(57)【要約】  ジエン系ゴムからなるゴム成分及び充填剤を含み、ＪＩＳ  Ｋ６２６８のＡ法により求められる実密度をｄｃ、構成成分分析によるｉ成分の密度及び質量分率を各々ｄｉ及びφｉとしたとき、ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）が特定の関係を満たすことにより、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつタイヤの転がり抵抗の低減を高いレベルでバランスさせたゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴムからなるゴム成分及び充填剤を含み、
ＪＩＳ  Ｋ６２６８のＡ法により求められる実密度をｄｃ、構成成分分析によるｉ成分の密度及び質量分率を各々ｄｉ及びφｉとしたとき、これらが下記式（１）の関係を満たすゴム組成物。
０．９７０≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９８０  ・・・  （１）
【請求項２】
前記充填剤が、カーボンブラック、シリカ及び一般式（Ｉ）
ｎＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ・・・・・・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる金属、並びに、これらの金属の酸化物または水酸化物、それらの水和物及び前記金属の炭酸塩の中から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数及び０〜１０の整数である。］
で表される無機充填剤の少なくとも一種である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン・ブタジエン共重合ゴムから選択される少なくとも１種である請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記充填剤含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下である請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法であって、
ジエン系ゴムからなるゴム成分に予め充填剤を分散させてゴム・充填剤複合体を作製するゴム・充填剤複合体作製工程と、
前記ゴム・充填剤複合体及びゴム用配合材料を混合する混合工程と、
を有するゴム組成物の製造方法。
【請求項７】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、バッチ式混練装置及び連続式混練装置の少なくともいずれかを用いて前記ゴム成分に前記充填剤を分散させる工程であり、
前記混合工程が、バッチ式混練装置を用いて前記ゴム・充填剤複合体及びゴム用配合材料を混合する工程である請求項６に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項８】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、ウェットマスターバッチによりゴム・充填剤複合体を作製する工程である請求項６または７に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項９】
前記ウェットマスターバッチが、ゴム液と前記充填剤を分散溶媒中に分散させたスラリー液とを混合して得られるものであり、該スラリー液から回収した乾燥充填剤のＩＳＯ  ６８９４に準拠して測定された２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、前記分散溶媒に分散させる前の充填剤の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上である請求項８に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、二軸混練押出機により混練を行う工程であり、該二軸混練押出機における回転軸長の１０％以上にニーディングブロックを用いる請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、二軸混練押出機による混練後バンバリミキサー及び噛合い式ローターを有するニーダーの少なくともいずれかにより混練を行う工程であり、前記二軸混練押出機における回転軸長の１０％未満にニーディングブロックを用いる請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、噛合い式ローターを有するニーダーによる混練を２回以上繰り返す工程である請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、バンバリミキサーによる混練を２回以上繰り返す工程である請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関し、詳細には、自動車用タイヤの所定部位に適用して、軽量で、かつ低燃費を実現するゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの社会的な要請に伴い、自動車においても、タイヤ用ゴムの発熱を減じること、および燃料消費を低減することが強く求められている。タイヤの発熱を減じて、自動車の燃料消費を低減するために、カーボンブラックの充填量を減らすか、または大粒径のカーボンブラックを使用することが考えられるが、補強性および耐摩耗性が低下するのでタイヤの剛性が下がり、操縦安定性が低下する。このように操縦安定性と低燃費とを両立することは困難であった。【０００３】
またゴムの比重を小さくするために、ジエン系ゴムよりも硬く、充填剤よりも比重の軽いポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン粉末を、充填剤の代わりとしてゴム中に配合することが知られている。
詳細には、例えば特許文献１及び２には、ゴム成分に熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂を配合すると、ゴムの疲労性および低発熱性を両立することが開示され、また特許文献３には、充填剤をあらかじめ混合したポリオレフィンをゴム組成物に配合すると、加工性および弾性率に優れることが開示されている。さらに特許文献４には、ゴム組成物にポリオレフィンを配合すると、低燃費性を維持しながらもゴム物性に優れたゴム組成物が得られることが開示され、特許文献５には、ゴムおよびポリオレフィンを主成分とする樹脂強化エラストマーが、張強度、耐摩耗性および耐疲労性に優れることが開示されている。【０００４】
【特許文献１】特開平７−３０９９７４号公報
【特許文献２】特開平７−３０９９７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２１２３４２号公報
【特許文献４】特開平１０−２６５６１６号公報
【特許文献５】特開２００２−１２７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のオレフィン系の粉末はジエン系のゴムとの接着が劣るので、容易に破壊の核となりやすいことが判っている。またゴム組成物の比重（密度）を必要とされる程度まで十分低くすることができなかった。さらに、ゴムを発泡させることによって密度を低下させることができるが、十分な弾性率確保及び耐摩耗性に問題があった。したがって、ゴム組成物側から必要とされる特性を低下させることなく、密度を低くすることすなわち軽量化を行うことは困難であった。【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるためのゴム組成物及びそ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、下記本発明により解決される。
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、ジエン系ゴムからなるゴム成分及び充填剤を含み、
ＪＩＳ  Ｋ６２６８のＡ法により求められる実密度をｄｃ、構成成分分析によるｉ成分の密度及び質量分率を各々ｄｉ及びφｉとしたとき、これらが下記式（１）の関係を満たすゴム組成物である。
０．９７０≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９８０  ・・・  （１）【０００８】
請求項２に係る発明は、前記充填剤が、カーボンブラック、シリカ及び一般式（Ｉ）
ｎＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ・・・・・・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる金属、並びに、これらの金属の酸化物または水酸化物、それらの水和物及び前記金属の炭酸塩の中から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数及び０〜１０の整数である。］
で表される無機充填剤の少なくとも一種である請求項１に記載のゴム組成物である。【０００９】
請求項３に係る発明は、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン・ブタジエン共重合ゴムから選択される少なくとも１種である請求項１または２に記載のゴム組成物である。【００１０】
請求項４に係る発明は、前記充填剤含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下である請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物である。【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤである。【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法であって、
ジエン系ゴムからなるゴム成分に予め充填剤を分散させてゴム・充填剤複合体を作製するゴム・充填剤複合体作製工程と、
前記ゴム・充填剤複合体及びゴム用配合材料を混合する混合工程と、
を有するゴム組成物の製造方法である。【００１３】
請求項７に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、バッチ式混練装置及び連続式混練装置の少なくともいずれかを用いて前記ゴム成分に前記充填剤を分散させる工程であり、
前記混合工程が、バッチ式混練装置を用いて前記ゴム・充填剤複合体及びゴム用配合材料を混合する工程である請求項６に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項８に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、ウェットマスターバッチによりゴム・充填剤複合体を作製する工程である請求項６または７に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項９に係る発明は、前記ウェットマスターバッチが、ゴム液と前記充填剤を分散溶媒中に分散させたスラリー液とを混合して得られるものであり、該スラリー液から回収した乾燥充填剤のＩＳＯ  ６８９４に準拠して測定された２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、前記分散溶媒に分散させる前の充填剤の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上である請求項８に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項１０に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、二軸混練押出機により混練を行う工程であり、該二軸混練押出機における回転軸長の１０％以上にニーディングブロックを用いる請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項１１に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、二軸混練押出機による混練後バンバリミキサー及び噛合い式ローターを有するニーダーの少なくともいずれかにより混練を行う工程であり、前記二軸混練押出機における回転軸長の１０％未満にニーディングブロックを用いる請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項１２に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、噛合い式ローターを有するニーダーによる混練を２回以上繰り返す工程である請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法である。
請求項１３に係る発明は、前記ゴム・充填剤複合体作製工程が、バンバリミキサーによる混練を２回以上繰り返す工程である請求項８または９に記載のゴム組成物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明によれば、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせたゴム組成物が得られる。
請求項２に係る発明によれば、補強効果を効率的に高めることができ、タイヤとしたときの耐摩耗性及び低発熱性（低燃費性）の両立をさらに図ることができる。
請求項３に係る発明によれば、タイヤとしたときに耐摩耗性や耐引裂き性、耐亀裂成長性を高めることができる。
請求項４に係る発明によれば、タイヤとしたときの補強性及び低発熱性（低燃費性）の両立を図ることができ、さらに作業性等も改善することができる。
請求項５に係る発明によれば、耐摩耗性等の耐久性を低下させることなく軽量化し、かつ、これと転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせた空気入りタイヤが得られる。
請求項６に係る発明によれば、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、効率的に製造することができる。
請求項７に係る発明によれば、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
請求項８に係る発明によれば、充填剤のゴム成分中へ分散性に優れ、加硫ゴムの優れた力学特性が得られるため、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、効率的に製造することができる。
請求項９に係る発明によれば、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
請求項１０に係る発明によれば、充填剤のゴム成分中へ分散性がより高められ、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
請求項１１に係る発明によれば、充填剤のゴム成分中へ分散性がより高められ、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
請求項１２に係る発明によれば、充填剤のゴム成分中へ分散性がより高められ、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
請求項１３に係る発明によれば、充填剤のゴム成分中へ分散性がより高められ、タイヤの耐摩耗性等の耐久性を低下させることなくタイヤを軽量化し、かつ、これとタイヤの転がり抵抗の低減とを高いレベルでバランスさせるゴム組成物を、より効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施形態により説明する。
＜ゴム組成物及びその製造方法＞
本実施形態のゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分及び充填剤を含み、ＪＩＳ  Ｋ６２６８Ａ法により求められる実密度をｄｃ、構成成分分析によるｉ成分の密度及び質量分率を各々ｄｉ及びφｉとしたとき、これらが下記式（１）の関係を満たすものである。
０．９７０≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９８０  ・・・  （１）【００１６】
上記式（１）において、Σ（φｉ／ｄｉ）は構成成分分析から計算によって求めた理論的な密度（理論密度、１／Σ（φｉ／ｄｉ））の逆数である。すなわち、ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）は、実密度ｄｃを前記理論密度で除したものであり、理論密度に対する実密度ｄｃの比を表す。本発明者らは、最終的に得られたゴム組成物の実密度ｄｃを前記理論密度に対して一定の範囲とすることにより、軽量化を図りながら耐摩耗性に優れたタイヤを製造可能なゴム組成物が得られることを見出した。
上記理論密度は、分析による各構成成分の質量分率により、各成分ごとに単独で密な状態で存在すると仮定される場合の密度である。一方前記実密度は、各成分の相互の分散状態によって左右され、分散が悪いと低い値となり逆に加硫前のゴム練りにより分散をよくすると高い値となる。【００１７】
本発明者らは、前記ゴム練りの各種条件と加硫後のゴムの実密度との関係、さらにその各々の得られたゴムの特性を詳細に検討し、練りによる補強と軽量化のための低密度化とのバランスが最適となる範囲を見出し、理論密度に対する実密度の比（ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ））として特定した。
具体的には、本実施形態において理論密度に対する実密度の比（ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ））は、下記式（１）により示される範囲にある。
０．９７０≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９８０  ・・・  （１）
ここで、実密度ｄｃはＪＩＳ  Ｋ６２６８のＡ法により求められ、ｄｉ及びφｉは後述する構成成分分析によるｉ成分の密度及び質量分率として求められるものである。【００１８】
また、（ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ））は下記式（１’）の範囲であることが好ましく、下記式（１”）の範囲であることがより好ましい。
０．９７１≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９７９    ・・・  （１’）
０．９７２≦ｄｃ・Σ（φｉ／ｄｉ）≦０．９７８    ・・・  （１”）
ｄｃ・（Σφｉ／ｄｉ）を上記範囲とすることにより、ゴム成分中に充填剤を分散させたゴム・充填剤複合体における補強性を向上させ、これを用いたタイヤの耐摩耗性と軽量化とを両立させることができる。【００１９】
本実施形態における実密度ｄｃは、ＪＩＳ  Ｋ６２６８に準じて作製された気泡を含まない試料を用意し、該試料を用いてＡ法により測定されたものである。より具体的には、前記試料について、同一試料で５回測定を行い、その平均値を実密度ｄｃとした。
一方、前記理論密度（１／Σφｉｄｉ）を算出するためには、対象となる加硫ゴム（ゴム組成物）を機器分析し、含有成分の特定と各成分の含有量を求める必要がある。【００２０】
本実施形態において、前記ゴムの構成成分分析は、基本的にＪＩＳに定められた試験方法に準じて行った。すなわち、本実施形態における加硫ゴムとしては、スチレンブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などが挙げられるが、これらの熱重量測定、熱分解法等によりゴム組成分析が可能となる。また、これに先立つソックスレー抽出や切断反応後に分離された溶媒不溶部の分析により、加硫ゴム中に含まれる、他の加硫剤、加硫促進剤、その他の有機添加剤、カーボンブラック、硫黄、ＺｎＯ、ＳｉＯ2などの組成分析が可能となる。【００２１】
より具体的には、以下の手順に従って行う。
（ａ）溶剤抽出物
ＪＩＳ  Ｋ６２２９に準じて、まず加硫ゴムを例えば冷凍粉砕などにより粉末とし、ソックスレー抽出器を用いてアセトンで抽出する。抽出部から、ポリマーと結合していない加硫剤、加硫促進剤、その他添加剤の含有質量が得られる。なお、この成分の密度（ｄｉ）は、ＪＩＳ  Ｋ００６１にしたがって測定したところ１．００であった。
（ｂ）ゴム成分
ＪＩＳ  Ｋ６２２６の熱重量測定法またはＪＩＳ  Ｋ６２３１の熱分解ガスクロマトグラフ法に準じて、ゴム成分の含有質量が得られる。またゴム種については、ＪＩＳ  Ｋ６２３０の赤外分光分析法により確認した。なお、各ゴムの密度（ｄｉ）は、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）については０．９３、スチレンブタジエン共重合ゴムについてはスチレン組成により０．９２〜０．９７、クロロプレンゴム（ＣＲ）については１．２５、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）については１．０２とした。
（ｃ）カーボンブラック
ＪＩＳ  Ｋ６２２７の熱分解法に準じて、カーボンブラックの含有質量が得られる。なお、この成分の密度（ｄｉ）は１．８５とした。【００２２】
（ｄ）硫黄
ＪＩＳ  Ｋ６２３３の酸素燃焼フラスコ法に準じて、硫黄の含有質量が得られる。なお、この成分の密度（ｄｉ）は１．９４とした。
（ｅ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）
ＪＩＳ  Ｋ６２３３のＥＤＴＡ滴定法に準じて、酸化亜鉛の含有質量が得られる。なお、この成分の密度（ｄｉ）は５．５７とした。
（ｆ）二酸化珪素（ＳｉＯ2）
ＪＩＳ  Ｋ６４３０に準じて、二酸化珪素の含有質量が得られる。なお、この成分の密度（ｄｉ）は１．９５とした。
（ｇ）その他の成分
ＪＩＳ  Ｋ６２２８に準じて、ゴム中の灰分の含有質量が得られる。これをその他の成分とした。なお、この成分の密度はＪＩＳ  Ｋ００６１にしたがって実測したところ、１．００であった。【００２３】
以上の操作により、ゴム組成物に含まれるゴム成分及び充填剤等の各成分ｉの全体質量に対する質量分率（φｉ）をもとめ、各成分のφｉ／ｄｉの総和を算出して、理論密度１／Σ（φｉ／ｄｉ）とした。【００２４】
（ゴム成分）
本実施形態のゴム組成物に使用可能なゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴム（ＮＲ）及び合成ジエン系ゴムの内の少なくとも一種からなり、ゴム成分としては、粘度低減や化学的処理などの事前操作を施してもよい。ここで、合成ジエン系ゴムとしては、乳化重合又は溶液重合で合成されたものが好ましい。【００２５】
また、前記合成ジエン系ゴムとして、具体的には、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。好ましくは、天然ゴム、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ハロゲン（Ｂｒ）化ブチルゴム等である。特にゴム成分としては、天然ゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）が、低発熱性、耐摩耗性、耐亀裂成長性、耐引裂き性などの点で好ましく、天然ゴムがより好ましい。【００２６】
また、前記ゴム成分としてはゴムラテックスまたはゴム溶液を用いることもできる。該ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックス及び／または合成ゴムラテックス、あるいは溶液重合による合成ゴムの有機溶媒溶液などを挙げることができるが、これらの中で、得られるマスターバッチの性能や製造しやすさなどの観点から、天然ゴムラテックス及び／又は合成ゴムラテックスが好適である。
天然ゴムラテックスとしては、フィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、酵素で処理した脱蛋白ラテックス、官能基を導入したラテックス、前記のものを組み合わせたものなど、いずれも使用することができる。天然ゴムラテックスはゴム炭化水素の微粒子を分散質とするコロイドゾルであり、電気的に負に帯電している。通常安定剤としてアンモニアその他アルカリをくわえてｐＨ９〜１０として保存する。ラテックスには約３０％のゴム分がふくまれており、前記濃縮ラテックスは６０％に濃縮されている。
合成ゴムラテックスとしては、例えばスチレン−ブタジエン重合体ゴム、ニトリルゴム、ポリクロロプレンゴムなどのラテックスを使用することができる。【００２７】
前記ゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。また、ゴム組成物の耐摩耗性及び耐熱性の観点から、前記ゴム成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−１１０℃以上のものが好ましい。【００２８】
（充填剤）
本実施形態のゴム組成物は充填剤を含む。該充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。これら充填剤の種類としては特に制限なく、従来ゴムの充填剤として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。また、シリカ等の無機充填剤を用いる場合には、シランカップリング剤を併用しても良い。【００２９】
本実施形態においては、前記充填剤が、カーボンブラック、シリカ及び一般式（Ｉ）
ｎＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ    ・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる金属、並びに、これらの金属の酸化物または水酸化物、それらの水和物及び前記金属の炭酸塩の中から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。］
で表される無機充填剤の中から選ばれる少なくとも一種であることが好適である。
カーボンブラック及びシリカに加えて、上記一般式（Ｉ）で表される無機充填剤を用いることにより、補強効果を効率的に高めることができ、タイヤとしたときの耐摩耗性及び低発熱性（低燃費性）の両立を図ることができる。【００３０】
ここで、前記カーボンブラックとしては、通常ゴム工業に用いられるものが使用でき、例えば、ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど種々のグレードのカーボンブラックを単独に又は混合して使用することができる。
前記シリカは特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカが好ましい。これらは単独に又は混合して使用することができる。【００３１】
前記一般式（Ｉ）で表わされる無機充填剤としては、具体的には、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）3］、炭酸アルミニウム［Ａｌ2（ＣＯ3）2］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5 、Ａｌ4・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ2・ＳｉＯ4等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）2・ｎＨ2Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ3）2］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。
また、一般式（Ｉ）で表される無機充填剤としては、Ｍがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、それらの水和物、及びアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種のものが好ましい。中でも充填剤としてはカーボンブラック、シリカ及び水酸化アルミニウムが好ましい。【００３２】
前記充填剤の含有量としては、ゴム成分１００質量部に対して、充填剤を１０質量部以上１００質量部以下とするのが好ましい。含有量を上記範囲とすることにより、タイヤに用いたときの補強性及び低発熱性（低燃費性）の両立を図ることができ、さらに作業性等も改善することができる。
上記含有量は、好ましくは１５質量部以上９５質量部以下、より好ましくは２０質量部以上９０質量部以下である。【００３３】
本実施形態のゴム組成物には、ゴム成分、カーボンブラック等の充填剤の他、プロセスオイル等の油分、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、カップリング剤、発泡剤、発泡助剤及びステアリン酸等のゴム業界で通常使用されるゴム用配合材料を、本実施形態の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用できる。【００３４】
前記プロセスオイル等の油分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択して使用可能である。前記油分としては、アロマティックオイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、エステル系オイル、溶液状共役ジエンゴム、及び溶液状水素添加共役ジエンゴム等が挙げられる。油分がゴム組成物に含まれていると該ゴム組成物の流動性をコントロールできるため、加硫前のゴム組成物の粘度を低下させて流動性を高めることにより、極めて良好にゴム組成物の押出を行うことができる点で有利である。【００３５】
また、前記加硫剤として、従来の硫黄に加えて、有機チオスルフェート化合物（例えば１，６−ヘキサメチレンジチオ硫酸ナトリウム・２水和物）、ビスマレイミド化合物（例えばフェニレンビスマレイミド）の少なくとも１種を併用することができる。【００３６】
また、前記加硫促進剤としては、テトラキス−２−エチルへキシルチウラムジスルフィド、テトラキス−２−イソプロピルチウラムジスルフィド、テトラキス−ドデシルチウラムジスルフィド、及びテトラキス−ベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム化合物；ジ−２−エチルへキシルジチオカルバメート亜鉛、ドデシルジチオカルバメート亜鉛、及びベンジルジチオカルバメート亜鉛等のジチオカルバミン酸塩類化合物；並びにジベンゾチアジルジスルフィド、４，４'−ジメチルジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロへキシル−２−ベンソチアジル−スルフェンアミド、Ｎ-ｔ-ブチル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジル−スルフェンイミド、Ｎ−オキシジエチレン−ベンゾチアジル−スルフェンアミド、及びＮ，Ｎ'−ジシクロへキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド等のベンゾチアゾリル加硫促進剤；などが挙げられる。【００３７】
更に、前記老化防止剤としては、例えば３Ｃ（Ｎ−イソプロピル−Ｎ'−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、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］、ＡＷ（６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン）、ジフェニルアミンとアセトンとの高温縮合物等を挙げることができる。【００３８】
本実施形態のゴム組成物は、ゴム成分、樹脂、及び必要に応じて適宜選択した前記その他の配合剤等を、混練り、熱入れ、押出、及び加硫等することにより製造できる。【００３９】
前記混練りの条件としては、特に制限はなく、混練り装置への各成分の投入量、ローターの回転速度、ラム圧、混練り温度、混練り時間、混練り装置の種類等の諸条件によって適宜選択できる。前記混練り装置としては、一般にゴム組成物の混練りに用いる単軸混練押出機及び多軸混練押出機（連続式混練装置）や、バンバリミキサー、インターミックス、及びニーダー等の噛合い式または非噛合い式回転ローターを有する混練機やロール（バッチ式混練装置）などが挙げられる。これらを複数組み合わせて用いてもよい。【００４０】
本実施形態では、ゴム組成物における充填剤の分散性を高めるため、ゴム用配合材料の混合前に予めゴム成分及び充填剤のマスターバッチ（ゴム・充填剤複合体）を作製する。
上記ゴム成分及び充填剤を含むマスターバッチを製造する方法については特に制限はなく、ウェットマスターバッチまたはドライマスターバッチによって得ることができる。ゴム成分中への優れた充填剤の分散、加硫ゴムの破壊特性に代表される優れた力学特性を得るためにはウェットマスターバッチが好ましい。【００４１】
以下に、本実施形態におけるマスターバッチの作製方法及びそれを用いたゴム組成物の製造方法を例示する。
（ドライマスターバッチの場合）
ゴム成分及び充填剤を含むドライマスターバッチは、通常、ブロッック状の天然ゴムや合成ゴムとカーボンブラック、シリカなどの充填剤とを混練りすることによって得ることができる（ゴム・充填剤複合体作製工程）。代表的な混練機（第一混練機）としては、接線式（非噛合式）インターナルミキサー（以下、「接線式バンバリミキサー」と称することがある）、または二軸混練押出機が挙げられるが、ブロック状のゴムの噛み込みがよい接線式バンバリミキサーが好ましい。
また、ゴム成分及び充填剤を含むウェットマスターバッチ（ゴム・充填剤複合体）の製法については後に詳述するが、用いる混練機としては、脱水乾燥、充填剤のゴム成分への分散が同時に可能な二軸混練押出機が好ましい。また、スクイザや遠心吸水機、エクスパンジョン、乾燥機を組み合わせてもよい。【００４２】
上記ゴム成分及び充填剤を含むマスターバッチは、前述の捏和されたゴム成分・充填剤（ウェット）マスターバッチに対して、第二混練機を用いて、さらに前記のゴム用配合材料を混合することが好適である（混合工程）。【００４３】
前記第二混練機としては、２本のローターが互いに噛み合っている噛合式インターナルミキサー（以下、噛合式バンバリミキサーと称することがある）、接線式バンバリミキサー、オープンロール及びニーダーの中から選ばれるいずれかであることが好ましい。
中でも、第二混練機としては噛合式バンバリミキサーを用いることが好ましい。ここで、前述の第一混練機の項で記載した接線式バンバリミキサーと、第二混練機として好ましい噛合式バンバリミキサーについて説明する。【００４４】
２本のローターの最外径が互いに接しない構造である接線式バンバリミキサーの主な混練作用は、ローターチップの先端とケーシング内面との間のせん断作用であり、材料の食い込みが早く、コンパウンドの適用範囲が広い。しかしながら、低融点、低軟化点のゴム薬品などは上記ケーシング内面に密着し作業困難を起こすか、または混練中にすべりが生じて薬品の分散不良を起こす可能性がある。
一方、２本のローターが互いに噛み合っている噛合式バンバリミキサーの主な混練作用は２本のローター間での破砕、ニーディング作用であり、ゴムにかかるせん断力が大きく、かつ冷却面積が大きいため、配合材料の分散性を向上しつつ材料の温度上昇が抑えられる特徴を有し、低融点、低軟化点のゴム用配合材料などの混練に特に好ましい。【００４５】
（ウェットマスターバッチの場合）
次に、上記ゴム成分及び充填剤を含むウェットマスターバッチ（以下、単に「ウェットマスターバッチ」と称することがある。）の作製方法及びゴム組成物の製造方法について詳細に説明する。
この場合には、（ａ）ゴム配合材料を液状とする工程、（ａ’）これらを混合する工程、（ａ”）混合液を凝固処理する工程、（ｂ）前記（ａ）工程で形成された凝固物を取り出す工程、及び（ｃ）前記（ｂ）工程で取り出された凝固物を第一混練機を用いて捏和し乾燥させると共に充填剤を分散させる工程、（ｄ）前記（ｃ）工程で乾燥された凝固物にさらに第二混練機を用いてゴム用配合材料を混合する工程、を経ることが好適である。なお、上記（ａ）〜（ｃ）が本実施形態におけるゴム・充填剤複合体作製工程、（ｄ）が混合工程である。【００４６】
−（ａ）工程−
この工程は、ゴム配合材料を液状とする工程である。
当該（ａ）工程において用いられるゴム液としては、天然ゴムラテックス及び／または合成ゴムラテックス、あるいは溶液重合による合成ゴムの有機溶媒溶液などを挙げることができるが、これらの中で、得られるウェットマスターバッチの性能や製造しやすさなどの観点から、天然ゴムラテックス及び／または合成ゴムラテックスが好適である。
天然ゴムラテックスとしては、フィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、酵素で処理した脱蛋白ラテックス、前記のものを組み合わせたものなど、いずれも使用することができる。また、合成ゴムラテックスとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ニトリルゴム、ポリクロロプレンゴムなどのラテックスを使用することができる。【００４７】
−（ａ’）工程−
この工程は、前記（ａ）工程で得られた液状のゴム材料を混合する工程である。
前記ウェットマスターバッチの作製方法においては、前記ゴム液は、カーボンブラック、シリカ及び前記一般式（Ｉ）で表される無機充填剤の中から選ばれる少なくとも一種の充填剤を、高速せん断ミキサーを用いて分散溶媒中に分散させてなるスラリー液を含むことが好ましい。【００４８】
スラリー液の調製に用いられる上記高速せん断ミキサーとは、ローターとステーター部とからなる高速せん断ミキサーであって、高速で回転するローターと固定されたステーターとが狭いクリアランスで設置され、ローターの回転によって高いせん断速度を生み出す。なお、高速せん断とは、せん断速度が２０００／ｓ以上、好ましくは４０００／ｓ以上であることを意味する。
高速せん断ミキサーは、市販品としては、例えば特殊機化工業社製ホモミキサー、独ＰＵＣ社製コロイドミル、独キャビトロン社製キャビトロン、英シルバーソン社製ハイシアーミキサーなどが挙げられる。【００４９】
前記の高速せん断ミキサーを用いて得られたスラリー液の特性としては、（ｉ）スラリー液中の充填剤の粒度分布が、体積平均粒子径（ｍｖ）が２５μｍ以下で、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３０μｍ以下であり、かつ（ii）スラリー液から回収した乾燥充填剤の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は、分散溶媒に分散させる前の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上保持することが好ましい。ここで、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は、ＩＳＯ  ６８９４に準拠して測定される値である。
さらに好ましくは、体積平均粒子径（ｍｖ）が２０μｍ以下、かつ９０体積％粒径（Ｄ９０）が２５μｍ以下である。粒度が大きすぎるとゴム中の充填剤分散が悪化し、補強性、耐摩耗性が悪化することがある。【００５０】
他方、粒度を小さくするためにスラリーに過度のせん断力をかけると、充填剤のストラクチャーが破壊され、補強性の低下を引き起こす。スラリー液から回収乾燥した充填剤の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、分散溶媒に分散させる前の充填剤の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上であることが望ましい。さらに好ましくは９６％以上である。
スラリー液において、前記充填剤の濃度は１質量％以上１５質量％以下とするのが好ましく、特に２質量％以上１０質量％以下とすることがより好ましい。充填剤の濃度を上記範囲とすることにより、スラリー容量及びスラリー粘度を適度にすることができ、作業性が向上される。
本実施形態においては、このスラリー液としては、水分散スラリー液であることが、特にゴム液として天然ゴムラテックス及び／または合成ゴムラテックスを用いる場合に、混合性の観点から好ましい。【００５１】
−（ａ”）工程−
この工程は、前記混合工程で得られた混合液を凝固処理する工程である。
前記スラリー液と前記ゴム液との混合は、例えば、ホモミキサー中に該スラリー液を入れ、攪拌しながら、ラテックスを滴下する方法や、逆にラテックスを攪拌しながら、これに該スラリー液を滴下する方法がある。また、一定の流量割合をもったスラリー流とラテックス流とを、激しい水力攪拌の条件下で混合する方法などを用いることもできる。
当該（ａ）工程においては、ゴム液、好ましくは前記のようにして得られたスラリー液を含むゴム液を凝固処理して、凝固物を形成させる。この凝固方法としては、従来公知の方法、例えば蟻酸、硫酸などの酸や、塩化ナトリウムなどの塩の凝固剤を、熱や攪拌などによるせん断力を与えながら加えることによって行われる。また、複数の手段を組み合わせてもよい。【００５２】
−（ｂ）工程及び（ｃ）工程−
（ｂ）工程は、前記（ａ）工程で形成された凝固物を、従来公知の固液分離手段を用いて取り出し、充分に洗浄する工程である。洗浄は、通常水洗法が採用される。
（ｃ）工程は、前記（ｂ）工程で取り出され、充分に洗浄された凝固物を第一混練機を用いて機械的せん断力をかけながら捏和し乾燥させると共に充填剤を分散させる工程である。
当該（ｃ）工程においては、第一混練機を用いて機械的せん断力をかけながら捏和し乾燥させるため、工業的生産性の観点から、連続的に操作することが好ましい。単軸スクリュを備える装置を用いることもできるが、同方向回転、あるいは異方向回転の多軸混練押出機を用いることがより好ましい。例えば、前記第一混練機としては、２本のローターが互いに噛み合っている噛合い式ローターを有するニーダーやバンバリミキサーを好適に用いることができる。この場合、混練を２回以上繰り返すことが好ましく、３回以上繰り返すことがより好ましい。また、この後にさらに二軸混練押出機による混練を行ってもよい。【００５３】
また、特に二軸混練押出機を用いることが好ましい。
上記二軸混練押出機により混練を行う場合には、該二軸混練押出機における回転軸長の１０％以上にニーディングブロックを用いることが好ましく、２０％以上にニーディングブロックを用いることがより好ましい。また、この後にさらにバンバリミキサーや噛合い式ローターを有するニーダーによる混練を行ってもよい。
一方、前記二軸混練押出機における回転軸長の１０％未満にニーディングブロックを用いる場合（好ましくはニーディングブロックなしでもよい）には、二軸混練押出機による混練後、前記バンバリミキサー及び噛合い式ローターを有するニーダーの少なくともいずれかにより混練を行うことが好ましい。
前記凝固物に対して、以上のような混練を行うことにより、ゴム成分中への充填剤の分散性が高まり、前記理論密度に対する実密度の比を式（１）の範囲とすることが可能となる。【００５４】
−（ｄ）工程−
（ｄ）工程は（ｃ）工程で得られた乾燥されたウェットマスターバッチに、さらに、第二混練機を用いてゴム用配合材料を混合し、ゴム用配合材料含有マスターバッチを得る工程である。ここで乾燥された状態とは、水分率が十分に低いことをいい、具体的にはゴム中の揮発分が５質量％以下、好ましくは３質量％以下の状態をいう。なお、測定法はＪＩＳ  Ｋ６２３８に準じて行った。
前記第二混練機が、２本のローターが互いに噛み合っている噛合式インターナルミキサー（以下、噛合式バンバリミキサーということがある）接線式バンバリミキサー、オープンロール及びニーダーの中から選ばれるいずれかであることが好ましい。【００５５】
中でも、第二混練機としては接線式または噛合式バンバリミキサーのようなバッチ式混練機を用いることが好ましい。
また、通常、二軸混練押出機に代表される連続式の混練機（連続式混練装置）はバンバリミキサーに代表されるバッチ式の混練機（バッチ式混練装置）に比べて単位体積当りの配合量のバラツキが大きく、配合量の少ないゴム薬品をゴム組成物中に均一に分散させるためにはバンバリミキサーのようなバッチ式の混練機が好ましい。
なお、上記ウェットマスターバッチに関する、第一混練機、第二混練機及びゴム用配合材料については、前述の説明と同様である。【００５６】
本実施形態のゴム組成物は、前記混練り機を用いた混練り後、成形加工、加硫を行い、例えば、タイヤトレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ用途を始め、防振ゴム、防舷材，ベルト、ホースその他の工業品などの用途に用いることができるが、特に、低発熱性、耐摩耗性、破壊強度のバランスに優れた、低燃費用タイヤ、大型タイヤ、高性能タイヤのトレッド用ゴムとして好適に使用される。【００５７】
＜空気入りタイヤ＞
本実施形態の空気入りタイヤは、前記のゴム組成物を用いたものである。すなわち、本実施形態の空気入りタイヤは、前記ゴム組成物をタイヤ構成部材のいずれかに含有させてなる。該タイヤ構成部材としては、例えば、トレッド、アンダートレッド、サイドウォール、カーカスコーティングゴム、ベルトコーティングゴム、ビードフィラーゴム、チェーファー、ビードコーティングゴム、クッションゴム等が挙げられる。【００５８】
本実施形態のゴム組成物を用いて空気入りタイヤを製造する場合は、例えば、押し出し機やカレンダー等によりビードフィラー部材、または、ランフラットタイヤ用サイド補強ゴムを作製し、これらを成型ドラム上で他の部材と張り合わせること等でグリーンタイヤを作製し、このグリーンタイヤをタイヤモールドに収め、内側から圧を加えながら加硫する方法などにより行うことができる。また、本実施形態のタイヤの内部には、空気の他に窒素や不活性ガスを充填することができる。【００５９】
前記空気入りタイヤの一例としては、一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有してなる空気入りタイヤなどが好適に挙げられる。なお、本実施形態の空気入りタイヤは、ラジアル構造を有していてもよいし、バイアス構造を有していてもよい。
このようにして得られた本実施形態の空気入りタイヤは、補強性、耐摩耗性などに優れ、かつ軽量化が図られている。【００６０】
以上、実施形態により本発明を説明したが、本発明は、上記の形態に限定されず、その発明の目的から逸脱しない範囲内において、任意の変更、改変を行うことができる。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。【００６２】
＜試験用組成物の調製＞
（試験用組成物１）
（１）スラリー液の調製
水中にカーボンブラック（Ｎ２２０）を５質量％の割合で入れ、シルバーソン社製ハイシアーミキサーにて微分散させてスラリー液を作製した。
また、分散前のカーボンブラック（ＣＢ）の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は９８ｍＬ／１００ｇ、スラリーから回収し乾燥したＣＢの２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は９４ｍＬ／１００ｇであった。なお、前記２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は、ＩＳＯ  ６８９４に準拠して測定したものである。【００６３】
（２）試験用組成物の調製
上記（１）で作製したスラリー液２８ｋｇと、乾燥ゴム分量を１０質量％に調整した天然ゴムラテックス３０ｋｇとを攪拌しながら混合したのち、これを蟻酸にてｐＨ４．５に調整して凝固させた。この凝固物をろ取し、充分に洗浄してウェット凝固物８．９５ｋｇを得た。これを試験用組成物１とした。【００６４】
（試験用組成物２）
前記試験用組成物１を加熱オーブンに入れ、１１０℃で２時間乾燥させ、試験用組成物２とした。【００６５】
（試験用組成物３）
（１）スラリー液の調製
撹拌器を備えたカーボンブラックスラリータンクの中で、カーボンブラック（Cabot Corporation製、Ｎ２２０）を脱イオン水と混合した。得られた１２．５質量％のカーボンブラックを有する粗いスラリーを、連続的に空気隔膜ポンプを用いて汲み上げて最初の分散のためにコロイドミルに送り込んだ。続いて、スラリーを先送りキャビティーポンプによりホモジナイザーに送り込み、滑らかに挽かれたスラリーが得られた。スラリーから回収し、乾燥したＣＢの２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量は９５ｍＬ／１００ｇであった。
（２）組成物の調製
（１）で作製したスラリー液１１．２ｋｇに対し、乾燥ゴム分量を１０質量％に調整した天然ゴムフィールドラテックス３０ｋｇを、バルブによりラテックスの流速を自動的に計測、調整しつつ、カーボンブラックスラリー供給速度に対するラテックス供給速度比を適切に維持して攪拌しながら一定速度で供給し、組成物が得られた。
（３）試験用組成物の調製
前記組成物を加熱オーブンに入れ、１１０℃で２時間乾燥させ、試験用組成物３とした。【００６６】
（試験用組成物４）
前記試験用組成物３の調製における湿った組成物を、脱水押出し機入れ、湿潤度が約５〜１０質量％となるように脱水した。次いで、脱水された組成物を第二押出し機内に落下し、再度圧縮、加熱を行った。生成物の押し出し温度を約１５０℃としたところ、水分含有量は約０．５〜１質量％であった。その後、空気圧で振動するコンベヤーにより約４０℃まで急速に冷却した。得られた組成物を試験用組成物４とした。【００６７】
＜実施例１＞
（ゴム組成物の作製）
試験組成物１を神戸製鋼社製二軸混練押出機「ＫＴＸ−３０」に投入し、混練を行った（ゴム・充填剤複合体作製工程）。詳細には、回転軸長の１５％にニーディングブロックを用い、残りは搬送用のスクリュセグメントを通した。
上記混練後の試験用組成物１に対し、表１に示した配合条件で、噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械製、インターミックスＫ１）により、第１練り（６０ｒｐｍ、充填率：６０％、落下温度：１５０℃、３分間）、第２練り（４５ｒｐｍ、充填率：６０％、落下温度：１００℃、１分間）を行い、得られた組成物を常法により加硫を行うことにより、加硫されたゴム組成物１を得た。このゴム組成物１について、下記の評価を行った。【００６８】
【表１】
2010123072.tif 000002
【００６９】
（密度比の算出）
前記ゴム組成物１について、前述の分析方法により各成分ごとの質量分率を求め、これから理論密度１／Σ（φｉ／ｄｉ）を算出した。一方、前述のＪＩＳ  Ｋ６２６８のＡ法によりゴム組成物１の実密度ｄｃを求め、これらから密度比ｄｃ・（Σφｉ／ｄｉ）を算出した。
結果を分析結果とともに表２に示す。【００７０】
（タイヤ性能の評価（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５））
前記ゴム組成物をトレッドゴムとして使用し、サイズＴＢＲ １１Ｒ２２.５のタイヤを試作し、該タイヤについて以下の評価を行った。
（１）タイヤ重量
得られたタイヤの重量を測定した。
（２）転がり抵抗の評価
正規の荷重、内圧で８０ｋｍ／ｈでの転がり抵抗を測定し、比較例３、５の値を１００として指数で表した、数値の小さいほうが転がり抵抗が低いことを示す。
（３）耐摩耗性の評価
試験タイヤをトラックのドライブ軸の装着し、１０万ｋｍ走行後の摩耗量を測定し、実施例２、比較例５の値を１００とし、指数で表した。指数の値が大きいほど、耐摩耗性が良好であることを示す。
結果をまとめて表２に示す。【００７１】
＜実施例２＞
実施例１のゴム組成物の作製において、二軸混練押出機の回転軸長の２５％にニーディングディスクを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表２に示す。【００７２】
＜実施例３＞
実施例１のゴム組成物の作製において、二軸混練押出機による混練後ゴム用配合材料を加える混練前に、バンバリミキサー（神戸製鋼所社製、００Ｃバンバリ）により、８０℃、７０ｒｐｍの条件で３分間予備混練を行った以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表２に示す。【００７３】
＜実施例４＞
実施例３のゴム組成物の作製において、回転軸長すべてに搬送用スクリュセグメントを用いて二軸混練押出機による混練後、バンバリミキサー（神戸製鋼所社製、００Ｃバンバリ）にて２分間、さらに噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械製、インターミックスＫ１）にて２分間予備混練を行った以外は、実施例３と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表２に示す。【００７４】
＜実施例５＞
実施例１のゴム組成物の作製において、試験組成物１の代わりに試験組成物３を、二軸混練押出機の代わりに噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械社製、インターミックスＫ１）を用い、回転数６０ｒｐｍ、充填率６０％で３分間混練する操作を２回繰り返してゴム・充填剤複合体を作製した以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。なお、ニーダーの混練条件は、充填率６０％、回転数６０ｒｐｍ、混練時間３分、落下温度１４０℃とした。
結果を表２に示す。【００７５】
＜実施例６＞
実施例１のゴム組成物の作製において、試験組成物１の代わりに試験組成物２を、二軸混練押出機の代わりに噛合い式ローターを有するニーダー（三菱重工社製、ネオメラー）を用い、３回混練を行ってゴム・充填剤複合体を作製した以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。なお、ニーダーの混練条件は、充填率７３％、回転数５０ｒｐｍ、混練時間５分、落下温度１６０℃とした。
結果を表２に示す。【００７６】
＜実施例７＞
試験組成物１をコニカルスクィザーに投入して脱水し、その後エクスパンダ乾燥機により吐出温度１５０℃で乾燥を行った。この乾燥物を噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械社製、インターミックスＫ１）を用いて混練し、ゴム・充填剤複合体を作製した。その後、実施例１と同様にしてゴム用配合材料を添加してゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
なお、前記ニーダーの混練条件は、充填率６０％、回転数７０ｒｐｍ、混練時間３分、落下温度１４０℃とした。結果を表２に示す。【００７７】
＜実施例８＞
実施例５のゴム組成物の作製において、噛合い式ローターを有するニーダーの代わりにバンバリミキサー（神戸製鋼所社製、００Ｃバンバリ）を用い、回転数７０ｒｐｍ、充填率７０％、混練時間３分、落下温度１５５℃として予備混練を４回行ってゴム・充填剤複合体を作製した以外は実施例５と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表２に示す。【００７８】
＜実施例９＞
実施例７のゴム組成物の作製において、試験用組成物１の代わりに試験用組成物４を用いてゴム・充填剤複合体を作製した以外は、実施例７と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表２に示す。【００７９】
【表２】
2010123072.tif 000003
【００８０】
＜比較例１＞
実施例１のゴム組成物の作製において、試験用組成物１の代わりに試験用組成物２を用い、噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械製、インターミックスＫ１）の代わりにバンバリミキサー（神戸製鋼所社製、００Ｃバンバリ）を用いてゴム用配合材料の配合、加硫を行った以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。なお、バンバリミキサーの混練条件は、充填率７０％、回転数７０ｒｐｍ、混練時間３分、落下温度１５５℃とした。
結果を表３に示す。【００８１】
＜比較例２＞
実施例１のゴム組成物の作製において、二軸混練押出機による混練を回転軸長すべてに搬送用スクリュセグメントを用いて行った以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表３に示す。【００８２】
＜比較例３＞
実施例１のゴム組成物の作製において、試験組成物１の代わりに試験組成物３を用いた以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表３に示す。【００８３】
＜比較例４＞
比較例１のゴム組成物の作製において、試験組成物２の代わりに試験組成物３を用いてゴム用配合材料の配合、加硫を行った以外は、比較例１と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表３に示す。【００８４】
＜比較例５＞
天然ゴム１００質量部に対し、カーボンブラック（Ｎ２２０：東海カーボン社製「シースト６」）４７．１質量部、老化防止剤（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、大内新興化学工業社製「ノクラック６Ｃ」）１．７質量部、ステアリン酸（新日本理化製、ステアリン酸＃７００）２．４質量部を加え、バンバリミキサー（神戸製鋼社製、００Ｃバンバリ）を用いて第１練りを行った。次いでこれに、老化防止剤（精工化学社製、ノンフレックスＲＤ）０．４質量部、加硫促進剤（ＣＺ）（大内新興化学工業社製「ノクセラーＣＺ」、Ｎ-シクロヘキシルベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド））０．９質量部、加硫促進剤（ＤＭ）（大内新興化学工業社製「ノクセラーＤＭ」、ジ−２−ベンゾチアジル-ジスルフィド）１．５質量部、亜鉛華３．１質量部、リターダー（東レファインケミカル製、リターダーＣＴＰ）０．２質量部及び硫黄２．２質量部を加え、前記バンバリミキサーを用いて第２練りを行い、得られた組成物を常法により加硫を行うことにより、加硫されたゴム組成物を得た。なお、バンバリミキサーの混練条件は、充填率７０％、回転数７０ｒｐｍ、混練時間３分、落下温度１５５℃とした。
また、このゴム組成物を用いてタイヤの作製を行い、実施例１と同様の評価を行った。
結果を表３に示す。【００８５】
＜比較例６＞
比較例５のゴム組成物の作製において、前記バンバリミキサーを用いて、天然ゴム１００質量部及びカーボンブラック４７．１部を回転数７０ｒｐｍ、充填率７０％で３分間混練した後、表１に記載のステアリン酸、老化防止剤及びワックスを加え回転数７０ｒｐｍ、充填率７０％で３分間混練し、さらに第２練りを行ってゴム組成物を作製し、次いでタイヤの作製を行い、同様の評価を行った。
結果を表３に示す。【００８６】
＜比較例７＞
比較例５のゴム組成物の作製において、接線式ローターを有するバンバリミキサーの代わりに噛合い式ローターを有するニーダー（日立機械社製、インターミックスＫ１）を用いて混練行った以外は、比較例５と同様にしてゴム組成物、タイヤの作製を行い、同様の評価を行った。なお、上記ニーダーの混練条件は、充填率６０％、回転数６０ｒｐｍ、混練時間３分、落下温度１４０℃とした。
結果を表３に示す。【００８７】
【表３】
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【００８８】
表２、３に示す結果から明らかなように、実施例の密度比が０．９７０以上０．９８０以下の範囲であるゴム組成物を用いたタイヤでは、軽量化を図ることができるだけでなく、耐摩耗性及び転がり抵抗ともに良好な結果となった。
一方、密度比が前記範囲を外れるゴム組成物を用いたタイヤでは、耐摩耗性及び転がり抵抗をともに従来以上の性能を満たすことができなかった。
【国際調査報告】
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