(57)【要約】【課題】グリップ性能、その持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ガラス転移温度が−３５℃以上のスチレンブタジエンゴムを７０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部にカーボンブラックＡを６０〜１５０重量部配合し、カーボンブラックＡのＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０〜２５０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇ、かつアグリゲートの二次元投影画像の解析から求めた最大長Ｌ、幅Ｗ、周囲長Ｐ、投影面積Ａ、包絡面積Ｓから求めた無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚが、条件（１）Ｘ＞１．７、Ｙ＞１１０の少なくとも一つ、かつＺ＞１．６を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）と条件（２）Ｙ＞１１０かつ１．６≧Ｚ＞１．３を満たす個数分率（ｒ２％）の合計が７０％以上８０％未満であり、かつｒ２％がｒ１％より大きい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度が−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを７０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックＡを６０〜１５０重量部配合すると共に、前記カーボンブラックＡが、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０〜２５０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックＡを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長Ｌ、幅Ｗ、周囲長Ｐ、投影面積Ａ、包絡面積Ｓから無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚを算出し、下記条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）と下記条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）を求めたとき、個数分率（ｒ１％）と個数分率（ｒ２％）の合計が７０％以上８０％未満であり、かつ個数分率（ｒ２％）が個数分率（ｒ１％）より大きいことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
条件（１）  Ｘ＞１．７、Ｙ＞１１０の少なくとも一つを満たし、かつＺ＞１．６
条件（２）  Ｙ＞１１０、かつ１．６≧Ｚ＞１．３
（ただし、無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚは下記の式から求められる。
Ｘ＝Ｌ／Ｗ
Ｙ＝（Ｐ2／Ａ）×（１００／４π）
Ｚ＝Ｓ／Ａ
ここで、Ｌはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長（ｎｍ）、Ｗは幅（ｎｍ）、Ｐは周囲長（ｎｍ）、Ａは投影面積（ｎｍ2）、Ｓは包絡面積（ｎｍ2）である。）
【請求項２】
前記ジエン系ゴム１００重量部に、前記カーボンブラックＡを６０〜１１０重量部、更にカーボンブラックＢを１０〜５０重量部配合し、かつ前記カーボンブラックＡ及びカーボンブラックＢの合計を９０〜１５０重量部にすると共に、前記カーボンブラックＢのＣＴＡＢ吸着比表面積が１００〜１４５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ジエン系ゴム１００重量部に、重量平均分子量２０００〜２００００の共重合体を５〜６０重量部配合することを特徴とする請求項２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリップ性能、その持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
競技用空気入りタイヤには、高速走行時のグリップ性能が優れると共に、その優れたグリップ性能が持続すること及び耐摩耗性が優れることが求められる。
【０００３】
従来、競技用タイヤのトレッド部を構成するゴム組成物には、小粒径のカーボンブラックを配合したり、そのカーボンブラックの配合量を増量したり、或いはガラス転移温度が高いスチレン−ブタジエンゴムを配合したりして、発熱性を大きくすることが行われている（例えば特許文献１参照）。しかし、このようなゴム組成物をトレッド部に使用すると、長時間の高速走行を行ったときにグリップ性能が徐々に低下したり、或いは耐摩耗性が低下したりするという問題があった。
【０００４】
したがって、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を悪化させることなく、グリップ性能を向上することが課題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを７０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックＡを６０〜１５０重量部配合すると共に、前記カーボンブラックＡが、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０〜２５０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックＡを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長Ｌ、幅Ｗ、周囲長Ｐ、投影面積Ａ、包絡面積Ｓから無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚを算出し、下記条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）と下記条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）を求めたとき、個数分率（ｒ１％）と個数分率（ｒ２％）の合計が７０％以上８０％未満であり、かつ個数分率（ｒ２％）が個数分率（ｒ１％）より大きいことを特徴とする。
条件（１）  Ｘ＞１．７、Ｙ＞１１０の少なくとも一つを満たし、かつＺ＞１．６
条件（２）  Ｙ＞１１０、かつ１．６≧Ｚ＞１．３
（ただし、無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚは下記の式から求められる。
Ｘ＝Ｌ／Ｗ
Ｙ＝（Ｐ2／Ａ）×（１００／４π）
Ｚ＝Ｓ／Ａ
ここで、Ｌはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長（ｎｍ）、Ｗは幅（ｎｍ）、Ｐは周囲長（ｎｍ）、Ａは投影面積（ｎｍ2）、Ｓは包絡面積（ｎｍ2）である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを７０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０〜２５０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）と条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）の合計が７０％以上８０％未満であり、かつ個数分率（ｒ２％）が個数分率（ｒ１％）より大きいカーボンブラックＡを６０〜１５０重量部配合するようにしたので、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
【０００９】
ここでジエン系ゴム１００重量部に、前記カーボンブラックＡを６０〜１１０重量部、更にカーボンブラックＢを１０〜５０重量部配合し、かつ前記カーボンブラックＡ及びカーボンブラックＢの合計を９０〜１５０重量部にすると共に、前記カーボンブラックＢのＣＴＡＢ吸着比表面積が１００〜１４５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇにすることが好ましい。このときジエン系ゴム１００重量部に、重量平均分子量２０００〜２００００の共重合体を５〜６０重量部配合するとよい。
【００１０】
このタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができ、とりわけ競技用空気入りタイヤに好適である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを必ず含む。また、ガラス転移温度−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含むことができる。他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ガラス転移温度が−３５℃未満のスチレン−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、ガラス転移温度−３５℃未満のスチレン−ブタジエンゴムが好ましい。これら他のジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【００１２】
ジエン系ゴムが、ガラス転移温度−３５℃以上、好ましくは−３０℃〜０℃のスチレン−ブタジエンゴムを含有することにより、このゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に使用したときのグリップ性能を向上することができる。本明細書において、スチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により１０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。なお、スチレン−ブタジエンゴムが油展品である場合には、オイルを除いた原料ゴムのガラス転移温度とする。
【００１３】
ガラス転移温度−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム中７０重量％以上、好ましくは８０〜１００重量％である。ガラス転移温度−３５℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量が７０重量％未満であると、グリップ性能を改良することができない。なお、スチレン−ブタジエンゴムとして、複数の種類を組み合わせて使用するときは、少なくとも一つのスチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−３５℃以上であり、かつジエン系ゴム中の含有量が７０重量％以上であれば足りる。
【００１４】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物では、後述するアグリゲートの形状特性を有する新規のカーボンブラックＡを配合することにより、カーボンブラックの粒子径を小さくしながら、耐摩耗性、グリップ性能の持続性の低下を従来の小粒子径カーボンブラックに比べて抑制することができる。カーボンブラックＡの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し６０〜１５０重量部、好ましくは９０〜１４０重量部にする。なお、後述するカーボンブラックＢと共に使用するときカーボンブラックＡの配合量は、好ましくは６０〜１１０重量部にするとよい。カーボンブラックＡの配合量が６０重量部未満であると、十分なグリップ性能が得られず、耐摩耗性を高くすることができない。またカーボンブラックの配合量Ａが１５０重量部を超えると、グリップ性能の持続性が悪化すると共に、耐摩耗性が悪化する。
【００１５】
本発明で使用するカーボンブラックＡは、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０〜２５０ｍ2／ｇ、好ましくは１６０〜２１０ｍ2／ｇのハードカーボンブラック領域に属する。カーボンブラックＡのＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のモジュラス及び発熱性を大きくしてグリップ性能を優れたものにするという効果が得られない。また耐摩耗性が低下する。ＣＴＡＢ吸着比表面積が２５０ｍ2／ｇを超えると、グリップ性能の持続性が悪化する。ＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−３に準拠して、測定するものとする。
【００１６】
また、カーボンブラックＡのＤＢＰ吸収量は、１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１２０〜１４０ｍｌ／１００ｇである。カーボンブラックＡのＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であるとグリップ性能及び耐摩耗性が不足する。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックＡの分散性が悪化するのでゴム組成物に対する補強性能が十分に得られない。ＤＢＰ吸収量が１５０ｍｌ／１００ｇを超えると、ゴム組成物の柔軟性が損なわれタイヤにしたときのグリップ性能が悪化する。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。
【００１７】
本発明において、カーボンブラックＡは上述したコロイダル特性を有すると共に、そのアグリゲートが以下の特徴を有する。先ず、カーボンブラックＡを透過型電子顕微鏡で観察し、そのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析により、最大長Ｌ（ｎｍ）、幅Ｗ（ｎｍ）、周囲長Ｐ（ｎｍ）、投影面積Ａ（ｎｍ2）、包絡面積Ｓ（ｎｍ2）を求め、更に無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚをアグリゲート毎に算出する。これら無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚの値に基づき、下記の条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）及び条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）を求めたとき、個数分率（ｒ１％）と個数分率（ｒ２％）との合計が７０％以上８０％未満、好ましくは７０〜７９％であり、かつ個数分率（ｒ２％）が個数分率（ｒ１％）より大きくなるようにする。
条件（１）  Ｘ＞１．７、Ｙ＞１１０の少なくとも一つを満たし、かつＺ＞１．６
条件（２）  Ｙ＞１１０、かつ１．６≧Ｚ＞１．３
ただし、無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚは下記の式から求められる。
Ｘ＝Ｌ／Ｗ
Ｙ＝（Ｐ2／Ａ）×（１００／４π）
Ｚ＝Ｓ／Ａ
ここで、Ｌはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長（ｎｍ）、Ｗは幅（ｎｍ）、Ｐは周囲長（ｎｍ）、Ａは投影面積（ｎｍ2）、Ｓは包絡面積（ｎｍ2）である。
【００１８】
カーボンブラックのアグリゲートの二次元投影画像は、以下の方法で観察した。先ず、乾燥させたカーボンブラック試料１ｍｇを試験管に入れ、クロロホルム２ｍｌを加え、超音波で３分間分散させた。分散させた試料をカーボンブラック支持膜に固定し、透過型電子顕微鏡（直接倍率６００００倍）で撮影した。得られた二次元投影画像を画像解析装置（ＮＩＲＥＣＯ社製ＬＵＺＥＸ−Ｆ）にかけ、１０００個以上のアグリゲートについて、最大長Ｌ（ｎｍ）、幅Ｗ（ｎｍ）、周囲長Ｐ（ｎｍ）、投影面積Ａ（ｎｍ2）、包絡面積Ｓ（ｎｍ2）を求め、更に無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚをアグリゲート毎に算出した。
【００１９】
最大長Ｌは、アグリゲートの二次元投影画像に外接する任意方向の平行線を引いたとき、その平行線間距離の最大値（ｎｍ）である。幅Ｗは、アグリゲートの二次元投影画像における最大長Ｌの方向に直交する方向で外接する平行線の平行線間距離の値（ｎｍ）である。周囲長Ｐは、アグリゲートの二次元投影画像の周囲の長さ（ｎｍ）である。投影面積Ａは、アグリゲートの二次元投影画像の投影面積（ｎｍ2）である。包絡面積Ｓは、アグリゲートの二次元投影画像においてアグリゲートの分岐状部分の頂点を結んだ多角形の面積（ｎｍ2）である。
【００２０】
無次元数Ｘは、最大長Ｌと幅Ｗの比（Ｘ＝Ｌ／Ｗ）であり、アグリゲートの二次元投影画像のアスペクト比に相当する。１．７より大きいと、異方性が高いアグリゲートになることを意味する。なおＸの上限は、好ましくは５．０以下、さらに好ましくは３．０以下である。Ｘが５．０より大きくなるとゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。
【００２１】
無次元数Ｙは、周囲長Ｐと投影面積Ａの関係から、Ｙ＝（Ｐ2／Ａ）×（１００／４π）の関係式により求められる。ここで（Ｐ2／４π）は、円周長さがＰである円の面積を意味する。よって、無次元数Ｙは、面積（Ｐ2／４π）と投影面積Ａの比を百分率で表した値であり、分岐状部分の割合を表す。Ｙが１１０より大きいと、アグリゲートにおける分岐状部分の割合が大きくなることを意味する。なおＹの上限は、好ましくは１２００以下であり、Ｙが１２００を超えると、分岐状部分の割合が過大になりゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。
【００２２】
無次元数Ｚは、包絡面積Ｓと投影面積Ａの比（Ｚ＝Ｓ／Ａ）であり、分岐状部分の長さの程度を表わす。条件（１）において、Ｚが１．６より大きいと、分岐状部分の長さが長いことを意味する。このときＺの上限は、好ましくは２．０であり、アグリゲートの分岐状部分の長さが過大になり壊れやすくなるのを抑制することにより、優れたゴム組成物の特徴を安定して得られるようにする。条件（２）において、Ｚが１．３より大きく１．６以下のとき、分岐状部分の長さを制御していることを意味する。
【００２３】
上述したカーボンブラックの二次元投影画像の画像解析により無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚをアグリゲート毎に算出し、条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）、条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）が求められる。
【００２４】
条件（１）は、Ｘ＞１．７、Ｙ＞１１０の少なくとも一つを満たし、かつＺ＞１．６であり、アグリゲートが発達し、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが長いことを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、高補強性なものになる。
【００２５】
条件（２）は、Ｙ＞１１０、かつ１．６≧Ｚ＞１．３であり、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが制御されたものであることを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、ゴムの発熱を高めるものになる。
【００２６】
本発明において、条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）、条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）の合計は７０％以上８０％未満、好ましくは７０〜７９％である。個数分率（ｒ１％）と個数分率（ｒ２％）の合計が７０％未満であると、ゴムの発熱性が不十分になる。また、個数分率（ｒ１％）と個数分率（ｒ２％）の合計が８０％以上であると、ゴムの破断伸びが低下する虞がある。
【００２７】
また条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）は、条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）より大きいことが必要である。個数分率（ｒ２％）を個数分率（ｒ１％）より大きくすることにより、ゴムの補強性と発熱性を高次にバランス化したものになる。
【００２８】
上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、通常のカーボンブラックの製造装置を用いて、原料供給箇所、原料供給量、原料供給温度、燃料油供給量、燃料霧化空気供給量、燃焼用空気供給量、燃焼用空気温度、反応停止箇所などの製造条件を調整して製造することができる。
【００２９】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、上述したカーボンブラックＡと共に、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１００〜１４５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックＢを配合することが好ましい。カーボンブラックＡ及びＢを共に配合することにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。
【００３０】
カーボンブラックＢのＣＴＡＢ吸着比表面積は好ましくは１００〜１４５ｍ2／ｇ、より好ましくは１２０〜１４０ｍ2／ｇにする。カーボンブラックＢのＣＴＡＢ吸着比表面積をこの範囲内にすることにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。
【００３１】
カーボンブラックＢのＤＢＰ吸収量は好ましくは１００〜１５０ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは１１０〜１４０ｍｌ／１００ｇにする。カーボンブラックＢのＤＢＰ吸収量をこの範囲内にすることにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。
【００３２】
本発明において、カーボンブラックＢの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは１０〜５０重量部、より好ましくは２０〜４０重量部にする。カーボンブラックＢの配合量を１０重量部以上にすることによりグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。また、カーボンブラックＢの配合量を５０重量部以下にすることによりグリップ性能が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
カーボンブラックＡとカーボンブラックＢの配合量の合計は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは９０〜１５０重量部、より好ましくは１００〜１４０重量部にする。カーボンブラックＡおよびＢの配合量の合計を９０重量部以上にすることによりグリップ性能及び耐摩耗性を高くすることができる。また、カーボンブラックＡ及びＢの配合量の合計を１５０重量部以下にすることによりグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を確保することができる。
【００３４】
本発明において、カーボンブラックＡ及びＢを共に配合するときは、低分子量の共重合体を配合することが好ましく、グリップ性能を改良することができる。この共重合体の重量平均分子量は、好ましくは２０００〜２００００、より好ましくは２５００〜１５０００にするとよい。重量平均分子量が２０００未満であると、耐摩耗性が悪化する。また、重量平均分子量が２００００を超えると、グリップ性能が悪化する。共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。
【００３５】
低分子量の共重合体としては、例えば２種以上の共役ジエン系単量体の共重合体や共役ジエン系単量体と芳香族ビニル単量体の共重合体を例示することができる。共役ジエン系単量体としては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンなどが例示される。また芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、（４−ビニルベンジル）ジメチルアミノエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げられる。好ましい低分子量の共重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体、液状イソプレン共重合体、液状ブタジエン共重合体等が挙げられる。
【００３６】
タイヤトレッド用ゴム組成物には、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トレッド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。本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、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。
【００３７】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。このため、高速走行性能が優れた競技用の空気入りタイヤとして好適である。しかし、本発明の空気入りタイヤは、競技用のタイヤに限定されるものではなく、通常の乗用車用の空気入りタイヤとして好適に使用することができる。
【００３８】
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】
【００３９】
カーボンブラックＡの製造及び性状
炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲から燃焼用空気を供給する空気導入口を有する燃焼室（内径９００ｍｍ、長さ２１００ｍｍ）に引続き、半角１５°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部（内径５３０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）、炉軸に対して直角方向に原料が供給できる原料供給口を備えた第一原料供給部（内径３７０ｍｍ、長さ３６７０ｍｍ）、第二原料供給部（内径２５４ｍｍ、長さ４２０ｍｍ）からなるファーネス炉を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより製造した。尚、原料供給口は、第一原料供給部に４箇所（ＦＮｏ．１〜ＦＮｏ．４）、第二原料供給部に一箇所（ＦＮｏ．５）、拡大テーパ第三原料供給部に３箇所（ＦＮｏ．６〜ＦＮｏ．８）設置されている。また、上述したいずれかの原料供給口から原料を供給し、所定の反応停止箇所（ＱＷＮｏ．１，２，６）で冷却水をスプレーすることにより反応滞留時間を調整した。
【００４０】
原料に比重１．０５（１００／４℃）、ＢＭＣＩ１５０、エングラー粘度（７０／２０℃）１．３２、トルエン不溶分０．０２％の石炭系原料油を、燃料に比重０．９６（１５／４℃）、灰分０．００１％、エングラー粘度（４０／２０℃）１．１１、トルエン不溶分０．００７の炭化水素油を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより、ＣＢ１〜ＣＢ４の４種類のカーボンブラックＡを製造した。また、得られたカーボンブラックＡのコロイダル特性及びアグリゲートの二次元投影画像を画像解析した特性値を前述した方法により測定し、条件（１）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ１％）、条件（２）を満たすアグリゲートの個数分率（ｒ２％）を求めた。また参考のため、無次元数Ｘ，Ｙ，Ｚの個数平均値を求めた。得られた結果を表１に示した。
【００４１】
【表１】
2012158660.tif 000002
【００４２】
タイヤトレッド用ゴム組成物の調製及び評価
表１に示す４種類のカーボンブラックＡ（ＣＢ１〜ＣＢ４）を用いて、表２〜４に示す配合からなる２０種類のゴム組成物（実施例１〜１１、比較例１〜９）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、温度１６０℃で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、混合しタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。得られた２０種類のゴム組成物（実施例１〜１１、比較例１〜９）を、それぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により耐摩耗性を評価した。
【００４３】
耐摩耗性
得られた試験片のピコ摩耗を、ＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ＦＥＲＲＹ  ＭＡＣＨＩＮＥ  ＣＯ．社製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定条件は、荷重４４Ｎ、ターンテーブルの回転速度を毎分６０±２回、ターンテーブルの合計回転数８０回（正回転２０回と逆回転２０回を各々２回交互に行う）とした。得られた結果は、表２，３では比較例１を１００、表４では比較例８を１００にする指数として、表２〜４に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。
【００４４】
また得られた２０種類のゴム組成物をトレッド部に使用したタイヤサイズ２２５／５０Ｒ１７の空気入りタイヤを製作した。得られた空気入りタイヤを、それぞれサイズ１７×ＪＪのリムに組み、空気圧２３０ｋＰａとし、国産車両（排気量３０００ｃｃ）に装着し、テストドライバーがドライ条件のサーキットコース（１周２ｋｍ）を１０周走行させたときの周回毎のラップタイムを計測し、下記の判定方法によりグリップ性能（走行前半のグリップ性能）及びグリップ性能の持続性（走行後半のグリップ性能）を評価し、得られた結果を表２〜４に示した。
【００４５】
グリップ性能（走行前半のグリップ性能）
ドライ条件のサーキットコースを１０周連続走行したときの２周目のラップタイムを、表２，３では比較例１の空気入りタイヤのラップタイム、表４では比較例８の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどグリップ性能が優れることを意味する。
５：ラップタイムが、基準タイムより０．５秒以上速い。
４：ラップタイムが、基準タイムより０．２秒以上０．５秒未満速い。
３：ラップタイムと基準タイムとの差が０．２秒未満の範囲内にある。
２：ラップタイムが、基準タイムより０．２秒以上０．５秒未満遅い。
１：ラップタイムが、基準タイムより０．５秒以上遅い。
【００４６】
グリップ性能の持続性（走行後半のグリップ性能）
ドライ条件のサーキットコースを１０周連続走行したときの１０周目のラップタイムを、表２，３では比較例１の空気入りタイヤのラップタイム、表４では比較例８の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどグリップ性能の持続性が優れることを意味する。
５：ラップタイムが、基準タイムより０．５秒以上速い。
４：ラップタイムが、基準タイムより０．２秒以上０．５秒未満速い。
３：ラップタイムと基準タイムとの差が０．２秒未満の範囲内にある。
２：ラップタイムが、基準タイムより０．２秒以上０．５秒未満遅い。
１：ラップタイムが、基準タイムより０．５秒以上遅い。
【００４７】
【表２】
2012158660.tif 000003
【００４８】
【表３】
2012158660.tif 000004
【００４９】
【表４】
2012158660.tif 000005
【００５０】
なお、表２〜４において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＳＢＲ１：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮＩＰＯＬ  ９５４９、ガラス転移温度＝−２４℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル５０重量部を配合した油展品。
ＳＢＲ２：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮＩＰＯＬ  １７２３、ガラス転移温度＝−５３℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル３７．５重量部を配合した油展品。
ＣＢ１〜ＣＢ４：上述した製造で得られた表１に示す試作カーボンブラックＡ
ＣＢ５：カーボンブラックＢ、三菱化学社製ダイアブラックＡ、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１２５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１６ｍｌ／１００ｇのＳＡＦ級カーボンブラック
共重合体：液状スチレンブタジン共重合体、サートマー社製ＲＩＣＯＮ１００、重量平均分子量が４５００
酸化亜鉛：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
アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
【００５１】
表２の実施例１〜７及び表４の実施例８〜１１のタイヤトレッド用ゴム組成物は、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性が従来レベル以上に向上することが確認された。
【００５２】
表３，４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ＣＢ４のアグリゲートの二次元投影画像の特性が、本発明の範囲外であるのでグリップ性能の持続性、耐摩耗性が悪化する。比較例３，４のゴム組成物は、スチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−３５℃未満であるので、グリップ性能及びその持続性が悪化した。比較例５のゴム組成物は、比較例１に対しカーボンブラックＣＢ３の配合量を増量したので、グリップ性能が改良するが耐摩耗性が悪化した。比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ１の配合量が６０重量部未満であるので、グリップ性能、グリップ性能の持続性が低下すると共に、耐摩耗性を改良する効果が得られない。比較例７のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ１の配合量が１５０重量部を超えるので、グリップ性能の持続性が低下すると共に、耐摩耗性が悪化した。比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ４のアグリゲートの二次元投影画像の特性が、本発明の範囲外であるのでグリップ性能の持続性及び耐摩耗性が悪化する。