(57)【要約】【課題】特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合して発熱性を低減しながら耐摩耗性および氷上性能を維持・向上するようにしたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ブタジエンゴムを３０〜５０質量％、天然ゴムを５０〜７０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．２〜２０質量部、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを３０〜７０質量部配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが次式；（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６を満たすことを特徴とする。【選択図】図２
2017031356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエンゴムを３０〜５０質量％、天然ゴムを５０〜７０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．２〜２０質量部、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを３０〜７０質量部配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とするスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６      （１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
【請求項２】
前記Ｄｓｔが、１６０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記Ｎ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用したスタッドレスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら耐摩耗性および氷上性能を維持・向上するようにしたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路用空気入りタイヤ（スタッドレスタイヤ）の氷上性能を向上する構成として、トレッドゴム中に多数の気泡を形成しておくことにより、トレッドが氷面に踏み込むときにこれら気泡が氷表面の水膜を吸収除去し、トレッドが氷面から離れるときに吸収した水を遠心力で離脱させることを繰り返すようにすることが知られている。特許文献１は、このような気泡の形成手段として、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物に熱膨張性マイクロカプセルを配合することを提案している。この熱膨張性マイクロカプセルは加硫工程での加熱によって膨張するので、加硫後のタイヤのゴムコンパウンドには膨張したマイクロカプセルの殻に被覆された気泡（樹脂被覆気泡）が多数形成される。しかし、このようなゴムコンパウンドを使用したスタッドレスタイヤは、耐摩耗性能が悪化するという問題がある。
【０００３】
一方、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能が優れることが求められており、空気入りタイヤに対する要求性能として、スタッドレスタイヤも例外ではない。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必要であり、タイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、転がり抵抗を小さくするようにしている。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。
【０００４】
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粒径を大きくしたり、配合量を少なくしたりすることや、シリカを配合することが挙げられる。しかし、このような方法では、空気入りタイヤ、特に熱膨張性マイクロカプセルを配合したトレッドゴムを有するスタッドレスタイヤにしたとき、耐摩耗性が大幅に低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１６８０１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、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら耐摩耗性および氷上性能を維持・向上するようにしたスタッドレス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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムを３０〜５０質量％、天然ゴムを５０〜７０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．２〜２０質量部、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを３０〜７０質量部配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とする。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６      （１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムを３０〜５０質量％、天然ゴムを５０〜７０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．２〜２０質量部、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇ、カーボンブラック凝集体のストークス径の質量分布曲線における比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、かつ前記式（１）の関係を満たすカーボンブラックを３０〜７０質量部配合するようにしたので、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、耐摩耗性および氷上性能を維持・向上することができる。
【０００９】
前記カーボンブラックのＤｓｔは、１６０ｎｍ以上であることが好ましい。またカーボンブラックのＮ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。
【００１０】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用したスタッドレスタイヤは、発熱性を小さくし転がり抵抗を低減し燃費性能を改良しながら、耐摩耗性および氷上性能を従来レベル以上に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＡＳＴＭグレードのカーボンブラックについて、Ｎ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフである。
【図２】本発明のタイヤ用ゴム組成物で使用するカーボンブラックについて、Ｎ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフの一例である。
【図３】本明細書の実施例および比較例で使用したカーボンブラックのＮ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ブタジエンゴムおよび天然ゴムを必ず含む。天然ゴムおよびブタジエンゴムを主成分にすることにより、氷上性能を高くすることができる。
【００１３】
ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中３０〜５０質量％、好ましくは３５〜４５質量％である。ブタジエンゴムの含有量が３０質量％未満であると、氷上性能が低下する。またブタジエンゴムの含有量が７０質量％を超えると、力学特性が低下する。
【００１４】
天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中５０〜７０質量％、好ましくは５５〜６５質量％である。天然ゴムの含有量が５０質量％未満であると、力学特性が低下する。また天然ゴムの含有量が７０質量％を超えると、氷上性能が低下する。
【００１５】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムは、天然ゴムおよびブタジエンゴムで１００質量％になるように組成することができる。或いは、ジエン系ゴムとして天然ゴム、ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを配合することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、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、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を例示することができる。なかでもイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムがよい。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。他のジエン系ゴムの含有量は、本発明の課題の達成を阻害しない範囲内であるものとし、ジエン系ゴム１００質量％中、好ましくは０〜１０質量％、より好ましくは０〜５質量％であるとよい。
【００１６】
本発明において、熱膨張性マイクロカプセルを配合することにより、空気入りタイヤのトレッド部を構成したときの氷上性能を向上する。熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。このため、熱膨張性マイクロカプセルを混合したゴム組成物からなるトレッド部を有する未加硫タイヤを成形し、その加硫時にゴム組成物中の熱膨張性マイクロカプセルが加熱されると、殻材に内包された熱膨張性物質が膨張して殻材の粒径を大きくし、トレッドゴム中に多数の樹脂被覆気泡を形成する。このようにトレッドゴム中に多数の樹脂被覆気泡を形成することにより、トレッドが氷路面に踏み込むとき氷路面の水膜を吸収除去し、氷路面から離れると遠心力で水を離脱させて再び氷路面に踏込むことを繰り返して、水膜を除去しトレッドの氷路面に対する氷上摩擦力を向上可能にする。また、ミクロなエッジ効果が得られるため、氷上摩擦力を向上させる。
【００１７】
熱膨張性マイクロカプセルの殻材はニトリル系重合体により形成することができる。またマイクロカプセルの殻材中に内包する熱膨張性物質は、熱によって気化または膨張する特性をもち、例えば、イソアルカン、ノルマルアルカン等の炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも１種が例示される。イソアルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、２−メチルペンタン、２−メチルヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン等を挙げることができ、ノルマルアルカンとしては、ｎ−ブタン、ｎ−プロパン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等を挙げることができる。これらの炭化水素は、それぞれ単独で使用しても複数を組み合わせて使用してもよい。熱膨張性物質の好ましい形態としては、常温で液体の炭化水素に、常温で気体の炭化水素を溶解させたものがよい。このような炭化水素の混合物を使用することにより、未加硫タイヤの加硫成形温度領域（１５０〜１９０℃）において、低温領域から高温領域にかけて十分な膨張力を得ることができる。
【００１８】
このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えばスェーデン国エクスパンセル社製の商品名「ＥＸＰＡＮＣＥＬ  ０９１ＤＵ−８０」又は「ＥＸＰＡＮＣＥＬ  ０９２ＤＵ−１２０」等、或いは松本油脂製薬社製の商品名「マイクロスフェアー  Ｆ−８５Ｄ」又は「マイクロスフェアー  Ｆ−１００Ｄ」等を使用することができる。
【００１９】
熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し０．２〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部にする。熱膨張性マイクロカプセルの配合量が０．２質量部未満であると、トレッドゴム中の樹脂被覆気泡の容積が不足し氷上性能を充分に得ることができない。マイクロカプセルの配合量が２０質量部を超えるとトレッドゴムの耐摩耗性能が悪化する。
【００２０】
本発明では、カーボンブラック以外の無機充填剤として、シリカ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等を配合することができる。とりわけシリカを配合することにより、発熱性を小さくすることができる。またウェットグリップ性能を改良することができる。
【００２１】
シリカの配合量はジエン系ゴム１００質量部に対し好ましくは５〜２５質量部、より好ましくは７〜１８質量部にするとよい。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、耐摩耗性を両立することができる。シリカの配合量が５質量部未満であると発熱性を十分に小さくすることができない。シリカの配合量が２５質量部を超えると耐摩耗性が低下する。
【００２２】
シリカとしては窒素吸着比表面積が好ましくは１５０〜２５０ｍ2／ｇにするとよい。シリカの窒素吸着比表面積が１５０ｍ2／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耐摩耗性が不足する。またシリカの窒素吸着比表面積が２５０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなる。なおシリカの窒素吸着比表面積は、ＩＳＯ  ９２７７に準拠して求めるものとする。
【００２３】
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。
【００２４】
本発明のゴム組成物において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することが好ましく、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は、シリカ配合量に対して好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％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質量の３質量％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質量％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。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物では、特定の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡおよび圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）を有し、かつ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およびその半値幅ΔＤｓｔの比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔ並びにＤｓｔ／（２４Ｍ４）とＮ2ＳＡとの関係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発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、耐摩耗性などの機械的特性を悪化させることがない。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し３０〜７０質量部、好ましくは３２〜６８質量部、より好ましくは４０〜６５質量部にするとよい。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、ゴム組成物の引張り破断強度、耐摩耗性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が７０質量部を超えると、発熱性が大きくなる。また氷上性能が低下する虞がある。
【００２７】
本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、好ましくは５０〜９０ｍ2／ｇ、より好ましくは５５〜８５ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなる。本明細書においてカーボンブラックのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−７に準拠して、測定するものとする。
【００２８】
また、カーボンブラックの圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）は、９５〜１２０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１００〜１１５ｍｌ／１００ｇである。圧縮ＤＢＰ吸収量が９５ｍｌ／１００ｇ未満であると発熱性が大きくなると共に、耐摩耗性が低下する。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。圧縮ＤＢＰ吸収量が１２０ｍｌ／１００ｇを超えると、耐摩耗性が悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。圧縮ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４に準拠し附属書Ａに記載された圧縮試料を用いて測定するものとする。
【００２９】
本発明で使用するカーボンブラックは、上述した窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡおよび圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）を有すると共に、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およびその半値幅ΔＤｓｔに関し以下の関係を有する。
【００３０】
本発明において、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（ｎｍ）に対する前記質量分布曲線の半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、好ましくは０．７０以上である。比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを０．６５以上にすることにより、発熱を小さくすることができる。本明細書において、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。また半値幅ΔＤｓｔは凝集体質量分布曲線において、その頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅をいう。本発明において、ＤｓｔおよびΔＤｓｔ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。
【００３１】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たす。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６      （１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
【００３２】
カーボンブラックが上述した特定された範囲内のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有し、かつ（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡが前記式（１）を満たすことにより、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸びおよび耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上することができる。
【００３３】
図１は、ＡＳＴＭ規格番号を有する代表的なカーボンブラックであるＡＳＴＭグレードについて、その（２４Ｍ４）／ＤｓｔとＮ2ＳＡの関係を示すグラフである。図１において、横軸はＮ2ＳＡ（ｍ2／ｇ）、縦軸は（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ（ｍｌ／１００ｇ／ｎｍ）である。図１に示す通り、従来の規格化されたカーボンブラックブラックの（２４Ｍ４）／ＤｓｔはＮ2ＳＡに対し概ね１次直線（図１の破線）で表され、その傾きは約０．００９３、切片は０．０１３３である。
【００３４】
これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、Ｎ2ＳＡに対し、アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの上限が、前記式（１）により制限されている。この境界線（前記式（１）の不等号を等号にした一次直線）を図２に実線で記載した。また本願明細書の実施例で使用するカーボンブラックを○印でプロットした。なお図２の破線はＡＳＴＭグレードのカーボンブラックブラックから求められた１次直線である。アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡがこの関係を満たすことにより、耐摩耗性を優れたものにすることができる。
【００３５】
本発明において、前記式（１）で特定されるカーボンブラックは、上述した範囲のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有するとき、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性を維持・向上し、スタッドレスタイヤの耐摩耗性を優れたものにすることができる。
【００３６】
本発明で使用するカーボンブラックのＤｓｔは、特に制限されるものではないが、好ましくは１６０ｎｍ以上、好ましくは１７０ｎｍ以上であるとよい。Ｄｓｔが１６０ｎｍ未満であると、ゴム組成物の発熱性が大きくなる虞がある。
【００３７】
上述した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、全空気の供給量、燃料油及び原料油の導入量、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。
【００３８】
本発明において、カーボンブラックとしては、上述した特性を有するカーボンブラックと、その他のカーボンブラックを共に使用することができる。このとき、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックが占める割合が５０質量％を超えるものとし、カーボンブラックの合計をジエン系ゴム１００質量部に対し、好ましくは３０〜７０質量部にする。このようにその他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物の発熱性と、耐摩耗性および氷上性能とのバランスを調整することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、スタッドレスタイヤのキャップトレッド部に好適に使用することができる。本発明のゴム組成物を使用したスタッドレスタイヤは燃費性能が優れ、かつ氷上性能および耐摩耗性を従来レベル以上に維持・向上することができる。
【００４１】
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】
【００４２】
１１種類のカーボンブラック（ＣＢ−１〜ＣＢ−１１）を使用して１７種類のゴム組成物（実施例１〜５、標準例、比較例１〜１１）を調製した。このうち３種類のカーボンブラック（ＣＢ−１〜ＣＢ−３）は市販グレード、８種類のカーボンブラック（ＣＢ−４〜ＣＢ−１１）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。また図３において、各カーボンブラックＣＢ−１〜ＣＢ−１１の（２４Ｍ４）／ＤｓｔとＮ2ＳＡの関係をプロットすると共に、それぞれのカーボンブラックを参照する番号を付した。なお図３において実線は式（１）を等号にしたときの直線、破線はカーボンブラックのＡＳＴＭグレードに相当する１次直線である。
【００４３】
【表１】
2017031356.tif 000003
【００４４】
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  Ｋ６２１７−７に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・２４Ｍ４：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された圧縮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
・△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）
・△Ｄｓｔ／Ｄｓｔ：比△Ｄｓｔ／Ｄｓｔの値
・式（１）の左辺  （２４Ｍ４）／Ｄｓｔの計算値
・式（１）の右辺  ０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６の計算値
・式（１）の成否：左辺＜右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
【００４５】
また表１において、カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ３は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・ＣＢ１：新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＳ、Ｎ３３９
・ＣＢ２：東海カーボン社製シースト３００、Ｎ３２６
・ＣＢ３：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ、Ｎ５５０
【００４６】
カーボンブラックＣＢ４〜ＣＢ１１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、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ４〜ＣＢ１１を製造した。
【００４７】
【表２】
2017031356.tif 000004
【００４８】
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した１１種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１１）を用いて、表５の配合剤を共通に添加した、表３，４に示す配合からなる１７種類のゴム組成物（実施例１〜５、標準例、比較例１〜１１）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、混合しスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を得た。なお、表５に記載の配合剤の量は、表３，４に記載のジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で記載した。
【００４９】
上記で得られた１７種類のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物（実施例１〜５、標準例、比較例１〜１１）を、所定の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、発熱性、耐摩耗および氷上性能を以下の方法で評価した。
【００５０】
耐摩耗性
得られたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物の試験片について、ランボーン摩耗試験機を用いてＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠し、荷重４．０ｋｇ（＝３９Ｎ）、スリップ率３０％の条件にて摩耗量を測定した。得られた結果は、各試験片の摩耗量の逆数を算出し、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「耐摩耗性」の欄に示した。耐摩耗性の指数が大きいほど耐摩耗性が優れ、タイヤ耐久性が優れることを意味する。
【００５１】
発熱性
得られたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物の試験片について、東洋精機製作所社製、粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で６０℃のｔａｎδを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「低発熱性」の欄に示した。低発熱性の指数が小さいほどスタッドレスタイヤの温度上昇を抑制することができることを意味する。
【００５２】
氷上性能
得られたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物の試験片（シート）について、シートを偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて、測定温度−３．０℃及び−１．５℃、荷重５．５ｋｇ／ｃｍ2(約０．５４ＭＰａ)、ドラム回転速度２５ｋｍ／ｈで測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「氷上性能」の欄に示した。氷上性能の指数が大きいほどスタッドレスタイヤの氷上性能が優れることを意味する。
【００５３】
【表３】
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【００５４】
【表４】
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【００５５】
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、ＳＴＲ２０
・ＢＲ：ポリブタジエン、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０
・シリカ：デクサ社製１１６５ＭＰ、窒素吸着比表面積が１６５ｍ2/ｇ
・カップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、デクサ社製Ｓｉ６９
・マイクロカプセル：熱膨張性マイクロカプセル、松本油脂製薬社製マイクロスフェアーＦ１００Ｄ
・ＣＢ１〜ＣＢ１１：上述した表１に示したカーボンブラック
【表５】
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【００５６】
表５において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・加硫促進剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＣＢＳ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄（硫黄の含有量９５．２４質量％）
【００５７】
表３，４から明らかなように実施例１〜５のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、耐摩耗性、低発熱性および氷上性能が従来レベル以上に維持・向上することが確認された。
【００５８】
表５から明らかなように、比較例１のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−２の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐摩耗性が劣る。
【００５９】
比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−３の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐摩耗性が劣る。
【００６０】
比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−４が式（１）を満たさないため、耐摩耗性が劣る。
【００６１】
比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−９の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐摩耗性が劣る。
【００６２】
比較例５のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−１０の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、かつ式（１）を満たさないため、低発熱性が劣る。
【００６３】
比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−１１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えるので、耐摩耗性が劣る。
【００６４】
比較例７のゴム組成物は、ブタジエンゴムの含有量が３０質量部未満、天然ゴムの含有量が７０質量部を超えるので、耐摩耗性および氷上性能が劣る。
【００６５】
比較例８のゴム組成物は、ブタジエンゴムの含有量が５０質量部を超え、天然ゴムの含有量が５０質量部未満であるので、耐摩耗性が劣る。
【００６６】
比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であるので、耐摩耗性が劣る。
【００６７】
比較例１０のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が７０質量部を超えるので、低発熱性が劣る。
【００６８】
比較例１１のゴム組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを配合しなかったので、氷上性能が劣る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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