JP2006143822A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】分散性と補強性とを両立したカーボンブラックを用いたタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】タイヤ用ゴム組成物は、水素放出率（重量％）＞−０．０１３３×トルエン着色透過度（％）＋１．４９……式（１）かつ、表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）＜４．８７０１×セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）−１９８．２……式（２）を満たすカーボンブラックを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関し、特に、分散性と補強性とを両立するカーボンブラックを用いるタイヤ用ゴム組成物に関する。

カーボンブラックは、厳密に制御された条件下において、ファーネス炉内で発生させた、あるいは、外部で発生されて炉内に導入された高温燃焼ガス中へ原料炭化水素を噴霧させ、この原料炭化水素の熱分解又は不完全燃焼により生産される産業上有用な原材料である。カーボンブラックは、ゴム配合時の組成物に対して機械的性質、特に引張り強さ、耐摩耗性などの特性を、飛躍的に向上させることができるという特異な性質を有することから、タイヤをはじめとする各種ゴム製品の重点補強剤として広く用いられている。

ゴム配合用カーボンブラックは、その物理化学特性、即ち、カーボンブラックを構成する単位粒子径、単位重量当たりの表面積（比表面積）、粒子のつながり具合（ストラクチャー）、表面形状などにより、配合ゴム組成物の性能に大きな影響を与えるので、要求されるゴム性能、使用される環境等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、カーボンブラックの粒子径やストラクチャーに着目し、高度の反発弾性や耐摩耗性を有するゴム組成物が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

又、カーボンブラックの表面自由エネルギーに着目し、分散性を改善したゴム組成物が開示されている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照。）。
特開平３−５０２４９号公報 特開平５−７０６２９号公報 特開平９−１２４８４２号公報 特開２００３−３３５９８０号公報

しかしながら、上述した特許文献３や特許文献４では、分散性の改善は達成できるが、補強性を改善することは困難であった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、分散性と補強性とを両立したカーボンブラックを用いたタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、カーボンブラックの表面自由エネルギーだけでなく、水素放出量に着目して鋭意研究を行った。その結果、水素放出量とトルエン着色透過度との関係を規定し、表面自由エネルギーとＣＴＡＢとの関係を規定することにより、分散性と補強性とを両立したカーボンブラックを製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の特徴は、水素放出率（重量％）＞−０．０１３３×トルエン着色透過度（％）＋１．４９……式（１）、かつ、表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）＜４．８７０１×セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）−１９８．２……式（２）を満たすカーボンブラックを用いるタイヤ用ゴム組成物であることを要旨とする。

式（１）に示すように、水素放出量を多くすることにより、補強性を改善することができる。トルエン着色透過度が低い場合は、補強性の阻害因子となるタール分が増加し、補強性の低下を招き、水素放出量がトルエン透過度と式（１）の関係にあれば、タール分の補強性阻害因子よりも、水素放出量による補強性促進効果が勝り、タイヤとしての補強性が向上する。

又、式（２）に示すように、表面自由エネルギーを少なくすることにより、分散性を改善することができる。ＣＴＡＢの増加とともに一般的には分散性の低下が見られ、未加硫作業性の低下が指摘される。これは微粒径化（ＣＴＡＢの増加）とともに表面自由エネルギー（γ^d _s）が増加するためである。ここで、表面自由エネルギー（γ^d _s）は、分子間力の大きさを示す。即ち、値が大きいと自己凝集する。しかし、表面自由エネルギー（γ^d _s）とＣＴＡＢとの関係が式（２）を満たすことにより、カーボンブラック粒子間の自己凝集力を低下させることができ、分散性を改善することができる。

又、本発明の特徴に係るタイヤ用ゴム組成物は、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０〜２２０ｍｌ／１００ｇであり、圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が７５〜２００ｍｌ／１００ｇであり、比着色力（ＴＩＮＴ）が１００〜１５０であり、トルエン着色透過度が９０％以上であるカーボンブラックを用いることが好ましい。

ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、混練中に機械的なシェアがかかり難いために分散不良を起こし、２２０ｍｌ／１００ｇを超える場合は、硬化が強く未加硫作業性が困難となる。

又、圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が７５ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、混練中に機械的なシェアがかかり難いために分散不良を起こし、２００ｍｌ／１００ｇを超える場合は、硬化が強く未加硫作業性が困難となる。

又、比着色力（ＴＩＮＴ）が１００未満の場合は、物理的な補強性が低下し、１５０を超える場合は、物理的に分散不良を起こす懸念がある。

又、トルエン着色透過度が９０％未満の場合は、補強性の阻害となるタール分が多く存在するため、式（１）を満たしても補強性の維持が困難となる。

又、本発明の特徴に係るタイヤ用ゴム組成物は、燃焼帯域と反応帯域と反応停止帯域とを同軸上に連接した製造炉を用い、燃焼帯域内で、燃料用炭化水素の燃焼により高温燃焼ガスを生成する工程と、反応帯域内で、高温燃焼ガス流中に原料炭化水素を噴霧導入し、不完全燃焼又は熱分解反応により、原料炭化水素をカーボンブラックに転化する工程と、反応停止帯域内で、高温燃焼ガス流を急冷媒体により急冷して反応を終結する工程とを含むカーボンブラック製造工程において、原料炭化水素が高温燃焼ガス流中に導入されてから急冷媒体が導入されるまでの滞留時間をｔ１（sec）、この空間における平均反応温度をＴ１（℃）、急冷媒体が導入されてから反応ガス流が反応停止帯域に入るまでの滞留時間をｔ２（sec）、この空間における平均反応温度をＴ２（℃）とし、α＝ｔ１×Ｔ１、β＝ｔ２×Ｔ２とすると、
３．００≦α≦８．００ ……式（３）
−２．５×α＋８５．０≦β≦８６．０ ……式（４）
を満たすカーボンブラック製造工程によって製造されたカーボンブラックを用いることが好ましい。

又、本発明の特徴に係るタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、かつ、ジエン系ゴム成分１００重量部あたり、カーボンブラックを３０〜１５０重量部配合することが好ましい。

カーボンブラックの重量部が３０未満の場合、タイヤの必要特性に最低必要な引っ張り応力を満たすことができず、１５０を超える場合、ゴム中の分散性を確保できず、耐摩耗性の低下の原因となる。

本発明によれば、分散性と補強性とを両立したカーボンブラックを用いたタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。

次に、本発明を詳細に説明する。

（カーボンブラック）
本実施形態に係るカーボンブラックは、以下のような特性を有する。

即ち、本実施形態に係るカーボンブラックは、
水素放出率（重量％）＞−０．０１３３×トルエン着色透過度（％）＋１．４９ ……式（１）
表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）＜４．８７０１×セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）−１９８．２
……式（２）
を満たす。

ここで、水素放出率（重量％）は、（１）カーボンブラック試料を１０５℃の恒温乾燥機中で１時間乾燥し、デシケータ中で室温まで冷却し、（２）スズ製のチューブ状サンプル容器に約１０ｍｇを精秤し、圧着・密栓し、（３）水素分析装置（堀場製作所ＥＭＧＡ６２１Ｗ）でアルゴン気流下、２０００℃で１５分間加熱したときの水素ガス発生量を測定し、その質量分率で表示される。

又、トルエン着色透過度（％）は、ＪＩＳ Ｋ６２１８：１９９７の第８項Ｂ法に記載の方法により測定され、純粋なトルエンとの百分率で表示される。

又、表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）は、以下のように算出する。

まず、内径３ｍｍのステンレス製カラムに、篩を用いて造粒径０．２５−０．７５ｍｍに選別したカーボンブラックを充填し、カーボンブラックを吸着層としてガスクロマトグラフィー（ここでは、島津製、ＧＣ１４Ｂを使用）測定を行う。測定は、１８０℃に保持したカラムキャリアーガスといてヘリウムを３０ｍｌ／ｍｉｎで流し、測定を実施した。プローブには、メタン、Ｃ４（ｎ−ブタン）、Ｃ５（ｎ−ペンタン）、Ｃ６（ｎ−ヘキサン）を用いる。前述のプローブを０．１μｌ注入し、それぞれのリテンションタイムを求めた。

各プローブのリテンションタイムより、無限希釈保持容積（Ｖ_n）を式（５）より算出する。

Ｖ_n＝Ｄｊ（ｔ_r−ｔ_m）×（１−Ｐ_w／Ｐ_p）×Ｔ_c／Ｔ_f ……式（５）
ここで、Ｄはセッケン膜流量計で測定された未補正流量（ｍ³）、ｔ_rは各プローブのリテンションタイム（分）、ｔ_mはメタンのリテンションタイム（分）、Ｐ_wはキャリアーガス温度の飽和蒸気圧（Ｐａ）、Ｐ_pはキャリアーガスの流れの圧力（Ｐａ）、Ｔ_cはカラム温度（Ｋ）、Ｔ_fはキャリアーガス温度（Ｋ）である。又、ｊはJamus-Martin因子であり、式（６）によって算出される。

ｊ＝［３（Ｐ_i／Ｐ_ou）²−１］／［２（Ｐ_i／Ｐ_ou）³−１］ ……式（６）
ここで、Ｐ_iはカラム入り口での圧力（ｋｇｆ／ｃｍ³）、Ｐ_ouはカラム出口での圧力（ｋｇｆ／ｃｍ³）である。

そして、ＣＨ₂基１モルあたりの吸着自由エネルギーの変化量（ΔＧ_CH2）を、式（７）により算出する。

ΔＧ_CH2＝−ＲＴｌｎ（Ｖ_N(n)／Ｖ_N(n+1)） ……式（７）
ここで、Ｖ_(n+1)はＶ_(n)より炭素数が１つ多い直鎖のアルカンの無限希釈保持容積である。

そして、表面自由エネルギー（γ^d _s）を、式（８）により算出する。

γ^d _s＝ΔＧ_CH2 ²／（４Ｎ_A ²×ａ_CH2 ²×γ_CH2） ……式（８）
ここで、Ｎ_Aはアボガドロ数［６．０２２×１０²³］（ｍｏｌ^-1）、ａ_CH2はＣＨ₂基１個あたりの接触面積［０．０６×１０^-18］（ｍ²）、γ_CH2はＣＨ₂基の表面自由エネルギーの分散相互作用［３５．６＋０．０５８（２９３−Ｔ）］（Ｊ／ｍ²）（Ｔは温度Ｋ）である。

又、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−９２に記載の方法により測定され、カーボンブラック単位重量当たりの比表面積ｍ²／ｇで表示される。

又、本実施形態に係るカーボンブラックは、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０〜２２０ｍｌ／１００ｇであり、圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が７５〜２００ｍｌ／１００ｇであり、比着色力（ＴＩＮＴ）が１００〜１５０であり、トルエン着色透過度が９０％以上である。

尚、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）及び圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４−８８（ＪＩＳ Ｋ６２１７−９７）に記載の方法により測定され、カーボンブラック１００ｇ当たりに吸収されるジブチチルフタレート（ＤＢＰ）の体積ｍｌで表示される。

又、比着色力（ＴＩＮＴ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３２６５−８８に記載の方法により測定され、所定量のカーボンブラックと亜鉛華・パラフィンオイルを混合したときの標準物質対比の黒色度（ｉｎｄｅｘ）で表示される。

又、トルエン着色透過度は、ＪＩＳ Ｋ６２１８：１９９７の第８項Ｂ法に記載の方法により測定され、純粋なトルエンとの百分率で表示される。

（カーボンブラックの製造方法）
次に、本実施形態に係るカーボンブラックの製造方法について図１及び図２を用いて説明する。

本実施形態に係るカーボンブラックは、図１に示すカーボンブラック製造炉１を用いて製造する。カーボンブラック焼成炉１内部は、燃焼帯域と反応帯域と反応停止帯域とを同軸上に連接した構造であり、その全体は耐火物で覆われている。

カーボンブラック焼成炉１は、燃焼帯域として、可燃性流体導入室（内径４５０ｍｍφ、長さ４００ｍｍ）２と、炉頭部外周から酸素含有ガス導入管３によって導入された酸素含有ガスを、整流板５を用いて整流して可燃性流体導入室２へ導入する酸素含有ガス導入用円筒（内径２５０ｍｍφ、長さ３００ｍｍ）４と、酸素含有ガス導入用円筒の中心軸に設置され、可燃性流体導入室２へ燃料用炭化水素を導入する燃料油噴霧装置導入管６とを備える。燃焼帯域内では、燃料用炭化水素の燃焼により高温燃焼ガスを生成する。

又、カーボンブラック焼成炉１は、反応帯域として、円筒の次第に収れんする収れん室（上流端内径３７０ｍｍφ、下流端内径８０ｍｍφ、収れん角度５．３°）７と、収れん室７の下流側に４つの別個の平面を形成する原料油噴霧口８Ａ〜８Ｄを含む原料油導入室９と、原料油導入室９の下流側に反応室１０とを備える。原料油噴霧口８Ａ〜８Ｄは、燃焼帯域からの高温燃焼ガス流中に原料炭化水素を噴霧導入する。原料油噴霧口８Ａ〜８Ｄは、それぞれ図２に示すように、９０度間隔で、４つの噴霧口（８Ｂ−１、８Ｂ−２、８Ｂ−３、８Ｂ−４）を同一平面上に有する。図２では、原料油噴霧口８Ｂについて示したが、その他の原料油噴霧口８Ａ、８Ｃ、８Ｄについても同様の構成とする。反応帯域内では、高温燃焼ガス流中に原料炭化水素を噴霧導入し、不完全燃焼又は熱分解反応により、原料炭化水素をカーボンブラックに転化する。

又、カーボンブラック焼成炉１は、反応停止帯域として、反応停止用急冷水圧入噴霧装置ａ〜ｙを２５箇所有する反応継続兼冷却室（内径１６０ｍｍφ、長さ７５００ｍｍ）１１を備える。反応停止用急冷水圧入噴霧装置ａ〜ｙは、反応帯域からの高温燃焼ガス流に対して、水などの急冷媒体を噴霧する。反応停止帯域内では、高温燃焼ガス流を急冷媒体により急冷して反応を終結する。

又、カーボンブラック製造炉１は、反応帯域あるいは反応停止帯域において、ガス体を導入する装置を更に備えてもよい。ここで、「ガス体」としては、空気、酸素と炭化水素の混合物、これらの燃焼反応による燃焼ガス等が使用可能である。このようにガス体を導入することにより、平均反応温度Ｔ１、Ｔ２を調整することができる。尚、平均反応温度Ｔ２を調整するために、急冷媒体導入位置での水量等を適宜調節してもよい。

本実施形態に係るカーボンブラック製造工程では、原料炭化水素が高温燃焼ガス流中に導入されてから急冷媒体が導入されるまでの滞留時間をｔ１（sec）、この空間における平均反応温度をＴ１（℃）、急冷媒体が導入されてから反応ガス流が反応停止帯域に入るまでの滞留時間をｔ２（sec）、この空間における平均反応温度をＴ２（℃）とし、α＝ｔ１×Ｔ１、β＝ｔ２×Ｔ２とすると、
３．００≦α≦８．００ ……式（３）
−２．５×α＋８５．０≦β≦８６．０ ……式（４）
を満たす。

又、カーボンブラック製造炉１は、炉内の温度をモニターするため、任意の数箇所に熱電対を炉内に挿入できる構造を備える。平均反応温度Ｔ１、Ｔ２を算出するために、各工程（各帯域）で、少なくとも２箇所、望ましくは３〜４箇所の温度を測定することが好ましい。

又、滞留時間ｔ１、ｔ２の算出は、公知の熱力学的計算方法によって導入反応ガス流体の体積を算出し、次式により算出するものとする。

滞留時間ｔ１（sec）＝
原料炭化水素導入位置から急冷媒体導入位置までの反応炉内通過容積（ｍ³）／ 反応ガス流体の体積（ｍ³／sec）
……式（５）
滞留時間ｔ２（sec）＝
急冷媒体導入位置から反応停止位置までの反応炉内通過容積（ｍ³）／ 反応ガス流体の体積（ｍ³／sec）
……式（６）
（タイヤトレッド用ゴム組成物）
本実施形態に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分と、ゴム成分１００質量部当たり、上述したカーボンブラックを３０〜１５０重量部と、軟化剤とを含有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有してなる。

ゴム成分としては、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などのジエン系ゴムが用いられる。

カーボンブラックは、ゴム組成物における補強性充填材として使用され、上述した製造方法で製造され、上述した特性を有するカーボンブラックが用いられる。又、本実施形態に係るカーボンブラックとしては、例えば、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＳＡＦ−ＬＳ等が挙げられる。

軟化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アロマティックオイル、低温軟化剤、熱可塑性樹脂などが用いられる。軟化剤は、１種単独の物質で構成されていてもよいし、２種以上が併用されて構成されていてもよい。後者の場合には、ゴム組成物の硬さの温度依存性を広範囲化することができる点で好ましい。

ゴム組成物に含まれるその他の成分としては、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し、使用することができ、例えば、無機充填材、軟化剤、硫黄等の加硫剤、ジベンゾチアジルジスルフィド等の加硫促進剤、加硫助剤、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−ベンゾチアジル−スルフェンアミド等の老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、カップリング剤、発泡剤、発泡助剤等の添加剤などの他、通常ゴム業界で用いる各種配合剤などが挙げられる。これらは、市販品を好適に使用することができる。

（ゴム組成物の製造）
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラックと、軟化剤と、必要に応じて適宜選択したその他の成分とを、混練り、熱入れ、押出、加硫等することにより製造することができる。

混練りの条件としては、特に制限はなく、混練り装置への投入体積、ローターの回転速度、ラム圧等、混練り温度、混練り時間、混練り装置の種類等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。混練り装置としては、例えば、通常ゴム組成物の混練りに用いるバンバリーミキサー、インターミックス、ニーダー、等が挙げられる。

熱入れの条件としては、特に制限はなく、熱入れ温度、熱入れ時間、熱入れ装置等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。熱入れ装置としては、例えば、通常ゴム組成物の熱入れに用いるロール機等が挙げられる。
押出の条件としては、特に制限はなく、押出時間、押出速度、押出装置、押出温度等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。押出装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物の押出に用いる押出機等が挙げられる。押出温度は、適宜決定することができる。

押出の際、ゴム組成物の流動性をコントロールする目的で、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、エステル系オイル等の可塑剤、液状ポリイソプレンゴム、液状ポリブタジエンゴム等の液状ポリマーなどの加工性改良剤をゴム組成物に適宜添加することができる。この場合、ゴム組成物の加硫前の粘度を低下させ、その流動性を高めることができ、極めて良好に押出を行うことができる。

加硫を行う装置、方式、条件等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。加硫を行う装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物の加硫に用いる金型による成形加硫機などが挙げられる。加硫の条件として、その温度は、通常１００〜１９０℃程度である。
（空気入りタイヤ）
本実施形態に係る空気入りタイヤは、上述のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いる。尚、本実施形態に係る空気入りタイヤは、従来より公知の構造で、特に限定はなく、通常の方法で製造できる。又、本実施形態に係る空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

空気入りタイヤの一例としては、１対のビード部、当該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、当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。本実施形態に係る空気入りタイヤは、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。

トレッドの構造としては、特に制限はなく、１層構造であってもよいし、多層構造であってもよく、直接路面に接地する上層のキャップ部と、このキャップ部の空気入りタイヤの内側に隣接して配置される下層のベース部とから構成される、いわゆるキャップ・ベース構造を有していてもよい。本実施形態においては、少なくともキャップ部が本実施形態に係るゴム組成物で形成されているのが好ましい。本実施形態に係る空気入りタイヤは、その製造方法につき特に制限はないが、例えば、以下のようにして製造することができる。即ち、まず、本実施形態に係るゴム組成物を調製し、このゴム組成物を、生空気入りタイヤケースのクラウン部に予め貼り付けられた未加硫のベース部の上に貼り付ける。そして、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形することにより製造することができる。

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜カーボンブラックの製造＞
図１及び図２において説明したカーボンブラック製造炉を用いて、実施例１〜３、比較例１〜３のカーボンブラックを製造した。カーボンブラック製造炉において、燃料には比重０．８６２２（１５℃／４℃）のＡ重油を用い、原料油としては表１に示した性状の重質油を使用した。

又、カーボンブラック製造炉の操作条件は、表２に示すとおりである。

表２は、実施例１〜３及び比較例１〜３における、前述したカーボンブラック製造炉の導入総空気量、原料油導入量、及び温度、燃料導入量、又、原料炭化水素導入位置から急冷媒体導入位置までの滞留時間、その空間内の平均反応温度、更に急冷媒体が導入されてから反応停止域までの滞留時間、その空間内の平均反応温度などの条件を調整して製造した条件を示したものである。

＜ゴム組成物の調整＞
表４に示す配合割合で、表２及び表３に示す操作条件によって製造されたカーボンブラックを、パンバリーミキサーを用いて混練りしてゴム組成物を調整した。このゴム配合物を１４５℃の温度の下、加圧型加硫装置で３０分間加硫した。

＊３ ＲＳＳ＃３
＊４ ジェイ・エス・アール（株）製、シス型ＢＲ０１
＊５ 大内新興化学工業（株）製、ノクラック６Ｃ
＊６ 大内新興化学工業（株）製、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
＊７ 住友化学工業（株）製、ジフェニルグアニジン
＜測定及び試験＞
（１）カーボンブラック物理化学特性
トルエン着色透過度、水素放出率、ＣＴＡＢ表面積、ＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量、ＴＩＮＴについては、実施形態中に記した方法により、測定を行った。

（２）未加硫作業性評価
ムーニーレオメータによる測定を行い、比較例１の結果を１００とし、指数表示した。この値が小さいほど作業性に優れることを示す。

（３）耐摩耗性評価
該当するカーボングラックを配合したゴム組成物をトレッド部にもつトラック用タイヤを作り、車両に装着した。２万キロ走行した時点での溝の残量を測定し、比較例１の結果を１００とし、指数表示した。

耐摩耗指数＝各実施例及び各比較例の溝の残量／比較例１の溝の残量
この値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。

（４）転がり抵抗評価
ドラム上でフリー転動させたときの走行抵抗を測定した。これにより得た転がり抵抗値より次式に従って、転がり抵抗指数を求めた。

転がり抵抗指数＝
従来タイヤの転がり抵抗／各タイヤの転がり抵抗×１００
転がり抵抗評価は、比較例１の結果を１００とした指数表示とし、この値が大きいほど低転がり抵抗、低発熱であり、改良されたことを示す。

（５）分散性評価
ディスパグレーダー（米ＴＥＣＨ ＰＲＯ社製）を用いて、ＲＣＢメソッドのＸ値から添加剤の分散性を評価した。分散性評価は、比較例１の結果を１００とした指数表示とし、この値が大きいほど分散性に優れることを示す。

＜結果＞
表２〜４に示したカーボンブラック製造条件、配合量、物理化学特性から本発明ゴム組成物の効果を説明する。

実施例１及び２は、比較例１及び２と比較して、未加硫作業特性、耐摩耗性、転がり特性、分散性に優れることが分かった。

従って、水素放出率（重量％）＞−０．０１３３×トルエン着色透過度（％）＋１．４９……式（１）を満たすことにより、未加硫作業特性、耐摩耗性、転がり特性、分散性に優れるゴム組成物を得られることが分かった。

又、実施例３は、比較例３と比較して、未加硫作業特性、耐摩耗性、転がり特性、分散性に優れることが分かった。

従って、表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）＜４．８７０１×セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）−１９８．２……式（２）を満たすことにより、未加硫作業特性、耐摩耗性、転がり特性、分散性に優れるゴム組成物を得られることが分かった。

本実施形態に係るカーボンブラック製造炉の縦断正面説明図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ カーボンブラック製造炉
２ 可燃性流体導入室
３ 酸素含有ガス導入管
４ 酸素含有ガス導入用円筒
５ 整流板
６ 燃料油噴霧装置導入管
７ 収れん室
８Ａ〜８Ｄ 原料油噴霧口
９ 原料油導入室
１０ 反応室
１１ 反応継続兼急冷室
ａ〜ｙ 急冷水圧入噴霧装置

Claims (4)

1. 水素放出率（重量％）＞−０．０１３３×トルエン着色透過度（％）＋１．４９ ……式（１）
   表面自由エネルギー（γ^d _s）（ｍＪ／ｍ²）＜４．８７０１×セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積（ＣＴＡＢ）（ｍ²／ｇ）−１９８．２
   ……式（２）
   を満たすカーボンブラックを用いることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
2. ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０〜２２０ｍｌ／１００ｇであり、 圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が７５〜２００ｍｌ／１００ｇであり、
   比着色力（ＴＩＮＴ）が１００〜１５０であり、
   トルエン着色透過度が９０％以上であるカーボンブラックを用いることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 燃焼帯域と反応帯域と反応停止帯域とを同軸上に連接した製造炉を用い、前記燃焼帯域内で、燃料用炭化水素の燃焼により高温燃焼ガスを生成する工程と、前記反応帯域内で、前記高温燃焼ガス流中に原料炭化水素を噴霧導入し、不完全燃焼又は熱分解反応により、前記原料炭化水素をカーボンブラックに転化する工程と、前記反応停止帯域内で、前記高温燃焼ガス流を急冷媒体により急冷して反応を終結する工程とを含むカーボンブラック製造工程において、
   前記原料炭化水素が前記高温燃焼ガス流中に導入されてから前記急冷媒体が導入されるまでの滞留時間をｔ１（sec）、この空間における平均反応温度をＴ１（℃）、前記急冷媒体が導入されてから反応ガス流が前記反応停止帯域に入るまでの滞留時間をｔ２（sec）、この空間における平均反応温度をＴ２（℃）とし、α＝ｔ１×Ｔ１、β＝ｔ２×Ｔ２とすると、
   ３．００≦α≦８．００ ……式（３）
   −２．５×α＋８５．０≦β≦８６．０ ……式（４）
   を満たすカーボンブラック製造工程によって製造されたカーボンブラックを用い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。
4. ゴム成分はジエン系ゴムであり、かつ、ジエン系ゴム成分１００重量部あたり、カーボンブラックを３０〜１５０重量部配合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
   

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