JP2014218556A - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた導電性を得ながら、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性をバランス良く改善できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有し、前記ゴム成分１００質量部に対する前記導電性カーボンブラックの含有量が０．１〜３質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
【解決手段】ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有し、前記ゴム成分１００質量部に対する前記導電性カーボンブラックの含有量が０．１〜３質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いて作製した空気入りタイヤに関する。
近年の低燃費タイヤでは、タイヤの電気抵抗が高くなり、車両の燃料補給時に静電気によるスパークが発生して燃料に引火する等、安全性に欠けるという問題が生じている。
このような問題について、特許文献１には、導電性薄膜を配置し、導電性を確保したタイヤが提案されているが、近年の更なる低燃費化の要請により、導電性薄膜が低燃費化への足かせになっている。また、ゲージアップによる導電性の確保も有効であるが、同様に低燃費性が悪化し、コストアップという問題もある。
更に、充填剤として導電性カーボンブラックを使用する手法も提案されているが、一般にカーボンブラック表面がゴムと相互作用が低い微粒子で、ゴム内の分散性が悪いため、破壊性能や耐屈曲亀裂成長性能が低下するという問題がある。
本発明は、前記課題を解決し、優れた導電性を得ながら、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性をバランス良く改善できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有し、前記ゴム成分１００質量部に対する前記導電性カーボンブラックの含有量が０．１〜３質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
上記導電性カーボンブラック源として、該導電性カーボンブラック１００質量部に対してオイル７０〜４５０質量部を混合したオイル含有導電性カーボンブラックを使用することが好ましい。
上記ゴム成分１００質量部に対する上記カーボンブラック及び上記導電性カーボンブラックの合計含有量が２０〜８０質量部であり、かつ上記カーボンブラック及び上記導電性カーボンブラックの各充填剤について、窒素吸着比表面積と上記ゴム成分１００質量部に対する配合量（質量部）との積の総和αが２１００〜５５００であることが好ましい。
また、上記ゴム組成物がサイドウォール用として用いられることが好ましい。
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
本発明によれば、ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有し、前記ゴム成分１００質量部に対する前記導電性カーボンブラックの含有量が０．１〜３質量部であるタイヤ用ゴム組成物であるので、良好な導電性を得ながら、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性をバランス良く改善できる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有する。
充填剤として、所定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックに加えて、高窒素吸着比表面積及び高ＤＢＰ吸油量だけでなく、更に多量の揮発分も有する導電性カーボンブラックを使用することで、ゴム成分との相互作用が高まり、ゴム中の分散性が向上するので、良好な導電性が確保されると同時に、耐屈曲亀裂成長性や低燃費性を改善できる。特に、導電性カーボンブラックとオイルを混合したオイル含有導電性カーボンブラックを用いると、粒状材料となってハンドリング性能が向上すると同時に、耐屈曲亀裂成長性や低燃費性が顕著に改善される。
ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム、イソプレンブタジエンゴムなどのジエン系ゴムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、耐屈曲亀裂成長性、低燃費性、コードとの接着性などに優れるという点から、ＮＲ、ＥＮＲ、ＩＲなどのイソプレン系ゴムとＢＲを併用することが好ましく、特にＮＲとＢＲを併用することが好ましい。
ＮＲとしては、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等を使用できる。ＩＲ、ＥＮＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上である。２０質量％未満であると、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。７０質量％を超えると、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。
ＢＲとしては特に限定されず、例えば、宇部興産（株）製のＢＲ１３０Ｂ、ＢＲ１５０Ｂなどのハイシス含有量のＢＲ（ハイシスＢＲ）や変性ＢＲなどを好適に使用できる。
ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上である。２０質量％未満であると、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。また、該含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。７０質量％を超えると、低燃費性が悪化するおそれがある。
ＮＲ及びＢＲの合計含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％でもよい。８０質量％未満であると、耐屈曲亀裂成長性、低燃費性について、良好な性能バランスが得られないおそれがある。
本発明では、充填剤として、所定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックと、所定の窒素吸着比表面積、ＤＢＰ吸油量及び揮発分を有する導電性カーボンブラックとが配合されている。これにより、本発明の効果が発揮される。
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、２０ｍ２／ｇ以上である。２０ｍ２／ｇ未満であると、補強性が低下し、耐屈曲亀裂成長性が低下する傾向がある。また、該Ｎ２ＳＡは、１３０ｍ２／ｇ以下、好ましくは１２０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１１０ｍ２／ｇ以下である。１３０ｍ２／ｇを超えると、引張破断時の伸びが悪化し、耐屈曲亀裂成長性、耐久性が低下する傾向がある。
前記カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、８０ｍｌ／１００ｇ以上である。８０ｍｌ／１００ｇ未満であると、補強性が低下し、耐屈曲亀裂成長性が低下する傾向がある。また、該ＤＢＰ吸油量は、１３０ｍｌ／１００ｇ以下、好ましくは１２０ｍｌ／１００ｇ以下である。１３０ｍｌ／１００ｇを超えると、耐屈曲亀裂成長性、耐久性が低下する傾向がある。
前記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上である。２０質量部未満であると、良好な強度が確保できないおそれがある。該含有量は、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。８０質量部を超えると、ｔａｎδ（転がり抵抗特性）、耐屈曲亀裂成長性が悪化する傾向がある。
前記導電性カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、９００ｍ２／ｇ以上、好ましくは１０００ｍ２／ｇ以上である。９００ｍ２／ｇ未満では、充分な導電性が得られない傾向がある。また、該Ｎ２ＳＡは、好ましくは１２００ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１１５０ｍ２／ｇ以下、さらに好ましくは１１００ｍ２／ｇ以下である。１２００ｍ２／ｇを超えると、低燃費性が悪化し、また、分散性に劣り、耐屈曲亀裂成長性、耐久性が低下する傾向がある。
前記導電性カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、３００ｍｌ／１００ｇ以上、好ましくは３５０ｍｌ／１００ｇ以上である。３００ｍｌ／１００ｇ未満であると、充分な導電性が得られない傾向がある。また、該ＤＢＰは、好ましくは６００ｍｌ／１００ｇ以下、より好ましくは５００ｍｌ／１００ｇ以下、更に好ましくは４００ｍｌ／ｇ以下である。６００ｍｌ／１００ｇを超えると、引張破断時の伸びが悪化し、耐屈曲亀裂成長性、耐久性が低下する傾向がある。
前記導電性カーボンブラックの揮発分は、０．８質量％以上、好ましくは０．９質量％以上である。揮発分が０．８質量％未満であると、ゴムとの相互作用が弱くなり、分散性、低燃費性、耐屈曲亀裂成長性が悪化する恐れがある。また、該揮発分の上限は特に限定されないが、好ましくは２．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下である。
導電性カーボンブラック中の鉄含有量は、好ましくは６０ｐｐｍ以上、より好ましくは３００ｐｐｍ以上、更に好ましくは８００ｐｐｍ以上、特に好ましくは１０００ｐｐｍ以上である。該鉄含有量は、好ましくは３０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下、特に好ましくは１５００ｐｐｍ以下である。
本明細書において、導電性カーボンブラック中の鉄含有量は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置により測定できる。
本明細書において、導電性カーボンブラック中の鉄含有量は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置により測定できる。
前記導電性カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１質量部以上、好ましくは０．５質量部以上である。０．１質量部未満では、良好な導電性が得られず、また、優れた耐屈曲亀裂成長性、低燃費性が発揮されないおそれもある。該含有量は、３質量部以下、好ましくは２質量部以下である。３質量部を超えると、耐屈曲亀裂成長性が低下する傾向がある。ここで、導電性カーボンブラックとして後述のオイル含有導電性カーボンブラックを使用する場合、その導電性カーボンブラックの含有量は、これに含まれる導電性カーボンブラック量を意味する。
なお、本発明において、前記カーボンブラック及び導電性カーボンブラックのＮ２ＳＡはＪＩＳ Ｋ ６２１７−２：２００１、ＤＢＰ吸油量はＪＩＳ Ｋ ６２１７−４：２００１、揮発分はＪＩＳ Ｋ ６２２１（１９８２）により測定される。
本発明では、前記導電性カーボンブラック源として、該導電性カーボンブラックにオイルを混合した（該導電性カーボンブラックにオイルを吸油させた）オイル含有導電性カーボンブラックを使用することが好ましい。これにより、ハンドリング性能が改善されるとともに、ゴムとのなじみ易さが向上して分散性が良好となり、耐屈曲亀裂成長性と低燃費性の性能バランスが顕著に改善される。
前記オイル含有導電性カーボンブラックを構成するオイルとしては特に限定されず、適宜選択可能である。前記オイルとしては、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイルなどのプロセスオイル；植物油などの天然資源由来のオイル；液状共役ジエンゴム、液状状水素添加共役ジエンゴムなどの液状ゴム；等が挙げられる。なお、オイル分により流動性をコントロールし、未加硫ゴム組成物の粘度を低下させて流動性を高められるため、良好なゴム組成物の押出性も得られる点でも有利である。
前記導電性カーボンブラックにオイルを吸収させる方法としては、両成分を接触させることが可能な任意の方法を採用でき、例えば、導電性カーボンブラック及びオイルを混合し、所定温度で所望のオイル量が吸収されるまで撹拌する方法；導電性カーボンブラックにオイルを滴下又はスプレー噴射し、更に所定温度で所望のオイル量が吸収されるまで混合、撹拌する方法などが挙げられる。混合、撹拌には、公知の高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ヘンシェルミキサー等の装置を使用できる。前記所定温度は、オイルの吸収が可能な温度であれば特に限定されず、例えば、２０〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃である。混合、撹拌時間は、所望のオイル量が吸収される時間を適宜設定すればよい。
前記オイル含有導電性カーボンブラックを構成するオイルの配合量は、構成する導電性カーボンブラック１００質量部に対して、好ましくは７０質量部以上、より好ましくは２００質量部以上、更に好ましくは２５０質量部以上である。７０質量部未満であると、１２５μｍ未満の微粉量が多くなり、輸送経路の付着・詰まりといったハンドリング性能が悪化する傾向がある。該配合量は、好ましくは４５０質量部以下、より好ましくは４００質量部以下、更に好ましくは３５０質量部以下である。４５０質量部を超えると、導電性カーボンブラックが湿潤化されて壁面に付着し易くなり、ハンドリング性能が悪化する傾向がある。
前記導電性カーボンブラック及び前記カーボンブラックの配合比率（導電性カーボンブラック／カーボンブラック（質量比率））は、好ましくは０．１／９９．９〜１５／８５、より好ましくは０．５／９９．５〜１０／９０、更に好ましくは１／９９〜５／９５である。０．１／９９．９未満では、良好な導電性が得られず、また、優れた耐屈曲亀裂成長性、低燃費性が発揮されないおそれもある。また、１５／８５を超えると、耐屈曲亀裂成長性が低下する傾向がある。
前記カーボンブラック及び前記導電性カーボンブラックの各充填剤について、窒素吸着比表面積（ｍ２／ｇ）と前記ゴム成分１００質量部に対する配合量（質量部）との積の総和αが２１００〜５５００であることが好ましい。すなわち、例えば、ゴム組成物が、前記カーボンブラックとしてｎ種（ｎは自然数）のカーボンブラックＣ１（Ｎ２ＳＡ：Ｃ１Ｎ（ｍ２／ｇ））〜Ｃｎ（Ｎ２ＳＡ：ＣｎＮ（ｍ２／ｇ））をそれぞれＣ１Ｄ〜ＣｎＤ（質量部）含み、前記導電性カーボンブラックとしてｍ種（ｍは自然数）のカーボンブラックＣｄ１（Ｎ２ＳＡ：Ｃｄ１Ｎ（ｍ２／ｇ））〜Ｃｄｍ（Ｎ２ＳＡ：ＣｄｍＮ（ｍ２／ｇ））をそれぞれＣｄ１Ｄ〜ＣｄｍＤ（質量部）含むものである場合、α＝（Ｃ１Ｎ×Ｃ１Ｄ＋Ｃ２Ｎ×Ｃ２Ｄ＋・・・＋ＣｎＮ×ＣｎＤ）＋（Ｃｄ１Ｎ×Ｃｄ１Ｄ＋Ｃｄ２Ｎ×Ｃｄ２Ｄ＋・・・＋ＣｄｍＮ×ＣｄｍＤ）である。
前記αは、より好ましくは２３５３〜５０００である。２１００未満では、ゴム中のカーボン表面積が確保できず、充分な導電性、補強性が得られない傾向があり、５５００を超えると、ゴム中におけるカーボン表面積が大きくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
前記カーボンブラック及び前記導電性カーボンブラックの含有量の合計は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上である。該合計含有量は、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。上記範囲内の場合、本発明の効果が良好に得られる。
本発明のゴム組成物は、オイルの含有量（オイル含有導電性カーボンブラックの場合はそれに含まれるオイル量、他に添加するオイル量の合計量）は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２質量部以上、より好ましくは４質量部以上である。２質量部未満であると、ハンドリング性能が悪化するおそれがある。該含有量は、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。２０質量部を超えると、低燃費性、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ、クレー、タルクなどの充填剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、各種老化防止剤、ワックス、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。該ゴム組成物は、サイドウォール用ゴム組成物として好適に使用可能である。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。例えば、各種配合剤とゴム成分とを混練りし、タイヤ成型機上にて通常の方法でサイドウォール形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、未加硫タイヤを形成し、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤに特に好適に使用できる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（シス含量：９７質量％）
カーボンブラック（１）：東海カーボン（株）製のシーストＳＯ（Ｎ５５０、Ｎ２ＳＡ：４２ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック（２）：東海カーボン（株）製のシースト６（Ｎ２２０、Ｎ２ＳＡ：１１９ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１４ｍｌ／１００ｇ）
導電性カーボンブラック（１）：ＬＩＯＮ（株）製のライオナイトＣＢ（Ｎ２ＳＡ：１０５２ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：３７８ｍｌ／１００ｇ、揮発分：１．０質量％、鉄含有量：１３３０ｐｐｍ）
導電性カーボンブラック（２）：ＬＩＯＮ（株）製のケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ（Ｎ２ＳＡ：８００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：３６５ｍｌ／１００ｇ、揮発分：０．４質量％）
導電性カーボンブラック（３）：下記製造例１で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（４）：下記製造例２で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（５）：下記製造例３で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（６）：下記製造例４で製造されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（７）：下記製造例５で製造されたオイル含有導電性カーボンブラック
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（シス含量：９７質量％）
カーボンブラック（１）：東海カーボン（株）製のシーストＳＯ（Ｎ５５０、Ｎ２ＳＡ：４２ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック（２）：東海カーボン（株）製のシースト６（Ｎ２２０、Ｎ２ＳＡ：１１９ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１４ｍｌ／１００ｇ）
導電性カーボンブラック（１）：ＬＩＯＮ（株）製のライオナイトＣＢ（Ｎ２ＳＡ：１０５２ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：３７８ｍｌ／１００ｇ、揮発分：１．０質量％、鉄含有量：１３３０ｐｐｍ）
導電性カーボンブラック（２）：ＬＩＯＮ（株）製のケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ（Ｎ２ＳＡ：８００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ：３６５ｍｌ／１００ｇ、揮発分：０．４質量％）
導電性カーボンブラック（３）：下記製造例１で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（４）：下記製造例２で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（５）：下記製造例３で調製されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（６）：下記製造例４で製造されたオイル含有導電性カーボンブラック
導電性カーボンブラック（７）：下記製造例５で製造されたオイル含有導電性カーボンブラック
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
（製造例１）
導電性カーボンブラック（１）（ライオナイトＣＢ）１００質量部に対してオイル（ダイアナプロセスＡＨ−２４）を１００質量部秤量してビーカーに投入し、その後、６０℃にてオイルが完全に見えなくなるまで撹拌し、導電性カーボンブラック（３）を得た。
導電性カーボンブラック（１）（ライオナイトＣＢ）１００質量部に対してオイル（ダイアナプロセスＡＨ−２４）を１００質量部秤量してビーカーに投入し、その後、６０℃にてオイルが完全に見えなくなるまで撹拌し、導電性カーボンブラック（３）を得た。
（製造例２）
オイル量を２００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（４）を得た。
オイル量を２００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（４）を得た。
（製造例３）
オイル量を３００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（５）を得た。
オイル量を３００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（５）を得た。
（製造例４）
オイル量を４００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（６）を得た。
オイル量を４００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（６）を得た。
（製造例５）
オイル量を５００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（７）を得た。
なお、導電性カーボンブラック（７）は、表面にオイルがにじみ出ており、ビーカーへの付着が強くて操作が困難であったため、下記試験には供しなかった。
オイル量を５００質量部に変更した以外は製造例１と同様にして、導電性カーボンブラック（７）を得た。
なお、導電性カーボンブラック（７）は、表面にオイルがにじみ出ており、ビーカーへの付着が強くて操作が困難であったため、下記試験には供しなかった。
＜実施例及び比較例＞
表１及び２に示す配合処方に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１６０℃の条件下で３分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃で１５分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
表１及び２に示す配合処方に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１６０℃の条件下で３分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃で１５分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
＜評価項目及び試験方法＞
１）ハンドリング性能（微粉量）
導電性カーボンブラックについて、ＪＩＳ Ｋ ６２１９に準拠し、ふるい分け時間である５分後の１２５μｍ未満の微粉量を測定した。微粉量が小さいほど、カーボンブラックが粒子としてまとまっており、ハンドリング性能に優れることを示す。
１）ハンドリング性能（微粉量）
導電性カーボンブラックについて、ＪＩＳ Ｋ ６２１９に準拠し、ふるい分け時間である５分後の１２５μｍ未満の微粉量を測定した。微粉量が小さいほど、カーボンブラックが粒子としてまとまっており、ハンドリング性能に優れることを示す。
２）導電性（体積固有抵抗）
上記加硫ゴム組成物を用いて厚さ２ｍｍ、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片を作成し、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の電気抵抗測定Ｒ８３４０Ａを用いて、温度２５℃および相対湿度５０％の恒温恒湿条件下で、印加電圧１００Ｖとし、それ以外についてはＪＩＳ Ｋ ６２７１：２００８に準拠し、ゴム組成物の体積固有抵抗を測定した。値が小さいほどゴム組成物の体積固有抵抗が低く、導電性が良好であることを示す。
上記加硫ゴム組成物を用いて厚さ２ｍｍ、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片を作成し、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の電気抵抗測定Ｒ８３４０Ａを用いて、温度２５℃および相対湿度５０％の恒温恒湿条件下で、印加電圧１００Ｖとし、それ以外についてはＪＩＳ Ｋ ６２７１：２００８に準拠し、ゴム組成物の体積固有抵抗を測定した。値が小さいほどゴム組成物の体積固有抵抗が低く、導電性が良好であることを示す。
３）耐屈曲亀裂成長性能
ＪＩＳ Ｋ ６２６０に準拠して、上記加硫ゴム組成物（加硫ゴムシート）を用いて、屈曲亀裂成長試験を行った。試験では、７０％伸張を１００万回繰り返してサンプルを屈曲させた後、発生した亀裂の長さを測定した。比較例１の測定値（長さ）を１００とし、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
（耐屈曲亀裂成長性能指数）＝（比較例１の測定値）／（各配合の測定値）×１００
ＪＩＳ Ｋ ６２６０に準拠して、上記加硫ゴム組成物（加硫ゴムシート）を用いて、屈曲亀裂成長試験を行った。試験では、７０％伸張を１００万回繰り返してサンプルを屈曲させた後、発生した亀裂の長さを測定した。比較例１の測定値（長さ）を１００とし、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
（耐屈曲亀裂成長性能指数）＝（比較例１の測定値）／（各配合の測定値）×１００
４）低燃費性能
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度５０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１のｔａｎδを１００として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗特性（低燃費性）が優れることを示す。
（低燃費性能指数）＝（比較例１のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度５０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１のｔａｎδを１００として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗特性（低燃費性）が優れることを示す。
（低燃費性能指数）＝（比較例１のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００
表１〜２により、１種のカーボンブラックを含む比較例１、更に揮発分が少ない導電性カーボンブラックを含む比較例３〜５に比べて、所定のカーボンブラックと、高窒素吸着比表面積、高ＤＢＰ吸油量及び高揮発分の導電性カーボンブラックとを含む実施例では、優れた導電性を得ると同時に、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性の性能バランスを顕著に改善できることが明らかとなった。特に、導電性カーボンブラックとしてオイル含有導電性カーボンブラックを用いることで、ハンドリング性能が改善されるだけでなく、低燃費性や破壊性能を更に改善することが可能となった。
Claims (5)
- ゴム成分と、窒素吸着比表面積２０〜１３０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックと、窒素吸着比表面積９００ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量３００ｍｌ／１００ｇ以上、揮発分０．８質量％以上の導電性カーボンブラックとを含有し、
前記ゴム成分１００質量部に対する前記導電性カーボンブラックの含有量が０．１〜３質量部であるタイヤ用ゴム組成物。 - 前記導電性カーボンブラック源として、該導電性カーボンブラック１００質量部に対してオイル７０〜４５０質量部を混合したオイル含有導電性カーボンブラックを使用する請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分１００質量部にする前記カーボンブラック及び前記導電性カーボンブラックの合計含有量が２０〜８０質量部であり、かつ前記カーボンブラック及び前記導電性カーボンブラックの各充填剤について、窒素吸着比表面積と前記ゴム成分１００質量部に対する配合量（質量部）との積の総和αが２１００〜５５００である請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
- サイドウォール用ゴム組成物である請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016125017A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物の製造方法およびタイヤ |
| CN109839401A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-04 | 太原理工大学 | 一种采空区裂隙发育区的判定和处理方法 |
| US12068087B2 (en) | 2019-09-20 | 2024-08-20 | Orion Engineered Carbons Ip Gmbh & Co. Kg | Antistatic or electrically conductive polymeric composition with reduced hysteresis |
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| CN109839401B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-02-15 | 太原理工大学 | 一种采空区裂隙发育区的判定和处理方法 |
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| JP7556949B2 (ja) | 2019-09-20 | 2024-09-26 | オリオン エンジニアード カーボンズ アイピー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 低減されたヒステレシスを有する帯電防止性または導電性ポリマー組成物 |
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