JP3207885B2 - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JP3207885B2 JP3207885B2 JP24028491A JP24028491A JP3207885B2 JP 3207885 B2 JP3207885 B2 JP 3207885B2 JP 24028491 A JP24028491 A JP 24028491A JP 24028491 A JP24028491 A JP 24028491A JP 3207885 B2 JP3207885 B2 JP 3207885B2
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- rubber
- weight
- parts
- carbon black
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- 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
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャップ部分とベース
部分の２層構造を有するトレッド部を備える乗用車用ス
チールベルトラジアルタイヤの該ベース部分用ゴム組成
物に関し、更に詳しくはかかるベース部分用ゴム組成物
の改良によりタイヤの転動抵抗を低減し、今日社会的に
要請されている省資源、省エネルギー化に応えるべく自
動車の低燃費化に寄与せんとするものである。
部分の２層構造を有するトレッド部を備える乗用車用ス
チールベルトラジアルタイヤの該ベース部分用ゴム組成
物に関し、更に詳しくはかかるベース部分用ゴム組成物
の改良によりタイヤの転動抵抗を低減し、今日社会的に
要請されている省資源、省エネルギー化に応えるべく自
動車の低燃費化に寄与せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】タイヤの転動抵抗を低減するには配合ゴ
ムのエネルギー損失を小さくすればよいことが知られて
いる。また、タイヤのトレッド部を２層構造とし、地面
と直接接触するキャップ部分を改良して操縦安定性を高
め、その一方でベース部分はエネルギー損失を小さくす
るよう改良することも既知である。
ムのエネルギー損失を小さくすればよいことが知られて
いる。また、タイヤのトレッド部を２層構造とし、地面
と直接接触するキャップ部分を改良して操縦安定性を高
め、その一方でベース部分はエネルギー損失を小さくす
るよう改良することも既知である。
【０００３】従来、ベースゴムのエネルギー損失を小さ
くするためには、使用するカーボンブラックの粒子径を
大きくしたり、カーボンブラックの配合量を減ずる等の
手法が採られてきた。
くするためには、使用するカーボンブラックの粒子径を
大きくしたり、カーボンブラックの配合量を減ずる等の
手法が採られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エネルギー損
失を小さくするために従来採られてきた手法によるとゴ
ムの強度が低下するという問題があった。エネルギー損
失を小さくした結果強度の低下したゴムをトレッド部の
ベース部に使用したタイヤは、乗用車での旋回試験にお
いてショルダー部にチャンキングが発生するという問題
が生ずる。これを防ぐには、100 ℃程度の高温における
抗張積を３×104 ％kg／cm2 以上にする必要があるとい
われている（特開昭56−128204号) 。ここで、抗張積と
は、ゴムの破断物性を評価するのに用いられ、JIS K630
1に規定される引張り試験により供試ゴムの抗張力 (kg
／cm2)と伸び（％）を測定し、その積として求められ
る。
失を小さくするために従来採られてきた手法によるとゴ
ムの強度が低下するという問題があった。エネルギー損
失を小さくした結果強度の低下したゴムをトレッド部の
ベース部に使用したタイヤは、乗用車での旋回試験にお
いてショルダー部にチャンキングが発生するという問題
が生ずる。これを防ぐには、100 ℃程度の高温における
抗張積を３×104 ％kg／cm2 以上にする必要があるとい
われている（特開昭56−128204号) 。ここで、抗張積と
は、ゴムの破断物性を評価するのに用いられ、JIS K630
1に規定される引張り試験により供試ゴムの抗張力 (kg
／cm2)と伸び（％）を測定し、その積として求められ
る。
【０００５】従来技術では、エネルギー損失を小さくし
ようとするとゴムの強度が低下するため、更に転動抵抗
を小さくして低燃費化を図ることは困難であり、よって
今日、従来技術に代わる新たな課題解決のための手法が
強く求められている。
ようとするとゴムの強度が低下するため、更に転動抵抗
を小さくして低燃費化を図ることは困難であり、よって
今日、従来技術に代わる新たな課題解決のための手法が
強く求められている。
【０００６】そこで本発明の目的は、タイヤトレッド部
のベース部分用ゴム組成物において、ゴム強度を維持し
たままでエネルギー損失を小さくし、転動抵抗を低減さ
せることのできる技術を提供することにある。
のベース部分用ゴム組成物において、ゴム強度を維持し
たままでエネルギー損失を小さくし、転動抵抗を低減さ
せることのできる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、ゴム物性面から損失正接tan δは従来タ
イヤのものよりも小さく、かつ抗張積は問題を生じるこ
とのない下限値（3.5×104％・kg／cm2)以上のゴム組成
物を開発するために鋭意検討した結果、かかるゴム組成
物を得るにはカーボンブラックのグレード分けに従来使
われている窒素吸着比表面積(N2SA)だけでなく、ジブチ
ルフタレート吸油量(DBP) の寄与が極めて大きいことを
見い出した。
を解決すべく、ゴム物性面から損失正接tan δは従来タ
イヤのものよりも小さく、かつ抗張積は問題を生じるこ
とのない下限値（3.5×104％・kg／cm2)以上のゴム組成
物を開発するために鋭意検討した結果、かかるゴム組成
物を得るにはカーボンブラックのグレード分けに従来使
われている窒素吸着比表面積(N2SA)だけでなく、ジブチ
ルフタレート吸油量(DBP) の寄与が極めて大きいことを
見い出した。
【０００８】すなわち、カーボンブラックのコロイダル
特性の一つであるN2SAに関しては120m2/g を超える領域
ではエネルギー損失を小さくすることが困難であり、ま
たカーボンブラックの粒子径が小さくなることからゴム
中での分散性が劣り、カーボンブラックの配合量が少な
い場合に特に不均質になり易く、一方DBP に関してはこ
の数値が大きい程配合量が少なくとも抗張積を大きくで
き、130ml/100g以上でこの傾向が顕著となることを見い
出した。
特性の一つであるN2SAに関しては120m2/g を超える領域
ではエネルギー損失を小さくすることが困難であり、ま
たカーボンブラックの粒子径が小さくなることからゴム
中での分散性が劣り、カーボンブラックの配合量が少な
い場合に特に不均質になり易く、一方DBP に関してはこ
の数値が大きい程配合量が少なくとも抗張積を大きくで
き、130ml/100g以上でこの傾向が顕著となることを見い
出した。
【０００９】上記目的を達成するために、キャップ部分
とベース部分の２層構造を有するトレッド部を備える乗
用車用スチールベルトラジアルタイヤの該ベース部分用
の本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100 重量部に対
し、N2SAが40〜120m2／g（ただし、120ｍ2／ｇを除
く。）でかつDBP が140ml/100g以上の特性を持つカーボ
ンブラックが３〜35重量部（ただし30〜35重量部を除
く）配合され、温度60℃の損失正接tan δの値が0.08以
下であり、かつ100℃における抗張積が3.5×104％kg／c
m2以上であることを特徴とするものである。
とベース部分の２層構造を有するトレッド部を備える乗
用車用スチールベルトラジアルタイヤの該ベース部分用
の本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100 重量部に対
し、N2SAが40〜120m2／g（ただし、120ｍ2／ｇを除
く。）でかつDBP が140ml/100g以上の特性を持つカーボ
ンブラックが３〜35重量部（ただし30〜35重量部を除
く）配合され、温度60℃の損失正接tan δの値が0.08以
下であり、かつ100℃における抗張積が3.5×104％kg／c
m2以上であることを特徴とするものである。
【００１０】本発明のベース部分用ゴム組成物において
は、ゴム成分として、ジエン系のゴムであれば天然ゴム
(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR) 、ブタジエンゴム
(BR)等の各種ゴム単独あるいはブレンドを使用すること
ができる。
は、ゴム成分として、ジエン系のゴムであれば天然ゴム
(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR) 、ブタジエンゴム
(BR)等の各種ゴム単独あるいはブレンドを使用すること
ができる。
【００１１】また、本発明において使用するカーボンブ
ラックは芳香族成分の高い原料を用い、通常のオイルフ
ァーネスト法による反応炉を用い、生成反応温度、反応
時間、燃焼ガス流速、チョーク部での原料油濃度等を制
御することにより製造することができる。
ラックは芳香族成分の高い原料を用い、通常のオイルフ
ァーネスト法による反応炉を用い、生成反応温度、反応
時間、燃焼ガス流速、チョーク部での原料油濃度等を制
御することにより製造することができる。
【００１２】尚、本発明のゴム組成物にはゴム業界で通
常使用される配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫
促進助剤、老化防止剤、軟化剤等を必要に応じて適宜配
合することができるのは勿論のことである。
常使用される配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫
促進助剤、老化防止剤、軟化剤等を必要に応じて適宜配
合することができるのは勿論のことである。
【００１３】
【作用】本発明者らは、タイヤのチャンキングを防止す
るためにゴムの強度を維持したまま転動抵抗を改良する
手段として、特定のコロイダル特性を有する補強性の高
いカーボンブラックをゴム成分100 重量部に対して３〜
35重量部（ただし30〜35重量部を除く）の範囲内で使用
することがよいことを突き止めた。かかるカーボンブラ
ックのN2SAが40m2/g未満では十分な強度を確保すること
ができず、一方120m2/g 以上では転動抵抗の低減が十分
に図れない。また、DBP が140ml/100g未満でもゴムの強
度の確保と転動抵抗の低減の両立が図りにくくなるた
め、N2SAは40〜120m2/g（ただし、120ｍ2／ｇを除
く。）でかつDBP が140ml/100g以上、好ましくはN2SAが
50〜100m2/gでかつDBP が150ml/100g以上のカーボンブ
ラックを本発明においては選択する。
るためにゴムの強度を維持したまま転動抵抗を改良する
手段として、特定のコロイダル特性を有する補強性の高
いカーボンブラックをゴム成分100 重量部に対して３〜
35重量部（ただし30〜35重量部を除く）の範囲内で使用
することがよいことを突き止めた。かかるカーボンブラ
ックのN2SAが40m2/g未満では十分な強度を確保すること
ができず、一方120m2/g 以上では転動抵抗の低減が十分
に図れない。また、DBP が140ml/100g未満でもゴムの強
度の確保と転動抵抗の低減の両立が図りにくくなるた
め、N2SAは40〜120m2/g（ただし、120ｍ2／ｇを除
く。）でかつDBP が140ml/100g以上、好ましくはN2SAが
50〜100m2/gでかつDBP が150ml/100g以上のカーボンブ
ラックを本発明においては選択する。
【００１４】また、かかるカーボンブラックの配合量が
ゴム成分100 重量部に対し３重量部よりも少ないと十分
な補強効果が得られず、一方30重量部以上では転動抵抗
低減効果が得られなくなるため、本発明においては３重
量部以上30重量部未満、好ましくは５重量部以上30重量
部未満配合する。
ゴム成分100 重量部に対し３重量部よりも少ないと十分
な補強効果が得られず、一方30重量部以上では転動抵抗
低減効果が得られなくなるため、本発明においては３重
量部以上30重量部未満、好ましくは５重量部以上30重量
部未満配合する。
【００１５】更に本発明においては、実用上十分なゴム
の強度を確保し、かつ従来の低燃費タイヤに比し更に転
動抵抗を低減するために、60℃における損失正接tan δ
の値が0.08以下、好ましくは0.05以下であることが必要
である。この値が0.08を超えると、従来のベース部分用
のゴムに比し転動抵抗低減の効果が期待できなくなる。
本発明において、最適損失正接tan δ値と高温時強力を
両立化させるのに最も有利な配合系は、以下の実施例９
のようにポリマーが天然ゴムで、カーボンブラックはDB
P の高いものをゴム成分100 重量部に対し15重量部前後
配合する系である。
の強度を確保し、かつ従来の低燃費タイヤに比し更に転
動抵抗を低減するために、60℃における損失正接tan δ
の値が0.08以下、好ましくは0.05以下であることが必要
である。この値が0.08を超えると、従来のベース部分用
のゴムに比し転動抵抗低減の効果が期待できなくなる。
本発明において、最適損失正接tan δ値と高温時強力を
両立化させるのに最も有利な配合系は、以下の実施例９
のようにポリマーが天然ゴムで、カーボンブラックはDB
P の高いものをゴム成分100 重量部に対し15重量部前後
配合する系である。
【００１６】上述の本発明のベース部分用ゴム組成物
は、操縦安定性を確保し得るキャップ部分用ゴム組成物
と組み合わせることにより効果を十分に発揮することが
できる。
は、操縦安定性を確保し得るキャップ部分用ゴム組成物
と組み合わせることにより効果を十分に発揮することが
できる。
【００１７】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。本実施例においては、下記の表１に示す各種カーボ
ンブラックを使用した。尚、表中のN2SAはASTM D 3037
に準拠し、またDBP はASTM D 2414 に準拠して求めた。
る。本実施例においては、下記の表１に示す各種カーボ
ンブラックを使用した。尚、表中のN2SAはASTM D 3037
に準拠し、またDBP はASTM D 2414 に準拠して求めた。
【００１８】
【００１９】上記各種カーボンブラックを使用し、下記
の表２に示す配合処方（重量部）に従い、各種ゴム組成
物を調製した。尚、表中の各種測定試験結果は次のよう
にして求めた。
の表２に示す配合処方（重量部）に従い、各種ゴム組成
物を調製した。尚、表中の各種測定試験結果は次のよう
にして求めた。
【００２０】損失正接tan δ 初期歪10％、振動数60Hz、動歪１％および温度60℃の条
件にて、岩本製作所製スペクトロメータを用いて測定し
た。
件にて、岩本製作所製スペクトロメータを用いて測定し
た。
【００２１】抗張積（％kg／cm2) 供試ゴムをJIS K 6301で規定されている引張試験によ
り、100 ℃にてその抗張力 (kg／cm2)と伸び（％）を測
定し、その積を抗張積とした。
り、100 ℃にてその抗張力 (kg／cm2)と伸び（％）を測
定し、その積を抗張積とした。
【００２２】転動抵抗指数 現行市販タイヤ（サイズPSR 185/70 R13 キャップ／ベ
ース構造）を基にして、ベースゴムのみ変更したタイヤ
を各種試作した。尚、キャップトレッドゴムは全て共通
で60℃のtan δが0.28、またトレッド全体に対するベー
スゴムの容積は15％とした。上述のようにして試作した
タイヤの転動抵抗を直径1707mmのスチールドラム上で速
度60km／hrにて測定し、従来品のタイヤであるコントロ
ールタイヤ（比較例５）を基準にして次式により指数表
示した。 数値が小さい程結果は良好である。
ース構造）を基にして、ベースゴムのみ変更したタイヤ
を各種試作した。尚、キャップトレッドゴムは全て共通
で60℃のtan δが0.28、またトレッド全体に対するベー
スゴムの容積は15％とした。上述のようにして試作した
タイヤの転動抵抗を直径1707mmのスチールドラム上で速
度60km／hrにて測定し、従来品のタイヤであるコントロ
ールタイヤ（比較例５）を基準にして次式により指数表
示した。 数値が小さい程結果は良好である。
【００２３】旋回耐久性 厳しい旋回試験（横方向加速度0.8 ±0.1 Ｇ）において
耐久性を評価した。直径15m で旋回する車両の前輪に装
着した上記供試タイヤの左右輪いずれかの内部のスチー
ルベルトの一部が露出するまでの旋回回数を測定し、コ
ントロールタイヤ（比較例５）を基準にして次式により
指数表示した。 数値が大きい程結果は良好である。
耐久性を評価した。直径15m で旋回する車両の前輪に装
着した上記供試タイヤの左右輪いずれかの内部のスチー
ルベルトの一部が露出するまでの旋回回数を測定し、コ
ントロールタイヤ（比較例５）を基準にして次式により
指数表示した。 数値が大きい程結果は良好である。
【００２４】破壊形態 上記の旋回試験において、ベルト露出部の周囲にベース
ゴム内部における破壊があるかどうかを観察し、ゴム破
壊が存在するとき、破壊形態が劣るとした。得られた結
果を表２に併記する。
ゴム内部における破壊があるかどうかを観察し、ゴム破
壊が存在するとき、破壊形態が劣るとした。得られた結
果を表２に併記する。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２に示す測定結果より、次のことが確か
められた。従来採られてきた手法のように、カーボンブ
ラックの減量により転動抵抗を低減しようとすると、比
較例４のように比較例５対比旋回耐久性が大幅に低下し
た。
められた。従来採られてきた手法のように、カーボンブ
ラックの減量により転動抵抗を低減しようとすると、比
較例４のように比較例５対比旋回耐久性が大幅に低下し
た。
【００２７】また、カーボンブラック種を低級グレード
(N2SA の小さなもの）に変えても転動抵抗は低くなる
が、これに伴い、耐久性も比較例８のように低下した。
更に、補強性の高い高級グレード(N2SA の大きなもの）
に変えて使用量を減らせば、低転動抵抗と高耐久性の両
立が可能であると考えられたが、比較例１，２のように
両立は不可能であった。
(N2SA の小さなもの）に変えても転動抵抗は低くなる
が、これに伴い、耐久性も比較例８のように低下した。
更に、補強性の高い高級グレード(N2SA の大きなもの）
に変えて使用量を減らせば、低転動抵抗と高耐久性の両
立が可能であると考えられたが、比較例１，２のように
両立は不可能であった。
【００２８】更にまた、コロイダル特性を持ったカーボ
ンブラックも使用量が少な過ぎては比較例９，12のよう
に補強効果が得られず、また多過ぎても比較例10, 11,
13のように低転動抵抗が得られなかった。尚、これらの
中で、タイヤ評価に数値のないものはゴム質のみの評価
で、タイヤの試験は行わなかった。
ンブラックも使用量が少な過ぎては比較例９，12のよう
に補強効果が得られず、また多過ぎても比較例10, 11,
13のように低転動抵抗が得られなかった。尚、これらの
中で、タイヤ評価に数値のないものはゴム質のみの評価
で、タイヤの試験は行わなかった。
【００２９】これに対し、実施例１〜10は、いずれも転
動抵抗の低減と耐久性の向上の両立が可能となった。
動抵抗の低減と耐久性の向上の両立が可能となった。
【００３０】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のベース
部分用組成物においては、N2SAおよびDBP が所定の範囲
内の特定の特性を有するカーボンブラックを３〜35重量
部（ただし30〜35重量部を除く）の範囲内で配合し、か
つ温度60℃のtan δ値を0.08以下としたことにより、ゴ
ム強度の維持、すなわち耐久性の確保と転動抵抗の低減
との両立を図ることができる。
部分用組成物においては、N2SAおよびDBP が所定の範囲
内の特定の特性を有するカーボンブラックを３〜35重量
部（ただし30〜35重量部を除く）の範囲内で配合し、か
つ温度60℃のtan δ値を0.08以下としたことにより、ゴ
ム強度の維持、すなわち耐久性の確保と転動抵抗の低減
との両立を図ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 9/00 B60C 1/00 B60C 11/00 C08K 3/04
Claims (2)
- 【請求項１】 キャップ部分とベース部分の２層構造を
有するトレッド部を備える乗用車用スチールベルトラジ
アルタイヤの該ベース部分用ゴム組成物において、 ジエン系ゴム100 重量部に対し、窒素吸着比表面積が40
〜120m2/g （ただし120ｍ2／ｇを除く。）でかつジブチ
ルフタレート吸油量が140ml/100g以上の特性を持つカー
ボンブラックが３〜35重量部（ただし30〜35重量部を除
く）配合され、温度60℃の損失正接tan δの値が0.08以
下であり、かつ100℃における抗張積が3.5×104％kg／c
m2以上であることを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項２】 ジエン系ゴム100 重量部に対し、窒素吸
着比表面積が50〜100m2/g でかつジブチルフタレート吸
油量が150ml/100g以上であるカーボンブラックが５〜30
重量部（ただし30重量部を除く）配合されている請求項
１記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24028491A JP3207885B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24028491A JP3207885B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559217A JPH0559217A (ja) | 1993-03-09 |
| JP3207885B2 true JP3207885B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17057197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24028491A Expired - Lifetime JP3207885B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207885B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3287795B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2002-06-04 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP4841516B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2011-12-21 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP24028491A patent/JP3207885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559217A (ja) | 1993-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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