JPS61143454A - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関し、より詳細
には耐摩耗性に優れ、乾燥路面および湿潤路面での改良
されたスキッド特性を有し、特にサーキット走行を目的
とした競技用タイヤのトレッドゴム用として好適な組成
物に関する。

〔従来技術〕

従来、ゴム組成物のスキッド特性（路面把握力）を改良
する方法としては、原料ゴム面からのアプローチ、即ち
ガラス転移温度の高いブチルゴム、スチレン含有量の高
いスチレン−ブタジェン共重合ゴムを配合する方法と、
粒子径の小さい、即ち比表面積の大きいカーボンブラッ
ク、例えばＳＡＦを多量に配合する方法、あるいはこれ
らゴム組成物に各種の樹脂を添加したり、高アロマ系の
オイルを多量に配合する方法が一般的に採用されていた
。

しかしながら、ゴム用カーボンブラックとして最大の比
表面積を有するＳＡＦを使用しても、十分満足できるス
キッド特性を得るためには多量のオイルを配合しなけれ
ばならず、耐摩耗性の著しい低下を避けえなかった。

ところで、最近の乗用車の高出力化は目覚しく、この高
出力化に対応して乾燥路面および湿−潤路面でのグリッ
プ力が大きく、かつ操縦安定性の良い、いわゆる高性能
タイヤが要求されるようになった。

ところが、この高性能タイヤ用のトレッド用ゴム組成物
は、グリップ力を最大限まで向上させるため、耐摩耗性
の悪化を回避することができず、これは技術的限界とさ
れていた。

また、競技用タイヤの場合には、スキッド特性と耐摩耗
性が更に重要になる。

そして、グリップ力を極限まで上げて耐摩耗性を犠牲に
した場合には、トレッドゲージを厚くしなければならず
、トレッドゲージを厚くすると、高速走行中の発熱によ
ってブローアウトし易くなる。

また、このブローアウトを恐れてゲージを通常のレベル
に押えると競技後半においてキャップトレッド部の体積
が著しく減少してしまうために、キャップトレッド部全
体のトータルのヒステリシスロスが減少し、この結果、
折角ゴム組成物自体のスキッド特性を向上させても、タ
イヤ自体のスキッド特性が減少してしまう。

更に、摩耗が著しい場合には、競技の途中で全摩耗して
しまい、タイヤ交換をよぎなくされる場合もあった。

このように、高性能タイヤ、更には過酷な走行条件で使
用されるレース、ラリ−等の競技用タイヤのトレッド用
ゴム組成物によって、非常に高いグリップ力と優れた耐
摩耗性を持つことは著しく困難であり、少なくとも従来
技術ではかかるゴム組成物は得られていなかった。

なお、特開昭５８−１７３４号に、高スチレン含量のス
チレン−ブタジェン共重合ゴムまたはブチルゴムよりな
る原料ゴムに、沃素吸着量が１６０〜２００ｍｇ／ｇ　
、　ＤＢＰ吸油量が１１０〜１４０ｍｌ　／１００ｇ、
比着色力が１２０〜１５０でＳＡＦよりも小粒子径のカ
ーボンブラックを配合した場合の耐摩耗性の改良効果が
開示されているが、これとても未だ満足できるレベルに
は達してはいない。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来技術の限界を打破すべくなされたもの
であり、ブローアウト性を損なうことなく、スキッド特
性が優れ、かつ耐摩耗性も良好な、特に高性能タイヤお
よび過酷な走行条件が要求されるレース、ラリ−等の競
技用タイヤのキャップトレッド用として好適なゴム組成
物を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、窒素比表面積が２００〜
５００　ｍｌｇ、　Ｄ　Ｂ　Ｐ吸油量が９０ｍｌ／１０
０ｇ以上で、比着色力が１２０〜１５０、揮発分が６，
０％以下であるカラー用カーボンブラックをゴム成分に
配合してなることを特徴とするものである。

本発明において使用される原料ゴムとしては、通常のジ
エン系ゴムを挙げることができ、例えばスチレン−ブタ
ジェン共重合ゴム、スチレン含量が３０重量％以上の高
スチレン含量スチレン−ブタジン共重合ゴム、ブタジェ
ンゴム、合成イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、
ハロゲン化ブチルゴム等の１種またはブレンド物が含ま
れ、好ましくは高スチレン含量スチレン−ブタジェン共
重合ゴムまたはこの共重合ゴムと他のゴムとのブレンド
物である。

本発明においては、かかる原料ゴムにカラー用のカーボ
ンブラックが配合される。

このカラー用カーボンブラックの配合量は、ゴム用カー
ボンブラックの場合に通常採用される配合量で良く、例
えば一般道路を走行する高性能タイヤトレッド用ゴム組
成物の場合には、原料ゴム１００重量部に対して、カー
ボンブラック４０〜９０重量部であり、競技用タイヤト
レッド用ゴム組成物の場合では原料ゴム１００重量部に
対して９０重量部以上が使用される。

また、カラー用カーボンブラックと一般ゴム用カーボン
ブラックとをブレンドして使用することもでき、このブ
レンドの場合のカラー用カーボンブラックの配合量は上
記単独使用の場合と同様である。

更に本発明において使用されるカラー用カーボンブラッ
クは、下記特性を有するファーネス型のカーボンブラッ
クである。

即ち、窒素比表面積が２００〜５００　ｍ／ｇ、好まし
くは２５０〜４００　ｍ２／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が
９０ｍｌ　／　１００ｇ以上、好ましくは１１０ｍｌ　
／　１００ｇ以上であり、比着色力が１２０〜１５０、
揮発分が６．０％以下、好ましくは３．０％以下である
。

窒素比表面積が２００　ｔｒｉ／ｇに満たないと、ゴム
用カーボンブラックの使用に比較して大幅な耐摩耗性の
向上を望むことができない。

また、窒素比表面積が５００　ｍ／ｇを越えると、原料
ゴムとの通常の混合方法では分散が悪くなり、やはり耐
摩耗性が悪化する。

ＤＢＰ吸油量は、カラー用カーボンブラックに特に重要
な特性であり、ＤＢＰ吸油量を高めることで非常に粒径
が細かいカラー用カーボンブラックの分散性を向上させ
ることができると同時に、引張強さおよび耐摩耗性を高
めることができる。

ＤＢＰ吸油量が９０ｍｌ／１００ｇよりも少ないと、分
散性が悪くなるばかりか、耐摩耗性も低下し、カラー用
カーボンブラックを使用する優位性が無くなる。

更に比着色力が１２０よりも小さいと、耐摩耗性の向上
が望めず、また１５０を越えると分散性の低下を招く。

揮発分は、通常のゴム用カーボンブラックでは余り重要
な特性ではないが、本発明においては極めて重要である
。

即ち、カーボンブラックを顔料として用いる場合には、
樹脂類との相溶性の点で揮発分の多い、部ち酸化度合の
高いカーボンブラックが好まれる。

つまり、揮発分はカーボンブラックの酸化度合の目安と
なる。

かかるカラー用カーボンブラックをゴムに配合した場合
には、揮発分の多い、即ち酸化度合の大きいカーボンブ
ラックは、加硫を遅らせるばかりでなく、表面活性度も
低いために、破壊強度も低く、耐摩耗性も低下する。

従って、揮発分が６．０％以下で、かつ出来るだけ低い
ことが好ましい。

揮発分が６．０％を越えると、上記のように加硫が遅れ
るばかりでなく、引張強さ、耐摩耗性とも低下し、カラ
ー用カーボンブラックを使用するメリ、ットが無くなる
。

更に本発明のゴム組成物は、通常のゴム工業で使用され
る配合剤、即ち加硫剤、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリ
ン酸、老化防止剤、オイル等を配合することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物
は、窒素比表面積が２００〜５００　ｍ２／ｇ、ＤＢＰ
吸油量が９０ｍｌ／　１００ｇ以上で、比着色力が１２
０〜１５０、揮発分が６．０％以下であるカラー用カー
ボンブラックをゴム成分に配合したので、ブローアウト
性を損なうことなく、スキッド特性、特に高温時、つま
りある一定時間走行後のスキッド特性が特に優れ、また
オイルを多量配合しても耐摩耗性の低下が少ない。

従って、本発明のゴム組成物は、高性能タイヤあるいは
競技用タイヤのトレッド用として好適である。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

第１表に示した原料ゴムおよび配合剤のうち、加硫促進
剤ＴＢＢＳと硫黄を除く原料ゴムおよび配合剤を、神戸
ＨＨＭ側ｇＢ型バンバリーミキサ−（１，８＃）を用い
て５分間、混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄
を８インチの試験用練りロール機で４分間混練してゴム
組成物を得た。

使用したカーボンブラックの種類および特性の測定結果
を第２表に示す。

なお、カーボンブラック特性の測定方法は下記のとおり
であ葛。

窒素比表面積・・ＡＳＴＭ　０３０３７−８４に従って
、測定した。

ＤＢＰ吸油量・・ＪＩＳ　Ｋ６２２１（ゴム用カーボン
ブラック試験法）のＡ法に従って測定した。

比着色力・・ＪＩＳ　Ｋ６２２１に従って測定した。

揮発分・・ＪＩＳ　Ｋ６２２１に従って測定した。

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、１６０℃で２０分間プレス加
硫し、加硫物の物性を評価した。

測定結果を下記第３表に示す。

なお、加硫物物性の測定方法は下記のとおりである。

引張強さ、伸び、３００％引張応力・ＪＩＳ　Ｋ６３０
１に従って測定した。

ウェットスキッド抵抗・英国スタンレー社製ポータプル
スキッドテスターを用いて濡れたスリーＭ社製ナイフテ
ィーウオーク路面で測定し、ＳＡＦを１００とした指数
で表示した。

スキッド抵抗・英国スタンレー社製ポータプルスキッド
テスターを用いてスリーＭ社製ナイフティーウオーク路
面で測定し、ＳＡＦを１００とした指数で示した。

耐摩耗性・上品製作所のランボーン式摩耗試験機を用い
て荷重５Ｋｇ、スリップ率２５％、砥石ＧＣ−８０−Ｋ
　、試験片速度８０ｍ／分、落砂量１５ｇ／分の条件下
で、４分間走行後の摩耗減量を測定し、（ＳＡＦの摩耗
量）　ｘ　１００／　（試料の摩耗量）で表示した。値
が大きい程耐摩耗性が良好である。

ブローアウト性・グツドリッチ式フレクツメーターを用
い、荷重１５Ｋｇ、振動数１８０Ｏｒｐｍ　、ストロー
ク４．４４ｍｍで１００℃雰囲気の中でブローアウトが
発生するまでの時間を測定し、下記の式で表示した。

（ＳＡＦのブローアウト発生時間）　Ｘ１００　／（試
料のブローアウト発生時間） 値が大きい程、ブローアウト性が良好である。

ｔａｎ　δ・岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーター
を用い、伸張変形歪率１０±２％、振動数２０Ｈｚの条
件で測定した。

第３表において、比較例１はゴム用カーボンブラック中
の最高グレード、即ち、最大の比表面積を有するＳＡＦ
を用いた場合、比較例２は、ハード級カーボンブラック
のうち、最も汎用に使用されるＮ３３９を用いた場合、
比較例３は窒素比表面積が本発明における範囲よりも低
い顔料用カーボンブラックを用いた場合、比較例４はＤ
ＢＰ吸油量が低い顔料用カーボンブラックを用いた場合
、比較例６は揮発分が本発明における範囲を越えたカー
ボンブラックを用いた場合であり、また実施例１および
２が本発明に該当するカラー顔料用カーボンブラックを
使用した場合である。

かかる第３表の測定値から明らかなように、比較例３〜
７は、ゴム用カーボンブラックを用いた比較例１および
２と比較して、スキッド特性と耐摩耗性に優位性が認め
られない。

実施例１および２は、比較例と比べてスキッド特性と耐
摩耗性が大幅に改良されており、耐ブローアウト性の悪
化も極めて小さい。

更に、実施例１および２は、高温（８０℃）でのｔａｎ
　δの低下度令が小さく、高温時のスキッド特性の優秀
性を示している。

第１表 ゴム及び配合剤　　　重量部 配合内容　　５ＢＲ１７１２（１）　　　　　１３７．
５亜鉛華（２）　　　　３．０ ステアリン酸　　　　　　　１．０ カーボンブラツク　　　　　７０．０ 加硫促進剤ＴＢＢＳ　（３）　　　　１．３８硫黄　　
　　１．７５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒素比表面積が２００〜５００ｍ＾２／ｇ、ＤＢＰ吸油
   量が９０ｍｌ／１００ｇ以上で、比着色力が１２０〜１
   ５０、揮発分が６．０％以下であるカラー用カーボンブ
   ラックをゴム成分に配合してなることを特徴とするタイ
   ヤトレツド用ゴム組成物。