JPH0764957B2 - 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Info
- Publication number
- JPH0764957B2 JPH0764957B2 JP2226240A JP22624090A JPH0764957B2 JP H0764957 B2 JPH0764957 B2 JP H0764957B2 JP 2226240 A JP2226240 A JP 2226240A JP 22624090 A JP22624090 A JP 22624090A JP H0764957 B2 JPH0764957 B2 JP H0764957B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- rubber
- tire tread
- rubber composition
- performance
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- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高度の耐摩耗性と、改善されたグリップ性能
ならびに耐ウエットスキッド性能を兼備するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物に関する。
ならびに耐ウエットスキッド性能を兼備するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物に関する。
近年、自動車の高性能化に伴って高速性能や安定走行に
対する要求が高まり、タイヤトレッド部の性能向上につ
いても活発な研究開発が進められている。とくに高速安
定走行に耐える高度の耐摩耗性を損なうことなしに、乾
いた路面および濡れた路面のいずれにおいても路面把持
力の大きい、換言すれば優れた耐摩耗性、グリップ性能
ならびに耐ウエットスキッド性能を同時に備えるタイヤ
トレッドが強く要求されている。
対する要求が高まり、タイヤトレッド部の性能向上につ
いても活発な研究開発が進められている。とくに高速安
定走行に耐える高度の耐摩耗性を損なうことなしに、乾
いた路面および濡れた路面のいずれにおいても路面把持
力の大きい、換言すれば優れた耐摩耗性、グリップ性能
ならびに耐ウエットスキッド性能を同時に備えるタイヤ
トレッドが強く要求されている。
このような要求性能をゴム補強用カーボンブラックの特
性面から満足させるためには、一次粒子径を小さくし、
比表面積を大きくすることが有効とされているが、カー
ボンブラックの一次粒子径を小さくしすぎると、ゴム中
でのカーボンブラックの分散性が低下してタイヤトレッ
ドとした場合に目的とする耐摩耗性およびグリップ性能
の向上が得られなくなる。
性面から満足させるためには、一次粒子径を小さくし、
比表面積を大きくすることが有効とされているが、カー
ボンブラックの一次粒子径を小さくしすぎると、ゴム中
でのカーボンブラックの分散性が低下してタイヤトレッ
ドとした場合に目的とする耐摩耗性およびグリップ性能
の向上が得られなくなる。
本発明者は、ゴム成分と配合するカーボンブラックの表
面活性を適度に抑制すると高耐摩耗性を維持しながらグ
リップ性能を優位に向上させることができることを知見
し、すでにゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面
積（N2SA）が100m2/g以上、DBP吸油量が100ml/100g以上
であり、酸素と水素の含有量がカーボンブラック100g当
り0.35g当量以下のカーボンブラックを30〜200重量部配
合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物を開発した（特
開平１−185342号公報）。
面活性を適度に抑制すると高耐摩耗性を維持しながらグ
リップ性能を優位に向上させることができることを知見
し、すでにゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面
積（N2SA）が100m2/g以上、DBP吸油量が100ml/100g以上
であり、酸素と水素の含有量がカーボンブラック100g当
り0.35g当量以下のカーボンブラックを30〜200重量部配
合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物を開発した（特
開平１−185342号公報）。
ところが、前記特開平１−185342号の発明ではもう１つ
の要求性能である耐ウエットスキッド性を向上させるこ
とができない問題点が残されていた。
の要求性能である耐ウエットスキッド性を向上させるこ
とができない問題点が残されていた。
本発明は、前記の先行技術に更に改良を加えるべくカー
ボンブラック表面性状と配合ゴム性能との関係について
解明を進めた結果、先願の特性要件と併せてカーボンブ
ラックに含有される硫黄成分を一定量以下に抑制する
と、耐ウエットスキッド性能が効果的に改善させること
を確認した。
ボンブラック表面性状と配合ゴム性能との関係について
解明を進めた結果、先願の特性要件と併せてカーボンブ
ラックに含有される硫黄成分を一定量以下に抑制する
と、耐ウエットスキッド性能が効果的に改善させること
を確認した。
本発明は、かかる技術的解明に基づいて開発されたもの
で、高速安定走行に必要な高耐摩耗性、高グリップ性能
および高耐ウエットスキッド性能を兼備するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物の提供を目的としている。
で、高速安定走行に必要な高耐摩耗性、高グリップ性能
および高耐ウエットスキッド性能を兼備するタイヤトレ
ッド用ゴム組成物の提供を目的としている。
上記の目的を達成するための本発明によるタイヤトレッ
ドゴム組成物は、窒素吸着比表面積（N2SA）が100m2/g
以上、DBP吸油量が100ml/100g以上であり、硫黄含有量
が0.15重量％以下で、かつ酸素と水素の合計含有量がカ
ーボンブラック100g当たり0.35g当量以下のカーボンブ
ラックを、ゴム成分100重量部に対し30〜200重量部配合
してなることを構成上の特徴とする。
ドゴム組成物は、窒素吸着比表面積（N2SA）が100m2/g
以上、DBP吸油量が100ml/100g以上であり、硫黄含有量
が0.15重量％以下で、かつ酸素と水素の合計含有量がカ
ーボンブラック100g当たり0.35g当量以下のカーボンブ
ラックを、ゴム成分100重量部に対し30〜200重量部配合
してなることを構成上の特徴とする。
本発明に適用されるカーボンブラックの各特性値は、下
記の測定方法によるものとする。
記の測定方法によるものとする。
（１）窒素吸着比表面積（N2SA） ASTM D3037−86“Standard Test Method for Carbon B
lack−Surface Area by Nitrogen Adsorption"Method
Ｂによる。この方法で測定したIRB＃５の窒素吸着比表
面積値は、80.3m2/gとなる。
lack−Surface Area by Nitrogen Adsorption"Method
Ｂによる。この方法で測定したIRB＃５の窒素吸着比表
面積値は、80.3m2/gとなる。
（２）DBP吸油量 JIS K6221−1982「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。
法」６・１・２項、吸油量Ａ法による。
（３）酸素、水素、硫黄の含有量 JIS M8813−1976「石炭類およびコークス類の元素分析
法」による。
法」による。
本発明のカーボンブラック性状項目のうち、窒素吸着比
表面積（N2SA）が100m2/g以上およびDBP吸油量が100ml/
100g以上の特性は、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付与す
るために必要な要件であり、品種グレードとしてはSA
F、ISAF等のハード系領域に属している。
表面積（N2SA）が100m2/g以上およびDBP吸油量が100ml/
100g以上の特性は、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付与す
るために必要な要件であり、品種グレードとしてはSA
F、ISAF等のハード系領域に属している。
硫黄含有量は、配合ゴムの耐ウエットスキッド性能に関
与する因子で、この含有量が0.15重量％以下の場合に耐
ウエットスキッド性能の指標となる動的弾性率（Ｅ′）
が優位に増大する。
与する因子で、この含有量が0.15重量％以下の場合に耐
ウエットスキッド性能の指標となる動的弾性率（Ｅ′）
が優位に増大する。
酸素と水素の含有量は、グリップ性能を向上させる要素
となるものである。酸素、水素などは通常、カーボンブ
ラックの製造時にカルボキシル基、フェノール基、キノ
ン基などの官能基としてカーボンブラック表面に結合す
るが、これら官能基の結合を抑制するグリップ性能の指
標となる損失係数（tanδ）が大きくなる。とくに酸素
と水素の合計含有量としてカーボンブラック100g当たり
0.35g当量以下である場合に、グリップ性能が効果的に
向上する。
となるものである。酸素、水素などは通常、カーボンブ
ラックの製造時にカルボキシル基、フェノール基、キノ
ン基などの官能基としてカーボンブラック表面に結合す
るが、これら官能基の結合を抑制するグリップ性能の指
標となる損失係数（tanδ）が大きくなる。とくに酸素
と水素の合計含有量としてカーボンブラック100g当たり
0.35g当量以下である場合に、グリップ性能が効果的に
向上する。
しかし、前記成分の合計含有量が0.15g当量を下廻る
と、耐摩耗性が低下方向にシフトする。したがって、酸
素と水素の好適な合計含有量は、カーボンブラック100g
当り0.15〜0.35g当量の範囲にある。
と、耐摩耗性が低下方向にシフトする。したがって、酸
素と水素の好適な合計含有量は、カーボンブラック100g
当り0.15〜0.35g当量の範囲にある。
上記の硫黄含有量0.15重量％以下で酸素と水素の合計含
有量がカーボンブラック100g当たり0.35g当量以下の性
状を備えるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（N2
SA）100m2/g以上でDBP吸油量100ml/100g以上のカーボン
ブラックを水素ガスを混入させた不活性ガス雰囲気下に
600〜1300℃、好適に1200℃近傍の温度域で熱処理する
ことによって得ることができる。
有量がカーボンブラック100g当たり0.35g当量以下の性
状を備えるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（N2
SA）100m2/g以上でDBP吸油量100ml/100g以上のカーボン
ブラックを水素ガスを混入させた不活性ガス雰囲気下に
600〜1300℃、好適に1200℃近傍の温度域で熱処理する
ことによって得ることができる。
上記の特性と成分組成を備えるカーボンブラックは、常
法に従って天然ゴムおよび合成ゴムの１種もしくは２種
以上をブレンドしたゴム成分100重量部に対し30〜200重
量部の割合で配合する。合成ゴム成分としては、SBR、B
R、IR等ジエン系のものを適用することが好ましい。そ
の他、、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、
軟化剤、可塑剤等の必要成分とともに混練して本発明の
タイヤトレッド用ゴム組成物を得る。
法に従って天然ゴムおよび合成ゴムの１種もしくは２種
以上をブレンドしたゴム成分100重量部に対し30〜200重
量部の割合で配合する。合成ゴム成分としては、SBR、B
R、IR等ジエン系のものを適用することが好ましい。そ
の他、、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、
軟化剤、可塑剤等の必要成分とともに混練して本発明の
タイヤトレッド用ゴム組成物を得る。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラ
ックとして粒子性状に係わる要素と成分組成ないし表面
性状に係わる要素を要求ゴム性能との関係において最も
好適な限定値として特定した点に特徴づけられる。すな
わち、窒素吸着比表面積（N2SA）100m2/g以上でDBP吸油
量100ml/100g以上の粒子性状要素は、配合ゴムに高度の
耐摩耗性を付与するための前提要件となるもので、この
要件を満足しないと耐久性の面で性能失格となる。硫黄
含有量を0.15重量％以下にする成分組成要素は、カーボ
ンブラック表面上の化学成分の組成を微妙に変化させて
耐ウエットスキッド性能の指標となる動的弾性率
（Ｅ′）を向上させる作用をなすものと推測される。更
に、酸素と水素の合計含有量がカーボンブラック100g当
たり0.35g当量以下に設定する表面性状要素は、付着官
能基による表面活性を適度に抑制してグリップ性能の指
標となる損失係数（tanδ）を増大する機能を営む。こ
のような作用が相俟って、高速安定走行に必要な高い耐
摩耗性、グリップ性能ならびに耐ウエットスキッド性能
を同時に満たすタイヤトレッド用ゴム組成物が提供され
るのである。
ックとして粒子性状に係わる要素と成分組成ないし表面
性状に係わる要素を要求ゴム性能との関係において最も
好適な限定値として特定した点に特徴づけられる。すな
わち、窒素吸着比表面積（N2SA）100m2/g以上でDBP吸油
量100ml/100g以上の粒子性状要素は、配合ゴムに高度の
耐摩耗性を付与するための前提要件となるもので、この
要件を満足しないと耐久性の面で性能失格となる。硫黄
含有量を0.15重量％以下にする成分組成要素は、カーボ
ンブラック表面上の化学成分の組成を微妙に変化させて
耐ウエットスキッド性能の指標となる動的弾性率
（Ｅ′）を向上させる作用をなすものと推測される。更
に、酸素と水素の合計含有量がカーボンブラック100g当
たり0.35g当量以下に設定する表面性状要素は、付着官
能基による表面活性を適度に抑制してグリップ性能の指
標となる損失係数（tanδ）を増大する機能を営む。こ
のような作用が相俟って、高速安定走行に必要な高い耐
摩耗性、グリップ性能ならびに耐ウエットスキッド性能
を同時に満たすタイヤトレッド用ゴム組成物が提供され
るのである。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜３、比較例１〜３ （１）カーボンブラックの性状特性 ６種類のカーボンブラックを断面積113cm2、均熱帯40cm
の管状炉を用い、雰囲気、温度、時間等の条件を変えて
熱処理を施して本発明の性状特性を満たす実施例１〜３
と性状特性を外れる比較例１〜３のカーボンブラック試
料を調製した。
の管状炉を用い、雰囲気、温度、時間等の条件を変えて
熱処理を施して本発明の性状特性を満たす実施例１〜３
と性状特性を外れる比較例１〜３のカーボンブラック試
料を調製した。
熱処理の条件とカーボンブラック性状特性を対比して表
１に示したが、実施例と比較例の同番号の試料は同一カ
ーボンブラックをソースとするものである。
１に示したが、実施例と比較例の同番号の試料は同一カ
ーボンブラックをソースとするものである。
なお、雰囲気をN2にした場合のN2ガス流量は0.5/mi
n.、N2＋H2にした場合の流量は両ガス共に0.5/min.と
し、カーボンブラックの処理量は500g/回とした。
n.、N2＋H2にした場合の流量は両ガス共に0.5/min.と
し、カーボンブラックの処理量は500g/回とした。
（２）ゴム配合 上記の各カーボンブラック試料を、表２に示す割合で天
然ゴムおよび合成ゴムに配合した。
然ゴムおよび合成ゴムに配合した。
（３）ゴム組成物の物性評価 表２の配合物を混練・加硫処理して得られたゴム組成物
の各種物性を評価し、表３に天然ゴム系、表４に合成ゴ
ム系の結果として示した。
の各種物性を評価し、表３に天然ゴム系、表４に合成ゴ
ム系の結果として示した。
なお、ゴム物性の測定は下記によった。
損失係数（tanδ）、動的弾性率（Ｅ′） ヴィスコ・エラスティック・スペクトロメーター（岩本
製作所製）を用い、試験片の長さ30mm,幅5mm、厚さ2m
m、周波数50Hz、動的歪み率±１％の条件とした。
製作所製）を用い、試験片の長さ30mm,幅5mm、厚さ2m
m、周波数50Hz、動的歪み率±１％の条件とした。
ランボーン摩耗量 ランボーン摩耗試験機（機械式スリップ機構）を用い、
試験片は外径50mm、厚さ5mm、エメリーホイールはGCタ
イプ、粒度＃80、硬度Ｈ、エメリーホイールと試験片と
の相対スリップ率25％および50％、試験荷重4.5kg、添
加カーボランダム粉の粒度＃80、添加量15g/min.の条件
でおこなった。
試験片は外径50mm、厚さ5mm、エメリーホイールはGCタ
イプ、粒度＃80、硬度Ｈ、エメリーホイールと試験片と
の相対スリップ率25％および50％、試験荷重4.5kg、添
加カーボランダム粉の粒度＃80、添加量15g/min.の条件
でおこなった。
その他 JIS K6301−75「加硫ゴム物理試験方法」を適用した。
表３および表４の結果から、実施例のゴム組成物は対応
する比較例のそれに比べて同等の高耐摩耗性を有しなが
ら、グリップ性能の指標となる損失係数も同水準に維持
され、その上で耐ウエットスキッド性能の指標となる動
的弾性率が向上していることが認められる。
する比較例のそれに比べて同等の高耐摩耗性を有しなが
ら、グリップ性能の指標となる損失係数も同水準に維持
され、その上で耐ウエットスキッド性能の指標となる動
的弾性率が向上していることが認められる。
以上のとおり、本発明によれば配合カーボンブラックの
選択的特性による特有の機能により高速安定タイヤに要
求される耐摩耗性、グリップ性能ならびに耐ウエットス
キッド性能を同時に満たすゴム組成物を提供することが
できる。
選択的特性による特有の機能により高速安定タイヤに要
求される耐摩耗性、グリップ性能ならびに耐ウエットス
キッド性能を同時に満たすゴム組成物を提供することが
できる。
したがって、高性能タイヤトレッド用として極めて有用
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項１】窒素吸着比表面積（N2SA）が100m2/g以
上、DBP吸油量が100ml/100g以上であり、硫黄含有量が
0.15重量％以下で、かつ酸素と水素の合計含有量がカー
ボンブラック100g当たり0.35g当量以下のカーボンブラ
ックを、ゴム成分100重量部に対し30〜200重量部配合し
てなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226240A JPH0764957B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226240A JPH0764957B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04108837A JPH04108837A (ja) | 1992-04-09 |
| JPH0764957B2 true JPH0764957B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=16842091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2226240A Expired - Fee Related JPH0764957B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764957B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1728820B1 (en) | 2004-03-25 | 2014-01-15 | Bridgestone Corporation | Rubber composition for tire tread and pneumatic tire utilizing the same |
| JP7263090B2 (ja) * | 2019-04-12 | 2023-04-24 | 東海カーボン株式会社 | カーボンブラック、カーボンブラックの製造方法およびゴム組成物 |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP2226240A patent/JPH0764957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04108837A (ja) | 1992-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |