(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記インスレーションを、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製する工程を含み、
前記ゴム組成物中、前記ゴム成分１００質量部に対して、前記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。  
ＢＭＣＩ  ＝  ４８６４０  ／  （Ｔ＋２７３）  ＋４７３．７Ｄ  −  ４５６．８
【請求項２】
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が９５以上、脂肪族炭化水素比率が６０質量％以下である原料油を使用して得られたものである請求項１に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、１０質量％以上が動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素である請求項１または２に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記原料油がトール油を含有する請求項１〜３の何れか１項に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、ファーネス法で製造されたカーボンブラックである請求項１〜４の何れか１項に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
インスレーションを有する空気入りタイヤであって、
前記インスレーションはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が４３ｎｍ以上、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８〜２．５のカーボンブラックであるインスレーションを有する空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記ゴム成分１００質量％中の前記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％である請求項６に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記ゴム成分１００質量％中の前記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％である請求項１〜５の何れか１項に記載のインスレーションを有する空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンブラックは、比表面積、ストラクチャー、表面性状などの物理特性によって、ゴム組成物に配合した場合に該ゴム組成物の性能に大きな影響を与える。このため、要求されるゴム組成物の性能や、ゴム組成物が使用される環境条件などによって、各種特性の異なるカーボンブラックが選択的に使用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
タイヤ用のインスレーション用ゴム組成物は、インナーライナーとケースとの間に配設されるタイガムや、ケースと外層サイドウォールとの間に配設される内層サイドウォールなどのケースとコンポーネントとの間に配設される部材であり、主にケースを補強することでタイヤの耐久性を向上させることを目的として使用されることから、インスレーション用ゴム組成物には適度なゴム強度が要求される。更には、タイヤの操縦安定性を向上させるために、適度なＥ’（貯蔵弾性率）も要求される。また近年の低燃費化の要求により、タイヤ各部材の低発熱化が求められており、インスレーション用ゴム組成物も、他部材と同様に低発熱性を備えていることが望ましい。
【０００４】
低発熱化の手段としては、カーボン等の補強剤の配合量を減らす手法が知られているが、背反性能として、ゴム強度や貯蔵弾性率が悪化することが知られている。
【０００５】
このように、ゴム強度や貯蔵弾性率と低発熱性とは、二律背反の関係にあり、いずれの性能をも高い次元で両立させる開発が進められているが、十分な特性を発現させるカーボンブラックは未だ見いだされていないのが現状である。そのため、低発熱性、耐久性、操縦安定性の性能バランスに優れたタイヤは未だ得られていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０８１２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決し、耐久性、操縦安定性及び低発熱性の性能バランスに優れた空気入りタイヤを生産性良く提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、特定の原料油を使用して得られたカーボンブラックなど、特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、ゴム強度及び貯蔵弾性率と低発熱性とを両立できること、更には、該ゴム組成物をインスレーションに適用することにより、耐久性、操縦安定性及び低発熱性の性能バランスに優れたタイヤを得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明は、インスレーションを有する空気入りタイヤであって、前記インスレーションはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
ＢＭＣＩ  ＝  ４８６４０  ／  （Ｔ＋２７３）  ＋４７３．７Ｄ  −  ４５６．８
【００１０】
上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が９５以上、脂肪族炭化水素比率が６０質量％以下である原料油を使用して得られたものであることが好ましい。
【００１１】
上記原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、１０質量％以上が動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素であることが好ましい。
【００１２】
上記原料油がトール油を含有することが好ましい。
【００１３】
上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、ファーネス法で製造されたカーボンブラックであることが好ましい。
【００１４】
本発明はまた、インスレーションを有する空気入りタイヤであって、前記インスレーションはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が７９ｎｍ以下、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８以上のカーボンブラックであるインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
【００１５】
上記ゴム成分１００質量％中の上記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、上記スチレンブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムと、特定のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する空気入りタイヤであるので、耐久性、操縦安定性及び低発熱性の性能バランスに優れる。また、上記ゴム組成物の加工性が良好なため、上記空気入りタイヤを生産性良く製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第一の本発明は、インスレーションを有する空気入りタイヤであって、前記インスレーションはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラック（１）であるインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
ＢＭＣＩ  ＝  ４８６４０  ／  （Ｔ＋２７３）  ＋４７３．７Ｄ  −  ４５６．８
【００１８】
第二の本発明は、インスレーションを有する空気入りタイヤであって、前記インスレーションはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が７９ｎｍ以下、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８以上のカーボンブラック（１）であるインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
【００１９】
本発明では、カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が特定値以下、脂肪族炭化水素比率が特定値以上の原料油を使用して得られたカーボンブラック（１）など、Ｄｍｏｄが特定値以下、△Ｄ５０／Ｄｍｏｄが特定値以上という特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、低発熱性を維持又は改善しつつ、ゴム強度及び貯蔵弾性率を改善でき、タイヤのインスレーションに使用することにより、タイヤの耐久性、操縦安定性及び低発熱性の性能バランスが良好に得られる。
【００２０】
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含有する。これにより、優れた加工性、耐久性を得られるなど、本発明の効果が良好に得られる。
【００２１】
イソプレン系ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などが挙げられる。なかでも、加工性に優れるという理由から、ＮＲが好ましい。ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。ＩＲ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。
【００２２】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム（好ましくはＮＲ）の含有量は、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましく、５０質量％以上が更に好ましい。３０質量％未満であると、低発熱性、貯蔵弾性率、ゴム強度が低下する傾向がある。また、該含有量は、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。８０質量％を超えると、低発熱性、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。
【００２３】
ＳＢＲとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）などが挙げられる。
【００２４】
ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。１５質量％未満であると、低発熱性が悪化する傾向がある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは４５質量％以下、より好ましくは４０質量％以下である。４５質量％を超えると、ゴム強度が低下する傾向がある。
なお、本発明において、ＳＢＲのスチレン含有量は、Ｈ１−ＮＭＲ測定により算出される。
【００２５】
ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、２０質量％以上が好ましく、３０質量％以上がより好ましい。２０質量％未満であると、低発熱性、貯蔵弾性率、加工性が低下する傾向がある。また、該含有量は、７０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましい。７０質量％を超えると、低発熱性、貯蔵弾性率、ゴム強度が低下する傾向がある。
【００２６】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム（好ましくはＮＲ）及びＳＢＲの合計含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、１００質量％が特に好ましい。７０質量％以上とすることにより、優れたゴム強度が得られ、耐加硫戻り性の効果も大きくなる。
【００２７】
本発明に係るゴム組成物は、イソプレン系ゴム及びＳＢＲ以外のゴム成分として、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などを使用してもよい。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。
【００２８】
本発明では、上記カーボンブラック（１）が使用される。イソプレン系ゴム及びＳＢＲを含むゴム配合に上記カーボンブラック（１）を配合することにより、低発熱性を維持又は改善しつつ、ゴム強度及び貯蔵弾性率を改善でき、ゴム強度及び貯蔵弾性率と低発熱性とを高次に両立させることが出来る。また、上記併用により、低発熱性、ゴム強度及び貯蔵弾性率、並びにそれらの性能バランスにおいて、上記ゴム配合、上記カーボンブラック（１）のいずれか一方のみを適用した場合に得られる性能の改善効果の単なる足し合わせ以上の効果（相乗効果）が得られる。その結果、当該ゴム組成物をインスレーションに適用することにより、耐久性、操縦安定性及び低発熱性の性能バランスに優れたタイヤを提供できる。
【００２９】
第二の本発明において、カーボンブラック（１）のアグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）は、７９ｎｍ以下、好ましくは６９ｎｍ以下、より好ましくは６３ｎｍ以下である。７９ｎｍを超えると、本発明の効果（特に、ゴム強度、貯蔵弾性率の向上効果）が充分に得られない。該Ｄｍｏｄの下限は、特に限定されないが、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは５６ｎｍ以上である。５０ｎｍ未満であると、分散性に劣り、ゴム強度、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。
【００３０】
第二の本発明において、カーボンブラック（１）のアグリゲート特性としてＤｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）は、０．７８以上であり、好ましくは０．９０以上、より好ましくは１．０以上、更に好ましくは１．１以上である。０．７８未満であると、本発明の効果（特に、低発熱性の改善効果）が充分に得られない。△Ｄ５０／Ｄｍｏｄの上限は、特に限定されないが、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下である。２．５を超えると、ゴム強度、貯蔵弾性率が悪化し、所望の効果が得られないおそれがある。
【００３１】
なお、本明細書において、カーボンブラックのＤｍｏｄ、△Ｄ５０は、以下の方法で測定される値である。
界面活性剤（ＳＩＧＭＡ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製「ＮＯＮＩＤＥＴ  Ｐ−４０」）を加えた２０％エタノール水溶液に精秤したカーボンブラック試料を加えて、カーボンブラック濃度が０．０１重量％の試料液を調製する。この試料液を超音波分散機（超音波工業製「超音波発生装置ＵＳＶ−５００Ｖ」）を用いて、振動数２００ｋＨｚ、出力１００Ｗとして５分間分散処理することにより、カーボンブラックスラリーを調製する。一方、遠心沈降式の粒度分布測定装置（ＢＲＯＯＫ  ＨＡＶＥＮ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製「ＢＩ−ＤＣＰ  ＰＡＲＴＩＣＬＳＩＺＥＲ」）にスピン液（純水）１０ミリリットルを注入し、更にバッファー液（２０ｖｏｌ％エタノール水溶液）１ミリリットルを注入した後、前記調製したカーボンブラックスラリー各１ミリリットルを注入し、回転数８０００ｒｐｍで遠心沈降させることによりストークス相当径を測定し、ストークス相当径に対して相対的な発生頻度のヒストグラムを作製する。ヒストグラムのピーク（Ａ）を通るＹ軸と平行な直線と、ヒストグラムのＸ軸との交点をＣとする。このＣでのストークス直径を最大頻度ストークス相当径（Ｄｍｏｄ）とする。また線分ＡＣの中点をＦとして、Ｆを通りＸ軸に平行な直線Ｇとヒストグラムの分布曲線との２点の交点（Ｄ、Ｅ）を求め、このＤとＥのストークス直径の差の絶対値をストークス相当径半値幅値（分布曲線の半値幅（△Ｄ５０））とする。
【００３２】
カーボンブラック（１）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、好ましくは６０〜１５０ｍ２／ｇ、より好ましくは８０〜１４５ｍ２／ｇ、更に好ましくは１００〜１４０ｍ２／ｇ、特に好ましくは１０５〜１３５ｍ２／ｇである。ＣＴＡＢが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−３：２００１に準拠して測定される値である。
【００３３】
カーボンブラック（１）のヨウ素吸着量（ＩＡ）（ｍｇ／ｇ）は、好ましくは１００〜４００ｍｇ／ｇ、より好ましくは１１０〜３００ｍｇ／ｇ、更に好ましくは１２０〜２５０ｍｇ／ｇである。ヨウ素吸着量（ＩＡ）が上記範囲内であると、ゴム強度、貯蔵弾性率の改善効果がより好適に得られ、本発明の効果がより好適に得られる。
【００３４】
カーボンブラック（１）のヨウ素吸着量（ＩＡ）（ｍｇ／ｇ）に対する臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）の比（ＣＴＡＢ／ＩＡ）は、好ましくは０．８〜１．２ｍ２／ｍｇ、より好ましくは０．８５〜１．１５ｍ２／ｍｇ、更に好ましくは０．９〜１．１ｍ２／ｍｇである。ＣＴＡＢ／ＩＡが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−１：２００８に準拠して測定される値である。
【００３５】
ＣＴＡＢ／ＩＡで表される表面活性指標は、カーボンブラックの結晶化度（グラファイト化率）の指標と考えることができる。すなわち、ＣＴＡＢ／ＩＡが高いほど結晶化が進んでいないことを示し、カーボンブラックとゴム成分との相互作用が大きくなる傾向にある。
また、ＣＴＡＢ／ＩＡは、カーボンブラック表面に存在する酸性官能基の量を評価するパラメーターとしても位置づけられる。カーボンブラック表面の酸性官能基は、ゴム成分との相互作用に寄与するが、ＣＴＡＢ／ＩＡが高いほどカーボンブラックの表面に酸性官能基が多く存在していることを示す。従って、ＣＴＡＢ／ＩＡが上記範囲内であると、ゴム成分に対してより顕著な補強効果を奏することができ、本発明の効果がより好適に得られる。
【００３６】
カーボンブラック（１）の２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、好ましくは５０〜１２０ｃｍ３／１００ｇ、より好ましくは７０〜１２０ｃｍ３／１００ｇ、更に好ましくは９０〜１１５ｃｍ３／１００ｇ、特に好ましくは９５〜１１０ｃｍ３／１００ｇである。２４Ｍ４ＤＢＰが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４９３−８５ａに準拠して測定される値である。
【００３７】
カーボンブラック（１）は、酸性、中性、塩基性のいずれであってもよいが、ＪＩＳ  Ｋ６２２０−１で測定されるｐＨが２．０〜１０．０であることが好ましく、５．５〜９．５であることがより好ましい。カーボンブラック（１）のｐＨが上記範囲内であると、より好適にゴム組成物のゴム強度、貯蔵弾性率を向上でき、本発明の効果がより好適に得られる。
【００３８】
カーボンブラック（１）の製造方法としては、例えば、原料油（原料炭化水素）として、ＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上の原料油を使用する点に特徴がある方法を採用することが好ましい。これにより、上記特性を有するカーボンブラック（１）が好適に得られる。また、この方法によれば、調製した複数のカーボンブラックを混合したり、調製したカーボンブラックに対して表面処理等の後処理を行うことなく、ワンポットで、すなわち、上記原料油を用いてカーボンブラックを調製するだけで、上記特性を有するカーボンブラック（１）を容易に調製できる。
【００３９】
ここで、本明細書において、ＢＭＣＩ値とは、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算される値である。
なお、平均沸点Ｔは、当該原料油について蒸留試験を実施したときに、質量基準でその５０％が溜出したときの温度である。
ＢＭＣＩ  ＝  ４８６４０  ／  （Ｔ＋２７３）  ＋４７３．７Ｄ  −  ４５６．８
【００４０】
第一の本発明において、原料油のＢＭＣＩ値は、１５０以下であり、好ましくは１４０以下、より好ましくは１３０以下、更に好ましくは１２０以下、特に好ましくは１１０以下である。１５０を超えると、カーボンブラックの粒度分布がシャープとなりすぎ、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。原料油のＢＭＣＩ値の下限は、特に限定されないが、好ましくは９５以上である。９５未満では、歩留まりが悪くなる（充分な量のカーボンブラックが得られない）おそれがある。
【００４１】
第一の本発明において、脂肪族炭化水素比率（原料油１００質量％中の脂肪族炭化水素の含有量）は、３０質量％以上であり、好ましくは４０質量％以上である。３０質量％未満であると、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。脂肪族炭化水素比率の上限は、特に限定されないが、好ましくは６０質量％以下である。６０質量％を超えると、歩留まりが悪くなる（充分な量のカーボンブラックが得られない）おそれがある。
【００４２】
原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素の含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、１００質量％であってもよい。該含有量が上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られるだけではなく、非枯渇資源を原料として上記効果を達成できるため、資源の枯渇や環境にも配慮できる。
【００４３】
上記特性を満たす原料油としては、上記特性を満たすものを単独で使用してもよいし、上記特性を満たすように２種以上を混合したものを使用してもよい。
【００４４】
原料油の具体例としては、例えば、（１）アントラセン等の芳香族炭化水素；クレオソート油等の石炭系炭化水素；ＥＨＥオイル（エチレン製造時の複製油）、ＦＣＣオイル（流動接触分解残渣油）等の石油系重質油からなる群より選択される少なくとも１種と、（２）脂肪族炭化水素との混合原料油が挙げられる。なお、これらは、改質されていてもよい。なかでも、石炭系炭化水素と脂肪族炭化水素との混合原料油が好ましい。
【００４５】
脂肪族炭化水素としては、例えば、プロセスオイルなどに代表される石油系脂肪族炭化水素、及び大豆油、なたね油、パーム油などの脂肪酸に代表される動植物油等を使用することができる。
ここで動植物油とは、魚類肝臓から得られる脂肪油（肝油）やクジラからとれる海獣油のような水産動物油及び牛脂、豚脂などのような陸産動物油のほか、植物の種子、果実、核などから採取される脂肪酸グリセリドを成分とする油脂等を含有する。
【００４６】
なかでも、原料油としては、石炭系炭化水素と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、石炭系炭化水素と動植物油との混合原料油が好ましく、クレオソート油と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、クレオソート油と大豆油との混合原料油がより好ましい。また、脂肪族炭化水素を含むトール油も好適に原料油として用いることができる。なお、上記石炭系炭化水素としては、石炭系芳香族炭化水素が好ましい。
【００４７】
カーボンブラック（１）は、上記原料油を使用する点以外は、公知の製造方法により製造でき、その製造方式は特に限定されないが、具体的には、燃焼ガス中に原料油を噴霧してカーボンブラックを製造する方法が採用されることが好ましく、例えば、ファーネス法やチャンネル法等の従来から公知の方法が用いられる。なかでも、上述の特定のアグリゲート特性が好適に得られるという理由から、以下に示すファーネス法が好ましい。
【００４８】
ファーネス法（オイルファーネス法）は、例えば特開２００４−４３５９８号公報、特開２００４−２７７４４３号公報などのように、反応炉内に高温燃焼ガス流を発生させる燃焼帯域、高温燃焼ガス流に原料炭化水素を導入して原料炭化水素を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止帯域を有する装置を用いるプロセスであって、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、反応炉内への原料油の導入条件、カーボンブラック転化から該反応停止までの時間等の諸条件を制御することによって種々の特性のカーボンブラックを製造することができる。
【００４９】
燃焼帯域では、高温燃焼ガスを形成させるため、酸素含有ガスとして空気、酸素またはそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス、重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼は、燃焼温度が１４００℃〜２０００℃の範囲となるように制御されるのが好ましい。
【００５０】
反応帯域では、燃焼帯域で得られた高温燃焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカーボンブラックに転化させる。好ましくは、ガス流速が１００〜１０００ｍ／ｓの範囲の高温燃焼ガス流に、原料油を１本以上のバーナーにより導入する。原料油は、２本以上のバーナーにより分割し導入することが好ましい。また、反応効率を向上させる為に反応ゾーンに絞り部を設けることが好ましい。絞り部の絞り部径／絞り部上流域径の比は、０．１〜０．８が好ましい。
【００５１】
反応停止帯域では、高温反応ガスを１０００〜８００℃以下に冷却する為、水スプレー等が行われる。原料油を導入してからの反応停止までの時間は２〜１００ｍ秒が好ましい。冷却されたカーボンブラックは、ガスから分離回収された後、造粒、乾燥等の公知のプロセスをとることができる。
【００５２】
カーボンブラック（１）の配合量は、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上、特に好ましくは１５質量部以上である。１質量部未満では、本発明の効果が充分に得られない傾向がある。また該カーボンブラックの配合量は、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは７０質量部以下、更に好ましくは４０質量部以下である。８０質量部を超えると、低発熱性を担保出来なくなり、更にゴム組成物の加工性も極端に低下する傾向がある。また、ゴム強度も悪化する傾向がある。
【００５３】
本発明では、カーボンブラック（１）と共に、カーボンブラック（１）以外のカーボンブラック（以下においては、カーボンブラック（２）ともいう）を配合してもよい。
【００５４】
カーボンブラック（２）としては、特に限定されず、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられる。
【００５５】
カーボンブラック（２）のチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは８０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは９０ｍ２／ｇ以上、更に好ましくは１００ｍ２／ｇ以上である。８０ｍ２／ｇ未満では、補強性が低下し、充分なゴム強度、貯蔵弾性率が得られない傾向がある。また、該カーボンブラック（２）のＮ２ＳＡは、好ましくは２００ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１８０ｍ２／ｇ以下、更に好ましくは１５０ｍ２／ｇ以下である。２００ｍ２／ｇを超えると、低発熱性が悪化する傾向がある。また、分散性に劣り、破壊性能、ゴム強度、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７−２：２００１によって求められる。
【００５６】
カーボンブラック（２）のジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、好ましくは４０ｍｌ／１００ｇ以上、より好ましくは６０ｍｌ／１００ｇ以上である。４０ｍｌ／１００ｇ未満であると、補強性が低下し、充分なゴム強度、貯蔵弾性率が得られない傾向がある。また、カーボンブラック（２）のＤＢＰは、好ましくは３００ｍｌ／１００ｇ以下、より好ましくは２００ｍｌ／１００ｇ以下、更に好ましくは１５０ｍｌ／１００ｇ以下である。３００ｍｌ／１００ｇを超えると、耐久性、ゴム強度が悪化するおそれがある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのＤＢＰは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４：２００１に準拠して測定される。
【００５７】
カーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１５質量部以上、好ましくは２０質量部以上である。１５質量部未満では、充分な補強性が得られず、貯蔵弾性率、加工性が悪化するおそれがある。また、該カーボンブラックの合計含有量は、８０質量部以下、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。８０質量部を超えると、加工性が低下し、低発熱性、ゴム強度、耐久性が低下するおそれがある。
【００５８】
カーボンブラック１００質量％中のカーボンブラック（１）の含有量は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上、更に好ましくは１０質量％以上、特に好ましくは２０質量％以上である。１質量％未満であると、本発明の充分な効果が得られず、ゴム強度及び貯蔵弾性率と低発熱性を両立することが困難となるおそれがある。該含有量は、１００質量％であってもよいが、他のカーボンブラックと共に使用する場合は８０質量％以下が好ましい。
【００５９】
本発明のゴム組成物は、オイルを含有することが好ましい。オイルを配合することにより、動的粘弾性におけるｔａｎδ（損失正接）を維持したまま、Ｅ＊（複素弾性率）を下げることができるため、グリップ性能を向上できる。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物を用いても良い。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル（アロマ系プロセスオイル）などが挙げられる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油などが挙げられる。なかでも、ゴムとの相溶性と、ｔａｎδを維持することができるという理由から、芳香族系プロセスオイルが好ましい。
【００６０】
上記ゴム組成物がオイルを含有する場合、オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上である。１質量部未満では、ゴムを軟化する作用（軟化作用）が小さく、Ｅ＊を低下させる効果が小さくなるおそれがある。また、オイルの含有量は、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは８質量部以下、更に好ましくは４質量部以下である。１５質量部を超えると、充分な軟化作用は得られるが、補強性の大幅な低下が生じ、ゴム強度、貯蔵弾性率、耐久性（破壊特性）が低下するおそれがある。なお、オイルの含有量には、ゴム（油展ゴム）に含まれるオイルの量も含まれる。
【００６１】
本発明に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シリカ、クレー、タルク等の補強用充填剤、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、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００６２】
本発明に係るゴム組成物は、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。
【００６３】
本発明に係るゴム組成物は、インスレーションに好適に使用できる。
インスレーションは、インナーライナーとケースとの間に配設されるタイガムや、ケースと外層サイドウォールとの間に配設される内層サイドウォールなどの、ケースとコンポーネントとの間に配設される部材である。具体的には、インスレーションは、特開２００８−１５０５２３号公報の図１〜２、特開２００７−２６９８７６号公報の図１、特開２００７−２８４５３７号公報の図１〜２、特開２０１３−０２８７８４号公報の図１に示される部材である。
【００６４】
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で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でインスレーションの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
【００６５】
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、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等として好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとして好適に用いられる。
【実施例】
【００６６】
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。
【００６７】
［カーボンブラック製造設備］
空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径５００ｍｍ、長さ１７５０ｍｍの燃焼帯域、該燃焼帯域に連なっており、周辺から原料ノズルを貫通設置した内径５５ｍｍ、長さ７００ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、クエンチ装置を備えた内径２００ｍｍ、長さ２７００ｍｍの後部反応帯域を順次接合したカーボンブラック製造設備を用いた。
［製造条件］（ファーネス法）
この製造設備を用い、燃料に天然ガスを用い、特性を表１に示した油及び石油系炭化水素を原料油として用い、その他条件として表２に示した各条件によりカーボンブラックを製造した。各製造例により得られたカーボンブラックの歩留まり、各種特性を表２に併せて示した。なお、カーボンブラックの各種特性の測定は、上述の方法により行った。また、製造例２−５、７−１４により得られたカーボンブラックは、上記カーボンブラック（１）に相当する。なお、製造例１２−１４により得られたカーボンブラックについては、歩留まりが悪く、評価を行えるほどのカーボンブラックが得られなかったため、該製造条件における原料油量の値は確認できず、更に、カーボンブラックの各種特性の測定、及び後述するカーボンブラックをゴム組成物に配合する試験は行わなかった。
【００６８】
【表１】
0006045555.tif 000002
【００６９】
【表２】
0006045555.tif 000003
【００７０】
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。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含有量：２３．５質量％）
カーボンブラック（１）：製造例１〜１１により得られたカーボンブラック
カーボンブラック（２）：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ２２０（Ｎ２ＳＡ：１１４ｍ２／ｇ、平均粒子径：２０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量：１１４ｍｌ／１００ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ社製のＶＩＶＡＴＥＣ４００（ＴＤＡＥオイル）
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
ステアリン酸：日油（株）製の桐
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック３Ｃ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の硫黄
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）
【００７１】
実施例及び比較例
表３、４に示す配合処方に従い、酸化亜鉛、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、５分間、排出温度１６０℃になるまで混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に酸化亜鉛、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、４分間、１０５℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を所定の形状に押し出し成形し、１７０℃１２分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
【００７２】
得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表３、４に示す。なお、表３の基準比較例を比較例１、表４の基準比較例を比較例２とした。
【００７３】
（粘弾性試験）
作製した加硫ゴム組成物を幅４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ２ｍｍに切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータＶＥＳを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％および動歪２％の条件下で、加硫ゴム組成物の貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδを測定した。基準比較例のＥ’、ｔａｎδをそれぞれ１００とし、各配合のＥ’、ｔａｎδを指数表示（貯蔵弾性率指数、転がり抵抗指数）した。貯蔵弾性率指数が大きいほど、インスレーション部材に使用した場合、剛性が高く、タイヤの操縦安定性が優れることを示す。また、転がり抵抗指数が大きいほど、インスレーション部材に使用した場合、タイヤの低発熱性に優れることを示す。なお、転がり抵抗指数は、指数が９０以上の場合に良好と判断した。
【００７４】
（引張試験）
上記加硫ゴム組成物からからなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を実施し、破断伸びＥＢ（％）を測定した。基準比較例のＥＢを１００として、下記式で指数表示した（破断伸び指数）。破断伸び指数が大きいほど、ゴム強度に優れ、インスレーション部材に使用した場合、タイヤの耐久性に優れることを示す。
（破断伸び指数）＝（各配合のＥＢ）／（基準比較例のＥＢ）
【００７５】
（粘度・加工性）
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００−１「未加硫ゴム−物理特性−第１部：ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１３０℃）を測定した。ムーニー粘度に基づき加工性を評価し、３０以上５０未満のものを○、３０未満又は５０以上のものを×とした。○であれば、加工性に優れ、生産性良くタイヤを製造できることを示している。
【００７６】
【表３】
0006045555.tif 000004
【００７７】
【表４】
0006045555.tif 000005
【００７８】
表３、４より、イソプレン系ゴム及びＳＢＲを含有し、カーボンブラック（１）を配合した実施例では、良好な加工性が得られ、良好な低発熱性を維持又は改善しつつ、貯蔵弾性率、ゴム強度を改善でき、低発熱性、貯蔵弾性率、ゴム強度及び加工性の性能バランスを顕著に改善できることが分かった。
また、比較例２、５、６と実施例６との比較により、イソプレン系ゴムのみを含むゴム配合にカーボンブラック（１）を配合した場合や、イソプレン系ゴム及びＳＢＲを含むゴム配合にカーボンブラック（１）以外のカーボンブラックを配合した場合に比べて、イソプレン系ゴム及びＳＢＲを含むゴム配合にカーボンブラック（１）を配合した場合に、低発熱性、貯蔵弾性率及びゴム強度、並びにそれらの性能バランスにおいて、足し合わせ以上の改善効果（相乗効果）が得られることが分かった。