JP2013227425A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を小さくしながら、タイヤにしたときの耐久性を従来レベル以上に向上するようにした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１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを６０重量部を超え１１０重量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが４５〜７０ｍ²／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡの比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０、ＤＢＰ吸収量が１００〜１６０ｍｌ／１００ｇであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を低減しながら、タイヤにしたときの耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。

空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にガムフィニッシング及び／又はリムクッション（以下、単に「リムクッション」ということがある。）が設けられている。このリムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにするものでなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりしてタイヤ耐久性が低下するという問題があった。

この対策として、特許文献１は、窒素吸着比表面積が９０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックをゴム成分１００重量部に対し４０〜６０重量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。しかし、窒素吸着比表面積が９０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックの配合量を多くすると耐クラック性は向上するが、発熱性が大きくなるという問題があった。

発熱性の増大は、リムクッションが高温になり耐久性が低下する原因になると共に、空気入りタイヤの転がり抵抗が悪化する。特に地球環境問題への関心の高まりに伴い、燃費性能を向上することが求められていることから、発熱性を小さくすることが重要である。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。

ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、特許文献２は変性ブタジエンを含むゴム成分にシリカ及びシランカップリング剤を配合することを提案している。しかし近年の転がり抵抗を更に低減する要望や、上述のタイヤ耐久性（耐クラック性）と高次にバランスさせることを考慮すると、シリカ配合系だけでなくカーボンブラックからも上述した性能を向上させることが望まれている。

カーボンブラックによりゴム組成物の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配合量を少なくしたり、カーボンブラックの比表面積を大きくしたり、アグリゲート（凝集体）のサイズを小さくしたりすることが挙げられる。しかし、この方法は、上述のタイヤ耐久性（耐クラック性）向上のためにカーボンブラックの配合量を多くする方法と相反し、タイヤ耐久性が低下するという問題がある。

このため特許文献２は、主に比表面積（ＢＥＴ比表面積、ＣＴＡＢ比表面積、沃素吸着指数ＩＡ）、ＤＢＰ構造値、ストークス直径Ｄｓｔ等を調整したカーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物を低発熱化することを提案している。しかし、このゴム組成物では、ゴム組成物の低発熱性とタイヤ耐久性（耐クラック性）とを両立する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。

特開２００５−１７１０１６号公報 特開２０１０−１３２８７２号公報 特表２００４−５１９５５２号公報

本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を小さくしながら、タイヤにしたときの耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを６０重量部を超え１１０重量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが４５〜７０ｍ²／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡの比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０、ＤＢＰ吸収量が１００〜１６０ｍｌ／１００ｇであることを特徴とする。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、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モード径Ｄｓｔが１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが４５〜７０ｍ²／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡの比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０、ＤＢＰ吸収量が１００〜１６０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを６０重量部を超え１１０重量部以下配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし発熱性を小さくしながら、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。

前記カーボンブラックのストークス径のモード径Ｄｓｔの上限としては、Ｎ₂ＳＡが５５ｍ²／ｇ以下のときＤｓｔが１８０ｎｍ以下であり、Ｎ₂ＳＡが５５ｍ²／ｇを超えるときＤｓｔが下記の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ₂ＳＡ）^-0.61 （１）
（式中、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）である。）

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部とリムとが接触する部分に使用するのが好適である。このタイヤ用ゴム組成物をビード部とリムとが接触する部分に使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。前記ビード部の部分としては、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションが挙げられる。

乗用車用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。 トラック・バス用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車用やトラック・バス用の空気入りタイヤを構成するのに好適に使用することができる。特に空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわち、リムクッション及び／又はガムフィニッシングを構成するのに好適である。

図１は乗用車用空気入りタイヤのビード部、図２はトラック・バス用空気入りタイヤのビード部の断面構成を例示する説明図である。なお空気入りタイヤを装着するリムＲを一点鎖線で示した。

図１において、乗用車用空気入りタイヤのビード部を１、サイドウォール部を２で示す。左右一対のビード部１間に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるカーカス層５が装架され、カーカス層５の両端部がビード部１に埋設された左右のビードコア３の回りにビードフィラー４を包み込むようにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。またビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６が配置され、それぞれタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。

図２において、１はビード部、２はサイドウォール部を示す。トラック・バス用空気入りタイヤの左右のビード部１間には、複数本のスチールコードを配列してなるカーカス層５が装架されている。このカーカス層５は、ビード部１に埋設された左右一対のビードコア３の回りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部１には、複数本のスチールコードを引揃えてなる繊維補強層８がカーカス層５に沿って配置されている。ビードコア３のタイヤ径方向外側には下側ビードフィラー４ａが配置され、この下側ビードフィラー４ａに隣接して上側ビードフィラー４ｂが配置されている。また、このビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６がそれぞれ配置され、ガムフィニッシング７及びリムクッション６は、いずれもタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。

なお、本明細書において、リムクッション及びガムフィニッシングは、このような呼び名の部材に限定されるものでなく、図１及び２に例示されたように、ビード部のリムと接触する部分についての他の呼び名の部材をも含むものとする。リムクッション及びガムフィニッシングは、上記例示のように独立して構成することができる。また、リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成することができる。リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成した部材の呼び名は、リムクッション、ガムフィニッシング或いは他の呼び名であってもよい。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ブタジエンゴムを必ず含む。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、１５〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％である。ブタジエンゴムの含有量が１５重量％未満であると、タイヤ耐久性、特に耐疲労性を十分に改良することができない。また、ブタジエンゴムの含有量が８０重量％を超えると、ビード部を構成するタイヤ用ゴム組成物として必要なゴム硬度や強度が低下する虞がある。

ブタジエンゴム以外のジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものであればよく、例えば天然ゴム、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−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。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。

本発明のタイヤ用ゴム組成物では、特定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、ＤＢＰ吸収量、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ及び沃素吸着量ＩＡに対する窒素吸着比表面積の比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡ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ｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を維持・向上することができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し６０重量部を超え１１０重量部以下、好ましくは６５〜１００重量部にする。カーボンブラックの配合量が６０重量部以下であると、ゴム組成物のゴム硬度及び弾性率が悪化し、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が１１０重量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に引張り破断伸びが低下し、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が却って悪化する。

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４５〜７０ｍ²／ｇ、好ましくは４８〜６２ｍ²／ｇである。Ｎ₂ＳＡが４０ｍ²／ｇ未満であると、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が低下する。Ｎ₂ＳＡが７０ｍ²／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ₂ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。

またカーボンブラックの沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡの比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡは１．００〜１．４０、好ましくは１．０１〜１．２７にする。このコロイダル特性の比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００未満であると、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすることができない。また比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．４０を超えると、表面活性が高すぎて混合性が悪化する。沃素吸着量ＩＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に準拠して、測定するものとする。

また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１００〜１６０ｍｌ／１００ｇ、好ましくは１１０〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であると、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が低下する。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。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が却って悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。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。

本発明で使用するカーボンブラックは、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Ｄｓｔ（以下「ストークス径Ｄｓｔ」ということがある。）が、１４５ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上である。ストークス径Ｄｓｔを１４５ｎｍ以上にすることにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を維持・向上することができる。本発明において、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とは、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。本発明において、Ｄｓｔ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。

またストークス径Ｄｓｔの上限は特に限定されるものではないが、カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡとの関係で決めることができる。すなわちカーボンブラックのＮ₂ＳＡが４５ｍ²／ｇ以上５５ｍ²／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは１８０ｎｍ以下であるとよい。またカーボンブラックのＮ₂ＳＡが５５ｍ²／ｇを超え７０ｍ²／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは下記の式（１）の関係を満たすとよい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ₂ＳＡ）^-0.61 （１）
（式（１）中、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）である。）

カーボンブラックのストークス径Ｄｓｔの上限を上述した範囲にすることにより、カーボンブラックの生産性とコストとを両立することができる。

すなわち本発明では、Ｎ₂ＳＡが４５〜７０ｍ²／ｇの範囲において、比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡを１．００〜１．４０、ＤＢＰ吸収量を１００〜１６０ｍｌ／１００ｇ、ストークスＤｓｔを１４５ｎｍ以上にした特定のカーボンブラックを使用する。このようなカーボンブラックは、凝集体のストークス径が大きく、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすると共に、ゴムに対する補強性能を高くするため、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。

上述したコロイダル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、燃料油及び原料油の供給量、燃料油燃焼率、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。

本発明において、上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラック以外の補強性充填剤を配合することができ、ゴム組成物のｔａｎδとゴム硬度や強度などの機械的特性とのバランスを調整することができる。このように補強性充填剤を配合する場合、上述したカーボンブラックを含む補強性充填剤をジエン系ゴム１００重量に対し好ましくは６０重量部を超え１１０重量部以下、更に好ましくは７０〜１００重量部配合する。補強性充填剤の配合量が６０重量部以下であると、ゴム組成物の補強性が十分に得られない。また補強性充填剤の配合量が１１０重量部を超えるとタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。

補強性充填剤としては、例えば上述したカーボンブラック以外のその他のカーボンブラック、シリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、活性亜鉛華等を例示することができる。なかでもカーボンブラック、シリカ、クレーが好ましい。

本発明のゴム組成物において、補強性充填剤として特にシリカを配合することが好ましい。上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックと共に、シリカを配合することにより、ゴム組成物の発熱性を一層小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗をさらに低減することができる。シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し０〜５０重量部、より好ましくは１０〜４０重量部にすると良い。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タイヤにしたときの耐久性とを両立する。シリカの配合量が５０重量部を超えるとタイヤにしたときの耐久性が低下する。

シリカとしてはＣＴＡＢ比表面積が好ましくは８０〜３００ｍ²／ｇにするとよい。シリカのＣＴＡＢが８０ｍ²／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タイヤにしたときの耐久性が不足する。またシリカのＣＴＡＢが３００ｍ²／ｇを超えると、発熱性が悪化しタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。なおシリカのＣＴＡＢ比表面積は、ＩＳＯ ９２７７に準拠して求めるものとする。

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。

本発明のゴム組成物において、シリカを使用するときは、シリカと共にシランカップリング剤を配合してもよく、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を配合する場合は、シリカ配合量に対して好ましくは３〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％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重量の３重量％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重量％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。

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。

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。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわちリムクッションやガムフィニッシングを構成するのに好適に使用される。本発明のタイヤ用ゴム組成物でビード部を構成した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さいので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、耐クラック性、耐疲労性などのタイヤ耐久性が優れ、タイヤの寿命を従来レベル以上に長くすることができる。

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。

８種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ８）を使用して１７種類のゴム組成物（実施例１〜８、比較例１〜９）を調製した。このうち３種類のカーボンブラック（ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ４）は市販グレード、５種類のカーボンブラック（ＣＢ３，ＣＢ５〜ＣＢ８）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。

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 Ｋ６２１７−２に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・ＩＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に基づいて測定された沃素吸着量
・ＣＴＡＢ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−３に基づいて測定されたＣＴＡＢ吸着比表面積
・ＤＢＰ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（非圧縮試料）に基づいて測定されたＤＢＰ吸収量
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された２４Ｍ４−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
・△Ｄ５０：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）
・α：上述したＤｓｔ及びＮ₂ＳＡを下記式（２）の関係に当てはめたときの係数α
Ｄｓｔ＝α×（Ｎ₂ＳＡ）^-0.61 （２）
（式中、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）である。）
・Ｎ₂ＳＡ／ＩＡ：窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡと沃素吸着量ＩＡの比

表１において、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ４は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。またカーボンブラックＣＢ３，ＣＢ５〜ＣＢ８は以下の製造方法により調製した。
・ＣＢ１：東海カーボン社製シーストＫＨ
・ＣＢ２：東海カーボン社製シースト１１６ＨＭ
・ＣＢ４：東海カーボン社製シーストＦ

カーボンブラックＣＢ３，ＣＢ５〜ＣＢ８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、燃料油燃焼率、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ３，ＣＢ５〜ＣＢ８を製造した。

タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した８種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ８）を用いて、表３，４に示す配合からなる１７種類のゴム組成物（実施例１〜８、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、混合しタイヤ用ゴム組成物を得た。

得られたタイヤ用ゴム組成物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、発熱性、耐疲労性及び耐クラック性を評価した。

発熱性
得られた試験片をＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して、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、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られた結果は、表３，４では比較例１の値の逆数を１００とし、表５では比較例６の値の逆数を１００とする指数として、表３〜５の「発熱性」の欄に示した。この指数が大きいほど発熱性が小さく、空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。

耐疲労性
ＪＩＳ Ｋ６２７０に準拠し、ダンベル状３号形（標線間距離２０ｍｍ）の試験片を作製した。疲労特性は、各試験片に１００％の歪みを繰り返し与え、試験片が破断するまでの繰り返し回数（以下、「破断回数」という）を測定した。破断回数の測定は、ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求めた。得られた結果は比較例１を１００にする指数とし、表４，５の「耐疲労性」の欄に示した。この指数が大きいほど疲労寿命が長く、耐疲労性が優れることを意味する。

耐クラック性
ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠し、デマッチャ屈曲亀裂成長試験片を作製した。この試験片を用いて、ストローク５７ｍｍ、速度３００±１０ｒｐｍ、屈曲回数１０万回後の亀裂成長［単位ｍｍ］を測定した。得られた結果は比較例１の逆数を１００にする指数とし、表４，５の「耐クラック性」の欄に示した。この指数が大きいほど亀裂成長が小さく、耐クラック性が優れることを意味する。

なお、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、ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
ＣＢ１〜ＣＢ８：上述した表１に示したカーボンブラック
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：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
ワックス：大内新興化学工業社製サンノック
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ
硫黄：鶴見化学工業社製油処理硫黄

表３，４から明らかなように実施例１〜８のタイヤ用ゴム組成物は、低発熱性、耐疲労性及び耐クラック性が従来レベル以上に向上することが確認された。

表３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ＣＢ１のＮ₂ＳＡが７０ｍ²／ｇ超かつストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、実施例１〜４のタイヤ用ゴム組成物に比べ、低発熱性と耐疲労性及び耐クラック性とのバランスが劣る。比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ２のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満かつ比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるので、耐疲労性及び耐クラック性が悪化する。比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ３のＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えるので、耐疲労性及び耐クラック性が悪化する。比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ４のＮ₂ＳＡが４５ｍ²／ｇ未満かつ比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるので、耐疲労性及び耐クラック性が悪化する。

表４から明らかなように、比較例５のゴム組成物は、ブタジエンゴムを含まないので耐疲労性が悪化する。比較例６のゴム組成物は、ブタジエンゴムの配合量が１５重量部より少ないので耐疲労性が悪化する。比較例７のゴム組成物は、ブタジエンゴムの配合量が８０重量部を超えるので耐クラック性が悪化する。

比較例８のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ６の配合量が６０重量部以下であるので耐クラック性が悪化する。比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ６の配合量が１１０重量部を超えるので、発熱性が悪化し、耐疲労性は効果がみられない。

Claims (5)

1. ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを６０重量部を超え１１０重量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、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が１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが４５〜７０ｍ²／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡの比Ｎ₂ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０、ＤＢＰ吸収量が１００〜１６０ｍｌ／１００ｇであることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記カーボンブラックのＮ₂ＳＡが５５ｍ²／ｇ以下のとき、前記ストークス径のモード径Ｄｓｔが１８０ｎｍ以下であり、前記カーボンブラックのＮ₂ＳＡが５５ｍ²／ｇを超えるとき、前記ストークス径のモード径Ｄｓｔが下記の式（１）
   Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ₂ＳＡ）^-0.61 （１）
   （式中、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）である。）
   の関係を満たす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。
3. 空気入りタイヤのビード部とリムとが接触する部分に使用す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. 請求項１，２又は３に記載のタイヤ用ゴム組成物でビード部のリムと接触する部分を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
5. 前記ビード部のリムと接触する部分が、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションであることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。

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