JP6045556B2

JP6045556B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP6045556B2
Application number: JP2014249066A
Authority: JP
Inventors: 裕平山城; 亮太北郷; 佑紀川名
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: JP2016108495A

Description

本発明は、ゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。

カーボンブラックは、比表面積、ストラクチャー、表面性状などの物理特性によって、ゴム組成物に配合した場合に該ゴム組成物の性能に大きな影響を与える。このため、要求されるゴム組成物の性能や、ゴム組成物が使用される環境条件などによって、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、特許文献１）。

従来、タイヤの転がり抵抗を低減させ（転がり抵抗性能の向上）、車輌の低燃費化が行われてきた。近年、低燃費化への要求が強くなってきており、タイヤ部材の中でもタイヤに占める占有比率の高いサイドウォール部に優れた低発熱性を有するゴム組成物を使用することが要求されている。

タイヤのサイドウォール用ゴム組成物において低発熱性を改善するための技術としては、サイドウォール配合のカーボンブラックなどの補強剤を減量したり、粒子径の大きいカーボンブラックを使用したりすることが効果的である。しかしながら、同時にゴム配合の貯蔵弾性率や硬度といった硬さを表す物性が低下することが多く、実車に装着して使用した場合、タイヤの外傷による抵抗性（耐カット性）が低くなってしまう。

このように、低発熱性と貯蔵弾性率とは、二律背反の関係にあり、いずれの性能をも高い次元で両立させる開発が進められているが、十分な特性を発現させるカーボンブラックは未だ見出されていないのが現状である。そのため、耐カット性と低発熱性とを両立可能なタイヤは未だ得られていないのが現状である。

特開２００１−０８１２３９号公報

本発明は、前記課題を解決し、耐カット性と低発熱性とを両立可能な空気入りタイヤを生産性良く提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、イソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、特定の原料油を使用して得られたカーボンブラックなど、特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、貯蔵弾性率と低発熱性とを両立できること、更には、該ゴム組成物をサイドウォールに適用することにより、耐カット性と低発熱性とを両立可能なタイヤを得られることを見出し、本発明を完成した。

本発明は、サイドウォールを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォールはイソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。
ＢＭＣＩ＝４８６４０／（Ｔ＋２７３）＋４７３．７Ｄ − ４５６．８

上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が９５以上、脂肪族炭化水素比率が６０質量％以下である原料油を使用して得られたカーボンブラックであることが好ましい。

上記原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、１０質量％以上が動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素であることが好ましい。

上記原料油がトール油を含有することが好ましい。

上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、ファーネス法で製造されたカーボンブラックであることが好ましい。

本発明はまた、サイドウォールを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォールはイソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が７９ｎｍ以下、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８以上のカーボンブラックであるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。

上記ゴム成分１００質量％中の上記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、上記ブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％であることが好ましい。

本発明によれば、イソプレン系ゴム及びブタジエンゴムと、特定のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する空気入りタイヤであるので、耐カット性と低発熱性とを両立できる。また、上記ゴム組成物の加工性が良好なため、上記空気入りタイヤを生産性良く製造できる。

第一の本発明は、サイドウォールを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォールはイソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラック（１）であるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。
ＢＭＣＩ＝４８６４０／（Ｔ＋２７３）＋４７３．７Ｄ − ４５６．８

第二の本発明は、サイドウォールを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォールはイソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、上記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が７９ｎｍ以下、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８以上のカーボンブラック（１）であるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。

本発明では、カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が特定値以下、脂肪族炭化水素比率が特定値以上の原料油を使用して得られたカーボンブラック（１）など、Ｄｍｏｄが特定値以下、△Ｄ５０／Ｄｍｏｄが特定値以上という特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、低発熱性を維持又は改善しつつ、貯蔵弾性率を改善でき、タイヤのサイドウォールに使用することにより、タイヤの耐カット性と低発熱性とを高次に両立させることが出来る。

本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、イソプレン系ゴム及びブタジエンゴム（ＢＲ）を含有する。これにより、低発熱性を改善できるなど、本発明の効果が良好に得られる。

イソプレン系ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などが挙げられる。なかでも、加工性に優れるという理由から、ＮＲが好ましい。ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。ＩＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム（好ましくはＮＲ）の含有量は、３０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましく、６０質量％以上が更に好ましい。３０質量％未満であると、低発熱性、貯蔵弾性率、加工性が悪化する傾向がある。また、該含有量は、８０質量％以下が好ましく、７５質量％以下がより好ましく、７０質量％以下が更に好ましい。８０質量％を超えると、低発熱性、貯蔵弾性率が悪化する傾向がある。

ＢＲとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０、宇部興産（株）製のＢＲ１３０Ｂ、ＢＲ１５０Ｂ等の高シス含有量のＢＲ、宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２、ＶＣＲ６１７等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ等を使用できる。なかでも、貯蔵弾性率が良好であるという理由から、ＢＲのシス含量は９０質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましい。
なお、ＢＲのシス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。

ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、２０質量％以上が好ましく、２５質量％以上がより好ましく、３０質量％以上が更に好ましい。２０質量％未満であると、低発熱性、貯蔵弾性率が悪化する傾向がある。また、該含有量は、７０質量％以下が好ましく、５５質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましく、４０質量％以下が特に好ましい。７０質量％を超えると、低発熱性、貯蔵弾性率、加工性が悪化する傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム（好ましくはＮＲ）及びＢＲの合計含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、１００質量％が特に好ましい。７０質量％以上とすることにより、優れた貯蔵弾性率が得られ、耐加硫戻り性の効果も大きくなる。

本発明に係るゴム組成物は、イソプレン系ゴム及びＢＲ以外のゴム成分として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などを使用してもよい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明では、上記カーボンブラック（１）が使用される。イソプレン系ゴム及びＢＲを含むゴム配合に上記カーボンブラック（１）を配合することにより、低発熱性を維持又は改善しつつ、貯蔵弾性率を改善でき、貯蔵弾性率と低発熱性とを高次に両立させることができる。また、上記併用により、貯蔵弾性率と低発熱性の性能バランスにおいて、上記ゴム配合、上記カーボンブラック（１）のいずれか一方のみを適用した場合に得られる性能の改善効果の単なる足し合わせ以上の効果（相乗効果）が得られる。その結果、当該ゴム組成物をサイドウォールに適用することにより、耐カット性と低発熱性とを高次に両立できる。

第二の本発明において、カーボンブラック（１）のアグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）は、７９ｎｍ以下、好ましくは６９ｎｍ以下、より好ましくは６３ｎｍ以下である。７９ｎｍを超えると、本発明の効果（特に、貯蔵弾性率の向上効果）が充分に得られない。該Ｄｍｏｄの下限は、特に限定されないが、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは５６ｎｍ以上である。５０ｎｍ未満であると、分散性に劣り、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。

第二の本発明において、カーボンブラック（１）のアグリゲート特性としてＤｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）は、０．７８以上であり、好ましくは０．９０以上、より好ましくは１．０以上、更に好ましくは１．１以上である。０．７８未満であると、本発明の効果（特に、低発熱性の改善効果）が充分に得られない。△Ｄ５０／Ｄｍｏｄの上限は、特に限定されないが、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下である。２．５を超えると、貯蔵弾性率が悪化し、所望の効果が得られないおそれがある。

なお、本明細書において、カーボンブラックのＤｍｏｄ、△Ｄ５０は、以下の方法で測定される値である。
界面活性剤（ＳＩＧＭＡＣＨＥＭＩＣＡＬ社製「ＮＯＮＩＤＥＴＰ−４０」）を加えた２０％エタノール水溶液に精秤したカーボンブラック試料を加えて、カーボンブラック濃度が０．０１重量％の試料液を調製する。この試料液を超音波分散機（超音波工業製「超音波発生装置ＵＳＶ−５００Ｖ」）を用いて、振動数２００ｋＨｚ、出力１００Ｗとして５分間分散処理することにより、カーボンブラックスラリーを調製する。一方、遠心沈降式の粒度分布測定装置（ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製「ＢＩ−ＤＣＰＰＡＲＴＩＣＬＳＩＺＥＲ」）にスピン液（純水）１０ミリリットルを注入し、更にバッファー液（２０ｖｏｌ％エタノール水溶液）１ミリリットルを注入した後、前記調製したカーボンブラックスラリー各１ミリリットルを注入し、回転数８０００ｒｐｍで遠心沈降させることによりストークス相当径を測定し、ストークス相当径に対して相対的な発生頻度のヒストグラムを作製する。ヒストグラムのピーク（Ａ）を通るＹ軸と平行な直線と、ヒストグラムのＸ軸との交点をＣとする。このＣでのストークス直径を最大頻度ストークス相当径（Ｄｍｏｄ）とする。また線分ＡＣの中点をＦとして、Ｆを通りＸ軸に平行な直線Ｇとヒストグラムの分布曲線との２点の交点（Ｄ、Ｅ）を求め、このＤとＥのストークス直径の差の絶対値をストークス相当径半値幅値（分布曲線の半値幅（△Ｄ５０））とする。

カーボンブラック（１）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、好ましくは６０〜１５０ｍ^２／ｇ、より好ましくは８０〜１４５ｍ^２／ｇ、更に好ましくは１００〜１４０ｍ^２／ｇ、特に好ましくは１０５〜１３５ｍ^２／ｇである。ＣＴＡＢが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、ＪＩＳＫ６２１７−３：２００１に準拠して測定される値である。

カーボンブラック（１）のヨウ素吸着量（ＩＡ）（ｍｇ／ｇ）は、好ましくは１００〜４００ｍｇ／ｇ、より好ましくは１１０〜３００ｍｇ／ｇ、更に好ましくは１２０〜２５０ｍｇ／ｇである。ヨウ素吸着量（ＩＡ）が上記範囲内であると、貯蔵弾性率の改善効果がより好適に得られ、本発明の効果がより好適に得られる。

カーボンブラック（１）のヨウ素吸着量（ＩＡ）（ｍｇ／ｇ）に対する臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）の比（ＣＴＡＢ／ＩＡ）は、好ましくは０．８〜１．２ｍ^２／ｍｇ、より好ましくは０．８５〜１．１５ｍ^２／ｍｇ、更に好ましくは０．９〜１．１ｍ^２／ｍｇである。ＣＴＡＢ／ＩＡが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）は、ＪＩＳＫ６２１７−１：２００８に準拠して測定される値である。

ＣＴＡＢ／ＩＡで表される表面活性指標は、カーボンブラックの結晶化度（グラファイト化率）の指標と考えることができる。すなわち、ＣＴＡＢ／ＩＡが高いほど結晶化が進んでいないことを示し、カーボンブラックとゴム成分との相互作用が大きくなる傾向にある。
また、ＣＴＡＢ／ＩＡは、カーボンブラック表面に存在する酸性官能基の量を評価するパラメーターとしても位置づけられる。カーボンブラック表面の酸性官能基は、ゴム成分との相互作用に寄与するが、ＣＴＡＢ／ＩＡが高いほどカーボンブラックの表面に酸性官能基が多く存在していることを示す。従って、ＣＴＡＢ／ＩＡが上記範囲内であると、ゴム成分に対してより顕著な補強効果を奏することができ、本発明の効果がより好適に得られる。

カーボンブラック（１）の２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、好ましくは５０〜１２０ｃｍ^３／１００ｇ、より好ましくは７０〜１２０ｃｍ^３／１００ｇ、更に好ましくは９０〜１１５ｃｍ^３／１００ｇ、特に好ましくは９５〜１１０ｃｍ^３／１００ｇである。２４Ｍ４ＤＢＰが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）は、ＡＳＴＭＤ３４９３−８５ａに準拠して測定される値である。

カーボンブラック（１）は、酸性、中性、塩基性のいずれであってもよいが、ＪＩＳＫ６２２０−１で測定されるｐＨが２．０〜１０．０であることが好ましく、５．５〜９．５であることがより好ましい。カーボンブラック（１）のｐＨが上記範囲内であると、より好適にゴム組成物の機械的強度や貯蔵弾性率を向上でき、本発明の効果がより好適に得られる。

カーボンブラック（１）の製造方法としては、例えば、原料油（原料炭化水素）として、ＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上の原料油を使用する点に特徴がある方法を採用することが好ましい。これにより、上記特性を有するカーボンブラック（１）が好適に得られる。また、この方法によれば、調製した複数のカーボンブラックを混合したり、調製したカーボンブラックに対して表面処理等の後処理を行うことなく、ワンポットで、すなわち、上記原料油を用いてカーボンブラックを調製するだけで、上記特性を有するカーボンブラック（１）を容易に調製できる。

ここで、本明細書において、ＢＭＣＩ値とは、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算される値である。
なお、平均沸点Ｔは、当該原料油について蒸留試験を実施したときに、質量基準でその５０％が溜出したときの温度である。
ＢＭＣＩ＝４８６４０／（Ｔ＋２７３）＋４７３．７Ｄ − ４５６．８

第一の本発明において、原料油のＢＭＣＩ値は、１５０以下であり、好ましくは１４０以下、より好ましくは１３０以下、更に好ましくは１２０以下、特に好ましくは１１０以下である。１５０を超えると、カーボンブラックの粒度分布がシャープとなりすぎ、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。原料油のＢＭＣＩ値の下限は、特に限定されないが、好ましくは９５以上である。９５未満では、歩留まりが悪くなる（充分な量のカーボンブラックが得られない）おそれがある。

第一の本発明において、脂肪族炭化水素比率（原料油１００質量％中の脂肪族炭化水素の含有量）は、３０質量％以上であり、好ましくは４０質量％以上である。３０質量％未満であると、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。脂肪族炭化水素比率の上限は、特に限定されないが、好ましくは６０質量％以下である。６０質量％を超えると、歩留まりが悪くなる（充分な量のカーボンブラックが得られない）おそれがある。

原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素の含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、１００質量％であってもよい。該含有量が上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られるだけではなく、非枯渇資源を原料として上記効果を達成できるため、資源の枯渇や環境にも配慮できる。

上記特性を満たす原料油としては、上記特性を満たすものを単独で使用してもよいし、上記特性を満たすように２種以上を混合したものを使用してもよい。

原料油の具体例としては、例えば、（１）アントラセン等の芳香族炭化水素；クレオソート油等の石炭系炭化水素；ＥＨＥオイル（エチレン製造時の複製油）、ＦＣＣオイル（流動接触分解残渣油）等の石油系重質油からなる群より選択される少なくとも１種と、（２）脂肪族炭化水素との混合原料油が挙げられる。なお、これらは、改質されていてもよい。なかでも、石炭系炭化水素と脂肪族炭化水素との混合原料油が好ましい。

脂肪族炭化水素としては、例えば、プロセスオイルなどに代表される石油系脂肪族炭化水素、及び大豆油、なたね油、パーム油などの脂肪酸に代表される動植物油等を使用することができる。
ここで動植物油とは、魚類肝臓から得られる脂肪油（肝油）やクジラからとれる海獣油のような水産動物油及び牛脂、豚脂などのような陸産動物油のほか、植物の種子、果実、核などから採取される脂肪酸グリセリドを成分とする油脂等を含有する。

なかでも、原料油としては、石炭系炭化水素と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、石炭系炭化水素と動植物油との混合原料油が好ましく、クレオソート油と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、クレオソート油と大豆油との混合原料油がより好ましい。また、脂肪族炭化水素を含むトール油も好適に原料油として用いることができる。なお、上記石炭系炭化水素としては、石炭系芳香族炭化水素が好ましい。

カーボンブラック（１）は、上記原料油を使用する点以外は、公知の製造方法により製造でき、その製造方式は特に限定されないが、具体的には、燃焼ガス中に原料油を噴霧してカーボンブラックを製造する方法が採用されることが好ましく、例えば、ファーネス法やチャンネル法等の従来から公知の方法が用いられる。なかでも、上述の特定のアグリゲート特性が好適に得られるという理由から、以下に示すファーネス法が好ましい。

ファーネス法（オイルファーネス法）は、例えば特開２００４−４３５９８号公報、特開２００４−２７７４４３号公報などのように、反応炉内に高温燃焼ガス流を発生させる燃焼帯域、高温燃焼ガス流に原料炭化水素を導入して原料炭化水素を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止帯域を有する装置を用いるプロセスであって、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、反応炉内への原料油の導入条件、カーボンブラック転化から該反応停止までの時間等の諸条件を制御することによって種々の特性のカーボンブラックを製造することができる。

燃焼帯域では、高温燃焼ガスを形成させるため、酸素含有ガスとして空気、酸素またはそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス、重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼は、燃焼温度が１４００℃〜２０００℃の範囲となるように制御されるのが好ましい。

反応帯域では、燃焼帯域で得られた高温燃焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカーボンブラックに転化させる。好ましくは、ガス流速が１００〜１０００ｍ／ｓの範囲の高温燃焼ガス流に、原料油を１本以上のバーナーにより導入する。原料油は、２本以上のバーナーにより分割し導入することが好ましい。また、反応効率を向上させる為に反応ゾーンに絞り部を設けることが好ましい。絞り部の絞り部径／絞り部上流域径の比は、０．１〜０．８が好ましい。

反応停止帯域では、高温反応ガスを１０００〜８００℃以下に冷却する為、水スプレー等が行われる。原料油を導入してからの反応停止までの時間は２〜１００ｍ秒が好ましい。冷却されたカーボンブラックは、ガスから分離回収された後、造粒、乾燥等の公知のプロセスをとることができる。

カーボンブラック（１）の配合量は、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは１０質量部以上、特に好ましくは１５質量部以上である。１質量部未満では、本発明の効果が充分に得られない傾向がある。また該カーボンブラックの配合量は、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは７０質量部以下、更に好ましくは４０質量部以下である。８０質量部を超えると、低発熱性を担保出来なくなり、更にゴム組成物の加工性も極端に低下する傾向がある。また、貯蔵弾性率も悪化する傾向がある。

本発明では、カーボンブラック（１）と共に、カーボンブラック（１）以外のカーボンブラック（以下においては、カーボンブラック（２）ともいう）を配合してもよい。

カーボンブラック（２）としては、特に限定されず、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられる。

カーボンブラック（２）のチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは５ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上である。５ｍ^２／ｇ未満では、補強効果が小さく、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。また、該カーボンブラック（２）のＮ_２ＳＡは、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１８０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは１００ｍ^２／ｇ以下である。２００ｍ^２／ｇを超えると、分散性が悪く、ヒステリシスロスが増大し低発熱性が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＡＳＴＭＤ４８２０−９３によって求められる。

カーボンブラック（２）のジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、好ましくは５ｍｌ／１００ｇ以上、より好ましくは８０ｍｌ／１００ｇ以上である。５ｍｌ／１００ｇ未満であると、補強効果が小さく、貯蔵弾性率が低下する傾向がある。また、カーボンブラック（２）のＤＢＰは、好ましくは３００ｍｌ／１００ｇ以下、より好ましくは１８０ｍｌ／１００ｇ以下、更に好ましくは１５０ｍｌ／１００ｇ以下である。３００ｍｌ／１００ｇを超えると、分散性が悪く、ヒステリシスロスが増大し低発熱性が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのＤＢＰは、ＡＳＴＭＤ２４１４−９３に準拠して測定される。

カーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１５質量部以上、好ましくは２０質量部以上である。１５質量部未満では、充分な補強性が得られず、貯蔵弾性率、加工性が悪化するおそれがある。また、該カーボンブラックの合計含有量は、８０質量部以下、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。８０質量部を超えると、加工性が低下し、低発熱性、耐久性が低下するおそれがある。

カーボンブラック１００質量％中のカーボンブラック（１）の含有量は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上、更に好ましくは１０質量％以上、特に好ましくは２０質量％以上である。１質量％未満であると、本発明の充分な効果が得られず、貯蔵弾性率と低発熱性を両立することが困難となるおそれがある。該含有量は、１００質量％であってもよいが、他のカーボンブラックと共に使用する場合は８０質量％以下が好ましい。

添加剤としては、公知のものを用いることができ、硫黄などの加硫剤；チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤などの加硫促進剤；ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫活性化剤；有機過酸化物；シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤；シランカップリング剤；伸展油、滑剤などの加工助剤；老化防止剤を例示することができる。

伸展油としては、アロマチック系鉱物油（粘度比重恒数（Ｖ．Ｇ．Ｃ．値）０．９００〜１．０４９）、ナフテン系鉱物油（Ｖ．Ｇ．Ｃ．値０．８５０〜０．８９９）、パラフィン系鉱物油（Ｖ．Ｇ．Ｃ．値０．７９０〜０．８４９）などをあげることができる。伸展油の多環芳香族含有量は、好ましくは３質量％未満であり、より好ましくは１質量％未満である。該多環芳香族含有量は、英国石油学会３４６／９２法に従って測定される。また、伸展油の芳香族系炭化水素（ＣＡ）量は、好ましくは２０質量％以上である。これらの伸展油は、２種以上組み合わされて用いられてもよい。
伸展油の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。また、該含有量は、２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。上記範囲内だと、本発明の効果がより良好に得られる。

加硫促進剤としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのチアゾール系加硫促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系加硫促進剤；ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系加硫促進剤をあげることができる。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜３質量部である。

本発明に係るゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。

本発明に係るゴム組成物は、サイドウォールに好適に使用できる。

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でサイドウォールの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ（重荷重用）、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等として好適に用いられる。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

［カーボンブラック製造設備］
空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径５００ｍｍ、長さ１７５０ｍｍの燃焼帯域、該燃焼帯域に連なっており、周辺から原料ノズルを貫通設置した内径５５ｍｍ、長さ７００ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、クエンチ装置を備えた内径２００ｍｍ、長さ２７００ｍｍの後部反応帯域を順次接合したカーボンブラック製造設備を用いた。
［製造条件］（ファーネス法）
この製造設備を用い、燃料に天然ガスを用い、特性を表１に示した油及び石油系炭化水素を原料油として用い、その他条件として表２に示した各条件によりカーボンブラックを製造した。各製造例により得られたカーボンブラックの歩留まり、各種特性を表２に併せて示した。なお、カーボンブラックの各種特性の測定は、上述の方法により行った。また、製造例２−５、７−１４により得られたカーボンブラックは、上記カーボンブラック（１）に相当する。なお、製造例１２−１４により得られたカーボンブラックについては、歩留まりが悪く、評価を行えるほどのカーボンブラックが得られなかったため、該製造条件における原料油量の値は確認できず、更に、カーボンブラックの各種特性の測定、及び後述するカーボンブラックをゴム組成物に配合する試験は行わなかった。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のウベポールＢＲ１５０Ｂ（シス含有量：９７質量％）
カーボンブラック（１）：製造例１〜１１により得られたカーボンブラック
カーボンブラック（２）：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ５５０（Ｎ_２ＳＡ：４０ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
オイル：ジャパンエナジー（株）製のプロセスオイルＮＣ３００Ｓ（芳香族系炭化水素（ＣＡ）量：２９質量％）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック３Ｃ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：住友化学（株）製のソクシノールＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤２：住友化学（株）製のソクシノールＤ（１，３−ジフェニルグアニジン）

実施例及び比較例
表３、４に示す配合処方に従い、酸化亜鉛、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、５分間、排出温度１６０℃になるまで混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に酸化亜鉛、硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、４分間、１０５℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を所定の形状に押し出し成形し、１７０℃１２分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

得られた未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表３、４に示す。なお、表３の基準比較例を比較例１、表４の基準比較例を比較例２とした。

（粘弾性試験）
作製した加硫ゴム組成物を幅４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ２ｍｍに切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータＶＥＳを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％および動歪２％の条件下で、加硫ゴム組成物の貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδを測定した。基準比較例のＥ’、ｔａｎδをそれぞれ１００とし、各配合のＥ’、ｔａｎδを指数表示（貯蔵弾性率指数、転がり抵抗指数）した。貯蔵弾性率指数が大きいほど、サイドウォール部材に使用した場合、剛性が高く、タイヤの外傷による抵抗性（耐カット性）が優れることを示す。また、転がり抵抗指数が大きいほど、サイドウォール部材に使用した場合、タイヤの低発熱性に優れることを示す。なお、転がり抵抗指数は、指数が９０以上の場合に良好と判断した。

（粘度・加工性）
ＪＩＳＫ６３００−１「未加硫ゴム−物理特性−第１部：ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１３０℃）を測定した。ムーニー粘度に基づき加工性を評価し、３０以上５０未満のものを○、３０未満又は５０以上のものを×とした。○であれば、加工性に優れ、生産性良くタイヤを製造できることを示している。

表３、４より、イソプレン系ゴム及びＢＲを含有し、カーボンブラック（１）を配合した実施例では、良好な加工性が得られ、良好な低発熱性を維持又は改善しつつ、貯蔵弾性率を改善でき、低発熱性、貯蔵弾性率及び加工性の性能バランスを顕著に改善できることが分かった。
また、比較例２、５、６と実施例６との比較により、イソプレン系ゴムのみを含むゴム配合にカーボンブラック（１）を配合した場合や、イソプレン系ゴム及びＢＲを含むゴム配合にカーボンブラック（１）以外のカーボンブラックを配合した場合に比べて、イソプレン系ゴム及びＢＲを含むゴム配合にカーボンブラック（１）を配合した場合に、低発熱性及び貯蔵弾性率の性能バランスにおいて、足し合わせ以上の改善効果（相乗効果）が得られることが分かった。

Claims

サイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記サイドウォールを、イソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製する工程を含み、
前記ゴム組成物中、前記ゴム成分１００質量部に対して、前記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点Ｔ（°Ｃ）及び６０°Ｆの水と比較した際の比重Ｄ（６０／６０°Ｆ）から以下の式で計算されるＢＭＣＩ値が１５０以下、脂肪族炭化水素比率が３０質量％以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。
ＢＭＣＩ＝４８６４０／（Ｔ＋２７３）＋４７３．７Ｄ − ４５６．８
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、ＢＭＣＩ値が９５以上、脂肪族炭化水素比率が６０質量％以下である原料油を使用して得られたカーボンブラックである請求項１に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。
前記原料油に含まれる脂肪族炭化水素１００質量％中、１０質量％以上が動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素である請求項１または２に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。
前記原料油がトール油を含有する請求項１〜３の何れか１項に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、ファーネス法で製造されたカーボンブラックである請求項１〜４の何れか１項に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。
サイドウォールを有する空気入りタイヤであって、
前記サイドウォールはイソプレン系ゴム及びブタジエンゴムを含有するゴム成分と、１種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物を用いて作製されたものであり、
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記カーボンブラックの合計含有量が１５〜８０質量部であり、
前記カーボンブラックのうち少なくとも１種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径（Ｄｍｏｄ）が４３ｎｍ以上、Ｄｍｏｄに対する分布曲線の半値幅（△Ｄ５０）の比（△Ｄ５０／Ｄｍｏｄ）が０．７８〜２．５のカーボンブラックであるサイドウォールを有する空気入りタイヤ。
前記ゴム成分１００質量％中の前記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、前記ブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％である請求項６に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤ。
前記ゴム成分１００質量％中の前記イソプレン系ゴムの含有量が３０〜８０質量％、前記ブタジエンゴムの含有量が２０〜７０質量％である請求項１〜５の何れか１項に記載のサイドウォールを有する空気入りタイヤの製造方法。