JPH0693137A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JPH0693137A
JPH0693137A JP4240865A JP24086592A JPH0693137A JP H0693137 A JPH0693137 A JP H0693137A JP 4240865 A JP4240865 A JP 4240865A JP 24086592 A JP24086592 A JP 24086592A JP H0693137 A JPH0693137 A JP H0693137A
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carbon black
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隆 城川
Atsushi Kanazawa
厚 金沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性と低発熱性とにすぐれたタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を提供すること。 【構成】 本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴ
ム 100重量部に対し、CTABが110 〜150m2/g、24M
4DBPが115 〜135ml/100g、波長342nm におけるトル
エン着色透過度が70%以下、遠心沈降法による凝集体ス
トークス相当径D stが100nm 以下、およびこのDstと遠
心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅ΔDSt
の比ΔDSt/Dstが0.60〜0.80の特性を満足するカーボ
ンブラックを30〜150重量部含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤトレッド用ゴム
組成物の改良に関し、さらに詳しくは、発熱性と耐摩耗
性を改良した、特にトラック、バス用タイヤに好適なタ
イヤ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】タイヤトレッド用ゴム組成物としては、
天然ゴム (NR) 、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
(SBR) 、およびポリブタジエンゴム (BR) などの
ゴムと、これらゴムに対する補強充填材としてのカーボ
ンブラックとの配合物が従来から広く用いられている。
そして、前記ゴムの種類や分子量、前記カーボンブラッ
クの種類、特性や配合量、さらには配合するオイルの種
類や配合量などを適宜設定することによって、タイヤト
レッド用ゴム組成物の混合加工性、ゴム弾性、発熱性、
耐摩耗性、および機械的性質などの種々の特性の改良が
図られている。
【0003】ところで、従来、タイヤトレッド用ゴム組
成物の耐摩耗性を改良する方法としては、粒子径が小さ
く、比表面積の大きいカーボンブラックを使用したり、
カーボンブラックの配合量を多くする方法が知られてい
るが、これらの方法ではゴム組成物の粘度が上昇し、著
しく混練作業性を低下させる上に、さらにカーボンブラ
ックの分散を悪化させることになる。同時にゴム組成物
の発熱性を増大させるという欠点がある。
【0004】また、逆にタイヤトレッド用ゴム組成物の
発熱性を改良するためには、配合するカーボンブラック
の粒径を大きくするか、またはカーボンブラックの配合
量を減らす方法が知られているが、この方法においては
発熱性こそ改良し得ても、耐摩耗性の低下を招くという
問題があることから、タイヤトレッド用ゴム組成物にお
ける耐摩耗性と発熱性は二律背反の関係にあり、両者を
均衡に改良することは困難であるとされていた。
【0005】しかし、それでもなおタイヤトレッド用ゴ
ム組成物の耐摩耗性と発熱性を併せて改良するための試
みが数多くなされており、たとえばカーボンブラックの
CTAB、24M4DBP、ISAFのアグリゲートの粒
径分布、およびトルエン着色透過度などを最適化する方
法などが、特開昭63-264647号公報、特開昭64-74242号
公報、特開平1-144434号公報、特開平2-22348号公報、
および特開平2-286727号公報などにより提案されている
が、いまだに十分な耐摩耗性と低発熱性とを兼備したタ
イヤトレッド用ゴム組成物は得られていないのが実情で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、耐摩耗性と低発熱性とにすぐ
れたタイヤトレッド用ゴム組成物の提供を目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤトレッド
用ゴム組成物は、ゴム 100重量部に対し、CTABが11
0 〜150m2/g、24M4DBPが115 〜135ml/100g、波長3
42nm におけるトルエン着色透過度が70%以下、遠心沈
降法による凝集体ストークス相当径Dstが100nm 以下、
およびこのDstと遠心沈降法により測定される凝集体分
布の半値幅ΔD Stとの比ΔDSt/Dstが0.60〜0.80の特
性を満足するカーボンブラックを30〜150重量部含有す
ることを特徴とする。
【0008】このように本発明では、上記特定の特性を
有するカーボンブラックを使用したため、従来のゴム組
成物に比較して、発熱性の指標である60℃のtan δを著
しく改善可能であるばかりか (tan δを小さく) 、きわ
めてすぐれた耐摩耗性を確保することができる。以下、
本発明の構成につき詳しく説明する。
【0009】本発明で使用するゴムとしては、天然ゴム
(NR) 、スチレン−ブタジエン重合体ゴム (SBR)
、およびポリブタジエンゴム (BR) などであって、
とくに制限されるものではなく、タイヤの種類や所望の
タイヤ特性に応じて任意に選択使用することができる。
ただし、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において
は、CTABが110 〜150m2/g、好ましくは125 〜145 m
2/g 、24M4DBPが115 〜135ml/100g、好ましくは11
5 〜130ml/100g、波長342nm におけるトルエン着色透過
度が70%以下、遠心沈降法による凝集体ストークス相当
径Dstが100nm 以下、およびこのDstと遠心沈降法によ
り測定される凝集体分布の半値幅ΔDStとの比ΔDSt
stが0.60〜0.80の特性を満足するカーボンブラックを
使用することが重要である。カーボンブラックがこれら
の特性を一つでも欠く場合には、本発明の目的を満たす
タイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができない。
【0010】すなわち、カーボンブラックのCTABお
よび24M4DBPに関する規定範囲は、いわゆるタイヤ
トレッド用カーボンブラックの汎用範囲をカバーするも
のであり、この規定範囲外では、たとえ下記に説明する
波長342nm におけるトルエン着色透過度、Dst、および
ΔDSt/Dstの規定を満たしたとしても、耐摩耗性およ
び発熱性のいずれかまたは一方が悪化する傾向を示すこ
とになるため好ましくない。
【0011】また、上記カーボンブラックの波長342nm
におけるトルエン着色透過度は、とくに組成物の低発熱
化にとって欠かすことができない条件であり、70%を超
える場合には、満足のいく低発熱性が得られない。な
お、トルエン着色透過度は、一般にカーボンブラック表
面の有機物の量を示す尺度として考えられており、JI
S規格では波長420nm での測定値が用いられている。そ
して、カーボンブラックのトルエン着色透過度が低いほ
ど、ゴムとの相互作用が高く、高補強性と低発熱性の両
立がもたらされると考えられている。しかしながら、本
発明者らの検討によれば、波長420nm で測定したトルエ
ン着色透過度が単純に低いカーボンブラックを使用する
場合には、カーボンブラックの転化率が低く、収率が低
下するばかりか、かえってゴムとの相互作用が阻害され
る傾向があることが判明した。そこで、本発明者らは、
ゴムとの相互作用を高くするために必要なカーボンブラ
ックの表面性状についてさらに検討を進めた結果、従来
の波長420nm に代えて、より短波長である波長342nm の
条件にて測定したトルエン着色透過度を尺度とし、その
測定値を70%以下に規定することによって、たとえ長波
長側のトルエン着色透過度が高くとも、ゴムとの相互作
用が十分に高く、発熱性がきわめて改良されたタイヤ用
ゴム組成物が得られることが見出した。しかし、たとえ
波長342nm の条件にて測定したトルエン着色透過度であ
っても、その値が70%を超えるものを使用する場合に
は、発熱性の低下が少ない。そこで、本発明では、その
値を70%以下としている。
【0012】Dstは遠心沈降法による凝集体ストークス
相当径分布における最大頻度のストークス相当径(nm)で
あって、この値が100nm より大きいと満足のいく耐摩耗
性が得られない。また、このDstと遠心沈降法により測
定される凝集体分布の半値幅ΔDStとの比ΔDSt/Dst
が0.60未満では発熱性が悪化し、一方、0.80を超えると
耐摩耗性が低下する。なお、ここでいう遠心沈降法と
は、ジョイス・レーブル社製ディスク・セントリフュー
ジを使用して凝集体分布を測定する方法であって、これ
はストークス径の大きい粒子ほど速く拡散することを利
用して、沈降粒子の大きさを求めるという方法である。
【0013】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
ゴム 100重量部に対し上記カーボンブラックを30〜150
重量部含有する。30重量部未満では目的とする耐摩耗性
が得られず、 150重量部を超えるとゴム組成物の混練性
が著しく低下し、好ましくない。なお、本発明のタイヤ
トレッド用ゴム組成物には、カーボンブラックが上記の
条件を満たすかぎりにおいて、オイル、加硫剤、老化防
止剤、および加硫促進剤などの他の配合物を任意に配合
することができる。
【0014】
【実施例】表1に示す配合内容にて7種類のゴム組成物
を調製した (比較例1〜4、実施例1〜3) 。この場合
に用いたカーボンブラックの種類を表2に示す。なお、
カーボンブラック特性の測定方法は下記のとおりであ
る。CTAB :ASTM-D3765-80 による。24M4DBP吸油量 :ASTM D-3493 による。トルエン着色透過度 :JIS K6221において、測定波長
を342nm とする。st、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5mg/100cc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 JoiceLoebl 社製) を8000rpm
の回転速度に設定し、スピン液(蒸溜水)を10ml加えた
のち、0.5ml 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凝集体ス
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(nm)とす
る。また、最多頻度の1/2 のときの凝集体分布値を半値
幅(ΔDSt)とする。
【0015】得られたゴム組成物を、JIS K6301に規
定した加硫用プレス機を用いて、150℃で30分間プレス
加硫し、加硫物の物性を評価した。この結果を表3に示
す。表 1 配 合 剤 重量部 天然ゴム (RSS#1) 100.0 カーボンブラック 50.0 亜 鉛 華 *1 5.0 ステアリン酸 3.0 アロマオイル *2 6.0 加硫促進剤TBBS *3 0.80 硫 黄 2.20 注) *1 正同化学製、亜鉛華3号。
【0016】*2 共石プロセス X-140。 *3 N−t−ブチル−ベンゾチアゾリルスルフェンア
ミド、モンサント製 Santocure NS。
【0017】 ついで、各ゴム組成物を 150℃で30分プレス加硫して得
られた加硫物について、下記の方法により耐摩耗性およ
び発熱性の指標であるtan δを測定した結果を表3に併
せて示す。
【0018】耐摩耗性の評価方法:ランボーン式摩耗試
験機により、試験片円盤と研摩円盤とを角度をつけずに
接触回転させ、この時の試験片との間に25%のスリップ
を生じさせて、単位時間当りの試験片の摩耗量を測定し
た結果を指数評価 (指数大ほど耐摩耗性良好) 。tan δの測定方法 :粘弾性スペクトロメータ (岩本製作
所社製) を用いて、温度60℃、歪み率10±2%、周波数
20Hzの条件で測定 (数値が小さいほど発熱性良好) 。
【0019】 表3の結果から明らかなように、本発明のタイヤ用ゴム
組成物は、すぐれた耐摩耗性と発熱性を均衡して具備し
ている。
【0020】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
タイヤトレッド用ゴム組成物は、発熱性の指数である60
℃のtan δを著しく改善可能であるばかりか (tan δを
小さくする) 、きわめてすぐれた耐摩耗性を確保可能で
あり、耐摩耗性と発熱性とが共にすぐれることから、タ
イヤのトレッド用としてはもちろんカーカス、ブレーカ
ー、サイドゴム、ビードフィラー、およびチェファーな
どの各部形成用ゴムとしても有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム 100重量部に対し、CTABが110
    〜150m2/g、24M4DBPが115 〜135ml/100g、波長342
    nm におけるトルエン着色透過度が70%以下、遠心沈降
    法による凝集体ストークス相当径Dstが100nm 以下、お
    よびこのDstと遠心沈降法により測定される凝集体分布
    の半値幅ΔDStとの比ΔDSt/Dstが0.60〜0.80の特性
    を満足するカーボンブラックを30〜150重量部含有する
    タイヤトレッド用ゴム組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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