JP2006193620A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導性が高められて耐発熱性が向上され、かつ耐摩耗性が確保されるとともに、工場作業性が改善された空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤには、ゴムラテックスと、カーボンブラックをあらかじめ水中に分散させたスラリー溶液と、炭素繊維とを混合し、凝固して得られるゴムマスターバッチからなるゴム成分（Ａ）を含有するゴム組成物が用いられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物及び空気入りタイヤに関し、特に、熱伝導性を高めて発熱によるゴム温度を低減させるとともに、耐摩耗性が確保されたゴム組成物、及びこのゴム組成物を用いる空気入りタイヤに関する。

従来、加工性に優れたゴムの製造方法としてマスターバッチを用いることが知られている。これは、カーボンブラック、シリカ等の充填材と水とをあらかじめ一定の割合で混合し機械的な力で充填材を水中に微分散させたスラリーと、ゴムラテックスを混合し、その後、酸、無機塩、アミン等の凝固剤を加えて凝固させたものを、回収、乾燥して得られるものである（例えば、特許文献１参照）。また、ゴム組成物として、天然ゴム等からなるゴム成分と炭素繊維とを配合することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−９９６２５号公報 特開２００３−１７６３７８号公報

ところで、近年、市場における低転がり抵抗に対する要求や大型タイヤの発熱性のニーズは年々高まっている。

上述したマスターバッチは、カーボンの分散を大幅に改良し、低発熱化という観点で優れている。しかしながら、カーボンの分散を改良する反面、弾性率の低下により、耐摩耗性の確保など、市場が要求する性能を満足する配合を作ることが困難であった。

一方、ゴム組成物として天然ゴム等からなるゴム成分と炭素繊維とが配合されると、熱伝導性を高めてゴム温度（発熱性）が低減されるととともに、耐摩耗性という観点で優れている。しかしながら、ゴム組成物として、炭素繊維が多量に配合されると、炭素繊維の分散が低減してしまうことにより、耐摩耗性も著しく低下し、さらには、パンバリーミキサーへ投入する際の練りなどの総合的な工場作業性を確保することは難しかった。

そこで、本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、熱伝導性が高められて耐発熱性が向上され、かつ耐摩耗性が確保されるとともに、工場作業性が改善された空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明者らは、マスターバッチによる製法において、炭素繊維も同時にマスターバッチすることにより、上記目的を達成することが可能であるとの知見を得、本発明を完成するに至った。

本発明の特徴は、ゴムラテックスと、カーボンブラックをあらかじめ水中に分散させたスラリー溶液と、炭素繊維とを混合し、凝固して得られるゴムマスターバッチからなるゴム成分（Ａ）を含有するゴム組成物を用いることを要旨とする。

本発明の特徴に係る空気入りタイヤによると、熱伝導性を高めて耐発熱性を向上し、かつ耐摩耗性を確保することができる。また、熱伝導性が高められて耐発熱性が向上されることによって、炭素繊維の分散が大幅に向上されるとともに、工場内での作業性が向上される。ここで、作業性とは、ゴム組成物の性状や粘度、熱入れ性、炭素繊維の飛散などの工場内における総合的なものである。

また、本発明の特徴に係るゴム組成物は、ゴムラテックスと、カーボンブラックを水中にあらかじめ分散させたスラリー溶液とを混合する工程において、（ｉ）水分散スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、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）水分散スラリー溶液から乾燥回収した充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、水中に分散させる前の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上を保持していることが好ましい。

また、本発明の特徴に係るゴム組成物において、ゴムマスターバッチは、ゴムラテックスまたはスラリー溶液に界面活性剤を加えて混合されることが好ましい。

また、凝固後のゴムマスターバッチを乾燥させる工程において、機械的なせん断力をかけながら乾燥を行うことが好ましい。機械的なせん断力をかけることにより、さらに充填材の分散性が向上する。この乾燥は、一般的な混練機を用いて行うことができるが、工業的生産性の観点から、連続混練機を用いることが好ましい。さらには、同方向回転あるいは異方向回転などの複軸混練押出機を用いることが好ましい。

また、本発明の特徴に係るゴム組成物において、炭素繊維は、気相法炭素繊維であることが好ましい。また、ゴム成分１００重量部当たり、炭素繊維を２〜５０重量部の範囲で配合することが好ましい。さらに好ましくは、ゴム成分１００重量部当たり、炭素繊維を３〜３０重量部の範囲で配合することである。さらに好ましくは、ゴム成分１００重量部当たり、炭素繊維を５〜２０重量部の範囲で配合することである。

また、本発明の特徴に係るゴム組成物において、ゴムマスターバッチは、天然ゴムマスターバッチであることが好ましい。天然ゴムは、機械的特性、低発熱性、耐摩耗性に優れたゴムであり、環境に優しい素材としても注目されている。

本発明によれば、熱伝導性が高められて耐発熱性が向上され、かつ耐摩耗性が確保された空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明を詳細に説明する。

（ゴム組成物）
本発明のゴム組成物は、ゴムラテックスと、カーボンブラックを水中に分散させたスラリー溶液と、炭素繊維とを混合し、凝固して得られるゴムマスターバッチからなるゴム成分（Ａ）を含有する。

（ゴム成分）
まず、ゴム成分（Ａ）について説明する。

ゴム成分（Ａ）としては、天然ゴム、またはジエン系合成ゴムなどが挙げられる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、例えばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。このゴム成分（Ａ）の天然ゴムやジエン系合成ゴムは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、ゴム成分（Ａ）のマスターバッチの製造方法については、後に詳述する。

また、本発明の組成物において、炭素繊維の含有量は、ゴム成分（Ａ）１００重量部当たり、２〜５０重量部の範囲が好ましい。この含有量を２〜５０重量部とすることにより、補強性その他のゴム物性に悪影響を与えることなく本発明の目的を達成することができる。また、炭素繊維の含有量は、３〜３０重量部の範囲がより好ましく、５〜２０重量部の範囲がさらに好ましい。

（マスターバッチの製造方法）
本発明のゴム組成物のゴム成分は、ゴムマスターバッチからなる。以下において、天然ゴムラテックスを用いる天然ゴムマスターバッチの製造方法について説明するが、本発明は、天然ゴムマスターバッチに限らず、ジエン系合成ゴムなど合成ゴムを用いるマスターバッチにも適用可能である。

本発明における天然ゴムマスターバッチの製造方法では、充填材のスラリー溶液の製造に際しては、水分散スラリー溶液中の充填材の粒度分布と、充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量とが特定範囲のものに限定される。すなわち、本発明における天然ゴムマスターバッチの製造方法は、天然ゴムラテックスと、カーボンブラックをあらかじめ水中に分散させたスラリー溶液とを混合する工程において、（ｉ）水分散スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、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）水分散スラリー溶液から乾燥回収した充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、水中に分散させる前の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上を保持していることが必要である。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材分散が悪化し、補強性、耐摩耗性が悪化することがある。

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、充填材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。水分散スラリー溶液から乾燥回収した充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、スラリーに投入する前の充填材の２４ＭＤＢＰ吸油量の９３％以上であることが必要である。さらに好ましくは９６％以上である。

充填材の水分散スラリー溶液の製造には、ローター・ステータータイプのハイシアーミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル等が用いられる。例えば、コロイドミルに所定量の充填材と水を入れ、高速で一定時間攪拌することで、当該スラリー溶液を調製することができる。

本発明の天然ゴムマスターバッチの製造方法において、用いられる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る。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または混合して使用することができる。特に、耐破壊性に優れているＳＡＦ、ＨＡＦ又はＩＳＡＦがより好ましい。

また、ゴムマスターバッチに含まれるカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が８０〜１４０ｍ²／ｇ、もしくは、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０〜１２０ｍｌ／１００ｇであり、ゴム成分１００重量部当たり、当該カーボンブラックを２５〜７０重量部含有することが好ましい。

なお、上記カーボンブラックを含む充填材のスラリー濃度は、スラリーに対して０．５重量％〜６０重量％が好ましく、特に好ましい範囲は１重量％〜３０重量％である。

充填材は、天然ゴムマスターバッチのゴム成分１００重量部に対して、５〜１００重量部添加されるのが好ましく、特には２０〜７０重量部の範囲であることが好ましい。充填材の量が５重量部より少ないと充分な補強性が得られない場合があり、また１００重量部を超えると加工性が悪化する場合があるからである。

次に、スラリー溶液と天然ゴムラテックスとの混合方法としては、例えば、ホモミキサー中に該スラリー溶液を入れ、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、これに該スラリー溶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。

マスターバッチの凝固方法としては、通常と同様、蟻酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩の凝固剤を用いて行われる。また、本発明においては、凝固剤を添加せず、天然ゴムラテックスとスラリーとを混合することによって、凝固がなされる場合もある。

また、マスターバッチには、所望に応じて、カーボンブラック以外に、界面活性剤、加硫剤、老化防止剤、着色剤、分散剤等の薬品など種々の添加剤を加えることができる。

マスターバッチ製造の最終工程として、乾燥が通常行われる。本発明においては、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー、バンドドライヤー等の通常の乾燥機を用いることができるが、さらに充填材の分散性を向上させるためには、機械的せん断力をかけながら乾燥を行うことが好ましい。これにより、加工性、補強性、低燃費性に優れたゴムを得ることができる。この乾燥は、一般的な混練機を用いて行うことができるが、工業的生産性の観点から、連続混練機を用いることが好ましい。さらには、同方向回転、あるいは異方向回転の２軸混練押出機を用いることがより好ましい。

また、上記のせん断力をかけながら乾燥を行う工程においては、乾燥工程前のマスターバッチ中の水分は１０％以上であることが好ましい。この水分が１０％未満であると、乾燥工程での充填材分散の改良幅が小さくなってしまうことがある。

（炭素繊維）
炭素繊維はファイバー状或いはチューブ状（中空状）であっても良く、またその炭素繊維平均径は、０．５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に収まることが好ましく、更に好ましくは、１ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に収まることである。

炭素繊維の断面積の平均径が０．５ｎｍ以下であれば、炭素繊維をゴム成分（Ａ）と共に混練することにより、その加硫ゴムの耐摩耗性を向上させると共に、金属粉とほぼ同等、或いはそれ以上の熱伝導性を保持してゴム温度を速やかに下げる。炭素繊維の断面積の平均径が０．５ｎｍを超える場合には、耐摩耗性の大幅な低下を伴ってくるので、好ましくない。

また、炭素繊維平均径が、０．５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に収まる場合、特に１ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に収まる場合には、混練りの際にゴム成分中への分散も適度に達成でき、加硫ゴムの熱伝導性を十分高めると共に、耐摩耗性が低下することもない。従って、本発明にあっては、ナノファイバー或いはナノチューブからなる炭素繊維であることが好ましい。

更に、炭素繊維長さは、０．５μｍ〜５０μｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜４０μｍの範囲にあることが好ましい。また炭素繊維のアスペクト比は１０以上であることが好ましい。配合する炭素繊維の長さが０．５μｍ〜５０μｍの範囲、特に１μｍ〜４０μｍの範囲にあれば、混練り時の炭素繊維のゴム成分中への分散性も良く、またアスペクト比も１０以上とすることができるので、ゴム組成物に十分な耐摩耗性と熱伝導性とを付与することができる。

炭素繊維長さが０．５μｍ未満ではその製造が困難であり、また十分なアスペクト比が得られず、配合効果も十分に現れない場合がある。一方、炭素繊維長が５０μｍを超えると、ゴム組成物の耐磨耗性が十分でないことがある。また、炭素繊維のアスペクト比が１０未満であれば、配合効果が十分に現れない場合がある。

上記条件を満たす炭素繊維は、その製造方法は特に制限されないが、特に気相成長法によって製造される気相成長法炭素繊維であることが好ましい。このような炭素繊維としては例えば、昭和電工（株）製のＶＧＣＦなどを挙げることができる。

本発明に係るゴム組成物において、その炭素繊維の配合量は、ゴム成分１００重量部当たり、２〜５０重量部の範囲であることが好ましく、より好ましくは３〜３０重量部、さらに好ましくは５〜２０重量部の範囲である。

炭素繊維が、上記範囲内でゴム組成物に配合されていると、そのゴム組成物は熱伝導性が十分に高められ、また耐摩耗性が確保される。上記配合量が２重量部未満では、ゴム組成物の熱伝導性を十分に高めることが難しくなる。一方、５０重量部を超えると、その量のわりには効果の向上がみられず、むしろ分散性に影響が出てくるため、耐摩耗性や弾性率の向上やその他の性能に不利となるおそれがある。

（その他の成分）
本発明に係るゴム組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で所望により、配合剤以外に通常ゴム工業界で用いられる各種薬品を配合することができる。

例えば、硫黄、不溶性硫黄等の加硫剤、ジフェニルグアニジンに代表されるグアニジン系、テトラメチルチウラムジスルフィドに代表されるチウラム系、ジチオカルバミン酸亜鉛に代表されるジチオカルバミン酸塩系、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミドに代表されるスルファンアミド系、及び無水フタル酸等に代表されるスコーチリターダ等の加硫促進剤類、酸化亜鉛（亜鉛華）等に代表される加硫促進助剤、老化防止剤、及び軟化剤を配合することができる。

老化防止剤としては、例えばタイヤ用ゴムには、Ｎ−フェニル−Ｎ′−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミンに代表されるアルキル・アリール−ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤、またこれと、イミタゾール系（例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾール等）、キノリン系（例えば、２，２，４−トリメチル−１，２−ヒドロキノリン等）、フェノール系（例えば、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等）等の老化防止剤を併用して用いることができる。ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤は、Ｏ_３の介在によるオゾン劣化と、それに伴う表面硬化等の表面劣化、およびＯ_２の介在による酸化劣化を抑制する効果が大きいことから、タイヤ表面における亀裂発生や亀裂成長を抑制する目的で、タイヤトレッド部、サイドウォール部等のタイヤの表面ゴム部材に配合使用することが好ましい。

軟化剤としては、鉱物油系軟化剤、植物油系軟化剤、及び合成軟化剤に大別され、架橋ゴムの硬度調整、充填剤や架橋用配合剤などの分散性の向上、加工性の改良等を目的として適宜任意に選択して適宜量を用いることができる。

鉱物油系軟化剤としはパラフィン系、芳香族系、ナフテン系等に代表される石油系軟化剤と、コールタールに代表されるコールタール系軟化剤とがあり、植物系軟化剤としては、ステアリン酸、綿実油に代表される脂肪油系軟化剤、パインタール、ロジンに代表される松樹系軟化剤とがあり、合成油系軟化剤としては、フェノール・アルデヒド、液状ゴム等に代表される合成樹脂軟化剤とジオクチルフタレート、ジオクチルセバケートに代表される合成可塑剤とがあり、本発明においては鉱物油系、植物系が好ましく用いられる。該鉱物油系としては、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などの石油系プロセスオイル、重合した高沸点強芳香族系オイル、流動パラフィン、ホワイトオイルなどが挙げられる。これらの中で、石油系プロセスオイル、特にアロマチックス等に代表される芳香族系プロセスオイルが好適である。

（空気入りタイヤ）
本発明に係るゴム組成物は、ロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練することによって得られ、成形加工後、加硫を行い、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、ビード部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホースその他の工業品等の用途にも用いることができるが、特にタイヤトレッド用ゴム、サイドウォール用ゴムとして好適に使用される。

本発明に係る空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、上述したように各種配合剤を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階でトレッド用、又はサイド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中の加熱加圧して、タイヤが得られる。このようにして得られた本発明の空気入りタイヤは、耐摩耗性を向上させると共に、熱伝導性が優れることからゴム温度の低減を図ることができる。

本発明に係るゴム組成物は、上述の如く、ゴム成分に、炭素繊維を補強性及び／又は機能性充填剤として配合するものであり、また空気入りタイヤは、トレッド部又はサイド部に該ゴム組成物を用いたことを要旨とするものであり、炭素繊維を用いるものであれば、そのゴム組成物の製造方法及びタイヤの製造方法は特に限定されるものではなく、種々の公知の製造方法により製造することができる。

また、本発明の空気入りタイヤの内部には通常の、或いは酸素分圧を換えた空気、又は窒素などの不活性ガスなどの気体を充填することができる。

以下に実施例を挙げて、本発明をさら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。

表１及び表２に示す組成のゴム組成物を調整し、各ゴム組成物をトレッドに用いて試供タイヤ（サイズ：３７００Ｒ５７）を試作した。

＊１ 気相成長法炭素繊維（ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製）
比較例３〜６及び実施例１〜７は、マスターバッチを用いてゴム組成物を作製したが、ここで用いられるマスターバッチは、以下の製法により製造された。

Ａ．ラテックスの調製
（１）ラテックス１
天然ゴムのフィールドラテックス（ゴム分２４．２％）を脱イオン水で希釈し、ゴム分２０％のものにした。

（２）ラテックス２
ラテックス１にアニオン系界面活性剤（花王製デモール Ｎ）を０．５％、アルカリ性プロテアーゼ（ノボザイムス社製アルカラーゼ２．５ＬタイプＤＸ）を０．１％加え、４０℃で８時間攪拌することにより、天然ゴム中のアミド結合を分解した。

Ｂ．充填材の水分散スラリーの調製
（１）スラリー１
ローター径５０ｍｍのコロイドミルに脱イオン水１４２５ｇと、カーボンブラック（Ｎ１１０）の７５グラムを投入し、ローター・ステーター間隙１ｍｍ、回転数１５００ｒｐｍで１０分間攪拌した。

（２）スラリー２
スラリー１と同様にして、ローター・ステーター間隙０．３ｍｍ、回転数５０００ｒｐｍで１０分間攪拌した。

（３）スラリー３
スラリー１に、さらにアニオン系界面活性材（花王デモール Ｎ）を０．０５％加え、圧力式ホモジナイザーを用いて圧力５００ｋＰａの条件で３回循環させた。

（４）スラリー４
スラリー３と同様にして、圧力１０００ｋＰａの条件で５回循環させた。

(５)スラリー５
ローター径５０ｍｍのコロイドミルに脱イオン水１４２５ｇと、カーボンブラック（Ｎ２２０）の７５グラムを投入し、ローター・ステーター間隙１ｍｍ、回転数１５００ｒｐｍで１０分間攪拌した。

(６)スラリー６
スラリー５と同様にして、ローター・ステーター間隙０．３ｍｍ、回転数５０００ｒｐｍで１０分間攪拌した。

(７)スラリー７
スラリー５に、さらにアニオン系界面活性材（花王デモール Ｎ）を０．０５％加え、圧力式ホモジナイザーを用いて圧力５００ｋＰａの条件で３回循環させた。

(８)スラリー８
スラリー７と同様にして、圧力１０００ｋＰａの条件で５回循環させた。

上記で得られた水分散スラリー中の充填材の粒度分布（ｍｖ， Ｄ９０）と、乾燥回収した充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量（以下、２４Ｍ４ＤＢＰという）及びその保持率を第３表に示す。なお、スラリー投入前の充填材の２４Ｍ４ＤＢＰは、第３表に記載した。

（注）スラリー投入前の充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ
カーボンブラック；Ｎ１１０（２４Ｍ４ＤＢＰ：９８）
カーボンブラック；Ｎ２２０（２４Ｍ４ＤＢＰ：１００）
シリカ；ニップシールＬＰ、日本シリカ工業（株）製（２４Ｍ４ＤＢＰ：１５０）
水酸化アルミニウム；ハイジライトＨ−４３Ｍ、昭和電工（株）製（２４Ｍ４ＤＢＰ：５２）
また、各スラリーにおける各種測定は下記のように行った。

（Ｉ）スラリー溶液中の充填材の粒度分布測定（体積平均粒子径（ｍｖ）、９０体積％粒径（Ｄ９０））
レーザー回折型粒度分布計（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＦＲＡ型）を使用し、水溶媒（屈折率１．３３）を用いて測定した。粒子屈折率（Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）は全ての測定において１．５７を用いた。また、充填材の再凝集を防ぐため、分散後直ちに測定を行った。

（II）充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量
ＩＳＯ ６８９４に準拠して測定した。

Ｃ．炭素繊維の調整
気相成長法によって製造される気相成長法炭素繊維（昭和電工（株）製のＶＧＣＦ）を用意した。

Ｄ．凝固工程
ホモミキサー中に、上記により調製されたラテックスとスラリーと炭素繊維とを、ゴム分１００重量部に対して、第２表に示す各充填材を５０重量部になるよう添加し、攪拌しながら、蟻酸をｐＨ４．５になるまで加えた。凝固したマスターバッチを回収、水洗し、水分が約４０％になるまで脱水を行った。

Ｅ．乾燥工程
バンドドライヤーを用いて温度１２０℃で乾燥するバンドドライヤー法、または神戸製鋼製２軸混練押出機（同方向回転スクリュー径 ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３５、ベントホール３ヶ所）を用いて、バレル温度１２０℃、回転数１００ｒｐｍで乾燥する２軸混練押出機法のいずれかの方法で行った。

Ｆ．ゴム組成物の調製
上記のマスターバッチまたはドライ練りにより得られた充填材配合ゴム（天然ゴム１００重量部と充填材５０重量部）に対して、酸化亜鉛３重量部、硫黄１．２重量部、ステアリン酸２重量部、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＮＳ）１重量部およびＮ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン（６Ｃ）１重量部、さらに、充填材がシリカの場合はシランカップリング剤（デグサ社製，Ｓｉ６９「商標」） ４重量部を配合し、プラストミルで混練してゴム組成物を得た。

また、試験は以下の項目について行った。

（１）工場作業性評価
バンバリーミキサーを用いてゴム組成物の性状や粘度、熱入れ性、炭素繊維の飛散など、総合的に評価した。工場内で実行可能レベルを○とし、それ以外を×とした官能テストを行った。

（２）熱伝導性評価
英弘精機社製の熱伝導率測定機モデルＡｕｔｏΔを用い、測定機の温度４０℃の上熱板と１０℃の下熱板の間に厚さ５ｍｍの試片を２５０ｋｇｆ／ｍ^２圧力で挟んで測定し、比較例１を１００とし、指数表示した。数値が大きいほど、熱伝導性の改良効果が大きいことを示す。

（３）耐発熱性評価
一定速度、ステップロード条件のドラムテストを実施し、タイヤトレッド内部の一定深さ位置の温度を測定し、比較例１の結果を１００として、指数表示した。数値が大きいほど、耐発熱性に優れていることを示す。

（４）耐摩耗性評価
２０００時間走行後のタイヤにおけるトレッドゴムを、（走行距離）／（走行前溝深さ−走行後溝深さ）により算出し、比較例１の結果を１００として、指数表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性の改良効果が大きいことを示す。

＜結果＞
表２より、実施例１〜７のゴム組成物は、比較例１〜６のゴム組成物に比べ、熱伝導性が高められて耐発熱性が向上し、かつ耐摩耗性が確保されていることが分かった。また、熱伝導性が高められて耐発熱性が向上することによって、炭素繊維の分散が大幅に向上するとともに、工場作業性が向上する。

このため、ゴムラテックスと、カーボンブラックを水中に分散させたスラリー溶液と炭素繊維とを混合し、凝固して得られるゴムマスターバッチからなるゴム成分（Ａ）を用いることにより、さらに熱伝導性が高められて耐発熱性が向上し、かつ耐摩耗性が確保されていることが分かった。

さらに、実施例３以外のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部当たり、炭素繊維を３〜２５重量部の範囲で配合されているため、比較例４及び実施例３のゴム組成物に比べ、さらに耐発熱性が向上することが分かった。

Claims (9)

1. ゴムラテックスと、カーボンブラックをあらかじめ水中に分散させたスラリー溶液と、炭素繊維とを混合し、凝固して得られるゴムマスターバッチからなるゴム成分（Ａ）を含有するゴム組成物を用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴムラテックスと、前記カーボンブラックを水中にあらかじめ分散させたスラリー溶液とを混合する工程において、（ｉ）水分散スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、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）水分散スラリー溶液から乾燥回収した充填材の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が、水中に分散させる前の２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量の９３％以上を保持していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴムマスターバッチは、前記ゴムラテックスまたは前記スラリー溶液に界面活性剤を加えて混合されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 凝固後のゴムマスターバッチを乾燥させる工程において、機械的なせん断力をかけながら乾燥を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 連続混練機を用いて乾燥を行うことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記連続混練機は、複軸混練押出機であることを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記炭素繊維は、気相法炭素繊維であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ゴム成分１００重量部当たり、前記炭素繊維を２〜５０重量部の範囲で配合することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記ゴムマスターバッチは、天然ゴムマスターバッチであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。