[发明专利]炭黑、橡胶组合物和充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及适当混合在轮胎的胎面部中的炭黑、混合有该炭黑的橡胶组合物和包括通过使用该橡胶组合物而形成的胎面部的充气轮胎。

背景技术

以往，为了改进轮胎的耐磨耗性，进行增加混合在轮胎的橡胶组合物中的炭黑的比表面积、混合比率和结构的方法。然而，这些方法导致轮胎的滚动阻力降低。此外，当增加结构时，混合有炭黑的橡胶组合物的未硫化橡胶的粘度增加从而劣化加工性。另一方面，为了降低轮胎的滚动阻力，进行降低与轮胎的橡胶混合的炭黑的比表面积和混合比率的方法。然而，这些方法导致轮胎的耐磨耗性降低。

因而，公知耐磨耗性和低滚动阻力处于二律悖反的关系。

为改进处于二律悖反的关系的耐磨耗性和低滚动阻力二者，作出各种提议，其中之一关注了炭黑的聚集体尺寸分布。

例如，专利文献1的权利要求1记载了炭黑的聚集体尺寸分布的半值宽度ΔD₅₀和最频值(mode)D_st之间的比率ΔD₅₀/D_st为0.50-0.80。专利文献2的权利要求1记载了炭黑聚集体的最频值直径D_st和半值宽度ΔD_st之间的比率ΔD_st/D_st为0.80以下。专利文献3的权利要求1记载了炭黑的聚集体尺寸分布的半值宽度ΔD_st为70nm以下。

在这些专利文献1-3中，炭黑的聚集体尺寸分布通过离心沉降法测量。

专利文献1:JP6-184364A

专利文献2:JP2000-080302A

专利文献3:JP2004-307619A

发明内容

发明要解决的问题

近来，从环境保护和经济性的观点，强烈要求能够进一步改进轮胎的耐磨耗性和低滚动阻力而不损害的加工性的橡胶组合物的炭黑。

本发明的目的是提供能够进一步改进轮胎的耐磨耗性和低滚动阻力二者的炭黑、混合有该炭黑的橡胶组合物和包括通过使用该橡胶组合物而形成的胎面部的充气轮胎。

用于解决问题的方案

作为通过本发明人的深入研究以实现上述目的的结果，他们发现了新采用作为与在专利文献1-3中的相同方式的离心沉降法的替代品的光散射法作为炭黑的聚集体尺寸分布的测量手段并且指定通过该光散射法测量的聚集体尺寸分布能够改进耐磨耗性和低滚动阻力二者而不损害的加工性的橡胶组合物。

作为评价亚微米尺寸的聚集体如炭黑聚集体的测量方法，除了广泛使用的离心沉降法之外，实际还使用光透射法、光散射法、X‐射线散射法和流体动力学分级法(fluid dynamics fractionation method)。然而，从由通过用于本发明的发射紫外线的激光光源产生的衍射散射光检测到的数据确定的粒度具有球当量直径(体积分布)的含义，这不同于通过离心沉降法获得的斯托克斯当量直径(重量分布)。

本发明提供下述[1]至[3]。

[1]一种炭黑，其通过使用紫外线的光散射法获得的聚集体尺寸分布的标准偏差σ满足表达式(1)：

σ<-48.7×(24M4DBP/D_st)+161.8    (1)

在表达式(1)中，24M4DBP表示压缩样品的邻苯二甲酸二丁酯吸收量(cm³/100g)，D_st(nm)为给出通过离心沉降法获得的聚集体尺寸分布中的最频值的斯托克斯当量直径。

[2]一种橡胶组合物，其包括相对于100质量份橡胶组分混合量为5-200质量份的根据[1]所述炭黑。

[3]一种充气轮胎，其通过使用根据[2]所述的橡胶组合物而形成。

发明的效果

根据本发明，耐磨耗性和低滚动阻力都能够得到改进而没有损害橡胶组合物的加工性。

附图说明

图1示出用于制造与橡胶共混的炭黑的炭黑制造炉的一个实例的部分纵向截断的正面说明图。

图2示出说明在实施例和比较例中通过光散射法获得的24M4DBP/D_st和σ之间的关系的图。

图3示出说明在实施例和比较例中滚动阻力指数和耐磨耗性指数之间的关系的图。