JPH0525327A - 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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JPH0525327A
JPH0525327A JP3205666A JP20566691A JPH0525327A JP H0525327 A JPH0525327 A JP H0525327A JP 3205666 A JP3205666 A JP 3205666A JP 20566691 A JP20566691 A JP 20566691A JP H0525327 A JPH0525327 A JP H0525327A
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JP
Japan
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rubber composition
carbon black
weight
parts
rubber
Prior art date
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Pending
Application number
JP3205666A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuguyoshi Yamada
紹良 山田
Yukitoshi Ajiro
行敏 網代
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.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
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Publication of JPH0525327A publication Critical patent/JPH0525327A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤトレッドゴム組成物の改質によりウェ
ット性および耐摩耗性を損なうことなく、タイヤの低燃
費性を大幅に向上させる。 【構成】 SBRを少なくとも50重量部含有するジエン
系ゴム100 重量部に対し、N2SA120 〜180 m2/gおよび
ジブチルフタレート吸油量(DBP)120 ml/100 g以
上を有するカーボンブラックが15〜50重量部配合された
ゴム組成物であって、温度60℃で測定した損失正接tan
δの値が0.15以下、温度0℃で測定した損失正接tan δ
の値が0.45以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿潤路面での制動性能
(以下ウェット性と称する)および耐摩耗性を損なうこ
とのない低燃費用タイヤのトレッド用ゴム組成物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、乗用車の排気ガス規制等から、車
の低燃費性能が環境問題としてクローズアップされてき
ている。低燃費性能の改良を図るには、転動抵抗を低減
することが有効である。この転動抵抗の主要因はタイヤ
を構成する材料の内部摩擦であり、トレッドサイドウォ
ール、カーカス、インナーライナー等の各部分の内部摩
擦が考えられるが、これらの中でもトレッドの寄与が一
番大きく、よってトレッド配合ゴムの圧縮、曲げ剪断等
によるエネルギー損失の低減を図ることが転動抵抗の低
減に最も有効である。尚、転動抵抗は60℃における損失
正接tan δとの相関が大きいため、低燃費性改善にはこ
の値を小さくしてやる必要がある。
【0003】これまでは、60℃におけるtan δを小さく
する技術としては、トレッド用ゴム組成物に配合される
補強剤としてカーボンブラックに着目して、添加するカ
ーボンブラックを単純に減量したり、使用するカーボン
ブラックを低級化し、即ちカーボンブラックの粒子径を
大きく、例えば窒素吸着比面積(N2SA)を90m2/gとする
こと等が知られている。この他にも、ポリマーの改良等
も行われているが、これらの組み合わせをもってして
も、他のタイヤ要求性能を考慮すると、必ずしも満足の
いく結果は得られなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】しかし、近年、地球環境
問題等の社会的ニーズの高まりにより、タイヤにも更に
これまでの従来タイヤに比し大幅な低燃費化が要求され
ている。この要求を満足するために、従来技術の延長で
カーボンブラックのグレードの低級化(大粒子径化)ま
たは減量を行った場合、ウェット性や耐摩耗性が低下す
るという問題が生ずる。
【0005】ウェット性は、温度0℃における損失正接
tan δに良く相関する性能であり、この値が大きい程ウ
ェット性は改良される。オイルショック以降、低燃費タ
イヤの要求の高まりにより60℃におけるtan δを小さく
してなおかつ0℃におけるtan δを大きくするために、
溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR)が幅広く検
討され、ハイビニルSBRや、ポリマーとカーボンブラ
ックの結合性に着目した末端変性ポリマーの適用が提案
された。
【0006】しかし、これら技術をすべて組み合わせた
としても、ウェット性や耐摩耗性を考慮すると低燃費性
改善のために60度におけるtan δを下げることには限
界があり、実際の汎用低燃費用タイヤのトレッドゴムの
60℃におけるtan δは0.25程度であった。
【0007】そこで本発明の目的はウェット性および耐
摩耗性を損なうことなく、トレッドゴムの改質によりタ
イヤの低燃費性を大幅に向上させることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトレッドゴム組成物は、SBRを少なくと
も50重量部含有するジエン系ゴム100 重量部に対し、N2
SA120 〜180 m2/gおよびジブチルフタレート吸油量
(DBP)120 ml/100 g以上を有するカーボンブラッ
クが15〜50重量部配合されたゴム組成物であって、温度
60℃で測定した損失正接tan δの値が0.15以下、温度0
℃で測定した損失正接tan δの値が0.45以上であること
を特徴とするものである。
【0009】本発明においては、上記N2SAが130 〜180
m2/g以上であることが好ましく、またDBPが140 ml
/100 g以上であることが好ましい。
【0010】本発明において使用することのできるジエ
ン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SB
R)、ブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(NR)、イ
ソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げ
られる。
【0011】また、本発明に係るカーボンブラックは芳
香族成分の高い原料を用い、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、反応時間、燃焼ガ
ス流速チョーク部での原料油濃度等を制御することによ
り製造することができる。
【0012】尚、本発明のゴム組成物にはゴム業界で通
常使用される配合剤、例えばオイル架橋剤、加硫促進
剤、加硫促進助剤、老化防止剤、亜鉛華等を必要に応じ
て適宜配合することができるのは勿論のことである。
【0013】
【作用】本発明者らは、ウェット性および耐摩耗性を維
持したまま転動抵抗を低減する手段としては補強性の高
いカーボンブラックを使用することが極めて有効である
ことを見出した。カーボンブラックによる補強システム
はカーボンブラックの比表面積とカーボンブラックの粒
子のつながりとによって構成されている。かかる比表面
積はN2SAによって表され、また粒子のつながりはDBP
によって表される。
【0014】本発明のゴム組成物は、配合カーボンブラ
ックの特性としてN2SAが120 〜180m2 /g、好ましくは
130 〜180m2 /gでかつDBPが120 ml/100g以上、
好ましくは140 ml/100 g以上であることを要する。こ
のカーボンブラックの特性としてのN2SAが120 m2/g未
満またはDBPが120 ml/100 g未満の場合は十分な強
度が得られず、好ましくない。一方、N2SAが180 m2/g
を超えると転動抵抗の低減が図れない。
【0015】また、本発明においては、かかるカーボン
ブラック量はゴム分100 重量部に対し15〜50重量部、好
ましくは25〜40重量部であることを要する。このカーボ
ンブラック量が50重量部を超えると、60℃におけるtan
δが大きくなり、転動抵抗の低減が図れなくなり、一方
15重量部よりも少ないと補強性が不足し、十分な耐摩耗
性を確保することができなくなる。
【0016】本発明に使用するポリマーとしては、0℃
におけるtan δの値を大きくするためSBRをゴム成分
100 重量部に対し少なくとも50重量部配合することを要
する。このSBRは乳化重合品、溶液重合品の単独また
はブレンドのいずれでもよい。尚、SBRとブレンド可
能なポリマーはNR、BR、IIR等各種ポリマーの単
独またはこれらのブレンドとすることができる。
【0017】実用上十分なウェット性および耐摩耗性を
確保し、しかも従来の低燃費タイヤに比し大幅に低燃費
性能を向上せしめるためには、上述した材料を適宜組み
合わせ、60℃におけるtan δを0.15以下、0℃における
tan δを0.45以上になるようにすることが必要である。
60℃におけるtan δが0.15以上では、この値が0.25以上
の従来の低燃費用タイヤの汎用トレッドゴムに比し、十
分な低燃費性能の改良効果を期待することができない。
また、実用上、十分なウェット性があるとして市場評価
されている汎用タイヤの0℃におけるtan δは0.45以上
である。
【0018】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。下記の表1に示すカーボンブラック種を用い、これ
らカーボンブラックを変量させて下記の表2に示す配合
処方(重量部)に従い配合し、各種供試ゴム組成物を調
製した。
【0019】
【0020】得られた各種供試ゴム組成物につき、下記
に示す各測定試験を実施した。損失正接(tan δ) 岩本製作所(株)製スペクトロメータにて、初期歪10
%、動歪1%、周波数60Hz並びに温度60℃および0℃の
条件下にてtan δを測定した。カーボンブラックの特性値 N2SAはASTM D 3037 −89に準拠し、またDBP はASTM D 2
414 −90に準拠して夫々に測定した。
【0021】転動抵抗 供試ゴム組成物をトレッドのキャップ/ベース構造のキ
ャップのみに適用し、かつベースに転動抵抗のみを重視
したゴムを適用して各種タイヤを試作した。このような
構成としたのは効果的に低燃費タイヤが得られるからで
ある。次いで、ドラム走行試験により直径1707mmのドラ
ムを一旦回転駆動させた後、クラッチを切り蛇行回転中
の減速の度合を比較例1を100 として指数表示した。数
値が小さい程結果が良好である。尚、ドラム走行試験の
条件は、供試タイヤの充填内圧1.7 kg/cm2 、荷重445
kgとし、すべて一様に揃えた。
【0022】耐摩耗性 供試ゴム組成物を次のようにして試験室にてランボーン
摩耗評価に供した。先ず、供試ゴム組成物において、レ
オメータでトルクが最高値をとる時間を測定し、この時
間の1.2 倍で加硫した。次いで、加硫したゴム組成物を
スリップ率10%、荷重4.5 kgでランボーン摩耗を評価
し、比較例1を100 として指数表示した。数値が大きい
程結果が良好である。
【0023】ウェット性 米国のUTQGS(タイヤ品質等級基準)で定められた
方法に従い、タイヤを試験用トレーラーに装着し、充填
空気圧1.7 kg/cm2 、荷重445 kgの条件下で湿潤アスフ
ァルト密粒度路面上を走行し、タイヤの回転をロックし
たときの摩擦抵抗を測定し、指数にて対比した。数値の
大きい程結果が良好である。得られた結果を下記の表2
に併記する。
【0024】
【表2】
【0025】上記表2に示す試験結果から次のことが確
かめられた。比較例1をコントロールとして、この従来
技術のカーボンブラックを減量して転動抵抗を低減させ
ようとすると、比較例2,3のように、耐摩耗性が大幅
に低下してしまう。これに対して、本発明に係るカーボ
ンブラック種(C,D)を使用すると、実施例1, 2の
ように、60℃におけるtan δを0.15以下、0℃における
tan δを0.45以上に夫々確保しながら、耐摩耗性も問題
ないレベルが得られる。
【0026】カーボンブラック量に関しては、比較例4
のように少な過ぎては耐摩耗性が不足し、一方比較例5
のように多過ぎると転動抵抗が大(60℃におけるtan δ
が0.15より大)となるため、カーボンブラック量はゴム
成分100 重量部に対し15〜50重量部、好ましくは25〜40
重量部内である。また、ポリマーに関しては、比較例9
と実施例6の対比から、SBR分が50重量部未満では転
動抵抗とウェット性の両立ができなくなるため、SBR
は50〜100 重量部は必要である。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のタイヤ
トレッド用ゴム組成物においては、特定のゴム成分に対
し、特定の特性を有するカーボンブラックを所定量配合
し、なおかつ0℃および60℃における損失正接を夫々所
定の値としたことによりウェット性および耐摩耗性を損
なうことなくタイヤの低燃費性を従来の低燃費タイヤ対
比20%以上向上させることができるという効果が得られ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレンブタジエンゴムを少なくとも50
    重量部含有するジエン系ゴム100 重量部に対し、窒素吸
    着比表面積120 〜180 m2/gおよびジブチルフタレート
    吸油量120 ml/100 g以上を有するカーボンブラックが
    15〜50重量部配合されたゴム組成物であって、温度60℃
    で測定した損失正接tan δの値が0.15以下、温度0℃で
    測定した損失正接tan δの値が0.45以上であることを特
    徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 上記窒素吸着比表面積が130 〜180 m2
    gでかつジブチルフタレート吸油量が140 ml/100 g以
    上である請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
JP3205666A 1991-07-23 1991-07-23 タイヤトレツド用ゴム組成物 Pending JPH0525327A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006240507A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 空気入りタイヤ
US20230019388A1 (en) * 2019-12-12 2023-01-19 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire

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JP4566788B2 (ja) * 2005-03-04 2010-10-20 東洋ゴム工業株式会社 乗用車用空気入りタイヤ
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