JP2017031381A - 繊維被覆用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合して発熱性を低減しながら、機械的特性を維持・向上するようにした繊維被覆用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】天然ゴムを30質量%以上、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、圧縮DBP吸収量(24M4)が95〜120mL/100gのカーボンブラックを30〜80質量部配合すると共に、前記カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dst(nm)およびその半値幅ΔDst(nm)の比ΔDst/Dstが0.65以上であり、前記N2SA、(24M4)およびDstが次式;(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06を満たすようにする。
【選択図】図2
【解決手段】天然ゴムを30質量%以上、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、圧縮DBP吸収量(24M4)が95〜120mL/100gのカーボンブラックを30〜80質量部配合すると共に、前記カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dst(nm)およびその半値幅ΔDst(nm)の比ΔDst/Dstが0.65以上であり、前記N2SA、(24M4)およびDstが次式;(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06を満たすようにする。
【選択図】図2
Description
本発明は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら機械的特性を維持・向上するようにした繊維被覆用ゴム組成物に関する。
近年、空気入りタイヤでは、タイヤ重量の軽減等を目的として、カーカス層の単層化が進んでいる。また、スチールコードに替えて有機繊維コードをゴム組成物で被覆した繊維補強層をカーカス層等に用いることも増えている。このようなカーカス層(繊維補強層)に使用されるゴム組成物(繊維被覆用ゴム組成物)としては、単層であってもタイヤの骨格を形成して荷重や衝撃等に耐え得る高い剛性を有することや、埋設される有機繊維コードに対する接着性に優れることが求められている。
また、環境負荷の低減を目的として、空気入りタイヤにおいて転がり抵抗をより小さくすることが求められている。そのため、例えば空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱性を抑制することが行われている。尚、ゴム組成物の発熱性の指標としては、一般に動的粘弾性測定による60℃のtanδが用いられており、このゴム組成物のtanδ(60℃)が小さいほど発熱性が小さくなることが知られている。このゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくする方法としては、例えばカーボンブラックの配合量を少なくしたり、カーボンブラックの粒径を大きくしたりすること、或いはフェノール系熱硬化性樹脂を配合することが挙げられるが、これらの方法では、引張り破断強度、引張り破断伸度、ゴム硬度などの機械的特性が低下し、操縦安定性、耐摩耗性、耐久性などのタイヤ性能が低下するという問題がある。
ここで、空気入りタイヤの転がり抵抗をより低減するために、空気入りタイヤの構成要素の一つである前述のカーカス層(繊維補強層)においても発熱性を低減することが求められるが、カーカス層(繊維補強層)を構成する繊維被覆用ゴム組成物は、前述のように、より高剛性であると共に有機繊維コードに対する接着性に優れることが求められるため、上述のようにカーボンブラックの配合量を低減したり、カーボンブラックの粒径を大きくしたり、フェノール系熱硬化性樹脂を配合しても、充分な低発熱性が得られなかったり、繊維被覆用ゴム組成物として求められる性能(高引張り破断伸び、繊維コードとの接着性)を維持することができないという問題がある。そのため、環境負荷低減のための低発熱性と繊維被覆用ゴム組成物しての接着性、高硬度とを高度に両立することが求められている。
また近年、転がり抵抗を更に小さくしながら硬度等の機械的特性を改良するために、カーボンブラックの性能を向上させることも検討されている。例えば特許文献1は、主に比表面積(BET比表面積、CTAB比表面積、沃素吸着指数IA)、DBP構造値、ストークス直径dst等を調整したカーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物を低発熱化することを提案している。しかしながら、このゴム組成物では、硬度、高引張り破断伸び、接着性等の機械的強度を確保する作用が必ずしも十分ではなく、例えば繊維被覆用ゴム組成物として用いるためには、更なる改良が求められていた。
本発明の目的は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら機械的特性を維持・向上するようにした繊維被覆用ゴム組成物を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の繊維被覆用ゴム組成物は、天然ゴムを30質量%以上、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、圧縮DBP吸収量(24M4)が95〜120mL/100gのカーボンブラックを30〜80質量部配合すると共に、前記カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dst(nm)およびその半値幅ΔDst(nm)の比ΔDst/Dstが0.65以上であり、前記N2SA、(24M4)およびDstが下記の式(1)を満たすことを特徴とする繊維被覆用ゴム組成物。
(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06 (1)
(但し、Dstは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径(nm)、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、(24M4)は圧縮DBP吸収量(mL/100g)である。)
(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06 (1)
(但し、Dstは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径(nm)、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、(24M4)は圧縮DBP吸収量(mL/100g)である。)
本発明の繊維被覆用ゴム組成物は、天然ゴムを30質量%以上、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、圧縮DBP吸収量(24M4)が95〜120mL/100g、カーボンブラック凝集体のストークス径の質量分布曲線における比ΔDst/Dstが0.65以上、かつ前記式(1)の関係を満たすカーボンブラックを30〜80質量部配合するようにしたので、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくしながら、破断伸度、接着性、ゴム硬度などの機械的特性を維持・向上することができる。
前記カーボンブラックのDstは、160nm以上であることが好ましい。またカーボンブラックのN2SAが、50m2/g以上であることが好ましい。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物では、ブタジエンゴムが前記ジエン系ゴム100質量%中40質量%未満含まれることが好ましい。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物を繊維補強層に使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、従来レベル以上に操縦安定性、耐久性を維持・向上することができる。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴムを必ず含む。天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴムとしては、それぞれタイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中30質量%以上、好ましくは30〜60質量%である。天然ゴムの含有量が30質量%未満であると、本発明の所望の効果が充分に得られない。スチレンブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中10〜50質量%、好ましくは20〜30質量%である。スチレンブタジエンゴムの含有量が10〜50質量%から外れると、本発明の所望の効果が充分に得られない。
本発明のゴム組成物は、天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴムの他に、ブタジエンゴムを含むことが好ましい。ブタジエンゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。ブタジエンゴムを含む場合、その含有量は、ジエン系ゴム100質量%中40質量%未満、好ましくは10〜35質量%であるとよい。天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴムに加えて、ブタジエンゴムを含むことで圧延加工性が良化する。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有してもよい。他のジエン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでもイソプレンゴムが好ましい。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物では、特定の窒素吸着比表面積N2SA及び圧縮DBP吸収量(24M4)を有し、かつ凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dstおよびその半値幅ΔDstの比ΔDst/Dst並びにDst/(24M4)とN2SAとの関係を限定した新規のカーボンブラックを配合することにより、粒子径が大きいカーボンブラックを用いてゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくしながら、ゴム硬度、破断伸度などの機械的特性を悪化させることがない。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し30〜80質量部、好ましくは50〜70質量部にする。カーボンブラックの配合量が30質量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度が悪化する。またカーボンブラックの配合量が80質量部を超えると、tanδ(60℃)が大きくなると共に、引張り破断伸度が低下する。また耐摩耗性が悪化する。
本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、好ましくは50〜90m2/g、より好ましくは55〜85m2/gである。N2SAが90m2/gを超えると、tanδ(60℃)が大きくなる。本明細書においてカーボンブラックのN2SAは、JIS K6217−7に準拠して、測定するものとする。
また、カーボンブラックの圧縮DBP吸収量(24M4)は、95〜120mL/100gであり、好ましくは100〜115mL/100gである。圧縮DBP吸収量が95mL/100g未満であるとtanδ(60℃)が大きくなると共に、耐摩耗性が低下する。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックの分散性が悪化するのでカーボンブラックの補強性能が十分に得られない。圧縮DBP吸収量が120mL/100gを超えると、引張り破断強度および引張り破断伸度が悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。圧縮DBP吸収量は、JIS K6217−4に準拠し附属書Aに記載された圧縮試料を用いて測定するものとする。
本発明で使用するカーボンブラックは、上述した窒素吸着比表面積N2SAおよび圧縮DBP吸収量(24M4)を有すると共に、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dstおよびその半値幅ΔDstに関し以下の関係を有する。
本発明において、カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dst(nm)に対する前記質量分布曲線の半値幅ΔDst(nm)の比ΔDst/Dstが0.65以上、好ましくは0.70以上である。比ΔDst/Dstを0.65以上にすることにより、発熱を小さくすることができる。本明細書において、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dstは、カーボンブラックを遠心沈降させ、光学的に得た凝集体のストークス径の質量分布曲線における最大頻度のモード径をいう。また半値幅ΔDstは凝集体質量分布曲線において、その頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅をいう。本発明において、DstおよびΔDstはJIS K6217−6ディスク遠心光沈降法による凝集体分布の求め方に準拠して、測定するものとする。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積N2SA、圧縮DBP吸収量(24M4)およびDstが下記の式(1)を満たす。
(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06 (1)
(ただし、Dstは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径(nm)、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、(24M4)は圧縮DBP吸収量(mL/100g)である。)
(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06 (1)
(ただし、Dstは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径(nm)、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、(24M4)は圧縮DBP吸収量(mL/100g)である。)
カーボンブラックが上述した特定された範囲内のN2SA、圧縮DBP吸収量および比ΔDst/Dstを有し、かつ(24M4)/DstおよびN2SAが前記式(1)を満たすことにより、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸度、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上することができる。
図1は、ASTM規格番号を有する代表的なカーボンブラックであるASTMグレードについて、その(24M4)/DstとN2SAの関係を示すグラフである。図1において、横軸はN2SA(m2/g)、縦軸は(24M4)/Dst(mL/100g/nm)である。図1に示す通り、従来の規格化されたカーボンブラックブラックの(24M4)/DstはN2SAに対し概ね1次直線(図1の破線)で表され、その傾きは約0.0093、切片は0.0133である。
これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、N2SAに対し、アグリゲート特性の比(24M4)/Dstの上限が、前記式(1)により制限されている。この境界線(前記式(1)の不等号を等号にした一次直線)を図2に実線で記載した。また本願明細書の実施例で使用するカーボンブラックを○印でプロットした。なお図2の破線はASTMグレードのカーボンブラックブラックから求められた1次直線である。アグリゲート特性の比(24M4)/DstおよびN2SAがこの関係を満たすことにより、引張り破断強度および引張り破断伸度を優れたものにすることができる。
本発明において、前記式(1)で特定されるカーボンブラックは、上述した範囲のN2SA、圧縮DBP吸収量(24M4)および比ΔDst/Dstを有するとき、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸度、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上することができる。
本発明で使用するカーボンブラックのDstは、特に制限されるものではないが、好ましくは160nm以上、好ましくは170nm以上であるとよい。Dstが160nm未満であると、発熱が悪化する虞がある。
上述した特性を有するカーボンブラックは、例えば、カーボンブラック製造炉における原料油導入条件、全空気の供給量、燃料油及び原料油の導入量、反応時間(最終原料油導入位置から反応停止までの燃焼ガスの滞留時間)などの製造条件を調整して製造することができる。
本発明において、カーボンブラックとしては、上述した特性を有するカーボンブラックと、その他のカーボンブラックを共に使用することができる。このとき、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックが占める割合が50質量%を超えるものとし、カーボンブラックの合計をジエン系ゴム100質量部に対し、30〜80質量部にする。このようにその他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物のtanδと機械的特性とのバランスを調整することができる。
繊維被覆用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種無機充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。本発明の繊維被覆用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
本発明の繊維被覆用ゴム組成物は、空気入りタイヤの繊維補強層(例えば、カーカス層)を構成するゴムに好適に使用することができる。このように繊維補強層に本発明の繊維被覆用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、ゴム組成物の機械的特性の改良により、操縦安定性、耐久性を従来レベル以上に維持・向上することができる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
11種類のカーボンブラック(CB−1〜CB−11)を使用して23種類のゴム組成物(実施例1〜12、標準例、比較例1〜10)を調製した。このうち3種類のカーボンブラック(CB−1〜CB−3)は市販グレード、8種類のカーボンブラック(CB−4〜CB−11)は試作品であり、それぞれのコロイダル特性を表1に示した。また図3において、各カーボンブラックCB−1〜CB−11の(24M4)/DstとN2SAの関係をプロットすると共に、それぞれのカーボンブラックを参照する番号を付した。なお図3において実線は式(1)を等号にしたときの直線、破線はカーボンブラックのASTMグレードに相当する1次直線である。
表1において、各略号はそれぞれ下記のコロイダル特性を表わす。
・N2SA:JIS K6217−7に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・24M4:JIS K6217−4(圧縮試料)に基づいて測定された圧縮DBP吸収量
・Dst:JIS K6217−6に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線の最大値であるモード径
・△Dst:JIS K6217−6に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線において、その質量頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅(半値幅)
・△Dst/Dst:比△Dst/Dstの値
・式(1)の左辺 (24M4)/Dstの計算値
・式(1)の右辺 0.0093×N2SA−0.06の計算値
・式(1)の成否:左辺<右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
・N2SA:JIS K6217−7に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・24M4:JIS K6217−4(圧縮試料)に基づいて測定された圧縮DBP吸収量
・Dst:JIS K6217−6に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線の最大値であるモード径
・△Dst:JIS K6217−6に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線において、その質量頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅(半値幅)
・△Dst/Dst:比△Dst/Dstの値
・式(1)の左辺 (24M4)/Dstの計算値
・式(1)の右辺 0.0093×N2SA−0.06の計算値
・式(1)の成否:左辺<右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
また表1において、カーボンブラックCB1〜CB3は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・CB1:新日化カーボン社製ニテロン#200IS、N339
・CB2:東海カーボン社製シースト300、N326
・CB3:新日化カーボン社製ニテロン#10N、N550
・CB1:新日化カーボン社製ニテロン#200IS、N339
・CB2:東海カーボン社製シースト300、N326
・CB3:新日化カーボン社製ニテロン#10N、N550
カーボンブラックCB4〜CB11の製造
円筒反応炉を使用して、表3に示すように全空気供給量、燃料油導入量、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックCB4〜CB11を製造した。
円筒反応炉を使用して、表3に示すように全空気供給量、燃料油導入量、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックCB4〜CB11を製造した。
繊維被覆用ゴム組成物の調製及び評価
上述した11種類のカーボンブラック(CB1〜CB11)を用いて、表5の配合剤を共通に添加した、表3,4に示す配合からなる23種類のゴム組成物(実施例1〜12、標準例、比較例1〜10)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、55Lのニーダーで15分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを55Lのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合し繊維被覆用ゴム組成物を得た。なお、表5に記載の配合剤の量は、表3,4に記載のゴム成分(NR、SBR、およびBR)100質量部に対する質量部で記載した。
上述した11種類のカーボンブラック(CB1〜CB11)を用いて、表5の配合剤を共通に添加した、表3,4に示す配合からなる23種類のゴム組成物(実施例1〜12、標準例、比較例1〜10)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、55Lのニーダーで15分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを55Lのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合し繊維被覆用ゴム組成物を得た。なお、表5に記載の配合剤の量は、表3,4に記載のゴム成分(NR、SBR、およびBR)100質量部に対する質量部で記載した。
得られた23種類のゴム組成物(未加硫)について、下記の示す方法により剥離力、ゴム被覆率の評価を行った。
剥離力
得られた未加硫ゴム組成物を厚さ1.0mmのゴムシートに加工し、2枚のゴムシートの間に隙間なく引き揃えた繊維コードを挟んだ後、更に対応する種類の未加硫ゴムシート上に繊維コードを隙間なく引揃えて配置したシートを繊維コードの方向が同じになるように貼り合せて、150℃で45分間加硫し、加硫サンプルを作製した。得られた加硫サンプルを100℃の恒温槽で96時間加熱した後、その温度下で、中央のゴムシートの両側の繊維コードと加硫ゴム部分を、互いに反対方向(180°)に引っ張ったときの剥離力を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「剥離力」の欄に示した。この指数値が大きいほど剥離力が大きく、繊維コードとの接着性に優れることを意味する。
得られた未加硫ゴム組成物を厚さ1.0mmのゴムシートに加工し、2枚のゴムシートの間に隙間なく引き揃えた繊維コードを挟んだ後、更に対応する種類の未加硫ゴムシート上に繊維コードを隙間なく引揃えて配置したシートを繊維コードの方向が同じになるように貼り合せて、150℃で45分間加硫し、加硫サンプルを作製した。得られた加硫サンプルを100℃の恒温槽で96時間加熱した後、その温度下で、中央のゴムシートの両側の繊維コードと加硫ゴム部分を、互いに反対方向(180°)に引っ張ったときの剥離力を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「剥離力」の欄に示した。この指数値が大きいほど剥離力が大きく、繊維コードとの接着性に優れることを意味する。
ゴム被覆率
上記剥離試験を行った後の繊維コード表面のゴム被覆率(コード表面に付着したゴムの面積割合)を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「ゴム被覆率」の欄に示した。この指数値が大きいほどゴム被覆率が大きく、繊維コードに対する接着性が優れることを意味する。
上記剥離試験を行った後の繊維コード表面のゴム被覆率(コード表面に付着したゴムの面積割合)を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「ゴム被覆率」の欄に示した。この指数値が大きいほどゴム被覆率が大きく、繊維コードに対する接着性が優れることを意味する。
また、得られた23種類のゴム組成物(未加硫)を、それぞれ所定形状の金型中で、160℃、20分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法によりゴム硬度、60℃におけるtanδ、破断伸度の評価を行った。
硬度
得られた試験片を用いJIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度25℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「硬度」の欄に示した。この指数値が大きいほど硬度が高いことを意味する。
得られた試験片を用いJIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度25℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「硬度」の欄に示した。この指数値が大きいほど硬度が高いことを意味する。
60℃のtanδ
得られた試験片をJIS K6394に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzの条件で、温度60℃における損失正接tanδを測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数とし、表3,4の「tanδ(60℃)」の欄に示した。この指数値が小さいほど発熱性が小さく、タイヤにしたときの転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。
得られた試験片をJIS K6394に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzの条件で、温度60℃における損失正接tanδを測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数とし、表3,4の「tanδ(60℃)」の欄に示した。この指数値が小さいほど発熱性が小さく、タイヤにしたときの転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。
破断伸度
得られた試験片からJIS K6251に準拠してJIS3号ダンベル型試験片(厚さ2mm)を打ち抜き、500mm/分の引張り速度で試験を行い、引張り破断伸度を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「破断伸度」の欄に示した。この指数値が大きいほど破断伸度が高く、タイヤにしたときの耐久性が優れることを意味する。
得られた試験片からJIS K6251に準拠してJIS3号ダンベル型試験片(厚さ2mm)を打ち抜き、500mm/分の引張り速度で試験を行い、引張り破断伸度を測定した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数として、表3,4の「破断伸度」の欄に示した。この指数値が大きいほど破断伸度が高く、タイヤにしたときの耐久性が優れることを意味する。
表3,4において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、VON BUNDIT社製 RSS#3
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 NIPOL 1502
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 NIPOL BR 1220
・CB1〜CB11:上述した表1に示したカーボンブラック
・NR:天然ゴム、VON BUNDIT社製 RSS#3
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 NIPOL 1502
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 NIPOL BR 1220
・CB1〜CB11:上述した表1に示したカーボンブラック
表5において使用した原材料の種類を下記に示す。
・オイル:昭和シェル石油社製エキストラクト 4号S
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・老化防止剤:住友化学社製 アンチゲン 6C
・加硫促進剤:大内新興化学工業社製 ノクセラー DZ‐G
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄(硫黄の含有量95.24重量%)
・オイル:昭和シェル石油社製エキストラクト 4号S
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・老化防止剤:住友化学社製 アンチゲン 6C
・加硫促進剤:大内新興化学工業社製 ノクセラー DZ‐G
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄(硫黄の含有量95.24重量%)
表3〜4から明らかなように実施例1〜12の繊維被覆用ゴム組成物は、硬度、tanδ(60℃)、破断伸度、剥離力、ゴム被覆率が従来レベル以上に維持・向上することが確認された。
表3から明らかなように、比較例1のゴム組成物は、カーボンブラックCB−2の圧縮DBP吸収量(24M4)が95mL/100g未満、かつ式(1)を満たさないため、剥離力、硬度が劣る。比較例2のゴム組成物は、カーボンブラックCB−3の圧縮DBP吸収量(24M4)が95mL/100g未満、かつ式(1)を満たさないため、剥離力、硬度が劣る。比較例3のゴム組成物は、カーボンブラックCB−4が式(1)を満たさないため、破断伸度が劣る。比較例4のゴム組成物は、カーボンブラックCB−9の圧縮DBP吸収量(24M4)が95mL/100g未満、かつ式(1)を満たさないため、破断伸度が劣る。比較例5のゴム組成物は、カーボンブラックCB−10の窒素吸着比表面積N2SAが90m2/gを超え、かつ式(1)を満たさないため、破断伸度が劣る。比較例6のゴム組成物は、カーボンブラックCB−11の窒素吸着比表面積N2SAが90m2/gを超えるので、tanδ(60℃)が劣る。
表4から明らかなように、比較例7のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量%に占める天然ゴムの割合が30質量%よりも少なく、スチレンブタジエンゴムの割合が50質量%よりも多いため、破断伸度およびゴム被覆率が劣る。比較例8のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムが含まれないため、硬度が劣る。比較例9のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対するカーボンブラックCB−8の配合量が30質量部よりも少ないため、硬度および剥離力が劣る。比較例10のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対するカーボンブラックCB−8の配合量が80質量部よりも多いため、破断伸度が劣る。
Claims (5)
- 天然ゴムを30質量%以上、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが90m2/g以下、圧縮DBP吸収量(24M4)が95〜120mL/100gのカーボンブラックを30〜80質量部配合すると共に、前記カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Dst(nm)およびその半値幅ΔDst(nm)の比ΔDst/Dstが0.65以上であり、前記N2SA、(24M4)およびDstが下記の式(1)を満たすことを特徴とする繊維被覆用ゴム組成物。
(24M4)/Dst<0.0093×N2SA−0.06 (1)
(但し、Dstは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径(nm)、N2SAは窒素吸着比表面積(m2/g)、(24M4)は圧縮DBP吸収量(mL/100g)である。) - 前記Dstが、160nm以上であることを特徴とする請求項1に記載の繊維被覆用ゴム組成物。
- 前記N2SAが、50m2/g以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維被覆用ゴム組成物。
- ブタジエンゴムが前記ジエン系ゴム100質量部に対して40質量%未満含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の繊維被覆用ゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の繊維被覆用組成物で繊維コードを被覆した空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2015155834A JP2017031381A (ja) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 繊維被覆用ゴム組成物 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2022123948A1 (ja) | 2020-12-07 | 2022-06-16 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
| DE112021002326T5 (de) | 2020-06-23 | 2023-01-26 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Luftreifen |
| DE112021002744T5 (de) | 2020-07-17 | 2023-03-02 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | L u f t r e i f e n |
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-
2015
- 2015-08-06 JP JP2015155834A patent/JP2017031381A/ja active Pending
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