02272043 A JPH02272043 A JP H02272043A
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rubber
rubber composition
carbon black
glass transition
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Kinya Kawakami
欽也 川上
Takao Muraki
孝夫 村木
Shigeru Shinoda
茂 篠田
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は良好な操縦安定性、特に夏季のみならず、冬季
も良好な操縦安定性を示すタイヤの製造を可能にするト
レッド用ゴム組成物に関する。
〔従来の技術〕
近年のモータリゼーションの発達によりハイパワー化が
進められている乗用車に対して操縦安定性に優れたタイ
ヤが強く求められている。
この操縦安定性は、ゴム組成物の常温における硬度が同
一、のレベルであれば、そのtanδの高い方が摩擦力
が大きく、タイヤのグリップ力(路面把握力)が大きく
なるから向上する。このようなトレッド用ゴム組成物の
摩擦力を大きくするためには、 ■ ゴム組成物のガラス転移点(Tg )を高(するか
、あるいは ■ ゴム組成物中のカーボンブラックの粒子径を小さく
するのが普通である。
前者の具体例としては、ゴム成分としてTgが一40℃
以上の結合スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン
共重合体ゴム(以下、SBRと略す)やビニル結合量の
多い高ビニル含有量のSBR等がある。しかしながら、
これらTgの高いSBRを配合すると、ゴム組成物のゴ
ム硬度の温度依存性が大きくなり、タイヤ使用温度域(
20〜100°C)におけるゴム硬度の変化が大き過ぎ
るため、たとえば常温でtanδが最大になるように設
定すると、冬季或いは走行中のタイヤの温度上昇に伴う
操縦安定性が低下するという問題があった。
また、後者の例として、カーボンブラックの粒子径を小
さ(すると、ゴム組成物のゴム硬度が必要以上に増大す
るため、タイヤの操縦安定性を向上させるものではなっ
かった。この場合に、プロセス油の配合量を多くするこ
とによりゴム硬度の増大を防止することが可能であるが
、プロセス油の配合量が多くなると、ゴム組成物の物性
が低下する欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、tar+ δが大きく、高いグリップ
力を示し、しかもゴム硬度の温度依存性の小さいタイヤ
のトレッド用として有用なゴム組成物を提供することで
ある。
[課題を解決するための手段] このような本発明の目的は、ガラス転移点(Tg )が
−40℃未満の1種または2種以上のSBRとこのSB
R以外のジエン系ゴムからなるゴム分100重量部当た
り、110〜140m”/gの窒素比表面積(N、SA
)、85〜95 ml/100gの24M40BP吸油
量、55mμ以下の遠心沈降法により測定される凝集体
分布の半値幅(ΔDst)、0.43以下の〔ΔDst
/N5SA)比を有するカーボンブラックを30〜10
0重量部の範囲量配合したタイヤトレッド用ゴム組成物
により達成することができる。
本発明のゴム組成物を構成するゴム成分、カーボンブラ
ックの特性並びにこれらゴム成分とカーボンブラックと
の配合割合について、以下に詳しく説明する。
(1)  ゴム成分ニガラス転移点(Tg )が−40
℃未満の1種または2種以上のSBRとこのSBR以外
のジエン系ゴムからなる。
このゴム組成物中の配合割合は特に限定されるものでは
ないが、S B R’100〜20重量%に対し、この
SBR以外のジエン系ゴムを0〜80重量%の範囲内で
配合することが好ましい。
SBR以外のジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)
、ポリイソプレンゴム、ガラス転移点Tgが一40℃以
上のSBR,ポリブタジェンゴム、ブチルゴム(IIR
)、ハロゲン化ブチルゴムなどを例示することができる
本発明は、ゴム硬度の温度依存性が大きい9、’rgの
高いSBRではなくて、’rgが一40℃未満のSBR
をゴム成分として使用することにより、ゴム組成物の硬
度の温度依存性を小さ(すると共に、タイヤ使用温度域
(−20−100°C)における剛性、引張強さ、耐摩
耗性等の強度特性並びに60゛Cでのtanδの低下を
防止することができるのである。
(2)カーボンブラック:窒素比表面積(NASA)f
J< 110〜140m”/g 、  24M40 B
 P吸油量カ85〜95 m+1/100g 、遠心沈
降法により測定される凝集体分布の半値幅(ΔDst)
が55mμ以下であることが必要である。すなわち、こ
のようなカーボンブラックを使用したことによって、前
述したガラス転移点Tgが一40°C未満のSBRの使
用が可能になるのである。
しかし、上記窒素比表面積(NASA)が110輪”/
g未満であると、60℃におけるゴム組成物のtanδ
を所望の水準以下のものとし、グリップ力を低下させて
操縦安定性を向上させることができない、他方、N、S
Aが140m”/gを超えるとゴム組成物のtanδが
増大し、グリップ力は改良されるが、低温時の硬度が増
加し、冬季操縦安定性が低下する。
また、上記24M40BP吸油量が85s 1 /10
0g未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性が低下し、タ
イヤトレッド用ゴム組成物としての実用性能が満足され
なくなる。一方、95 ml/100gを超えると引張
強さの低下が大きくなるため実用に供することができな
い。
さらに遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅
(ΔDst)が55mμを超えると0℃および60℃に
おける前述したtanδが所望の水準に達せず、操縦安
定性の良好なゴム組成物が得られない。
なお、ここで遠心沈降法とはジツイス・レーベル社製デ
ィスクセントリフユ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
い粒子は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。
この凝集体分布の半値幅(ΔDst)はカーボンブラッ
ク粒子が強固に融着結合したWl集体の大きさの分布、
性状を示すパラメーターである。
したがって、カーボンブラックの生成過程における反応
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(ΔDst)は
カーボンブラックの窒素比表面積(N□SA)と相関す
る関係にあり、二〇N!S^が大きくなるにつれてΔD
stは小さくなり、〔ΔDst/ToSA )比が小さ
くなる傾向がある。
本発明のゴム組成物の0°Cおよび60°Cにおけるt
anδを高くする上で、上記窒素比表面積(NaSA)
に対するΔDstの〔ΔDst/N*SA]比を0.4
3以下とすることが必要である。この値が0.43を趙
えると、NASA110〜1401a″/gの範囲にあ
るカーボンブラックを用いたときに、0°Cおよび60
°Cにおけるtanδが所望の水準に達しなくなるため
好ましくない。
(3)配合割合:前記カーボンブラックの配合量はゴム
成分100重量部に対して30〜100重量部であるこ
とが必要である。
カーボンブラックの配合量が30重量部未満では、トレ
ッドゴム用としての耐摩耗性が不十分になるし、他方、
100重量部を超えるとゴム中にカーボンブラック粒子
が均一に分散し難くなり、良好なゴム組成物が得られな
くなる。
さらに本発明に使用するゴム組成物は、その−10°C
におけるゴム硬度と20℃におけるゴム硬度との差ΔH
aが12以下、好ましくは10以下であることが望まし
い。
本発明のゴム組成物は、上記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。
〔実施例〕
以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお、実施例の表中のカーボンブラックの窒素比表面積
(NASA)、24M4DBP吸油量、凝集体分布の半
値幅くΔDst) 、tanδおよびガラス転移点(T
g )は、それぞれ次の測定方法により測定した値であ
る。
NS^ :  ASTM−03037−78″5tan
dard Methods of Treating 
Carbon Black−3urface Area
 by Nitrogen AdsorptionMe
thod Cによる。
24M40BP  ’   :  ASTMD−349
3による。
の    ΔDst)  :ディスクセントリフェージ
(英国Joice Loeb1社製)を用いて次の方法
により測定した。すなわち、カーボンブラックを精秤し
、20容量χの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111度を5■/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0次に、
ディスクセントリフエージの回転速度を800Orpm
に設定し、スピン液(蒸溜水)10sj2をこのディス
クセントリフエージに加えた後に0.5mF!のバッフ
ァー液(20容量χ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、光沈降決によりストークス
径で換算された凝集体分布曲線を作成する。そのヒスト
グラムにおける最多頻度(最大吸光度)の%のときの凝
集体の分布値を半値幅(ΔDst)とする。
tanδ: 粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所■製)を用いて
温度O℃および60℃、歪率10±2%、周波数20七
で測定した値である。0°Cにおけるtanδは湿潤路
でのグリップ力の尺度であり、60℃におけるtari
δは乾燥路でのグリップ力の尺度である。いずれの場合
もtanδの値の大きい方がタイヤのグリップ力が大き
い。
ガース−占 T ): JISに6301によって測定した。
第1表に示す4種類のカーボンブラック並びに第2表に
示す4種類のSBRを使用して、第3表に示す配合組成
(重量部)を有する12種類のゴム組成物を作成した。
これらのゴム組成物について、それぞれ160°Cで3
0分間加硫して得られた加硫物の−lO℃と20°Cに
おけるJIS硬度、ΔEls、 0℃および60℃にお
けるtanδを測定し、その結果を第3表に示した。
(本真以下、余白) 第2表 表中、S B R−1712は日本ゼオン■製1ニボー
ル”1712、S B R−1534は旭化成■製“タ
フデン” 1534、S B R−1502は日本ゼオ
ン■製“ニポール′″1502である。
上表中、横)は昭和キャボット■製の“ショウブラック
′″IS !>は三菱化成工業■製の“ダイアブラック
”Aである。
(本真以下、余白) 第3表に示す通り、本発明に規定する物性値を満足する
CB−1およびCB−2を配合した実施例1と2は、本
発明に規定する物性値を満足しないCB−N220を配
合しただけが相違する比較例1と一10℃および20℃
におけるゴム硬度は同じである。しかし、0℃と60℃
におけるtan 6がいずれも大きく、湿潤路並びに乾
燥路におけるグリップ力が大きく、操縦安定性に優れた
ゴム組成物であることが判る。また、本発明に規定する
物性値を満足しないCB−NIIOを配合しただけが相
違する比較例2は、実施例1と2に比べて0℃と60℃
におけるtanδがいずれも小さく、かつゴム硬度も大
きい。
また、実施例1においてゴム成分の種類と配合量を変更
した4種類のゴム組成物について、それぞれカーボンブ
ランクの種類のみ変更したところ、実施例3と比較例3
、実施例4と比較例4、実施例5と比較例5および実施
例6と比較例6に示すように、いずれも本発明に規定す
る物性値を満、足するカーボンブラックを含有するもの
は、tanδが大きく、トレッドゴム用として操縦安定
性の良好なゴム組成物であることが判る。また、Tgが
一40℃以上の21℃の5BR−2を配合した比較例7
は、−10℃におけるJIS硬度が増大し、ΔHsが大
きくなり、冬季性能が低下することが判る。
次に、実施例1、比較例1、実施例5並びに比較例5の
4種類のゴム組成物を、それぞれトレッドゴムとして使
用し、本発明タイヤl、■、対比タイヤ11■の4種類
のタイヤを作成した。
これら4種類のタイヤについて、ドライおよび雪上操縦
安定性並びにウェット制動性を評価し、第4表に示す結
果を得た。
これらのタイヤのサイズはいずれも195/60R14
である。
操縦安定性とウェット制動性は次の方法により評価した
値である。
1亘宏定性: フィーリング評価による。それぞれ対比タイヤIおよび
■の評価結果を100とし、それぞれこれに対する本発
明タイヤIおよび■の評価結果を指数で示した。指数値
が大きいほど操縦安定性は優れている。
皇五ヱ上N監性: 水深が1〜3111+のウェット路面に於ける制動距離
を測定し、対比タイヤ■および■のの制動距離を100
とし、それぞれこれに対する本発明タイヤIおよび■の
制動距離を指数で示した。
この指数値が大きいほど制動性に優れている。
第4表 第4表から明らかなように、前記ca−iを含有する実
施例1のゴム組成物をトレッドゴムとして使用した本発
明タイヤIは、前記CB−N220を含有する比較例1
のゴム組成物をトレッドゴムに使用した対比タイヤ■に
比べて、雪上操縦安定性が変わらないが、ウェット制動
性に優れ、ドライ操縦安定性が大幅に改良されることが
判る。
また、CB−1を含有する実施例5のゴム組成物をトレ
ンドゴムに使用した本発明タイヤ■と、CB−NIIO
を配合した比較例5のゴム組成物をトレンドゴムに使用
した対比タイヤ■とを比較すると、本発明タイヤ■はド
ライ操縦安定性に優れ、かつウェット制動性並びに雪上
操縦安定性が著しく向上することが判る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、ゴム成分として
ガラス転移点が一40℃未満の1種または2種以上のS
BRを使用し、かつこのSBRに対して前述した特定の
カーボンブランクを配合することにより、0℃並びに6
0℃でのtandが共に高く、低温および高温の如何に
かかわらず、常にグリップ力を高度に維持することがで
きる。したがって、夏季のみならず、冬季においてもタ
イヤの操縦安定性を優れたものとし、またドライ操縦安
定性のみならず、雪上操縦安定性に優れ、かつウェット
制動性の良好なトレッド用ゴム組成物とすることができ
る。
代理人 弁理士 小 川 信 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガラス転移点−40℃未満の1種または2種以上のスチ
    レン−ブタジエン共重合体ゴムと該ゴム以外のジエン系
    ゴムとからなるゴム成分100重量部に対し、窒素比表
    面積(N_2SA)が110〜140m^2/g、24
    M4DBP吸油量が85〜95ml/100g、遠心沈
    降法により測定される凝集体分布の半値幅(ΔDst)
    が55mμ以下およびΔDst/N_2SA比が0.4
    3以下であるカーボンブラックを30〜100重量部配
    合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
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JP6256658B1 (ja) * 2017-03-07 2018-01-10 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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