JPS5989339A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物

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JPS5989339A
JPS5989339A JP19833282A JP19833282A JPS5989339A JP S5989339 A JPS5989339 A JP S5989339A JP 19833282 A JP19833282 A JP 19833282A JP 19833282 A JP19833282 A JP 19833282A JP S5989339 A JPS5989339 A JP S5989339A
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rubber
carbon black
tire
rubber composition
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進 佐藤
Masaru Onda
恩田 優
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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】 本発明は改良された高次構造を有するカーボンブラック
を配合することによりゴム組成物の高温時の破壊特性を
改善し、タイヤの耐セパレーション性を向上する、有利
なタイヤ用ゴム組成物に関する。
タイヤの耐セパレーシヨン性向上のためには、タイヤ中
最大の容積を占めるトレッド踏面部の発熱性を改善する
ことが重要であるが、同時にトレッド踏面部以外の各部
材の高温時の破壊特性を改善する必要がある。
タイヤのカーカス、ベルト等の各部材の高温時の破壊特
性のうち耐セパレーシヨン性向上のため重要な特性とし
て、高温時の剥離抗力と高温時の亀裂成長性とがある。
通常のカーボンブラックにおいては、粒子径を小さくす
れば、高温時の亀裂成長性は向上するが、高温時の剥離
抗力が低下してしまい、両者の両立は困難とされていた
従って、従来はハード系カーボンブラック、例えばHA
Fに比べて安価なソフト系カーボンブラックが賞月され
、特にFEFが好んで用いられている。
このFEFの高い剥離抗力(高温時)という特徴を損う
ことなく、亀裂成長性(高温時)を改善できれば、タイ
ヤの耐1でシージョン性を向上できるため、従来より強
く要望されていた。
本発明者らは上記に鑑み、配合するカーボンブラックの
緒特性と得られるゴム組成物の物理特性との相関性につ
き鋭意研究した結果、粒子径がソフト系領域のカーボン
ブラックであっても、凝集体分布状態をある特定の領域
にすることによりゴム組成物の亀裂成長性を改善できる
ことを見い出し本発明を達成するに至った。
即ち本発明は天然ゴムおよび/または合成ゴム100重
量部に対してカーボンブラックを30〜80重量部の割
合で配合してなるタイヤ用ゴム組成物であって、該カー
ボンブラックが電子顕微鏡による算術平均粒子径anが
40〜50mμ、その標準偏差Sが10〜20mμであ
り、遠心沈降法によるカーボンブラックの凝集体分布の
半値幅ΔD50(Dst )が80〜110mμ、その
凝集体分布の最頻値11st (モード)が130〜1
60 mμであることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物
に関するものである。
ここで「電子顕微鏡による算術平均粒子径(an月とは
カーボンブラック試料を超音波洗浄法によりクロロホル
ムに分散された(分散条件としては例えば周波数28 
KH2で30分間超音波洗浄すればよい)後、分散試料
をカーボン支持膜に固定し、この試料を電子顕微鏡で直
接倍率20,000倍、総合倍率so、oo、o〜10
0,000倍に撮影し、得られた電子顕微鏡写真から1
,000個のカーボンブラック粒子について直径を測定
し、3mμ区分のヒストグラムから相加平均により平均
粒子径(an)を求めた。
遠心沈降法によるカーボンブラックの凝集体分布は、ジ
ョイス・レーブル社製ディスク・セントリフユージを使
用し、次の方法によって測定を行った。すなわちカーボ
ンブラックを精秤し、エタノール20チ水溶液に加え、
カーボンブラック濃度を0.01重量%にした後超音波
で分散(例えば10分間)させ、これを試料溶液とした
。ディスク・セントリフユージの回転速度を6 、00
 ORPMに設定し、試料溶液(o、25mt 〜t、
oo mt )を注射器でスピン液(2チグリセリン水
溶液10m7に注入して一斉に遠心沈降を開始させ、光
電沈降法により凝集体分布曲線を作成した。半値幅ΔD
5゜(D8t)と最頻値Dst (モード)は第1図よ
り求めた。なお、図面中破線の部分は同じ長さで、半値
幅は図示する実線部分の長さである。
以上の特性を有する本発明にかかるカーボンブラックは
従来のPEFに比べ、凝集体の分布が狭く、品質的によ
り均質なカーボンブラックである。このカーボンブラッ
クはソフトカーボンブラック用の製造炉を用いて、従来
のFEFの製造プロセスにおいて、均質反応を行わせる
ように、過度に高温にさらさないように留意すれば製造
できる。即ち、クレオソート油、エチレンボトム油など
の高芳香族系重質油を高温燃焼ガスとの高度な均質混合
を得るために霧化噴射ノズルを介して、充分に均質に噴
霧し、均一々微粒子油滴に分散させ1.さらに燃焼生成
物中に懸濁したカーボン凝集体が再循環しない様に、過
度の高温に長時間さらされないようにする。これにより
凝集体分布の分布サイズを狭くシ、大きな凝集体ができ
るのを防ぐのである。
また反応帯での線速を上げ、水による急冷の位置を変え
急冷を効かずことも重要である。
本発明にかかる鷺電子顕微鏡による算術平均梯子径dn
が40〜50mμ、その標準偏差Sか10〜20mμテ
アルカーボンブラックにおいて、遠心沈降法によるカー
ボンブラックの凝集体分布の半値幅ΔD50 (Dst
 ”)がsomμ未満であると従来のFEFの特徴であ
るゴム組成物の耐発熱性の低下が顕著となり、110m
μを超えるとゴム組成物の耐疲労性の低下が始まり、破
壊強度及び重要な改善特性である耐亀裂成長性が低下す
る。
また最頻値I)st (モード)が180Inμ未満で
あると、これを配合するゴム組成物の弾性率が著しく低
下し、タイヤ骨格材としての使用が困難となり〜 16
01!1μを越えると隣接部材との剥離抗力が低下する
ので用いられない。
本発明において合成ゴムとは、スチレン−ブタジェン共
重合ゴム、ポリブタジェンゴム、合成ポリイソプレンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレンープキピレンージエン
三元共重合ゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、ブ
チルゴム、ノ10ゲン化ブチルゴム、ブタジェン−アク
リロニド1ノル共重合ゴム等であ弘これらの内の1種ま
たGま2種以上のブレンドゴムであってもよい。
本発明においては、上記カーボンブラックをゴム100
重量部Qこ対して30〜80重量部配合置部ば本発明の
目的とする剥離抗力を損わない亀裂成長性の改善が達成
されるが、タイヤの低発熱性を重視する場合は本発明に
係るカーボンブラックを80〜60重量配合することが
好ましい。
なお、本発明のゴム組成物は、カーボンブラック以外に
、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、軟化剤あるいは充填剤等を含
有していてもかまわない。
以上のように、特定した範囲の特性を有するカーボンブ
ラックを含有する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ラジ
アルタイヤ及びノくイアスタイヤのカー力スプライコー
ティングコ゛ム、ブレーカ−コーティングゴム、インナ
ーライナーゴム、ステイフナ−ゴム、ビードフィラーゴ
ム、サイドウオールゴム、ベーストレッドゴム等、大型
および小型のタイヤの骨格部材に適用され1、空気入り
タイヤの耐セパレーション性を有利に改善するが、タイ
ヤばかりでなくコンベアベルト用、ホース等のゴム工業
用品にも用いられる。
以下実施例によりさらに詳述する。
実施例1 第1表、第2表に示すように、各種カーボンブラックを
配合したゴム配合物を混練し、145°Cで30分間加
硫し加硫物を得た。この加硫物について、剥離抗力(1
00°C)、亀裂成長性(70°C)、反発弾性(室温
)について評価した。得た結果を第1表、第2表に併記
する。評価法については次の通りである。
剥離抗力 各種カーボンブラック配合のゴム配合物を混線後、加硫
前に約2市のシートにシーテイングし、そのシートを互
いに貼り合わせ145℃×30分間加硫をする。加硫後
のサンプル(厚さ約4 ml )を幅1 cmの短冊状
に刃型で打抜き、これをインストロン型引張試験機にて
歪200%、引張速度1−11−1oa分で繰り返し伸
長を与えた後、直ちにこれを貼り付は面に沿って引張速
度100 tnrn 7分にて引裂き試験を実施し、そ
の時得た抗力をサンプルの幅(ICm)で割った力を剥
離抗力とした。
試験は2回繰り返し、2回の平均値を記載した。
単位は〜・f/cmである。
亀裂成長性 厚さ2關の加硫ゴムシートを5181号の刃型で打抜き
、ダンベル状になった試験片の最大歪部分(中央部)に
幅3I111+の初期カット(傷)をカミソリ刃に入れ
る。これを歪80 %、40 %、50 %、60%で
繰り返し伸張を与え、それぞれの歪での破断までの寿命
を測定する。
同時に各歪時にサンプルに加わったエネルギーを次式よ
り求め、同一エネルギ一時における破断寿命を比較した
第1表、第2表の亀裂成長性の数値は入カニネルキーT
−5o97−における破断寿命(回数)であって数値大
なる方が良好である。
反発弾性 ダンロップトリプソメーターを用いて、室温にて測定し
た。
実施例2 本発明カーボンブラックA2を用いたゴム組成物を乗用
車用バイアス構造タイヤサイズ560−18.4プライ
のブレーカ−コーティングゴム、プライコーテングゴム
及びサイドウオールゴムに適用し、市販のFEFカーボ
ンブラックを用いたゴム組成物を同様に用いた比較タイ
ヤと合わせて室内ドラム試験を実施した。上記カーボン
ブラックA2は第2図に上記市販のFEFと対比し示す
特性を有した。
ゴム組成物の配合内容(重量部)は第3表に示した(本
発明のゴム組成物を用いたタイヤと比較タイヤとの配合
処方の差異はカーボン種のみ)。
ドラム試験条件は下記の通りである。
ドラム試験条件 供試タイヤに内圧1.70に9・f/cm2を充てんし
た後、試験速度を80 km/H一定にしてステップ荷
i< 試実施例 荷 重   走行時間 第1ステツプ  882゜5に95時間第2ステツプ 
 405に9    5時間第8ステツプ  450に
9   30時間第4ステツプ  517 、5 kg
    5時間↓ 以下5時間毎に67.5PCgずつ荷重を加えていく。
試験結果は(最終ステップ数)×(最終ステップでの走
行時#J)で表示する。
比較タイヤでは6ステツプ×1゜5時間にてブレーカ−
・プライ間セパレーションが発生し故障したが本発明の
ゴム組成物を用いたタイヤは10ステップ×0.5時間
にてブレーカ−・プライ間セパレーションが発生するの
みで耐久性が向上したことが理解できる。
実施例8 実施例2と同様に乗用車用ラジアルタイヤ165SR1
3,4ブライにおいてベーストレッドゴム、ベルトコー
ティングゴム、サイドウオールゴム、ビードフィラーゴ
ムの4種のゴム組成物に本発明カーボンブランクIf、
、 2 (本発明のゴム組成物を用いたタイヤ)及び市
販FEF (比較タイヤ)を適用し、実施例2と同じ条
件でドラム試験を実施した。ゴム組成物の配合処方(重
量部)は第4表に示す。
比較タイヤでは8ステップ×3.0時間にてベーストレ
ッド・ベルト間セパレーションが発生し、故障したが、
本発明のゴム組成物を用いたタイヤは12ステップ×0
.5時間にて同様の故障が発生し耐久性の向上がやはり
確認された。
実施例4 トラック・バス用大型バイアスタイヤl0QO−20,
14グライにおいて、ベーストレッドゴム、ブレーカ−
コーティングゴム、プライコーティングゴム、サイドウ
オールゴムの4種の部材の組成物に、本発明カーボンブ
ラックA2(本発明のゴム組成物を用いたタイヤ)及び
市販FEF(比較タイヤ)を適用し、以下に示す試験条
件にてドラム試験を実施した。ゴム組成物の配合処方(
重量部)は第5表に示す。
ドラム試験条件 供試タイヤ内圧6 、50 kg・f/cm”を充てん
した後、試験速度を60 km/H一定にてステップ荷
重試験実施例 荷 重   走行時間 第1ステツプ  1659 kg   8時間第2ステ
ツプ  2014.5に9  8時間第3ステツプ  
2370 IC98時間↓ 以下8時間毎に355.5 kgずつ荷重を加えていく
試験結果は(最終ステップ数)×(最終ステップでの走
行時間)で表示する。
比較タイヤでは5ステップ×1.0時間にてベーストレ
ッド・ベルト間セパレーションが発生し、故障したが、
本発明のゴム組成物を用いたタイヤは6ステツプ×2.
5時間にてベーストレッド・ベルト間セパレーションが
発光し、耐セパレーション性が本発明カーボンブラック
の適用により著しく向上することが確認された。
実施例5 トラック・バス用大型ラジアルタイヤ100.0R20
,1’4プライにおいて、ベーストレッドゴム、ベルト
コーティングゴム、ブライコーティングゴム、サイドウ
オールゴム、ステイフナ−ゴムの5種の部材の組成物に
本発明カーボンブラック、t’PFh 2(本発明のゴ
ム組成物を用いたタイヤ)及び市販を実施した。ゴム組
成物の配合処方は第6表に示す。
比較タイヤでは5ステツプxo時間にてベルト間セパレ
ーションが発生し故1章したが、本発明のゴム組成物を
用いたタイヤは7ステツプxo、5時間にてベルト間セ
パレーションが発生し、耐セパレーション性の向上が確
認された。
以上述べたように本発明はFEFクラスの粒子径のソフ
ト系カーボンブラックの凝集体分布を改善することによ
り、空気入りタイヤの耐セパレーション性を改善しつる
タイヤ用ゴム組成物を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカーボンブラックの凝集体分布曲線図で、半値
幅と最頻値の求め方を示したもので、第2図は本発明に
係るカーボンブラックA2と市販のFEFの凝集体分布
曲線図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 天然ゴムおよび/または合成ゴム100重量部に対
    してカーボンブラックを80〜80重量部の割合で配合
    してなるタイヤ用ゴム組成物であって、該カーボンブラ
    ックが電子顕微鏡による算術平均粒子径clnが40〜
    50mμ、その標準偏差SがlO〜20mμであり、遠
    心沈降法によるカーボンブラックの凝集体分布の半値幅
    ΔD50 (Dst )が80〜110mμ、その凝集
    体分布の最頻値Dst(モード)が130〜160mμ
    であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
JP19833282A 1982-11-13 1982-11-13 タイヤ用ゴム組成物 Granted JPS5989339A (ja)

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JPH0553176B2 JPH0553176B2 (ja) 1993-08-09

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