JP6024390B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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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てタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、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。
近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、操縦安定性や耐久性が優れることに加えて、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いる。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知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくすることが行われている。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。
ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくする方法として、特許文献1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、低転がり抵抗と操縦安定性、耐久性とを高次にバランスさせる要望が強く、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、このような方法では、引張り破断強度、ゴム硬度などの機械的特性が低下し、タイヤにしたときの操縦安定性、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にしたときの操縦安定性、耐久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てタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、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、ガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを10〜100重量%含むゴム成分100重量部に対し、カーボンブラックを40〜85重量部含む補強性充填剤を40〜100重量部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、ガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを10〜100重量%以上含むゴム成分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であるカーボンブラックを40〜85重量部含む補強性充填剤を40〜100重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、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DBP吸収量が100〜160ml/100gであることが好ましい。
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タイヤトレッド部のアンダートレッドに使用するのが好適である。またこのタイヤ用ゴム組成物はカーカス層のコートゴムに使用するのが好適である。このタイヤ用ゴム組成物を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、操縦安定性や耐久性を従来レベル以上に向上することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを必ず含む。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量は、ゴム成分100重量%中、10〜100重量%、好ましくは20〜100重量%である。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量が、10重量%未満であると操縦安定性及びタイヤ耐久性を改良することができない。
本発明で使用する芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーは、ガラス転移温度が−40℃未満である。ガラス転移温度は、好ましくは−80〜−45℃であるとよい。ガラス転移温度が−40℃以上であると、操縦安定性、耐久性には優れるが、ゴム組成物の発熱性を十分に小さくすることができないためタイヤにしたときの転がり抵抗を改良することができない。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、低温側のベースラインと転移域の傾き(傾斜直線)とのそれぞれの延長線の交点の温度とする。また、芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーが油展品であるときは、油展成分(オイル)を含まない状態における芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーのガラス転移温度とする。
芳香族ビニル共役ジエン共重合体としては、例えばガラス転移温度が−40℃未満のスチレンブタジエンゴム(SBR)を例示することができる。スチレンブタジエンゴムの種類としては、上述したガラス転移温度を有するものであれば、溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴムのいずれでもよい。
本発明において、ゴム成分として芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマー以外の他のゴム成分を配合することができる。他のゴム成分としては、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、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。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムがよい。また本発明が解決すべき課題の達成を妨げない範囲内であればガラス転移温度が−40℃以上の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを配合することができる。このようなゴム成分は、単独又は複数のブレンドとして使用することができる。
本発明では、芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを含むゴム成分の平均ガラス転移温度を好ましくは−40℃未満、より好ましくは−50〜−90℃にするとよい。ゴム成分の平均ガラス転移温度が−40℃以上であると、ゴム組成物の発熱性を十分に小さくすることができないためタイヤにしたときの転がり抵抗を改良することができない。ゴム成分の平均ガラス転移温度は、ゴム成分を構成する各ゴムのガラス転移温度を上述した方法で測定し、各ゴムのゴム成分中の重量比に基づくガラス転移温度の加重平均により算出された平均値である。
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操縦安定性及び耐久性を維持・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40〜85重量部、好ましくは50〜80重量部にする。カーボンブラックの配合量が40量部未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が85重量部を超えると、tanδ(60℃)が大きくなると共に、タイヤにしたときの耐久性が却って悪化する。またゴム組成物が硬くなり過ぎてしまいタイヤにしたときの操縦安定性が悪化する虞がある。
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45m2/g未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。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、好ましくは100〜160ml/100g、より好ましくは110〜150ml/100gである。DBP吸収量が100ml/100g未満であるとゴム組成物の補強性能が低下してしまい、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。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操縦安定性及び耐久性を維持・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,コストの両立ができる。
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、ストークス径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操縦安定性及び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。
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、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40〜100重量部、好ましくは40〜90重量部配合する。補強性充填剤の配合量が40重量部未満であると、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100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。
上述したカーボンブラックを除く他の補強性充填剤としては、例えばシリカ、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シリカを配合することができる。シリカの配合量は、ゴム成分100重量部に対し0〜35重量部、より好ましくは10〜35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操縦安定性及び耐久性とを両立する。シリカの配合量が40重量部を超えるとタイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。
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操縦安定性及び耐久性が不足する。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、空気入りタイヤのキャップトレッド部、アンダートレッド部、サイドウォール部、ビードフィラー部、ランフラットタイヤにおける断面三日月型のサイド補強ゴム層、リムクッション部、インナーライナー部、或いはカーカス層、ベルト層、ベルトカバー層などのコード被覆用ゴム(コートゴム)などに好適に使用することができる。とりわけアンダートレッド部又はカーカス層のコートゴムに使用することが好ましい。
これらの部材に本発明のゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、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、操縦安定性及び耐久性が優れ、従来レベル以上に維持・向上することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物を空気入りタイヤのアンダートレッド部に使用するときの組成は、ゴム成分100重量%中、ガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量を40〜100重量%にすることが好ましい。また上述した特定のカーボンブラックの配合量を、ゴム成分100重量部に対し50〜85重量部にすることが好ましい。このような組成にすることにより、このゴム組成物でアンダートレッド部を構成した空気入りタイヤを製造したとき、特に操縦安定性を優れたものにすることができる。
また、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのカーカス層のコートゴムに使用するときの組成は、ゴム成分100重量%中、ガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量を10〜50重量%にすることが好ましい。また上述した特定のカーボンブラックの配合量を、ゴム成分100重量部に対し40〜70重量部にすることが好ましい。このような組成にすることにより、このゴム組成物でカーカス層のコートゴムを構成した空気入りタイヤを製造したときに、特に空気入りタイヤの耐久性を優れたものにすることができる。
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。
9種類のカーボンブラック(CB1〜CB9)を使用して37種類のゴム組成物(実施例1〜21、比較例1〜16)を調製した。このうち4種類のカーボンブラック(CB1〜CB4)は市販グレード、5種類のカーボンブラック(CB5〜CB9)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。
Figure 0006024390
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〜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CB5〜CB9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NH
・CB3: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CB5〜CB9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CB5〜CB9を製造した。
Figure 0006024390
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した9種類のカーボンブラック(CB1〜CB9)を用いて、表3〜6に示す配合からなる37種類のゴム組成物(実施例1〜21、比較例1〜16)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。なお、表3〜6において、SBR2が油展品であるため、油展オイルを含むSBRの配合量を記載すると共に、その下の括弧内に油展オイル量を除いた正味のゴム成分の配合量を記載した。またゴム成分の平均ガラス温度を求め「ゴム成分の平均Tg」の欄に記載した。
得られたタイヤ用ゴム組成物のうち、表3及び4に示す20種類のタイヤ用ゴム組成物(実施例1〜11、比較例1〜9)を使用してアンダートレッド部を構成するようにして、タイヤサイズが195/65R15の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた20種類の空気入りタイヤの転がり抵抗及び操縦安定性を下記に示す方法により評価した。
また、得られたタイヤ用ゴム組成物のうち、表5及び6に示す17種類のタイヤ用ゴム組成物(実施例12〜21、比較例10〜16)を使用してカーカス層のコートゴムを構成するようにして、タイヤサイズが195/65R15の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた17種類の空気入りタイヤの転がり抵抗及び耐久性を下記に示す方法により評価した。
転がり抵抗
得られたタイヤを標準リム(サイズ15×6Jのホイール)に組み付け、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)に取り付け、JIS D4230の「6.4高速性能試験A」に記載に準拠し走行試験を行い、空気圧210kPa、試験荷重4.82kN、速度50km/時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。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5,6では比較例10の値の逆数を100とする指数として表4〜7の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。
操縦安定性
得られたタイヤを標準リム(サイズ15×6Jのホイール)に組み付け、国産2.0リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧230kPaの条件で乾燥路面からなる1周2.6kmのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー3名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表3,4の「操縦安定性」の欄に示した。この指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを意味する。
耐久性
得られた空気入りタイヤを標準リム(サイズ15×6Jのホイール)に装着し、空気圧200kPaの空気を充填して、ドラム径1707mmで、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機にかけて、荷重3600Nを負荷し、速度80km/hで2時間走行させた後、速度を120km/hに上げて24時間走行させた。その後、24時間走行する毎に速度を10km/hずつ上げ、タイヤ故障を起こすまでの走行距離を測定した。得られた結果は、比較例10の値を100とする指数として表5,6の「耐久性」に示した。この指数が大きいほど耐久性が優れることを意味する。
Figure 0006024390
Figure 0006024390
Figure 0006024390
Figure 0006024390
なお、表3〜6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、Tg=−64℃
SBR1:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1502、Tg=−54℃、ビニル含有量15重量%、スチレン含有量25重量%
SBR2:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1739、Tg=−28℃、ビニル含有量15%、スチレン含有量41重量%、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
BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220、Tg=−107℃
CB1〜CB9:上述した表1に示したカーボンブラック
シリカ:ローディア社製Zeosil195GR
カップリング剤:テトラスルフィドジトリエトキシシラン、ダイソー社製Cabrus4
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1〜11のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗及び操縦安定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1〜5のタイヤ用ゴム組成物に比べ、低転がり抵抗及び操縦安定性のバランスが劣る。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未満であるため、タイヤにしたときの操縦安定性が悪化する。比較例3のゴム組成物は、カーボンブラックCB3のストークス径Dstが145nm未満かつ比N2SA/IAが1.00未満であるため、転がり抵抗が悪化する。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未満であるため、タイヤにしたときの操縦安定性が悪化する。また、比較例5のゴム組成物はSBR2のTgが−40°以上であるため。転がり抵抗が悪化する。
表4から明らかなように、比較例6のゴム組成物は、Tgが−40℃未満であるSBR1の配合量が10重量部未満であるので操縦安定性が悪化する。比較例7のゴム組成物は、カーボンブラックCB7の配合量が40重量部未満であるので、操縦安定性が悪化する。比較例8のゴム組成物はカーボンブラックCB7の配合量が85重量部を超えるので、転がり抵抗性が悪化する。比較例9のゴム組成物は、カーボンブラックCB7及びシリカの合計、すなわち補強性充填剤の合計が100重量部を超えるので転がり抵抗性が悪化する。
更に、表5,6から明らかなように実施例12〜21のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗及び耐久性が従来レベル以上に向上することが確認された。
表5から明らかなように、比較例10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1〜5のタイヤ用ゴム組成物に比べ、低転がり抵抗及び耐久性のバランスが劣る。比較例11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未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。比較例12のゴム組成物は、カーボンブラックCB3のストークス径Dstが145nm未満かつ比N2SA/IAが1.00未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。比較例13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未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。また、比較例14のゴム組成物はSBR2のTgが−40°以上であるので耐久性が悪化する。
表6から明らかなように、比較例15のゴム組成物は、カーボンブラックCB7の配合量が40重量部未満であるので耐久性能が悪化する。比較例16のゴム組成物はカーボンブラックCB7及びシリカの合計、すなわち補強性充填剤の合計が100重量部を超えるので転がり抵抗性能が悪化する。

Claims (5)

  1. ガラス転移温度が−40℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを10〜100重量%含むゴム成分100重量部に対し、カーボンブラックを40〜85重量部含む補強性充填剤を40〜100重量部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DBP吸収量が100〜160ml/100gであ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. 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。
  4. 請求項1,2又は3に記載のタイヤ用ゴム組成物でアンダートレッド部を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
  5. 請求項1,2又は3に記載のタイヤ用ゴム組成物をカーカス層のコートゴムに使用したことを特徴とする空気入りタイヤ。
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