[發明專利]炭黑、橡膠組合物和充氣輪胎

有效

• 申請號: 201280037812.2
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103732695A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 柳岡正起
• 申請（專利權）人: 株式會社普利司通
• 主分類號: C09C1/48
• 分類號: C09C1/48;B60C1/00;C08K3/04;C08L21/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及適當混合在輪胎的胎面部中的炭黑、混合有該炭黑的橡膠組合物和包括通過使用該橡膠組合物而形成的胎面部的充氣輪胎。

背景技術

以往，為了改進輪胎的耐磨耗性，進行增加混合在輪胎的橡膠組合物中的炭黑的比表面積、混合比率和結構的方法。然而，這些方法導致輪胎的滾動阻力降低。此外，當增加結構時，混合有炭黑的橡膠組合物的未硫化橡膠的粘度增加從而劣化加工性。另一方面，為了降低輪胎的滾動阻力，進行降低與輪胎的橡膠混合的炭黑的比表面積和混合比率的方法。然而，這些方法導致輪胎的耐磨耗性降低。

因而，公知耐磨耗性和低滾動阻力處于二律悖反的關系。

為改進處于二律悖反的關系的耐磨耗性和低滾動阻力二者，作出各種提議，其中之一關注了炭黑的聚集體尺寸分布。

例如，專利文獻1的權利要求1記載了炭黑的聚集體尺寸分布的半值寬度ΔD₅₀和最頻值(mode)D_st之間的比率ΔD₅₀/D_st為0.50-0.80。專利文獻2的權利要求1記載了炭黑聚集體的最頻值直徑D_st和半值寬度ΔD_st之間的比率ΔD_st/D_st為0.80以下。專利文獻3的權利要求1記載了炭黑的聚集體尺寸分布的半值寬度ΔD_st為70nm以下。

在這些專利文獻1-3中，炭黑的聚集體尺寸分布通過離心沉降法測量。

專利文獻1:JP6-184364A

專利文獻2:JP2000-080302A

專利文獻3:JP2004-307619A

發明內容

發明要解決的問題

近來，從環境保護和經濟性的觀點，強烈要求能夠進一步改進輪胎的耐磨耗性和低滾動阻力而不損害的加工性的橡膠組合物的炭黑。

本發明的目的是提供能夠進一步改進輪胎的耐磨耗性和低滾動阻力二者的炭黑、混合有該炭黑的橡膠組合物和包括通過使用該橡膠組合物而形成的胎面部的充氣輪胎。

用于解決問題的方案

作為通過本發明人的深入研究以實現上述目的的結果，他們發現了新采用作為與在專利文獻1-3中的相同方式的離心沉降法的替代品的光散射法作為炭黑的聚集體尺寸分布的測量手段并且指定通過該光散射法測量的聚集體尺寸分布能夠改進耐磨耗性和低滾動阻力二者而不損害的加工性的橡膠組合物。

作為評價亞微米尺寸的聚集體如炭黑聚集體的測量方法，除了廣泛使用的離心沉降法之外，實際還使用光透射法、光散射法、X‐射線散射法和流體動力學分級法(fluid?dynamics?fractionation?method)。然而，從由通過用于本發明的發射紫外線的激光光源產生的衍射散射光檢測到的數據確定的粒度具有球當量直徑(體積分布)的含義，這不同于通過離心沉降法獲得的斯托克斯當量直徑(重量分布)。

本發明提供下述[1]至[3]。

[1]一種炭黑，其通過使用紫外線的光散射法獲得的聚集體尺寸分布的標準偏差σ滿足表達式(1)：

σ<-48.7×(24M4DBP/D_st)+161.8????(1)

在表達式(1)中，24M4DBP表示壓縮樣品的鄰苯二甲酸二丁酯吸收量(cm³/100g)，D_st(nm)為給出通過離心沉降法獲得的聚集體尺寸分布中的最頻值的斯托克斯當量直徑。

[2]一種橡膠組合物，其包括相對于100質量份橡膠組分混合量為5-200質量份的根據[1]所述炭黑。

[3]一種充氣輪胎，其通過使用根據[2]所述的橡膠組合物而形成。

發明的效果

根據本發明，耐磨耗性和低滾動阻力都能夠得到改進而沒有損害橡膠組合物的加工性。

附圖說明

圖1示出用于制造與橡膠共混的炭黑的炭黑制造爐的一個實例的部分縱向截斷的正面說明圖。

圖2示出說明在實施例和比較例中通過光散射法獲得的24M4DBP/D_st和σ之間的關系的圖。

圖3示出說明在實施例和比較例中滾動阻力指數和耐磨耗性指數之間的關系的圖。