(57)【要約】【課題】コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し転がり抵抗を低減しながら、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を合計で１〜５０重量部配合すると共に、カーボンブラック３０〜１００重量部を含む補強性充填剤を６０〜１００重量部配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であることを特徴とする。【選択図】図１
2014037514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を合計で１〜５０重量部配合すると共に、カーボンブラック３０〜１００重量部を含む補強性充填剤を６０〜１００重量部配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックのＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ以下のとき、前記ストークス径のモード径Ｄｓｔが１８０ｎｍ以下であり、前記カーボンブラックのＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇを超えるとき、前記ストークス径のモード径Ｄｓｔが下記の式（１）
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61      （１）
（式中、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）である。）
の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ノボラック型フェノール樹脂がカシューオイルで変性された樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載のタイヤ用ゴム組成物でビードフィラーを構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１，２又は３に記載のタイヤ用ゴム組成物で、ランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し転がり抵抗を低減しながら、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、操縦安定性が優れると共に、燃費性能が優れることが求められている。特に燃費性能を向上することは、地球環境問題への関心の高まりに伴いますます重要になっている。燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくすることが行われている。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、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。
【０００３】
ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、特許文献１は変性ブタジエンを含むゴム成分にシリカ及びシランカップリング剤を配合することを提案している。しかし近年の転がり抵抗を更に低減する要望や、低転がり抵抗と操縦安定性、耐摩耗性とを高次にバランスさせる要望が強く、シリカ配合系だけでなくカーボンブラックからも上述した性能を向上させることが望まれている。
【０００４】
カーボンブラックによりゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、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比表面積を大きくしたり、アグリゲート（凝集体）のサイズを小さくしたりすることが挙げられる。しかし、このような方法では、ゴム硬度、弾性率などの機械的特性が低下し、タイヤにしたとき操縦安定性が低下するという問題がある。
【０００５】
特許文献２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、このゴム組成物では、ゴム組成物の低発熱性と操縦安定性とを両立する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。
【０００６】
一方、特許文献３は、ジエン系ゴムにカシュー変性フェノール樹脂及びメチレン供与体を配合し、ゴム弾性率の温度依存性を小さくして操縦安定性能の変化を抑制することを提案している。しかし、このゴム組成物では、タイヤにしたときの操縦安定性能の変化を抑制するのに有効であるものの、転がり抵抗を低減する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３２８７２号公報
【特許文献２】特表２００４−５１９５５２号公報
【特許文献３】特許第４４５８１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し転がり抵抗を低減しながら、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を合計で１〜５０重量部配合すると共に、カーボンブラック３０〜１００重量部を含む補強性充填剤を６０〜１００重量部配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を合計で１〜５０重量部配合すると共に、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であるカーボンブラックを３０〜１００重量部を含む補強性充填剤を６０〜１００重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし転がり抵抗を小さくしながら、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。
【００１１】
前記カーボンブラックのストークス径のモード径Ｄｓｔの上限としては、Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ以下のときＤｓｔが１８０ｎｍ以下であり、Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇを超えるときＤｓｔが下記の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61      （１）
（式中、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）である。）
【００１２】
前記ノボラック型フェノール樹脂がカシューオイルで変性された樹脂であることが好ましい。
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物でビードフィラーを構成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、操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。
【００１４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物でランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成した空気入りタイヤは、通常の走行時には転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。またランフラット走行時には、ランフラット走行性能に優れると共に、サイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層の発熱が抑制されるため耐久性能にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物を適用するタイヤは、空気入りタイヤであれば特に限定されるものではなく、例えば乗用車用空気入りタイヤ、トラック・バス用空気入りタイヤ、空気入りランフラットタイヤ等に使用することができる。空気入りランフラットタイヤとしては、左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成したサイド補強方式のランフラットタイヤが挙げられる。図１は、サイド補強方式のランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。
【００１７】
図１において、ランフラットタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、その内側に２プライのカーカス６が左右一対のビードコア４，４間に、ビードコア４及びビードフィラー５を包み込むように内側から外側に折り返されるように装架され、トレッド部１のカーカス６の外周側に、複数プライ（図では２プライ）からなるベルト層７がタイヤ１周にわたって配置されたラジアル構造になっている。タイヤの最内周側には、インナーライナー層９が配置されている。また、左右のサイドウォール部２，２には、それぞれカーカス６の内側に断面三日月形のゴム補強層８，８が内挿されている。なお、断面三日月形のゴム補強層を内挿する位置は図示の例に限定されるものではなく、２枚のカーカス６の間に内挿するものであってもよい。
【００１８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ビードフィラー５及び／又は断面三日月形のゴム補強層８に好適に使用することができる。なおランフラットタイヤ以外の空気入りタイヤのビードフィラーにも好適に使用することができる。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられる天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。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。
【００２０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を必ず含む。ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体を含むことにより、ゴム組成物のゴム硬度及び弾性率を高くし、タイヤにしたときの操縦安定性を維持・向上することができる。
【００２１】
本発明では、ノボラック型フェノール樹脂としては、タイヤ用ゴム組成物に通常配合されるものを使用することができる。例えばフェノール、クレゾール、レゾルシン、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールのフェノール類またはこれらの混合物とホルムアルデヒドとを、塩酸、蓚酸等の酸触媒の存在下において縮合反応させることによって製造したものが例示される。またノボラック型フェノール樹脂を油で変性して得られたノボラック型変性フェノール樹脂が挙げられ、ノボラック型フェノール樹脂の変性に用いられる上記の油の例としては、ロジン油、トール油、カシュー油、リノール酸、オレイン酸、リノレイン酸が挙げられる。なかでも、フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂が好ましい。これらノボラック型フェノール樹脂は、単独又は任意の混合物で使用することができる。
【００２２】
これらノボラック型フェノール樹脂は、市販品を用いることができる。フェノール樹脂としては、例えば住友化学社製スミカノール６２０等を例示することができる。カシュー変性フェノール樹脂としては、例えば住友ベークライト社製スミライトレジンＰＲ−ＹＲ−１７０、同ＰＲ−１５０、大日本インキ化学工業社製フェノライトＡ４−１４１９等を例示することができる。
【００２３】
本発明では、上述したノボラック型フェノール樹脂の硬化剤として、メチレン供与体を使用する。メチレン供与体としては、例えばヘキサメチレンテトラミン及びメチロール化メラミン誘導体が例示される。メチロール化メラミン誘導体としては、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ペンタメトキシメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ペンタメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサキス−(メトキシメチル)メラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチル−Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン、Ｎ−メチロールメラミンＮ，Ｎ′−(メトキシメチル)メラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリブチル−Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン等が挙げられる。なかでもヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ペンタメトキシメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ペンタメトキシメチルメラミンが好ましい。メチレン供与体は、これらを単独あるいは組み合わせて使用することができる。
【００２４】
ヘキサメチレンテトラミンとしては、例えば三新化学工業社製サンセラーＨＴ−ＰＯ等を例示することができる。ヘキサメトキシメチルメラミン（ＨＭＭＭ）としては、例えばＣＹＴＥＣ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社製ＣＹＲＥＺ  ９６４ＲＰＣ等を例示することができる。ペンタメトキシメチルメラミン（ＰＭＭＭ）としては、例えばＢＡＲＡ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  Ｃｏ．，ＬＴＤ．社製スミカノール５０７Ａ等を例示することができる。
【００２５】
本発明において、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体の合計が１〜５０重量部、好ましくは３〜３５重量部にする。特に、空気入りタイヤにおいてビードフィラーに使用する場合には１０〜３５重量部にすることが好ましい。ノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体の合計量が１重量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度及び弾性率を十分に高くすることができない。またノボラック型フェノール樹脂及びメチレン供与体の合計量が５０重量部を超えると、ゴム組成物の発熱性が大きくなり、タイヤにしたときの転がり抵抗が悪化する。
【００２６】
本発明で使用するノボラック型フェノール樹脂とメチレン供与体の重量比は、ノボラック型フェノール樹脂／メチレン供与体が、好ましくは３／１〜３０／１、より好ましくは５／１〜２０／１にするとよい。ノボラック型フェノール樹脂／メチレン供与体の重量比が３／１より小さいとメチレン供与体の量がフェノール樹脂の量より多すぎるため、メチレン供与体が残存しフェノール樹脂の架橋密度が高くなり過ぎて脆性破壊が起き易くなる。またノボラック型フェノール樹脂／メチレン供与体の重量比が３０／１より大きいとメチレン供与体の量が足らず、樹脂の架橋密度が低すぎて効果的でない。
【００２７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、特定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、ＤＢＰ吸収量、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ及び沃素吸着量ＩＡに対する窒素吸着比表面積の比Ｎ2ＳＡ／ＩＡ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、タイヤにしたときの操縦安定性を維持・向上することができる。このカーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し３０〜１００重量部、好ましくは５０〜１００重量部にする。このカーボンブラックの配合量が３０重量部未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性が悪化する。また、このカーボンブラックの配合量が１００重量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、タイヤにしたときの操縦安定性が却って悪化する。
【００２８】
本発明で必ず使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、好ましくは４８〜６２ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性が低下する。Ｎ2ＳＡが７０ｍ2／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。
【００２９】
また、このカーボンブラックの沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡは１．００〜１．４０、好ましくは１．０１〜１．２７にする。このコロイダル特性の比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であると、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすることができない。また比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．４０を超えると、表面活性が高すぎて混合性が悪化することになる。沃素吸着量ＩＡは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−１に準拠して、測定するものとする。
【００３０】
また、このカーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、好ましくは１００〜１６０ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは１１０〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であると補強性が低下し過ぎてしまうためタイヤにしたときの操縦安定性が低下する。またゴム組成物の混合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。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、タイヤにしたときの操縦安定性が却って悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して、測定するものとする。
【００３１】
本発明で必ず使用するカーボンブラックは、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Ｄｓｔ（以下「ストークス径Ｄｓｔ」ということがある。）が、１４５ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上である。ストークス径Ｄｓｔを１４５ｎｍ以上にすることにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、タイヤにしたときの操縦安定性を維持・向上することができる。本発明において、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とは、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。本発明において、Ｄｓｔ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。
【００３２】
またストークス径Ｄｓｔの上限は特に限定されるものではないが、カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡとの関係で決めることができる。すなわちカーボンブラックのＮ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ以上５５ｍ2／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは１８０ｎｍ以下であるとよい。またカーボンブラックのＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇを超え７０ｍ2／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは下記の式（１）の関係を満たすとよい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61      （１）
（式（１）中、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）である。）
【００３３】
カーボンブラックのストークス径Ｄｓｔの上限を上述した範囲にすることにより、カーボンブラックの生産性及びコストの両立ができる。
【００３４】
すなわち本発明では、Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇの範囲において、比Ｎ2ＳＡ／ＩＡを１．００〜１．４０、ストークスＤｓｔを１４５ｎｍ以上にした特定のカーボンブラックを使用する。このようなカーボンブラックは、凝集体のストークス径が大きく、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすると共に、ゴムに対する補強性能を高くするため、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。
【００３５】
上述したコロイダル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、燃料油及び原料油の供給量、燃料油燃焼率、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。
【００３６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、上述したカーボンブラックを含む補強性充填剤をジエン系ゴム１００重量部に対し６０〜１００重量部配合する。補強性充填剤の配合量が６０重量部未満であると、ゴム組成物の補強性が十分に得られない。また補強性充填剤の配合量が１００重量部を超えるとタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。
【００３７】
補強性充填剤としては、上述の特定のカーボンブラックのほか、例えば上述の特定のカーボンブラック以外のカーボンブラック、シリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、活性亜鉛華等を例示することができる。なかでも上述の特定のカーボンブラック以外のカーボンブラック、シリカ、クレーが好ましい。尚、上述の特定のカーボンブラック以外のカーボンブラックとは、上述の特定のカーボンブラックの特定要件のうち少なくとも一つを満たさないものである。
【００３８】
本発明のゴム組成物において、補強性充填剤としてシリカを配合する場合、シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し０〜７０重量部、より好ましくは０〜５０重量部にすると良い。シリカの配合量をこのような範囲にすることにより、ゴム組成物の低発熱性とタイヤにしたときの操縦安定性とを両立する。シリカの配合量が７０重量部を超えるとタイヤにしたときの耐久性が低下する。
【００３９】
シリカとしてはＣＴＡＢ比表面積が好ましくは８０〜３００ｍ2／ｇにするとよい。シリカのＣＴＡＢが８０ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物に対する補強性が不十分となりタイヤにしたときの耐久性が不足する。またシリカのＣＴＡＢが３００ｍ2／ｇを超えると、発熱性が悪化しタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。なおシリカのＣＴＡＢ比表面積は、ＩＳＯ  ９２７７に準拠して求めるものとする。
【００４０】
本発明で使用するシリカは、上述した特性を有するシリカであればよく、製品化されたもののなかから適宜選択してもよいし、通常の方法で上述した特性を有するように製造してもよい。シリカの種類としては、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。
【００４１】
本発明のゴム組成物において、シリカを使用するときは、シリカと共にシランカップリング剤を配合してもよく、シリカの分散性を向上しゴム成分との補強性をより高くすることができる。シランカップリング剤を配合する場合は、シリカ配合量に対して好ましくは３〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ重量の３重量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤の配合量が２０重量％を超えると、シランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。
【００４２】
シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３−トリメトキシ９５１０シリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
【００４３】
タイヤ用ゴム組成物には、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。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、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。
【００４４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビードフィラー、ランフラットタイヤにおける断面三日月形のサイド補強ゴム層に好適に使用することができる。これらの部材に本発明の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、ゴム組成物のゴム硬度、弾性率の改良により、タイヤにしたときの操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。またランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層に使用すると、通常の走行時には転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。またランフラット走行時には、ランフラット走行性能に優れると共に、サイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層の発熱が抑制されるため耐久性能にも優れる。
【００４５】
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。
【実施例】
【００４６】
９種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ９）を使用して２０種類のゴム組成物（実施例１〜１０、比較例１〜１０）を調製した。このうち４種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ４）は市販グレード、５種類のカーボンブラック（ＣＢ５〜ＣＢ９）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。
【００４７】
【表１】
2014037514.tif 000003
【００４８】
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  Ｋ６２１７−２に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・ＩＡ：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−１に基づいて測定された沃素吸着量
・ＣＴＡＢ：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−３に基づいて測定されたＣＴＡＢ吸着比表面積
・ＤＢＰ：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４（非圧縮試料）に基づいて測定されたＤＢＰ吸収量
・２４Ｍ４：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された２４Ｍ４−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
・△Ｄ５０：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）
・α：上述したＤｓｔ及びＮ2ＳＡを下記式（２）の関係に当てはめたときの係数α
Ｄｓｔ＝α×（Ｎ2ＳＡ）-0.61      （２）
（式中、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）である。）
・Ｎ2ＳＡ／ＩＡ：窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡと沃素吸着量ＩＡの比
【００４９】
表１において、カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ４は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。またカーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９は以下の製造方法により調製した。
・ＣＢ１：東海カーボン社製シーストＫＨ
・ＣＢ２：東海カーボン社製シーストＮＨ
・ＣＢ３：東海カーボン社製シースト１１６ＨＭ
・ＣＢ４：東海カーボン社製シーストＦ
【００５０】
カーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９の製造
円筒反応炉を使用して、表２に示すように全空気供給量、燃料油導入量、燃料油燃焼率、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９を製造した。
【００５１】
【表２】
2014037514.tif 000004
【００５２】
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した９種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ９）を用いて、表３，４に示す配合からなる２０種類のゴム組成物（実施例１〜１０、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、混合しタイヤ用ゴム組成物を得た。
【００５３】
得られた２０種類のゴム組成物を使用して空気入りタイヤのビードフィラーを構成するようにして、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた２０種類の空気入りタイヤの転がり抵抗及び耐摩耗性を下記に示す方法により評価した。
【００５４】
尚、表４において、カーボンブラックを２種類用いる例（比較例５及び実施例７）のために「カーボンブラックの種類及び配合量」の欄は２つ設けてある。
【００５５】
転がり抵抗
得られたタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、ＪＩＳ  Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、ＪＩＳ  Ｄ４２３０の「６．４高速性能試験Ａ」に記載される高速耐久性の試験に準拠して高速耐久性試験を実施し、試験荷重２．９４ｋＮ、速度５０ｋｍ／時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数として表４，５の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。
【００５６】
操縦安定性
得られたタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、国産２．０リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で乾燥路面からなる１周２．６ｋｍのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表４，５の「操縦安定性」の欄に示した。この指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを意味する。
【００５７】
【表３】
2014037514.tif 000005
【００５８】
【表４】
2014037514.tif 000006
【００５９】
なお、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、ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １５０２
フェノール樹脂１：カシュー変性フェノール樹脂、住友ベークライト社製スミライトレジン
フェノール樹脂２：オクチルフェノール樹脂、ＤＩＣ社製ＤＩＣ−ＰＯＰ
メチレン供与体：ヘキサメチレンテトラミン、大内新興化学工業社製ノクセラー  Ｈ−ＰＯ
ＣＢ１〜ＣＢ９：上述した表１に示したカーボンブラック
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｇ
硫黄：不溶性硫黄、四国化成社製ミュークロンＯＴ−２０、硫黄分８０％
【００６０】
表３，４から明らかなように実施例１〜１０のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗及び操縦安定性が従来レベル（比較例１）以上に向上することが確認された。
【００６１】
表３から明らかなように、比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ２のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、操縦安定性が悪化する。比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ３のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満、比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、操縦安定性が悪化する。比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ４のＮ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ未満、比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、操縦安定性が悪化する。
【００６２】
表４から明らかなように、比較例５のゴム組成物は、本発明カーボンブラックの配合量が３０重量部より小さいので転がり抵抗性には大きな効果がみられるが操縦安定性能が悪化する。比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が１００重量部より大きいので転がり抵抗性が悪化する。
【００６３】
比較例７のゴム組成物は、メチレン供与体を含まないので操縦安定性が悪化する。比較例８のゴム組成物は、フェノール樹脂を含まないので操縦安定性が悪化する。
【００６４】
比較例９のゴム組成物は、フェノール樹脂及びメチレン供与体の合計が１重量部より小さいので操縦安定性が悪化する。比較例１０のゴム組成物は、フェノール樹脂及びメチレン供与体の合計が５０重量部より大きいので転がり抵抗性が悪化する。またメチレン供与体の量が多すぎてしまい、フェノール樹脂との反応が進みにくくなり操縦安定性も悪化する。
【図１】
2014037514.tif 000007