JPH0461022B2 - - Google Patents
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- JPH0461022B2 JPH0461022B2 JP58134657A JP13465783A JPH0461022B2 JP H0461022 B2 JPH0461022 B2 JP H0461022B2 JP 58134657 A JP58134657 A JP 58134657A JP 13465783 A JP13465783 A JP 13465783A JP H0461022 B2 JPH0461022 B2 JP H0461022B2
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- styrene
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- rubber
- carbon black
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L7/00—Compositions of natural rubber
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0016—Compositions of the tread
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/06—Copolymers with styrene
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
この発明は、タイヤトレツド部に使用されるゴ
ムの転動抵抗と湿潤路面に対するすべり摩擦係数
とのバランスにおいてすぐれたタイヤ用ゴム組成
物に関するものである。 従来、省資源、省エネルギーの要請が世界的規
模で高まつている中で、自動車の燃料消費率の低
減も大きな課題とされている。 この課題に対し、自動車タイヤ関係者において
も、タイヤによるエネルギー損失をいかに少なく
するかを検討する必要がある。 すなわち、自動車の車体を支え、駆動力を伝え
るタイヤと路面との間の摩擦あるいはタイヤ自体
の発熱によるエネルギー損失は、自動車の燃料消
費量に大きな影響を与えることが知られている。
これを解決のため、ゴム100重量部に対してカー
ボンブラツク35〜150重量部配合した通常使用さ
れるトレツド用ゴム組成物のゴム成分に１，２ビ
ニル結合含有量が50％以上のブタジエンゴム、ス
チレンブタジエンゴムまたはハロゲン化ブチルゴ
ムを使用する方法が行われていたが不十分であつ
た。 ところが、タイヤによるエネルギー損失（タイ
ヤの転動抵抗）を下げようとすると、これに伴つ
て、湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwが低下
してくる。 すなわち、転動抵抗の少ないタイヤは、すべり
やすいと言う傾向がある。従つて、転動抵抗と湿
潤路面に対するすべり摩擦係数とのバランスをう
まくとることが非常に重要な課題となつているも
のである。 この問題の解決に当たり、発明者らは、タイヤ
用ゴム組成物を構成する原料のポリマーと配合材
料との両者について探究したものである。 配合材料については、補強剤として重要な役割
を担つているカーボンブラツクに着目し、研究を
重ねた結果、下記のような特性のフアーネスブラ
ツクを使用することによつて、この発明の目的を
達成しうる結論を得たものである。 その得られたフアーネスカーボンブラツクの特
性は、窒素吸着法による比表面積値（略号N2
SA）が75〜105の範囲内で、この値とヨウ素吸着
値（略号IA）との差が15以上であり、さらに、
上記窒素吸着法による比表面積とセチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド吸着法による比表面積
値（略号CTAB）との差が５以下であつて、ジ
ブチルフタレート吸油量（略号24M4DBP）が
110（ml／100g）以下、着色力（Tint）が90〜110
の範囲にあり、且つ、測定Tintから計算Tintを
差し引いたΔTintが−３以下であるフアーネスカ
ーボンブラツクが転動抵抗（略号RR）と湿潤路
面に対するすべり摩擦係数μwのバランスにおい
て良好なゴム組成物が得られることが判明したも
のである。 なお、上記ΔTintは、測定Tintから次式で求め
られる計算Tintを差し引いた値である。 計算Tint＝56＋1.057×（CTAB）−0.002745×
（CTAB）2−0.2596×（24M4DBP）−0.201×（N2
SA−CTAB） ……１式 （RUBBER CHEMISTRY AND
TECHNOLOGY，48，538，’75） 上記のカーボンブラツクをタイヤトレツドゴム
組成物に使用することは、同日出願の願書第１号
（発明の名称：タイヤトレツドゴム組成物）に提
案したものである。 これらのゴム組成物は、従来のカーボンブラツ
クを使用するトレツドゴムと比較すると良好な転
動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μw
のバランスを示した。 しかし、より高度なレベルでのRRとμwのバラ
ンスを達成するにはやや不充分であつた。そこ
で、発明者らは、タイヤ用ゴム組成物を構成する
主原料のポリマーにも着目し鋭意研究を行ないこ
の発明に至つたものである。 上記コロイダル特性を有するカーボン成分と後
述のミクロ構造を有するスチレン・ブタジエン共
重合体を組み合わせ使用したところ、驚くべきこ
とに、各々単独で、別々に使用した場合、あるい
は、両者いずれも使用しない従来の場合と比べ、
転動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数
μwとのバランスが飛躍的に向上することを見い
だしたものである。 この発明において使用されるポリマーは、特開
昭57−100112号、特開昭57−179212号に記載され
るように有機リチウムを触媒として有機溶剤中で
重合されたスチレン・ブタジエン共重合ゴム（略
称SBR）で以下のポリマー成分を有するもので
ある。 すなわち、結合スチレンが10〜20重量％で、ブ
タジエン部の１，２ビニル結合が35〜50モル％、
重量平均分子量（略号）と数平均分子量（略
号）との比すなわち／で表示される分
子量分布が1.2〜3.5で、オゾン分解物のゲル透過
クロマトグラフイー（gel permeation
chromatography）によつて分析されるスチレン
単位の連鎖が１のスチレンが全結合スチレンの40
重量％以上、スチレン単位の連鎖が８以上のスチ
レンが全結合スチレンの５重量％以下であること
を特徴とするものである。以下これをポリマー成
分と略称する。 これらは、単独でも用いることはできるが、該
ゴム30重量部以上と他の一種以上のジエン系ゴム
70重量部以下とのブレンドゴムとしても用いるこ
とができる。 なお、上記のポリマー成分中の結合スチレン量
が20重量％を越えれば耐摩耗性が悪く、転動抵抗
RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバ
ランスが悪い。10重量％未満では、スチレン連鎖
の分布を規定した本発明の効果が十分発揮できな
い。また、分子量分布（／）は、1.2より
も狭いと加工性の点で劣り、3.5よりも広いと低
転動抵抗性が損われるため好ましくない。 また、スチレンの連鎖分布に関しては、スチレ
ン単位の連鎖が１のスチレンが全結合スチレンの
40重量％以上、スチレン単位の連鎖が８以上のス
チレンが全結合スチレンの５重量％以下であるこ
とが求められる。この制限を越えると、いずれの
場合も、本発明にポリマー成分のすぐれた特性で
あるスチレン結合の割に、低転動抵抗性および耐
摩擦性を有する点が損われ好ましくない。 さらに、本発明のポリマー成分は、重合時にカ
ツプリング剤として四塩化スズを用いて分子量分
布を二山形状にしたものが低転動抵抗性が良く好
ましい。 この発明においては、上記のポリマー成分とカ
ーボン成分とを、それぞれ別々ではなく、同時に
使用することに特徴を有するものである。 このポリマー成分に補強剤として、従来タイプ
のカーボンを使用する方法、あるいは、従来タイ
プのポリマーに、このカーボン成分を配合する方
法によつても、ある程度まで、好ましい転動抵抗
性と湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwのバラ
ンスを得ることは可能である。 しかし、本発明のポリマー成分とカーボン成分
とを組み合わせることによつて、単独で別々に使
用した場合や、あるいは、両者とも使用しない従
来の場合と比べ、転動抵抗と湿潤路面に対するす
べり摩擦係数μwとのバランスが飛躍的に向上し、
タイヤトレツドとしてすぐれた性能を発揮するタ
イヤ用ゴム組成物を得ることが可能となつたもの
である。 この発明のカーボン成分は、損失正接tanδと貯
蔵弾性率E′の小さなゴム組成物をうることに着目
して発明に至つたものである。 そもそも、タイヤの転動抵抗RRは、ゴムの粘
弾性固体では、損失弾性率E″と貯蔵弾性率E′と
の比、すなわち、E″／E′＝tanδの関数であるこ
とが知られており、損失正接tanδの低いものは転
動抵抗RRも低い。 一方湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwも、
ゴムの粘弾性と深い関係があり、一般にtanδの高
いものほどμwも高くなる傾向がある。 しかし、tanδの高いものは、転動抵抗RRが悪
化して望ましくない。 この相反性を克服するために、本発明者らは、
鋭意研究の結果、RRを同程度に保つて、μwを高
くするためにはtanδを同程度に保つて、E′を小さ
くすればよいという知見を得た。 この考え方は、同日出願の願書第１号（発明の
名称：タイヤトレツドゴム組成物）でも活用さ
れ、RRとμwの良好なバランスを得る上に、非常
に有益で適切なものであつた。 この発明のカーボン成分は、この目標を達成す
るために、前記のとおり、窒素吸着法による比表
面積値（N2SA）が75〜105、N2SAとIAとの差
が15以上、N2SAとCTABの差が５以下、
24M4DBPが110 （ml／100g）以下、Tintが90〜110、ΔTintが−
３以下に制限されるものである。 その理由は、N2SAが75未満のものは、耐摩耗
性が劣り、タイヤのトレツドゴム組成物としては
適当でない。また、N2SAが105m2／ｇを越える
と、tanδが大きくなり、転動抵抗が増大する。 また、Tintに関しても、その値が90未満だと
耐摩耗性が劣り、110を越えるとtanδが大きくな
る。さらに、24M4DBPが110（ml／100g）を越え
るとE′が大きくなる。 また、N2SAとIAとの差が15以上の必要性は、
この値が大きければ大きいほど、カーボンブラツ
クの表面活性が大きく、また、N2SAとCTABと
の差が小さいほど、特に５以下であれば、カーボ
ンブラツクの細孔が少ないことを示すもので、こ
れらは、いずれも、カーボンブラツクがゴムに配
合されたとき、E′を下げる働きをするからであ
る。また、ΔTintが、−３以下のものは、tanδが
小さい。 以上、この発明のゴム組成物に使用されるカー
ボンブラツクは、上記の物性によつて選定される
ものであるが、配合量は、特に限定されるもので
なく、使用条件に応じて適宜に配合されうるもの
であり、カーボンブラツク以外の加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤、充填
剤等は、もち論任意のに配合されうるものであ
る。 なお、この発明において、特定されたポリマー
成分とカーボン成分を同時に組み合わせて使用し
た時、耐摩耗性を維持しながら高いレベルで、転
動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μw
とのバランスが良くなる理由の理論的機構は解明
されていないが、次のように規定している。 すなわちこの発明に使用するカーボンブラツク
は、N2SAとIAとの差が15以上で非常に表面活性
の大きいカーボンブラツクである、 N2SA及びIAの両者は、いずれもカーボンブラ
ツク粒子の表面に吸着される窒素またはヨウ素の
量を測定し、前者は面積に換算し、後者は単位重
量当りの吸着量での比表面積値を示す指標であ
る。カーボンブラツク粒子の表面に活性点が存在
すると、ヨウ素は吸着されないのでN2SAとIAと
の差が活性点の大きさの目安となる。一方この発
明に使用するゴム成分は、四塩化スズでカツプリ
ングされていて、その分子鎖中に切断し易いスズ
−炭素結合が存在する。この結合は、ゴムにカー
ボンブラツクを混練するときゴムに加えられる剪
断力によつて切断し、ラジカルを生成する。この
ように混合時に、分子が切断して活性化したポリ
マーとカーボンブラツク表面の活性点とが強い結
合をし、ポリマーとカーボンブラツクとの単純な
混合物ではなく、相互作用の大きい組成物になつ
ていると推定され、これが、高いレベルで転動抵
抗と湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバ
ランスがよくなる理由である。 次に、実施例に基づいて具体的にこの発明の態
様を明らかにする。 次に、ポリマー成分とカーボン成分との配合と
その物性を表示する。
ムの転動抵抗と湿潤路面に対するすべり摩擦係数
とのバランスにおいてすぐれたタイヤ用ゴム組成
物に関するものである。 従来、省資源、省エネルギーの要請が世界的規
模で高まつている中で、自動車の燃料消費率の低
減も大きな課題とされている。 この課題に対し、自動車タイヤ関係者において
も、タイヤによるエネルギー損失をいかに少なく
するかを検討する必要がある。 すなわち、自動車の車体を支え、駆動力を伝え
るタイヤと路面との間の摩擦あるいはタイヤ自体
の発熱によるエネルギー損失は、自動車の燃料消
費量に大きな影響を与えることが知られている。
これを解決のため、ゴム100重量部に対してカー
ボンブラツク35〜150重量部配合した通常使用さ
れるトレツド用ゴム組成物のゴム成分に１，２ビ
ニル結合含有量が50％以上のブタジエンゴム、ス
チレンブタジエンゴムまたはハロゲン化ブチルゴ
ムを使用する方法が行われていたが不十分であつ
た。 ところが、タイヤによるエネルギー損失（タイ
ヤの転動抵抗）を下げようとすると、これに伴つ
て、湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwが低下
してくる。 すなわち、転動抵抗の少ないタイヤは、すべり
やすいと言う傾向がある。従つて、転動抵抗と湿
潤路面に対するすべり摩擦係数とのバランスをう
まくとることが非常に重要な課題となつているも
のである。 この問題の解決に当たり、発明者らは、タイヤ
用ゴム組成物を構成する原料のポリマーと配合材
料との両者について探究したものである。 配合材料については、補強剤として重要な役割
を担つているカーボンブラツクに着目し、研究を
重ねた結果、下記のような特性のフアーネスブラ
ツクを使用することによつて、この発明の目的を
達成しうる結論を得たものである。 その得られたフアーネスカーボンブラツクの特
性は、窒素吸着法による比表面積値（略号N2
SA）が75〜105の範囲内で、この値とヨウ素吸着
値（略号IA）との差が15以上であり、さらに、
上記窒素吸着法による比表面積とセチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド吸着法による比表面積
値（略号CTAB）との差が５以下であつて、ジ
ブチルフタレート吸油量（略号24M4DBP）が
110（ml／100g）以下、着色力（Tint）が90〜110
の範囲にあり、且つ、測定Tintから計算Tintを
差し引いたΔTintが−３以下であるフアーネスカ
ーボンブラツクが転動抵抗（略号RR）と湿潤路
面に対するすべり摩擦係数μwのバランスにおい
て良好なゴム組成物が得られることが判明したも
のである。 なお、上記ΔTintは、測定Tintから次式で求め
られる計算Tintを差し引いた値である。 計算Tint＝56＋1.057×（CTAB）−0.002745×
（CTAB）2−0.2596×（24M4DBP）−0.201×（N2
SA−CTAB） ……１式 （RUBBER CHEMISTRY AND
TECHNOLOGY，48，538，’75） 上記のカーボンブラツクをタイヤトレツドゴム
組成物に使用することは、同日出願の願書第１号
（発明の名称：タイヤトレツドゴム組成物）に提
案したものである。 これらのゴム組成物は、従来のカーボンブラツ
クを使用するトレツドゴムと比較すると良好な転
動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μw
のバランスを示した。 しかし、より高度なレベルでのRRとμwのバラ
ンスを達成するにはやや不充分であつた。そこ
で、発明者らは、タイヤ用ゴム組成物を構成する
主原料のポリマーにも着目し鋭意研究を行ないこ
の発明に至つたものである。 上記コロイダル特性を有するカーボン成分と後
述のミクロ構造を有するスチレン・ブタジエン共
重合体を組み合わせ使用したところ、驚くべきこ
とに、各々単独で、別々に使用した場合、あるい
は、両者いずれも使用しない従来の場合と比べ、
転動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数
μwとのバランスが飛躍的に向上することを見い
だしたものである。 この発明において使用されるポリマーは、特開
昭57−100112号、特開昭57−179212号に記載され
るように有機リチウムを触媒として有機溶剤中で
重合されたスチレン・ブタジエン共重合ゴム（略
称SBR）で以下のポリマー成分を有するもので
ある。 すなわち、結合スチレンが10〜20重量％で、ブ
タジエン部の１，２ビニル結合が35〜50モル％、
重量平均分子量（略号）と数平均分子量（略
号）との比すなわち／で表示される分
子量分布が1.2〜3.5で、オゾン分解物のゲル透過
クロマトグラフイー（gel permeation
chromatography）によつて分析されるスチレン
単位の連鎖が１のスチレンが全結合スチレンの40
重量％以上、スチレン単位の連鎖が８以上のスチ
レンが全結合スチレンの５重量％以下であること
を特徴とするものである。以下これをポリマー成
分と略称する。 これらは、単独でも用いることはできるが、該
ゴム30重量部以上と他の一種以上のジエン系ゴム
70重量部以下とのブレンドゴムとしても用いるこ
とができる。 なお、上記のポリマー成分中の結合スチレン量
が20重量％を越えれば耐摩耗性が悪く、転動抵抗
RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバ
ランスが悪い。10重量％未満では、スチレン連鎖
の分布を規定した本発明の効果が十分発揮できな
い。また、分子量分布（／）は、1.2より
も狭いと加工性の点で劣り、3.5よりも広いと低
転動抵抗性が損われるため好ましくない。 また、スチレンの連鎖分布に関しては、スチレ
ン単位の連鎖が１のスチレンが全結合スチレンの
40重量％以上、スチレン単位の連鎖が８以上のス
チレンが全結合スチレンの５重量％以下であるこ
とが求められる。この制限を越えると、いずれの
場合も、本発明にポリマー成分のすぐれた特性で
あるスチレン結合の割に、低転動抵抗性および耐
摩擦性を有する点が損われ好ましくない。 さらに、本発明のポリマー成分は、重合時にカ
ツプリング剤として四塩化スズを用いて分子量分
布を二山形状にしたものが低転動抵抗性が良く好
ましい。 この発明においては、上記のポリマー成分とカ
ーボン成分とを、それぞれ別々ではなく、同時に
使用することに特徴を有するものである。 このポリマー成分に補強剤として、従来タイプ
のカーボンを使用する方法、あるいは、従来タイ
プのポリマーに、このカーボン成分を配合する方
法によつても、ある程度まで、好ましい転動抵抗
性と湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwのバラ
ンスを得ることは可能である。 しかし、本発明のポリマー成分とカーボン成分
とを組み合わせることによつて、単独で別々に使
用した場合や、あるいは、両者とも使用しない従
来の場合と比べ、転動抵抗と湿潤路面に対するす
べり摩擦係数μwとのバランスが飛躍的に向上し、
タイヤトレツドとしてすぐれた性能を発揮するタ
イヤ用ゴム組成物を得ることが可能となつたもの
である。 この発明のカーボン成分は、損失正接tanδと貯
蔵弾性率E′の小さなゴム組成物をうることに着目
して発明に至つたものである。 そもそも、タイヤの転動抵抗RRは、ゴムの粘
弾性固体では、損失弾性率E″と貯蔵弾性率E′と
の比、すなわち、E″／E′＝tanδの関数であるこ
とが知られており、損失正接tanδの低いものは転
動抵抗RRも低い。 一方湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwも、
ゴムの粘弾性と深い関係があり、一般にtanδの高
いものほどμwも高くなる傾向がある。 しかし、tanδの高いものは、転動抵抗RRが悪
化して望ましくない。 この相反性を克服するために、本発明者らは、
鋭意研究の結果、RRを同程度に保つて、μwを高
くするためにはtanδを同程度に保つて、E′を小さ
くすればよいという知見を得た。 この考え方は、同日出願の願書第１号（発明の
名称：タイヤトレツドゴム組成物）でも活用さ
れ、RRとμwの良好なバランスを得る上に、非常
に有益で適切なものであつた。 この発明のカーボン成分は、この目標を達成す
るために、前記のとおり、窒素吸着法による比表
面積値（N2SA）が75〜105、N2SAとIAとの差
が15以上、N2SAとCTABの差が５以下、
24M4DBPが110 （ml／100g）以下、Tintが90〜110、ΔTintが−
３以下に制限されるものである。 その理由は、N2SAが75未満のものは、耐摩耗
性が劣り、タイヤのトレツドゴム組成物としては
適当でない。また、N2SAが105m2／ｇを越える
と、tanδが大きくなり、転動抵抗が増大する。 また、Tintに関しても、その値が90未満だと
耐摩耗性が劣り、110を越えるとtanδが大きくな
る。さらに、24M4DBPが110（ml／100g）を越え
るとE′が大きくなる。 また、N2SAとIAとの差が15以上の必要性は、
この値が大きければ大きいほど、カーボンブラツ
クの表面活性が大きく、また、N2SAとCTABと
の差が小さいほど、特に５以下であれば、カーボ
ンブラツクの細孔が少ないことを示すもので、こ
れらは、いずれも、カーボンブラツクがゴムに配
合されたとき、E′を下げる働きをするからであ
る。また、ΔTintが、−３以下のものは、tanδが
小さい。 以上、この発明のゴム組成物に使用されるカー
ボンブラツクは、上記の物性によつて選定される
ものであるが、配合量は、特に限定されるもので
なく、使用条件に応じて適宜に配合されうるもの
であり、カーボンブラツク以外の加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤、充填
剤等は、もち論任意のに配合されうるものであ
る。 なお、この発明において、特定されたポリマー
成分とカーボン成分を同時に組み合わせて使用し
た時、耐摩耗性を維持しながら高いレベルで、転
動抵抗RRと湿潤路面に対するすべり摩擦係数μw
とのバランスが良くなる理由の理論的機構は解明
されていないが、次のように規定している。 すなわちこの発明に使用するカーボンブラツク
は、N2SAとIAとの差が15以上で非常に表面活性
の大きいカーボンブラツクである、 N2SA及びIAの両者は、いずれもカーボンブラ
ツク粒子の表面に吸着される窒素またはヨウ素の
量を測定し、前者は面積に換算し、後者は単位重
量当りの吸着量での比表面積値を示す指標であ
る。カーボンブラツク粒子の表面に活性点が存在
すると、ヨウ素は吸着されないのでN2SAとIAと
の差が活性点の大きさの目安となる。一方この発
明に使用するゴム成分は、四塩化スズでカツプリ
ングされていて、その分子鎖中に切断し易いスズ
−炭素結合が存在する。この結合は、ゴムにカー
ボンブラツクを混練するときゴムに加えられる剪
断力によつて切断し、ラジカルを生成する。この
ように混合時に、分子が切断して活性化したポリ
マーとカーボンブラツク表面の活性点とが強い結
合をし、ポリマーとカーボンブラツクとの単純な
混合物ではなく、相互作用の大きい組成物になつ
ていると推定され、これが、高いレベルで転動抵
抗と湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバ
ランスがよくなる理由である。 次に、実施例に基づいて具体的にこの発明の態
様を明らかにする。 次に、ポリマー成分とカーボン成分との配合と
その物性を表示する。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
(注) 〓 〓印の数値は、この発明の限定外の数値で
ある。
ある。
【表】
【表】
【表】
上記各表に示されたポリマーとカーボンブラツ
クを次の配合組成によつて配合されたものを加硫
成形されたものである。 配合組成（重量部） ポリマー 100、 カーボンブラツク 55 高芳香族系油 20、 亜鉛華 ３、 ステアリン酸 ２、 老防〔Ｎ−フエニル−N′（１，３−ジメチルブ
チル）−Ｐ−フエニレンジアミン〕 1.5、促進剤
（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールス
ルフエンアミド） 1.5、 促進剤（ジフエニルグアニジン） 0.2、 硫黄 ２。 なお、上記各表に示す、 ピコ摩耗はASTM−D2228に準じて測定し
たもので、配合NO.36を基準として指数にて表
示したもので、指数の小さいほど摩耗が大き
い。 転動抵抗RRおよび湿潤路面に対する摩擦係
数μwについては、175SR14のタイヤを製作し、
このトレツドは表に示す配合粗成を用いその性
能を測定した。配合NO.36を基準として指数に
て表示したもので、RRの値は小さい方が良好
で、μwの値は大きい方が良い。また、μw／
RRは、バランス値であり、RRとμwのバラン
スを表わす数字で、数が大きいほどバランスが
すぐれていることを示すものである。 tanδとE′は岩本製作所製の粘弾性スペクトロ
メーターを用い、１％歪、100Hz、60℃の条件
で測定したものである。 カーボンブラツクの特性値の測定方法は、窒
素吸着法による比表面積値（N2SA）は ASTM−D3037−73、 ヨウ素吸着値はJIS K6221、ジブチルフタレ
ート吸油量（24M4DBP）は ASTM−D3493−79， セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸
着法による比表面積値（CTAB）はASTM−
D3765、 着色力（Tint）はASTM−D3265−75等の規
定によつて測定されたものである。 上記各表において、第１表は、この発明に使用
されうるポリマー成分の各種（ポリマー成分NO.
A〜Ｇ）とカーボンブラツク成分（カーボンブラ
ツクNO.イ）とを組み合わせた配合NO.1〜７の
実施例、第２表は、比較例を示したもので、配合
NO.8〜14はこの発明のポリマー成分要件を全部
備えていないポリマーと、この発明に使用されう
るカーボンブラツク成分のカーボンブラツクNO.
イとの組合せにおける物性を示し、配合NO.15〜
16は、この発明に使用されうるポリマー成分（ポ
リマー成分NO.A、NO.B）と、この発明に使用
されない一般のカーボンブラツク成分（カーボン
ブラツクNO.ロ→ASTM規格Ｎ−339）との組合
せにおける物性を示したものである。 配合NO.8は、結合スチレン量が20重量％を越
えており耐摩耗性が悪く、μw／RRのバランス値
も小さい。また、１，２ビニル結合量が35モル％
未満の配合NO.9、スチレン単位連鎖数１のスチ
レンが全スチレン量の40重量％未満の配合
NO.11、同じく連鎖数が８以上のスチレンが全ス
チレン量の５重量％を越えた配合NO.12、カツプ
リング効率が40％未満の配合NO.13、SiC4をカ
ツプリング剤として使用した時の配合NO.14、以
上いずれもμw／RRのバランス値が小さく、実施
例に及ばない。 さらに、１，２ビニル結合量から50モル％を越
える配合NO.10はμw／RRのバランス値は良好で
あるが、耐摩耗性が著しく低下する。 第３表は、この発明のポリマー成分と他のジエ
ン系ポリマーとのブレンド例を示したもので、配
合NO.17、NO.18は天然ゴムとのブレンド、配合
NO.20はSBR1502とのブレンドの実施例を示し、
配合NO.19は、この発明のポリマー成分の少量と
天然ゴムとのブレンド例を示したもので、μw／
RRが低下する。因つて、この発明のポリマー成
分をブレンドして使用する場合30重量部以上が必
要である。 第４表は、この発明のポリマー成分NO.Aとこ
の発明に使用しうる各種のカーボンブラツク成分
（カーボンブラツクNO.ハ〜ト）との組合せから
なる実施例（配合NO.21〜25）を示したもので、
すぐれた物性を示すものである。 第５表は、この発明のポリマー成分NO.Aと、
この発明のカーボンブラツク成分要件を全部備え
ていないカーボンブラツクとの組合せによる比較
例を示したもので、N2SAが75未満の配合
NO.26、Tintが90未満の配合NO.31は耐摩耗性の
点で非常に劣り好ましくない。また、ΔTintが−
３以上の配合NO.26，29，32の場合もμw／RRの
値が低い。 その他、N2SAが105を越えた配合NO.27はRR
値が大きく、μw／RRのバランス値も小さく劣る
ものであり、N2SAとIAとの差が15未満の配合
NO.28、N2SAとCTABとの差が５を越えた配合
NO.29、Tintが110を越えた配合NO.32，
24M4DBPが110を越えた配合NO.30等は、バラ
ンス値μw／RR値が小さく、これらの例と実施例
とを比較すると、全部の成分要件を満す実施例は
非常にすぐれた効果を示すものである。 第６表は、この発明のポリマー成分NO.Bと、
この発明のカーボンブラツク成分（カーボンブラ
ツクNO.ハ、ニ、ホ）との組み合せの実施例を示
したもので、第４表と同様すぐれた物性を示すも
のである。 第７表は、ポリマー成分およびカーボンブラツ
ク成分共に従来例を示した配合NO.36〜38、その
外、従来のポリマー成分とこの発明のカーボンブ
ラツク成分のカーボンブラツクNO.イとの組合せ
を示した配合NO.39〜40の例を示したものであ
る。 また、上表の第１表〜第７表に示す物性のう
ち、タイヤの転動抵抗RRと湿潤路面に対するす
べり摩擦係数μwとの相対関係を明らかにするた
め、グラフ化して図面に示した。 図面から明らかなとおり、全体的には指さし印
方向のものほど良好な結果を示すものである。 図面において、黒印は、ポリマー成分およびカ
ーボンブラツク成分共にこの発明の範囲にある実
施例、白印は比較例を示したもので、第１表の実
施例（配合NO.1〜７）、第３表の実施例（配合
NO.17、NO.18、NO.20）は黒印で示し、第２表
の比較例（配合NO.8〜NO.14）、第３表の比較例
（配合NO.19）は白○印で示したもので、ポリマ
ー成分の一部が、成分要件の範囲からそれている
ものである。 第４表の実施例（配合NO.21〜NO.25）、第６
表の実施例（配合NO.33〜NO.35）は黒▲印、第
５表の比較例（配合NO.26〜NO.32）は白△印で
示したもので、カーボンブラツクの成分の一部が
この発明の成分要件の範囲からそれているもので
ある。 第２表−２の比較例（配合NO.15、NO.16）第
７表の配合NO.36〜NO.40は白□印で示したもの
で、配合NO.15、NO.16はこの発明のポリマー成
分と従来の通常のカーボンブラツクとの組合せ、
配合NO.39とNO.40は従来のポリマーとこの発明
のカーボンブラツクとの組合せ、配合NO.36〜
NO.38は、従来のポリマーと従来のカーボンブラ
ツクの組合せである。 なお、配合NO.10と配合NO.31は、RRとμwと
の相対的関係は、他の実施例と同様良好な値を示
すが、耐摩耗性が著しく劣るものである。 図面において明らかなとおり、この発明のポリ
マー成分とカーボンブラツク成分を同時に組み合
わせた場合は、各々単独に使用した時や両者を全
く使用しない従来の場合に比べ、転動抵抗RRと
湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバラン
スが著しく改良される特徴を有するタイヤ用ゴム
組成物である。
クを次の配合組成によつて配合されたものを加硫
成形されたものである。 配合組成（重量部） ポリマー 100、 カーボンブラツク 55 高芳香族系油 20、 亜鉛華 ３、 ステアリン酸 ２、 老防〔Ｎ−フエニル−N′（１，３−ジメチルブ
チル）−Ｐ−フエニレンジアミン〕 1.5、促進剤
（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールス
ルフエンアミド） 1.5、 促進剤（ジフエニルグアニジン） 0.2、 硫黄 ２。 なお、上記各表に示す、 ピコ摩耗はASTM−D2228に準じて測定し
たもので、配合NO.36を基準として指数にて表
示したもので、指数の小さいほど摩耗が大き
い。 転動抵抗RRおよび湿潤路面に対する摩擦係
数μwについては、175SR14のタイヤを製作し、
このトレツドは表に示す配合粗成を用いその性
能を測定した。配合NO.36を基準として指数に
て表示したもので、RRの値は小さい方が良好
で、μwの値は大きい方が良い。また、μw／
RRは、バランス値であり、RRとμwのバラン
スを表わす数字で、数が大きいほどバランスが
すぐれていることを示すものである。 tanδとE′は岩本製作所製の粘弾性スペクトロ
メーターを用い、１％歪、100Hz、60℃の条件
で測定したものである。 カーボンブラツクの特性値の測定方法は、窒
素吸着法による比表面積値（N2SA）は ASTM−D3037−73、 ヨウ素吸着値はJIS K6221、ジブチルフタレ
ート吸油量（24M4DBP）は ASTM−D3493−79， セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸
着法による比表面積値（CTAB）はASTM−
D3765、 着色力（Tint）はASTM−D3265−75等の規
定によつて測定されたものである。 上記各表において、第１表は、この発明に使用
されうるポリマー成分の各種（ポリマー成分NO.
A〜Ｇ）とカーボンブラツク成分（カーボンブラ
ツクNO.イ）とを組み合わせた配合NO.1〜７の
実施例、第２表は、比較例を示したもので、配合
NO.8〜14はこの発明のポリマー成分要件を全部
備えていないポリマーと、この発明に使用されう
るカーボンブラツク成分のカーボンブラツクNO.
イとの組合せにおける物性を示し、配合NO.15〜
16は、この発明に使用されうるポリマー成分（ポ
リマー成分NO.A、NO.B）と、この発明に使用
されない一般のカーボンブラツク成分（カーボン
ブラツクNO.ロ→ASTM規格Ｎ−339）との組合
せにおける物性を示したものである。 配合NO.8は、結合スチレン量が20重量％を越
えており耐摩耗性が悪く、μw／RRのバランス値
も小さい。また、１，２ビニル結合量が35モル％
未満の配合NO.9、スチレン単位連鎖数１のスチ
レンが全スチレン量の40重量％未満の配合
NO.11、同じく連鎖数が８以上のスチレンが全ス
チレン量の５重量％を越えた配合NO.12、カツプ
リング効率が40％未満の配合NO.13、SiC4をカ
ツプリング剤として使用した時の配合NO.14、以
上いずれもμw／RRのバランス値が小さく、実施
例に及ばない。 さらに、１，２ビニル結合量から50モル％を越
える配合NO.10はμw／RRのバランス値は良好で
あるが、耐摩耗性が著しく低下する。 第３表は、この発明のポリマー成分と他のジエ
ン系ポリマーとのブレンド例を示したもので、配
合NO.17、NO.18は天然ゴムとのブレンド、配合
NO.20はSBR1502とのブレンドの実施例を示し、
配合NO.19は、この発明のポリマー成分の少量と
天然ゴムとのブレンド例を示したもので、μw／
RRが低下する。因つて、この発明のポリマー成
分をブレンドして使用する場合30重量部以上が必
要である。 第４表は、この発明のポリマー成分NO.Aとこ
の発明に使用しうる各種のカーボンブラツク成分
（カーボンブラツクNO.ハ〜ト）との組合せから
なる実施例（配合NO.21〜25）を示したもので、
すぐれた物性を示すものである。 第５表は、この発明のポリマー成分NO.Aと、
この発明のカーボンブラツク成分要件を全部備え
ていないカーボンブラツクとの組合せによる比較
例を示したもので、N2SAが75未満の配合
NO.26、Tintが90未満の配合NO.31は耐摩耗性の
点で非常に劣り好ましくない。また、ΔTintが−
３以上の配合NO.26，29，32の場合もμw／RRの
値が低い。 その他、N2SAが105を越えた配合NO.27はRR
値が大きく、μw／RRのバランス値も小さく劣る
ものであり、N2SAとIAとの差が15未満の配合
NO.28、N2SAとCTABとの差が５を越えた配合
NO.29、Tintが110を越えた配合NO.32，
24M4DBPが110を越えた配合NO.30等は、バラ
ンス値μw／RR値が小さく、これらの例と実施例
とを比較すると、全部の成分要件を満す実施例は
非常にすぐれた効果を示すものである。 第６表は、この発明のポリマー成分NO.Bと、
この発明のカーボンブラツク成分（カーボンブラ
ツクNO.ハ、ニ、ホ）との組み合せの実施例を示
したもので、第４表と同様すぐれた物性を示すも
のである。 第７表は、ポリマー成分およびカーボンブラツ
ク成分共に従来例を示した配合NO.36〜38、その
外、従来のポリマー成分とこの発明のカーボンブ
ラツク成分のカーボンブラツクNO.イとの組合せ
を示した配合NO.39〜40の例を示したものであ
る。 また、上表の第１表〜第７表に示す物性のう
ち、タイヤの転動抵抗RRと湿潤路面に対するす
べり摩擦係数μwとの相対関係を明らかにするた
め、グラフ化して図面に示した。 図面から明らかなとおり、全体的には指さし印
方向のものほど良好な結果を示すものである。 図面において、黒印は、ポリマー成分およびカ
ーボンブラツク成分共にこの発明の範囲にある実
施例、白印は比較例を示したもので、第１表の実
施例（配合NO.1〜７）、第３表の実施例（配合
NO.17、NO.18、NO.20）は黒印で示し、第２表
の比較例（配合NO.8〜NO.14）、第３表の比較例
（配合NO.19）は白○印で示したもので、ポリマ
ー成分の一部が、成分要件の範囲からそれている
ものである。 第４表の実施例（配合NO.21〜NO.25）、第６
表の実施例（配合NO.33〜NO.35）は黒▲印、第
５表の比較例（配合NO.26〜NO.32）は白△印で
示したもので、カーボンブラツクの成分の一部が
この発明の成分要件の範囲からそれているもので
ある。 第２表−２の比較例（配合NO.15、NO.16）第
７表の配合NO.36〜NO.40は白□印で示したもの
で、配合NO.15、NO.16はこの発明のポリマー成
分と従来の通常のカーボンブラツクとの組合せ、
配合NO.39とNO.40は従来のポリマーとこの発明
のカーボンブラツクとの組合せ、配合NO.36〜
NO.38は、従来のポリマーと従来のカーボンブラ
ツクの組合せである。 なお、配合NO.10と配合NO.31は、RRとμwと
の相対的関係は、他の実施例と同様良好な値を示
すが、耐摩耗性が著しく劣るものである。 図面において明らかなとおり、この発明のポリ
マー成分とカーボンブラツク成分を同時に組み合
わせた場合は、各々単独に使用した時や両者を全
く使用しない従来の場合に比べ、転動抵抗RRと
湿潤路面に対するすべり摩擦係数μwとのバラン
スが著しく改良される特徴を有するタイヤ用ゴム
組成物である。
図面は、転動抵抗を示すRR指数と湿潤路面に
対するすべり摩擦係数μw指数との相対関係図で
ある。
対するすべり摩擦係数μw指数との相対関係図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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ツクを20〜150重量部配合
したゴム組成物であつて、ゴム成分の少なくとも
30重量部が結合スチレン量が10〜20重量部％、ブ
タジエン部の１，２ビニル結合量が35〜50モル
％、スチレン単位の連鎖が１のスチレンが全結合
スチレンの40重量％以上で、スチレン単位の連鎖
が８以上のスチレンが全結合スチレンの５重量％
以下で、カツプリング効率40％以上にカツプリン
グされており、重量平均分子量Mwと数平均分子
量Mnとの比Mw／Mnで表示される分子量分布が
1.2〜3.5であるスター型溶液重合スチレン・ブタ
ジエン共重合ゴムであり、上記カーボンブラツク
が、窒素吸着法による窒素吸着比表面積値（N2
SA）が75〜105、窒素吸着比表面積値（N2SA）
とヨウ素吸着値（IA）との差が15以上、窒素吸
着比表面積値（N2SA）とセチルトメチルアンモ
ニウムブロマイド吸着法によるCTAB吸着比表
面積値との差が５以下、圧縮ジブチルフタレート
吸油量（24M4DBP）が110（ml／100g）以下、着
色力（Tint）が90〜110、測定Tintから計算Tint
を減じたΔTintが−３以下であることを特徴とす
るタイヤ用ゴム組成物。 ２ スター型溶液重合スチレン・ブタジエン共重
合ゴムは四塩化スズでカツプリングしているゴム
である特許請求の範囲第１項記載のタイヤ用ゴム
組成物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134657A JPS6026045A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | タイヤ用ゴム組成物 |
| DE3426878A DE3426878C2 (de) | 1983-07-22 | 1984-07-20 | Kautschukzusammensetzung für Reifen |
| US06/632,860 US4550135A (en) | 1983-07-22 | 1984-07-20 | Tire rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134657A JPS6026045A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | タイヤ用ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6026045A JPS6026045A (ja) | 1985-02-08 |
| JPH0461022B2 true JPH0461022B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=15133500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134657A Granted JPS6026045A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | タイヤ用ゴム組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4550135A (ja) |
| JP (1) | JPS6026045A (ja) |
| DE (1) | DE3426878C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH06865B2 (ja) * | 1984-12-07 | 1994-01-05 | 住友化学工業株式会社 | ジエン系エラストマ−組成物 |
| JPS61231037A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Bridgestone Corp | タイヤトレツドゴム組成物 |
| JPS62112640A (ja) * | 1985-11-09 | 1987-05-23 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤトレツド用ゴム組成物 |
| JPS62156145A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | トレツド用ゴム組成物 |
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| JPH07122005B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1995-12-25 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物 |
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| JPH0641539B2 (ja) * | 1988-07-21 | 1994-06-01 | 東海カーボン株式会社 | タイヤトレッドゴム配合用カーボンブラック |
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| FR2980205B1 (fr) * | 2011-09-19 | 2013-09-27 | Michelin Soc Tech | Bande de roulement de pneumatique hors la route |
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- 1984-07-20 US US06/632,860 patent/US4550135A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4550135A (en) | 1985-10-29 |
| JPS6026045A (ja) | 1985-02-08 |
| DE3426878C2 (de) | 1986-10-09 |
| DE3426878A1 (de) | 1985-04-25 |
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