WO2016186006A1 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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carbon black
rubber composition
mass
dst
rubber
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健介 土方
綾子 釜堀
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for tires that maintains and improves mechanical properties while reducing heat build-up by blending carbon black having specific colloidal properties.
  • the rolling resistance is smaller and the wear resistance is higher.
  • suppression of heat generation of the rubber composition constituting the pneumatic tire has been performed.
  • 60 ° C. tan ⁇ by dynamic viscoelasticity measurement is used as an index of exothermic property of the rubber composition. The smaller the tan ⁇ (60 ° C.) of the rubber composition, the smaller the exothermic property.
  • the amount of carbon black is reduced, the particle size of carbon black is increased, or silica is added instead of carbon black.
  • a method for reducing the tan ⁇ (60 ° C.) of the rubber composition for example, the amount of carbon black is reduced, the particle size of carbon black is increased, or silica is added instead of carbon black.
  • Such a method has a problem that mechanical properties such as tensile strength at break, tensile elongation at break, and rubber hardness are lowered, and steering stability, wear resistance, and durability are lowered when the tire is formed.
  • Patent Document 1 discloses that a rubber composition has a low heat generation mainly by blending carbon black with adjusted specific surface area (BET specific surface area, CTAB specific surface area, iodine adsorption index IA), DBP structure value, Stokes diameter dst, and the like. It is proposed to make it. However, this rubber composition does not necessarily have sufficient action to ensure mechanical strength and wear resistance, and further improvement has been demanded.
  • cut resistance is a characteristic that makes it difficult for the tire to be damaged when it touches or collides with an obstacle or an external object.
  • Heat generation is the ability to heat the energy applied to the tire by such physical impact. Instead, it is a characteristic that reduces the impact by heating the rubber. For this reason, in order to make the cut resistance of a tire excellent, it is requested
  • the rubber has a low heat generation property, so that the cut resistance and the low heat generation property are in a trade-off relationship.
  • Examples of methods for reducing the heat build-up of the rubber composition include reducing the amount of carbon black added, increasing the particle size of carbon black, and adding silica in place of carbon black.
  • reducing the amount of carbon black added increasing the particle size of carbon black, and adding silica in place of carbon black.
  • such a method has a problem that mechanical properties such as tensile strength at break and rubber hardness are lowered, and cut resistance and wear resistance are lowered when the tire is formed.
  • Patent Document 2 proposes that silica, carbon black, a silane coupling agent, sulfur and a sulfenamide accelerator are blended in a specific ratio with natural rubber in order to reduce the heat build-up of a large vehicle tire. .
  • this rubber composition is not always sufficient in improving the cut resistance. Therefore, further improvement has been demanded so as to achieve both heat resistance and cut resistance.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that maintains and improves mechanical properties and cut resistance while reducing heat build-up by blending carbon black having specific colloidal properties. is there.
  • the rubber composition for a tire of the first aspect of the present invention that achieves the above object has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 90 m 2 / g or less and a compressed DBP absorption amount (24M4) of 95 with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • 24M4 compressed DBP absorption amount
  • the rubber composition for tires for construction vehicles according to the second aspect of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 90 m 2 / g or less and a compressed DBP absorption with respect to 100 parts by mass of diene rubber containing 60% by mass or more of natural rubber.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • an inorganic filler containing carbon black having an amount (24M4) of 95 to 120 ml / 100 g, and a mode diameter Dst (nm) in a Stokes diameter mass distribution curve of the carbon black aggregate and its
  • the ratio ⁇ Dst / Dst of the half-value width ⁇ Dst (nm) is 0.65 or more, and the N 2 SA, (24M4) and Dst satisfy the following formula (1).
  • the tire rubber composition according to the first aspect of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 90 m 2 / g or less, a compressed DBP absorption (24M4) of 95 to 120 ml / 100 g with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. Since the carbon black aggregate has a ratio ⁇ Dst / Dst in the mass distribution curve of Stokes diameter of 0.65 or more and 5 to 120 parts by mass of carbon black satisfying the relationship of the above formula (1) is blended, the rubber composition It is possible to maintain and improve mechanical properties such as tensile strength at break, tensile elongation at break, and rubber hardness, while reducing tan ⁇ (60 ° C.).
  • the Dst of the carbon black is preferably 160 nm or more.
  • the N 2 SA of carbon black is preferably not 50 m 2 / g or more.
  • the pneumatic tire using the rubber composition for a tire of the first aspect of the present invention maintains and improves handling stability, wear resistance, and durability over conventional levels while reducing rolling resistance and improving fuel efficiency. be able to.
  • the rubber composition for tires for construction vehicles according to the second aspect of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 90 m 2 / g or less and a compressed DBP absorption with respect to 100 parts by mass of diene rubber containing 60% by mass or more of natural rubber.
  • the Dst of the carbon black is preferably 160 nm or more.
  • the N 2 SA of carbon black is preferably not 50 m 2 / g or more.
  • silica is preferably added as the inorganic filler, and more than 30 parts by mass of carbon black is preferably added.
  • the pneumatic tire for construction vehicles using the rubber composition for tires for construction vehicles according to the second aspect of the present invention in the tread portion is less than the conventional level while reducing heat generation and suppressing overheating during continuous running. Cut resistance can be improved.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship of (24M4) / Dst against N 2 SA for ASTM grade carbon black.
  • FIG. 2 is an example of a graph showing the relationship of (24M4) / Dst with respect to N 2 SA for carbon black used in the tire rubber composition of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship of (24M4) / Dst to N 2 SA of carbon black used in the examples and comparative examples of the present specification.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in the tire meridian direction illustrating an example of an embodiment of a pneumatic tire.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in the meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic tire for construction vehicles.
  • the rubber composition for tires of the first invention and the rubber composition for tires for construction vehicles of the second invention have a specific nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA and a compressed DBP absorption amount (24M4), and By blending a novel carbon black in which the relationship between the mode diameter Dst and its half-value width ⁇ Dst ratio ⁇ Dst / Dst and Dst / (24M4) and N 2 SA in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate is limited, Deteriorating mechanical properties such as tensile rupture strength, tensile rupture elongation, rubber hardness, wear resistance, and cut resistance while reducing tan ⁇ (60 ° C.) of the rubber composition using carbon black having a large diameter. Absent.
  • the carbon black used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 90 m 2 / g or less.
  • N 2 SA is preferably 87 m 2 / g or less, more preferably 86 m 2 / g or less, and still more preferably 85 m 2 / g or less.
  • N 2 SA is preferably 50 m 2 / g or more, may more preferably 53m 2 / g or more, even more preferably at 55m 2 / g or more.
  • N 2 SA is preferably 50 to 90 m 2 / g, more preferably 55 to 85 m 2 / g. In this specification, N 2 SA of carbon black is measured according to JIS K6217-7.
  • the compressed DBP absorption amount (24M4) of carbon black is 95 to 120 ml / 100 g, preferably 100 to 115 ml / 100 g.
  • tan ⁇ 60 ° C.
  • the compressed DBP absorption exceeds 120 ml / 100 g, the tensile strength at break, tensile elongation at break, and cut resistance deteriorate.
  • workability deteriorates due to an increase in viscosity.
  • the amount of compressed DBP absorption shall be measured using a compressed sample described in Appendix A in accordance with JIS K6217-4.
  • the carbon black used in the present invention has the above-described nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA and compressed DBP absorption (24M4), and also relates to the mode diameter Dst and its half-value width ⁇ Dst in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate. Have the relationship.
  • the ratio ⁇ Dst / Dst of the half-value width ⁇ Dst (nm) of the mass distribution curve to the mode diameter Dst (nm) in the mass distribution curve of Stokes diameter of the carbon black aggregate is 0.65 or more, preferably 0.8. 70 or more. Heat generation can be reduced by setting the ratio ⁇ Dst / Dst to 0.65 or more.
  • the mode diameter Dst in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate refers to the mode diameter of the maximum frequency in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate obtained by centrifugal sedimentation of carbon black.
  • the half-value width ⁇ Dst refers to the distribution width when the frequency is half the maximum point in the aggregate mass distribution curve. In the present invention, Dst and ⁇ Dst are measured in accordance with the method for obtaining the aggregate distribution by JIS K6217-6 disc centrifugal light sedimentation method.
  • the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA, the compressed DBP absorption amount (24M4), and Dst satisfy the following formula (1).
  • Dst is the mode diameter (nm) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate
  • N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g)
  • (24M4) is the compressed DBP absorption (ml / 100 g). is there.)
  • Carbon black has N 2 SA, compression DBP absorption and ratio ⁇ Dst / Dst within the specified range as described above, and (24M4) / Dst and N 2 SA satisfy the above formula (1), thereby providing rubber.
  • Mechanical properties such as tensile strength at break, tensile elongation at break, rubber hardness, wear resistance and cut resistance can be maintained and improved while reducing tan ⁇ (60 ° C.) of the composition.
  • the intercept on the right side of the formula (1) is preferably ⁇ 0.10, more preferably ⁇ 0.12.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between (24M4) / Dst and N 2 SA for an ASTM grade which is a representative carbon black having an ASTM standard number.
  • the horizontal axis represents N 2 SA (m 2 / g)
  • the vertical axis represents (24M4) / Dst (ml / 100 g / nm).
  • (24M4) / Dst of conventional standardized carbon black black is approximately represented by a linear line (dashed line in FIG. 1) with respect to N 2 SA, and its slope is about 0.0093, intercept Is 0.0133.
  • the upper limit of the aggregate characteristic ratio (24M4) / Dst with respect to N 2 SA is limited by the formula (1).
  • This boundary line (primary straight line in which the inequality sign of the formula (1) is equal) is shown by a solid line in FIG.
  • carbon black used in the examples of the present specification is plotted with ⁇ marks.
  • the broken line in FIG. 2 is a linear straight line obtained from ASTM grade carbon black.
  • the carbon black specified by the formula (1) has N 2 SA, compressed DBP absorption (24M4), and ratio ⁇ Dst / Dst in the above-mentioned range, tan ⁇ (60 ° C.) of the rubber composition. It is possible to maintain and improve mechanical properties such as tensile strength at break, tensile elongation at break, rubber hardness, and wear resistance. Moreover, when it is used as a tire, the cut resistance can be made excellent.
  • the Dst of the carbon black used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 160 nm or more, more preferably 165 nm or more, and further preferably 170 nm or more. If Dst is less than 160 nm, the heat generation may be deteriorated.
  • the carbon black having the above-described characteristics is, for example, feedstock introduction conditions in a carbon black production furnace, supply amount of all air, introduction amount of fuel oil and feedstock, reaction time (combustion from the last feedstock introduction position to reaction stoppage)
  • the production conditions such as gas residence time) can be adjusted.
  • both carbon black having the above-described characteristics and other carbon blacks can be used.
  • the ratio for which carbon black which has a specific colloidal characteristic accounts exceeds 50 mass%.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a pneumatic tire using the rubber composition for a tire of the first invention.
  • the pneumatic tire has a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3, a carcass layer 4 is mounted between the left and right bead portions 3 and 3, and both end portions of the pneumatic tire around the bead core 5 from the inside of the tire. It is folded outside.
  • a belt layer 6 is disposed outside the carcass layer 4 in the tire tread portion 1 in the tire radial direction, and a tread rubber 7 is disposed outside the belt layer 6.
  • the pneumatic tire shown in FIG. 4 is an example of a pneumatic tire used for passenger cars, small trucks (light trucks) and the like, but the tire rubber composition of the present invention is not limited to this embodiment. For example, it can be suitably used for heavy duty pneumatic tires such as trucks and buses.
  • the tire rubber composition according to the first aspect of the present invention is used for cords such as rubber, carcass layer, belt layer, belt cover layer and the like constituting cap tread portion, under tread portion, sidewall portion, and bead filler portion of a pneumatic tire. It can be suitably used for covering rubber, a crescent-shaped side reinforcing rubber layer in a run-flat tire, rubber constituting a rim cushion portion, and the like.
  • the tire rubber composition of the first aspect of the present invention can be suitably used for the tread rubber 7 and the sidewall portion 2. Especially, it is good to use for the tread rubber 7. Since the pneumatic tire using the rubber composition of the present invention for these members has low heat generation during running, it can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. At the same time, by improving the mechanical properties of the rubber composition, it is possible to maintain and improve the handling stability, wear resistance, and durability to the conventional level or higher.
  • examples of the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber and the like that are usually used in tire rubber compositions.
  • natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber are preferable.
  • These diene rubbers can be used alone or as any blend.
  • the amount of carbon black is 5 to 120 parts by weight, preferably 20 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of carbon black is less than 5 parts by mass, the tensile breaking strength, rubber hardness, and wear resistance of the rubber composition are deteriorated.
  • the compounding amount of carbon black exceeds 120 parts by mass, tan ⁇ (60 ° C.) increases and tensile elongation at break decreases.
  • the wear resistance deteriorates.
  • the total amount of carbon black is 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
  • the balance between tan ⁇ and mechanical properties of the rubber composition can be adjusted by blending together other carbon blacks.
  • Various additives commonly used in tire rubber compositions such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various inorganic fillers, various oils, anti-aging agents, and plasticizers, for tire rubber compositions
  • vulcanization or crosslinking agents such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various inorganic fillers, various oils, anti-aging agents, and plasticizers
  • a general method to form a rubber composition which can be used for vulcanization or crosslinking.
  • a conventional general amount can be used.
  • the rubber composition for tires of the present invention can be produced by mixing the above components using a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
  • FIG. 5 is an explanatory view illustrating an embodiment of a pneumatic tire for construction vehicles using the rubber composition for tires for construction vehicles of the second aspect of the present invention.
  • the pneumatic tire for a construction vehicle is a large heavy-duty pneumatic tire used for a construction vehicle such as a large dump truck operating in a quarry or a large-scale construction workshop.
  • a pneumatic tire for construction vehicles refers to a large tire that is mounted on a large vehicle on which a load of 2 to 100 tons is applied.
  • the pneumatic tire for construction vehicles includes a tread portion 11, a sidewall portion 12, and a bead portion 13.
  • a carcass layer 14 including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction is mounted between the pair of left and right bead portions 13, 13, and an end portion of the carcass layer 14 is folded around the bead core 15 from the inside of the tire to the outside. It is.
  • a plurality of belt layers 16 are embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 14 in the tread portion 11. These belt layers 16 include a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction, and are arranged so that the reinforcing cords cross each other between the layers. Further, a plurality of belt protective layers 17 are embedded on the outer peripheral side of the belt layer 16. While the belt layer 16 reinforces the tread portion 11, the belt protective layer 17 is provided for the purpose of protecting the belt layer 16. These belt protective layers 17 include a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction, and are arranged so that the reinforcing cords cross each other between the layers.
  • a layer of an under tread 19 is disposed on the outer peripheral side of the belt protective layer 17 in the tread portion 11. Furthermore, the layer of the cap tread 18 is laminated outside the layer of the undertread 19 to form a tread portion.
  • the rubber composition for tires for construction vehicles according to the second aspect of the present invention can be suitably used for rubber constituting a cap tread portion, an under tread portion and a belt cushion portion of a tire for construction vehicles. Particularly preferably, it can be suitably used for a tread portion 11 such as a cap tread 18 or an under tread 19 of a pneumatic tire for construction vehicles. Since the pneumatic tire for construction vehicles using the tire rubber composition for construction vehicles of the present invention for these tire tread portions 11 has less heat generation during traveling, it is suppressed from being overheated and tire durability is increased. Can be improved. At the same time, by improving the cut resistance and rubber hardness of the rubber composition, the wear resistance and durability of the pneumatic tire can be maintained and improved to a level higher than the conventional level.
  • the diene rubber necessarily contains natural rubber.
  • the content of the natural rubber is 60% by mass or more, preferably 65 to 100% by mass in 100% by mass of the diene rubber. If the content of the natural rubber is less than 60% by mass, cut resistance cannot be ensured. Further, the effect of reducing the exothermic property cannot be sufficiently obtained.
  • the rubber composition for tires for construction vehicles according to the second aspect of the present invention can contain a diene rubber other than natural rubber as a diene rubber.
  • diene rubbers include isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Of these, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and halogenated butyl rubber are preferable.
  • These diene rubbers can be used alone or as any blend.
  • the content of the other diene rubber is 40% by mass or less, preferably 0 to 35% by mass in 100% by mass of the diene rubber.
  • an inorganic filler containing carbon black is blended in an amount of 30 to 80 parts by mass, preferably 38 to 78 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
  • the compounding amount of the inorganic filler is less than 30 parts by mass, the cut resistance is insufficient.
  • the compounding quantity of an inorganic filler exceeds 80 mass parts, there exists a possibility that heat_generation
  • the compounding amount of carbon black is preferably more than 30 parts by mass, more preferably more than 30 parts by mass and 75 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the blending amount of carbon black is less than 30 parts by mass, the tensile rupture strength, rubber hardness, and cut resistance of the rubber composition may be deteriorated. On the other hand, if the amount of carbon black exceeds 75 parts by mass, the exothermic property may increase.
  • carbon black having the above-described characteristics and other carbon blacks can be used together.
  • the proportion of carbon black having a specific colloidal characteristic exceeds 50% by mass, and the total amount of carbon black is preferably more than 30 parts by mass and 75 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. .
  • the balance with the exothermic property of a rubber composition, cut resistance, and rubber hardness can be adjusted by mix
  • silica, clay, talc, mica, calcium carbonate or the like can be blended as an inorganic filler other than carbon black.
  • exothermicity can be reduced by blending silica.
  • the compounding amount of silica is 5 to 25 parts by mass, preferably 8 to 23 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. By making the compounding quantity of silica into such a range, the low exothermic property and the cut resistance of the rubber composition can be compatible. If the amount of silica is less than 5 parts by mass, the exothermic property cannot be sufficiently reduced. When the amount of silica exceeds 25 parts by mass, the wear resistance decreases.
  • silica is an optional component. By constituting the inorganic filler with only carbon black or an inorganic filler other than silica, the rubber hardness of the tire rubber composition for construction vehicles can be increased. Such a rubber composition is suitable for constituting the undertread portion.
  • Silica preferably has a nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 250 m 2 / g.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of silica is less than 150 m 2 / g, the reinforcing property for the rubber composition is insufficient and the cut resistance is insufficient.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of silica exceeds 250 m 2 / g, the exothermic property increases. Note that the nitrogen adsorption specific surface area of silica is determined in accordance with ISO 9277.
  • the silica used in the present invention is not limited as long as it has the above-described characteristics, and may be appropriately selected from those manufactured, or may be manufactured to have the above-described characteristics by a normal method. .
  • As the type of silica for example, wet method silica, dry method silica, or surface-treated silica can be used.
  • a silane coupling agent in the rubber composition of the present invention, it is preferable to mix a silane coupling agent with silica, so that the dispersibility of silica can be improved and the reinforcement with the rubber component can be further increased.
  • the silane coupling agent is preferably added in an amount of 3 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass, based on the amount of silica.
  • the compounding quantity of a silane coupling agent is less than 3 mass% of silica mass, the effect which improves the dispersibility of a silica is not fully acquired.
  • silane coupling agents when the compounding quantity of a silane coupling agent exceeds 20 mass%, silane coupling agents will condense and it will become impossible to acquire a desired effect.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • vulcanization or crosslinking agents such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various inorganic fillers, various oils, anti-aging agents, plasticizers, and the like.
  • Various additives can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to obtain a rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used.
  • the rubber composition for tires for construction vehicles of the present invention can be produced by mixing the above components using a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
  • Examples 1 to 4 Eleven types of rubber compositions (Examples 1 to 4, Standard Example 1 and Comparative Examples 1 to 6) were prepared using 11 types of carbon black (CB-1 to CB-11). Of these, three types of carbon black (CB-1 to CB-3) are commercially available grades, and eight types of carbon black (CB-4 to CB-11) are prototypes, and their colloidal characteristics are shown in Table 1. . Further, in FIG. 3, the relationship between (24M4) / Dst and N 2 SA of each of the carbon blacks CB-1 to CB-11 is plotted, and numbers for referring to the respective carbon blacks are attached. In FIG. 3, the solid line is a straight line when the equation (1) is made equal, and the broken line is a primary straight line corresponding to the ASTM grade of carbon black.
  • N 2 SA Nitrogen adsorption specific surface area measured based on JIS K6217-7 24M4: Compressed DBP absorption measured based on JIS K6217-4 (compressed sample)
  • Dst Based on JIS K6217-6 Mode diameter which is the maximum value of the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate by the disc centrifugal light sedimentation method.
  • ⁇ Dst Stokes diameter of the aggregate by the disc centrifugal photoprecipitation method measured based on JIS K6217-6
  • ⁇ Dst / Dst value of ratio ⁇ Dst / Dst • left side of equation (1) (24M4) / calculated value of Dst • right side of equation (1) calculated value of 0.0093 ⁇ N 2 SA ⁇ 0.06
  • carbon blacks CB1 to CB3 represent the following commercial grades, respectively.
  • CB1 Niteron Carbon Corporation Niteron # 200IS, N339 ⁇
  • CB2 Tokai Carbon Co., Ltd. Seest 300
  • carbon blacks CB4 to CB11 were produced by changing the total air supply amount, fuel oil introduction amount, feedstock oil introduction amount, and reaction time as shown in Table 2. .
  • the 11 types of rubber compositions thus obtained were each vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold having a predetermined shape to prepare test pieces.
  • the rubber hardness, tensile properties, and 60 ° C. Evaluation of tan ⁇ was performed.
  • Rubber Hardness Rubber hardness was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A in accordance with JIS K6253 using the obtained test piece. The obtained results are shown in the “Rubber Hardness” column of Table 3 as an index with the value of Standard Example 1 as 100. The larger the index, the smaller the rubber hardness, and the better the steering stability when made into a tire.
  • Tan ⁇ at 60 ° C Based on JIS K6394, the obtained test piece was subjected to a loss tangent tan ⁇ at a temperature of 60 ° C. under the conditions of an initial strain of 10%, an amplitude of ⁇ 2% and a frequency of 20 Hz using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. It was measured.
  • the obtained tan ⁇ results are shown in the column of “tan ⁇ (60 ° C.)” in Table 3 as an index with the value of standard example 1 being 100. The smaller the index of tan ⁇ (60 ° C.), the smaller the heat generation, and the smaller the rolling resistance when the tire is made, the better the fuel efficiency.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon CB1 to CB11 carbon black shown in Table 1 above
  • the rubber composition of Comparative Example 1 has poor rubber hardness because the compressed DBP absorption amount (24M4) of carbon black CB-2 is less than 95 ml / 100 g and does not satisfy the formula (1). .
  • the rubber composition of Comparative Example 3 is inferior in tensile rupture strength and tensile rupture elongation because carbon black CB-4 does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 4 is inferior in tensile strength at break and tensile elongation at break because the compressed DBP absorption amount (24M4) of carbon black CB-9 is less than 95 ml / 100 g and does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 5 is inferior in tensile elongation at break because the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-10 exceeds 90 m 2 / g and does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 6 has a large tan ⁇ (60 ° C.) because the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-11 exceeds 90 m 2 / g.
  • Examples 5-12 23 types of rubber compositions were prepared using 11 types of carbon black (CB-1 to CB-11). Of these, three types of carbon black (CB-1 to CB-3) are commercially available grades, and eight types of carbon black (CB-4 to CB-11) are prototypes, and their colloidal characteristics are shown in Table 1. .
  • the colloidal characteristics, commercial grade names, and production methods in Table 1 are as described above, and a description thereof is omitted.
  • the pneumatic tire for construction vehicles was mounted on a large dump truck, and the internal temperature of the tread after running for a certain time (5 mm on the overhead cover) was measured and indexed. The obtained results are shown in the column of “Heat resistance” in Tables 5 and 6 as an index with the value of standard example 2 being 100. It means that the temperature rise of the pneumatic tire for construction vehicles can be suppressed as the index of heat resistance is smaller.
  • the exothermic resistance index has an allowable range of 101 or less, preferably 98 or less.
  • Cut resistance The obtained pneumatic tire for construction vehicles was attached to a large dump truck, and the size and number of cut scratches when the vehicle was run on an off-road for 1500 hours were visually determined. The obtained results are shown in the “Cut resistance” column of Tables 5 and 6 as an index with the value of Standard Example 2 being 100. The larger the index of cut resistance, the better the cut resistance and the better the tire durability.
  • the cut resistance index has an allowable range of 99 or more, preferably 102 or more.
  • ⁇ NR Natural rubber
  • STR20 -BR Polybutadiene
  • Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon Silica: SOLOSY ZEOSIL 1165MP nitrogen adsorption specific surface area of 165 m 2 / g
  • Coupling agent sulfur-containing silane coupling agent, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide
  • Dexa Si69 CB1 to CB11 carbon black shown in Table 1 above
  • the rubber composition of Comparative Example 7 has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-1 of more than 90 m 2 / g and a compressed DBP absorption (24M4) of less than 95 ml / 100 g. And since it does not satisfy
  • the rubber composition of Comparative Example 8 is inferior in cut resistance because the compressed DBP absorption amount (24M4) of carbon black CB-3 is less than 95 ml / 100 g and does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 9 is inferior in heat resistance and cut resistance because the carbon black CB-4 does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 10 has a cut DBP absorption amount (24M4) of carbon black CB-9 of less than 95 ml / 100 g and does not satisfy the formula (1). Inferior.
  • the rubber composition of Comparative Example 11 has poor heat generation resistance because the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-10 exceeds 90 m 2 / g and does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 12 is inferior in heat resistance because the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-11 exceeds 90 m 2 / g.
  • the rubber composition of Comparative Example 13 is inferior in cut resistance because the content of natural rubber is less than 60% by mass.
  • the rubber composition of Comparative Example 14 is inferior in heat resistance because the amount of carbon black exceeds 80 parts by mass.
  • the rubber composition of Comparative Example 15 is inferior in cut resistance because the blending amount of the inorganic filler containing carbon black is less than 30 parts by mass.
  • Examples 10 to 12 Eight types of tires for construction vehicles (Examples 10 to 12, Standard Example 3, and Comparative Examples 16 to 19) were each set at 160 ° C. in a mold having a predetermined shape. Test pieces were prepared by vulcanization for 20 minutes, and rubber hardness, tan ⁇ at 60 ° C., and tensile strength at break were evaluated by the following methods.
  • Rubber Hardness Rubber hardness was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A in accordance with JIS K6253 using the obtained test piece. The obtained results are shown in the “Rubber Hardness” column of Table 7 as an index with the value of Standard Example 3 as 100. The larger the index, the greater the rubber hardness, and the better the steering stability when made into a tire.
  • Tan ⁇ at 60 ° C Based on JIS K6394, the obtained test piece was subjected to a loss tangent tan ⁇ at a temperature of 60 ° C. under the conditions of an initial strain of 10%, an amplitude of ⁇ 2% and a frequency of 20 Hz using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. It was measured.
  • the obtained tan ⁇ results are shown in the column of “heat resistance” in Table 7 as an index with the value of standard example 3 as 100. The smaller the index of heat resistance, the smaller the heat generation, which means that the overheating state is suppressed when the tire is used for a construction vehicle.
  • the rubber composition of Comparative Example 16 has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-1 of more than 90 m 2 / g and a compressed DBP absorption amount (24M4) of less than 95 ml / 100 g. And since it does not satisfy
  • the rubber composition of Comparative Example 17 has inferior cut resistance because the compressed DBP absorption amount (24M4) of carbon black CB-3 is less than 95 ml / 100 g and does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 18 is inferior in heat resistance and cut resistance because carbon black CB-4 does not satisfy the formula (1).
  • the rubber composition of Comparative Example 19 is inferior in heat resistance because the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black CB-11 exceeds 90 m 2 / g.
  • Tread part 2 Side wall part 3: Bead part 4: Carcass layer 5: Bead core 6: Belt layer 7: Tread rubber 11: Tread part 12: Side wall part 13: Bead part 14: Carcass layer 15: Bead core 16: Belt layer 17: Belt protective layer 18: Cap tread 19: Under tread

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Abstract

特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合して発熱性を低減しながら、機械的特性を維持・向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを５～１２０質量部を配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが次式；（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６を満たすことを特徴とする。

Description

タイヤ用ゴム組成物
　本発明は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら機械的特性を維持・向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
　空気入りタイヤに求められる性能として、操縦安定性が優れることに加えて。転がり抵抗がより小さく、かつ耐摩耗性が高いことが挙げられる。タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくするため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱性を抑制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、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粒径を大きくしたりすること、またカーボンブラックの代わりにシリカを配合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、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性が低下し、タイヤにしたとき操縦安定性、耐摩耗性、耐久性が低下するという問題がある。
　また最近、転がり抵抗を更に小さくしながら耐摩耗性を改良するため、シリカだけでなくカーボンブラックの性能を向上させることが望まれている。
　例えば特許文献１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、機械的強度や耐摩耗性を確保する作用が必ずしも十分ではなく、更なる改良が求められていた。
　一方、採石場や大規模な建設作業場で稼働する大型ダンプなどの建設車両は、重荷重積載の状態で長時間稼働する。このような建設車両に装着される重荷重用大型タイヤは、耐カット性に優れることと共に、発熱性を抑えタイヤが過熱状態になるのを抑制すること（耐発熱性）によりタイヤ故障を防ぐことが要求されている。耐カット性は、タイヤが障害物や外部の物体に接触又は衝突したときタイヤの損傷を起き難くする特性であり、発熱性は、このような物理的な衝撃によりタイヤに負荷されたエネルギーを熱に換えてゴムを発熱させて衝撃を緩和する特性である。このためタイヤの耐カット性を優れたものにするためにはゴムの発熱性が大きいことが求められる。一方、タイヤの過熱及びこれに伴う故障を防ぐためにはゴムの発熱性が小さいことが求められるので、耐カット性と低発熱性とはトレードオフの関係にある。
　ゴム組成物の発熱性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粒径を大きくしたりすること、またカーボンブラックの代わりにシリカを配合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、タイヤにしたとき耐カット性や、耐摩耗性が低下するという問題がある。
　特許文献２は、大型車両タイヤの発熱性を小さくするため、天然ゴムに、シリカ、カーボンブラック、シランカップリング剤、硫黄およびスルフェンアミド促進剤を特定の割合で配合することを提案している。しかし、このゴム組成物では、耐カット性を改良する効果が必ずしも十分ではなかった。したがって耐発熱性および耐カット性を両立するように更なる改良が求められていた。
特表２００４－５１９５５２号公報 国際公開番号ＷＯ２０１０／０７７２３２号
　本発明の目的は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら機械的特性、耐カット性を維持・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第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを５～１２０質量部を配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とする。
　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６　　　（１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
　第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含む無機充填剤を３０～８０質量部配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とする。
　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６　　　（１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
　第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇ、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比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、かつ前記式（１）の関係を満たすカーボンブラックを５～１２０質量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性を維持・向上することができる。
　前記カーボンブラックのＤｓｔは、１６０ｎｍ以上であることが好ましい。またカーボンブラックのＮ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。
　第１の本発明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、従来レベル以上に操縦安定性、耐摩耗性、耐久性を維持・向上することができる。
　第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇ、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比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、かつ前記式（１）の関係を満たすカーボンブラックを含む無機充填剤を３０～８０質量部配合するようにしたので、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、耐カット性を維持・向上することができる。
　第２の本発明において、前記カーボンブラックのＤｓｔは、１６０ｎｍ以上であることが好ましい。またカーボンブラックのＮ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。
　第２の本発明において、前記無機充填剤として、シリカを５～２５質量部配合することが好ましく、また前記カーボンブラックを３０質量部超配合することが好ましい。
　第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用した建設車両向け空気入りタイヤは、発熱性を小さくし連続走行時に過熱状態になるのを抑制しながら、従来レベル以上に耐カット性を向上することができる。
図１は、ＡＳＴＭグレードのカーボンブラックについて、Ｎ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフである。 図２は、本発明のタイヤ用ゴム組成物で使用するカーボンブラックについて、Ｎ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフの一例である。 図３は、本明細書の実施例および比較例で使用したカーボンブラックのＮ2ＳＡに対する（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの関係を示すグラフである。 図４は、空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図５は、建設車両向け空気入りタイヤの実施形態の一例を示す子午線方向の断面図である。
　第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物および第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物では、特定の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ及び圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）を有し、かつ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およびその半値幅ΔＤｓｔの比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔ並びにＤｓｔ／（２４Ｍ４）とＮ2ＳＡとの関係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、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性、耐カット性などの機械的特性を悪化させることがない。
　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９０ｍ2／ｇ以下である。Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ2ＳＡは、好ましくは８７ｍ2／ｇ以下、より好ましくは８６ｍ2／ｇ以下、さらに好ましくは８５ｍ2／ｇ以下であるとよい。Ｎ2ＳＡは、好ましくは５０ｍ2／ｇ以上、より好ましくは５３ｍ2／ｇ以上、さらに好ましくは５５ｍ2／ｇ以上であるとよい。Ｎ2ＳＡは、好ましくは５０～９０ｍ2／ｇ、より好ましくは５５～８５ｍ2／ｇであるとよい。本明細書においてカーボンブラックのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－７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圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）は、９５～１２０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１００～１１５ｍｌ／１００ｇである。圧縮ＤＢＰ吸収量が９５ｍｌ／１００ｇ未満であるとｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、耐摩耗性が低下する。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。圧縮ＤＢＰ吸収量が１２０ｍｌ／１００ｇを超えると、引張り破断強度、引張り破断伸び、および耐カット性が悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。圧縮ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－４に準拠し附属書Ａに記載された圧縮試料を用い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、上述した窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡおよび圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）を有すると共に、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およびその半値幅ΔＤｓｔに関し以下の関係を有する。
　本発明において、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（ｎｍ）に対する前記質量分布曲線の半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、好ましくは０．７０以上である。比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを０．６５以上にすることにより、発熱を小さくすることができる。本明細書において、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。また半値幅ΔＤｓｔは凝集体質量分布曲線において、その頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅をいう。本発明において、ＤｓｔおよびΔＤｓｔ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。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たす。
　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６　　　（１）
（ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
　カーボンブラックが上述した特定された範囲内のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有し、かつ（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡが前記式（１）を満たすことにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性および耐カット性などの機械的特性を維持・向上することができる。前記式（１）の右辺の切片は、好ましくは－０．１０、より好ましくは－０．１２であるとよい。
　図１は、ＡＳＴＭ規格番号を有する代表的なカーボンブラックであるＡＳＴＭグレードについて、その（２４Ｍ４）／ＤｓｔとＮ2ＳＡの関係を示すグラフである。図１において、横軸はＮ2ＳＡ（ｍ2／ｇ）、縦軸は（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ（ｍｌ／１００ｇ／ｎｍ）である。図１に示す通り、従来の規格化されたカーボンブラックブラックの（２４Ｍ４）／ＤｓｔはＮ2ＳＡに対し概ね１次直線（図１の破線）で表され、その傾きは約０．００９３、切片は０．０１３３である。
　これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、Ｎ2ＳＡに対し、アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの上限が、前記式（１）により制限されている。この境界線（前記式（１）の不等号を等号にした一次直線）を図２に実線で記載した。また本願明細書の実施例で使用するカーボンブラックを○印でプロットした。なお図２の破線はＡＳＴＭグレードのカーボンブラックブラックから求められた１次直線である。アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡがこの関係を満たすことにより、引張り破断強度および引張り破断伸びを優れたものにすることができる。
　本発明において、前記式（１）で特定されるカーボンブラックは、上述した範囲のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有するとき、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上することができる。またタイヤにしたとき耐カット性を優れたものにすることができる。
　本発明で使用するカーボンブラックのＤｓｔは、特に制限されるものではないが、好ましくは１６０ｎｍ以上、より好ましくは１６５ｎｍ以上、さらに好ましくは１７０ｎｍ以上であるとよい。Ｄｓｔが１６０ｎｍ未満であると、発熱が悪化する虞がある。
　上述した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、全空気の供給量、燃料油及び原料油の導入量、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、カーボンブラックとしては、上述した特性を有するカーボンブラックと、その他のカーボンブラックを共に使用することができる。このとき、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックが占める割合が５０質量％を超えるものとする。その他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物のｔａｎδと機械的特性とのバランスを調整することができる。
　図４は、第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態を例示するものである。空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、左右のビード部３，３間にカーカス層４が装架され、その両端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ径方向外側にはベルト層６が配置され、このベルト層６の外側にトレッドゴム７が配置される。なお、図４に示された空気入りタイヤは、乗用車や小型トラック（ライトトラック）などに使用される空気入りタイヤの一例であるが、本発明のタイヤ用ゴム組成物はこの実施形態のほか、例えばトラック、バスなどの重荷重用空気入りタイヤにも好適に使用することができる。
　第１の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、ビードフィラー部を構成するゴム、カーカス層、ベルト層、ベルトカバー層などのコード用被覆ゴム、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、リムクッション部を構成するゴムなどに好適に使用することができる。第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物は、トレッドゴム７やサイドウォール部２に、好適に使用することができる。なかでもトレッドゴム７に使用するとよい。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、ゴム組成物の機械的特性の改良により、操縦安定性、耐摩耗性、耐久性を従来レベル以上に維持・向上することができる。
　第１の本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられる天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、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、ブタジエンゴム、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。
　タイヤ用ゴム組成物において、カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し５～１２０質量部、好ましくは２０～１００質量部にする。カーボンブラックの配合量が５質量部未満であると、ゴム組成物の引張り破断強度、ゴム硬度、耐摩耗性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が１２０質量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下する。また耐摩耗性が却って悪化する。また、上述した特性を有するカーボンブラックおよびその他のカーボンブラックを共に使用するときカーボンブラックの合計をジエン系ゴム１００質量部に対し、５～１２０質量部にする。このようにその他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物のｔａｎδと機械的特性とのバランスを調整することができる。
　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。
　図５は、第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物を使用した建設車両用空気入りタイヤの実施形態を例示する説明図である。なお本明細書において、建設車両用空気入りタイヤは、採石場や大規模な建設作業場で稼働する大型ダンプなどの建設車両に用いられる大型の重荷重用空気入りタイヤである。さらに建設車両用空気入りタイヤは、１本あたり２トンから１００トンの荷重がかかる大型車両に装着される大型タイヤをいうものとする。
　図５において、建設車両用空気入りタイヤは、トレッド部１１、サイドウォール部１２、ビード部１３からなる。左右一対のビード部１３，１３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層１４が装架され、そのカーカス層１４の端部がビードコア１５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。
　トレッド部１１におけるカーカス層１４の外周側には複数層のベルト層１６が埋設されている。これらベルト層１６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層１６の外周側には複数層のベルト保護層１７が埋設されている。ベルト層１６がトレッド部１１を補強するのに対して、ベルト保護層１７はベルト層１６を保護する目的で配設されている。これらベルト保護層１７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。
　トレッド部１１におけるベルト保護層１７の外周側には、アンダートレッド１９の層が配置されている。さらにアンダートレッド１９の層の外側にキャップトレッド１８の層が積層されトレッド部を形成する。第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、建設車両向けタイヤのキャップトレッド部、アンダートレッド部、ベルトクッション部を構成するゴムなどに好適に使用することができる。特に好ましくは建設車両向け空気入りタイヤのキャップトレッド１８、アンダートレッド１９などのトレッド部１１に好適に用いることができる。これらのタイヤトレッド部１１に本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物を使用した建設車両向け空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、過熱状態になるのを抑制し、タイヤ耐久性を改良することができる。同時に、ゴム組成物の耐カット性およびゴム硬度の改良により、空気入りタイヤの耐摩耗性、耐久性を従来レベル以上に維持・向上することができる。
　第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムを必ず含む。天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、６０質量％以上、好ましくは６５～１００質量％である。天然ゴムの含有量が６０質量％未満であると耐カット性を確保することができない。また発熱性を小さくする効果も十分には得られない。
　第２の本発明の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムとして天然ゴム以外の他のジエン系ゴムを配合することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、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、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。なかでもイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムがよい。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。他のジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、４０質量％以下、好ましくは０～３５質量％である。
　第２の本発明のゴム組成物において、カーボンブラックを含む無機充填剤を、ジエン系ゴム１００質量部に対し３０～８０質量部、好ましくは３８～７８質量部配合する。無機充填剤の配合量が３０質量部未満であると、耐カット性が不足する。また無機充填剤の配合量が８０質量部を超えると、発熱性が過大になり連続走行時に過熱状態になる虞がある。
　カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し好ましくは３０質量部超、より好ましくは３０質量部を超え７５質量部以下にするとよい。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、ゴム組成物の引張り破断強度、ゴム硬度、耐カット性が悪化する虞がある。またカーボンブラックの配合量が７５質量部を超えると、発熱性が大きくなる虞がある。
　カーボンブラックとしては、上述した特性を有するカーボンブラックと、その他のカーボンブラックを共に使用することができる。このとき、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックが占める割合が５０質量％を超えるものとし、カーボンブラックの合計をジエン系ゴム１００質量部に対し、好ましくは３０質量部超、７５質量部以下にする。このようにその他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物の発熱性と、耐カット性およびゴム硬度とのバランスを調整することができる。
　第２の本発明では、カーボンブラック以外の無機充填剤として、シリカ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等を配合することができる。とりわけシリカを配合することにより、発熱性を小さくすることができる。
　シリカの配合量はジエン系ゴム１００質量部に対し５～２５質量部、好ましくは８～２３質量部である。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、耐カット性を両立することができる。シリカの配合量が５質量部未満であると発熱性を十分に小さくすることができない。シリカの配合量が２５質量部を超えると耐摩耗性が低下する。なお本発明においてシリカは任意成分である。無機充填剤をカーボンブラックのみ、またはシリカ以外の無機充填剤で構成することにより、建設車両向けタイヤ用ゴム組成物のゴム硬度を高くすることができる。このようなゴム組成物は、アンダートレッド部を構成するのに好適である。
　シリカとしては窒素吸着比表面積が好ましくは１５０～２５０ｍ2／ｇにするとよい。シリカの窒素吸着比表面積が１５０ｍ2／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耐カット性が不足する。またシリカの窒素吸着比表面積が２５０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなる。なおシリカの窒素吸着比表面積は、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、シリカと共にシランカップリング剤を配合することが好ましく、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は、シリカ配合量に対して好ましくは３～２０質量％、より好ましくは５～１５質量％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質量の３質量％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質量％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。
　建設車両向け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。本発明の建設車両向け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。
　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。
　　　実施例１～４
　１１種類のカーボンブラック（ＣＢ－１～ＣＢ－１１）を使用して１１種類のゴム組成物（実施例１～４、標準例１、比較例１～６）を調製した。このうち３種類のカーボンブラック（ＣＢ－１～ＣＢ－３）は市販グレード、８種類のカーボンブラック（ＣＢ－４～ＣＢ－１１）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。また図３において、各カーボンブラックＣＢ－１～ＣＢ－１１の（２４Ｍ４）／ＤｓｔとＮ2ＳＡの関係をプロットすると共に、それぞれのカーボンブラックを参照する番号を付した。なお図３において実線は式（１）を等号にしたときの直線、破線はカーボンブラックのＡＳＴＭグレードに相当する１次直線である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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　Ｋ６２１７－７に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・２４Ｍ４：ＪＩＳ　Ｋ６２１７－４（圧縮試料）に基づいて測定された圧縮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
・△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）
・△Ｄｓｔ／Ｄｓｔ：比△Ｄｓｔ／Ｄｓｔの値
・式（１）の左辺　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの計算値
・式（１）の右辺　０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６の計算値
・式（１）の成否：左辺＜右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
　また表１において、カーボンブラックＣＢ１～ＣＢ３は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・ＣＢ１：新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＳ、Ｎ３３９
・ＣＢ２：東海カーボン社製シースト３００、Ｎ３２６
・ＣＢ３：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ、Ｎ５５０
　　　カーボンブラックＣＢ４～ＣＢ１１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、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ４～ＣＢ１１を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　　　タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
　上述した１１種類のカーボンブラック（ＣＢ１～ＣＢ１１）を用いて、表４の配合剤を共通に添加した、表３に示す配合からなる１１種類のゴム組成物（実施例１～４、標準例１、比較例１～６）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４に記載の配合剤の量は、表３に記載のＳＢＲ１００質量部に対する質量部で記載した。
　得られた１１種類のゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法によりゴム硬度、引張り特性、および６０℃のｔａｎδの評価を行った。
　　　ゴム硬度
　ゴム硬度は、得られた試験片を用いてＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、標準例１の値を１００とする指数として表３の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が小さく、タイヤにしたとき操縦安定性が優れることを意味する。
　　　引張り特性
　得られた試験片から、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片（厚さ２ｍｍ）を打ち抜き、温度２０℃、５００ｍｍ／分の引張り速度で試験を行い、引張り破断強度および引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、標準例１のそれぞれの値を１００とする指数として表３の「引張り破断強度」および「引張り破断伸び」の欄に示した。これら指数が大きいほど引張り破断強度及び引張り破断伸びが大きく機械的特性が優れることを意味する。
　　　６０℃のｔａｎδ
　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ｔａｎδの結果は、標準例１の値を１００とする指数として表３の「ｔａｎδ（６０℃）」の欄に示した。ｔａｎδ（６０℃）の指数が小さいほど発熱性が小さく、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　１５０２
・ＣＢ１～ＣＢ１１：上述した表１に示したカーボンブラック
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・オイル：昭和シェル石油株式会社製エキストラクト４号Ｓ
・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から明らかなように実施例１～４のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸びおよびｔａｎδ（６０℃）が従来レベル以上に維持・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ＣＢ－２の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、ゴム硬度が劣る。
　比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－３の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、ゴム硬度、引張り破断強度、および引張り破断伸びが劣る。
　比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－４が式（１）を満たさないため、引張り破断強度、および引張り破断伸びが劣る。
　比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－９の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、引張り破断強度、および引張り破断伸びが劣る。
　比較例５のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１０の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、かつ式（１）を満たさないため、引張り破断伸びが劣る。
　　比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えるので、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。
　　実施例５～１２
　１１種類のカーボンブラック（ＣＢ－１～ＣＢ－１１）を使用して２３種類のゴム組成物（実施例５～１２、標準例２，３、比較例７～１９）を調製した。このうち３種類のカーボンブラック（ＣＢ－１～ＣＢ－３）は市販グレード、８種類のカーボンブラック（ＣＢ－４～ＣＢ－１１）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におけるコロイダル特性、市販グレード名および製造方法は前述の通りであり、説明を省略する。
　　　タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
　上述した１１種類のカーボンブラック（ＣＢ１～ＣＢ１１）を用いて、表８の配合剤を共通に添加した、表５，６，７に示す配合からなる２３種類のゴム組成物（実施例５～１２、標準例２，３、比較例７～１９）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、混合し建設車両向けタイヤ用ゴム組成物を得た。なお、表８に記載の配合剤の量は、表５～７に記載のジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で記載した。
　上記で得られたゴム組成物のうち、１５種類の建設車両向けタイヤ用（実施例５～９、標準例２、比較例７～１５）をキャップトレッドに使用して、タイヤサイズ２７００Ｒ４９の建設車両用空気入りタイヤを製造した。製造された１５種類の建設車両用空気入りタイヤを使用し、以下の方法で発熱性及び耐カット性の試験を行った。
　　　発熱性
　得られた建設車両用空気入りタイヤを大型ダンプに装着して、一定時間走行後のトレッド内部温度（オーバーヘッドカバー上５ｍｍ）を測定、指数化した。得られた結果は、標準例２の値を１００とする指数として表５，６の「耐発熱性」の欄に示した。耐発熱性の指数が小さいほど建設車両用空気入りタイヤの温度上昇を抑制することができることを意味する。なお耐発熱性の指数は、許容範囲が１０１以下、好ましくは９８以下であるとよい。
　　　耐カット性
　得られた建設車両用空気入りタイヤを大型ダンプに装着して、オフロードを１５００時間走行した時のカットキズの大小・数を目視で判定した。得られた結果は、標準例２の値を１００とする指数として表５，６の「耐カット性」の欄に示した。耐カット性の指数が大きいほど耐カット性が優れ、タイヤ耐久性が優れることを意味する。なお耐カット性の指数は、許容範囲が９９以上、好ましくは１０２以上であるとよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表５，６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、ＳＴＲ２０
・ＢＲ：ポリブタジエン、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２２０
・シリカ：ＳＯＬＶＡＹ社製ＺＥＯＳＩＬ　１１６５ＭＰ、窒素吸着比表面積が１６５ｍ2/ｇ
・カップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、デクサ社製Ｓｉ６９
・ＣＢ１～ＣＢ１１：上述した表１に示したカーボンブラック
　表５，６から明らかなように実施例５～９の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、耐カット性および耐発熱性が従来レベル以上に維持・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７のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐発熱性が劣る。
　比較例８のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－３の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐カット性が劣る。
　比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－４が式（１）を満たさないため、耐発熱性、耐カット性が劣る。
　表６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ＣＢ－９の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐カット性が劣る。
　比較例１１のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１０の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、かつ式（１）を満たさないため、耐発熱性が劣る。
　比較例１２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えるので、耐発熱性が劣る。
　比較例１３のゴム組成物は、天然ゴムの含有量が６０質量％未満であるので、耐カット性が劣る。
　比較例１４のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が８０質量部を超えるので、耐発熱性が劣る。
　比較例１５のゴム組成物は、カーボンブラックを含む無機充填剤の配合量が３０質量部未満であるので、耐カット性が劣る。
　上記で得られたゴム組成物のうち、８種類の建設車両向けタイヤ用（実施例１０～１２、標準例３、比較例１６～１９）を、それぞれ所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法によりゴム硬度、６０℃のｔａｎδおよび引張り破断強度の評価を行った。
　　　ゴム硬度
　ゴム硬度は、得られた試験片を用いてＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、標準例３の値を１００とする指数として表７の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が大きく、タイヤにしたとき操縦安定性が優れることを意味する。
　　　６０℃のｔａｎδ
　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ｔａｎδの結果は、標準例３の値を１００とする指数として表７の「耐発熱性」の欄に示した。耐発熱性の指数が小さいほど発熱性が小さく、建設車両用タイヤにしたとき過熱状態になるのを抑制することを意味する。
　　　引張り破断強度
　得られた試験片を使用し、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠して、ダンベルＪＩＳ３号形試験片を作製し、室温（２０℃）で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの引張り破断強度を測定した。得られた結果は、標準例３の値を１００にする指数として表７の「耐カット性」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張破断強度が強く耐カット性が優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・加硫促進剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ　ＣＢＳ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄（硫黄の含有量９５．２４重量％）
　表７から明らかなように実施例１０～１２の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物は、ゴム硬度、耐カット性および耐発熱性が従来レベル以上に維持・向上することが確認された。これらのゴム組成物は、建設車両用タイヤのアンダートレッド部を構成するのに好適である。
　表７から明らかなように、比較例１６のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐発熱性が劣る。
　比較例１７のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－３の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、耐カット性が劣る。
　比較例１８のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－４が式（１）を満たさないため、耐発熱性、耐カット性が劣る。
　比較例１９のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ－１１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えるので、耐発熱性が劣る。
　１：トレッド部
　２：サイドウォール部
　３：ビード部
　４：カーカス層
　５：ビードコア
　６：ベルト層
　７：トレッドゴム
１１：トレッド部
１２：サイドウォール部
１３：ビード部
１４：カーカス層
１５：ビードコア
１６：ベルト層
１７：ベルト保護層
１８：キャップトレッド
１９：アンダートレッド

Claims (10)

  1. 　ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを５～１２０質量部を配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
    　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６　　　（１）
    （ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
  2. 　前記Ｄｓｔが、１６０ｎｍ以上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Ｎ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  4. 　請求項１，２または３に記載のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
  5. 　天然ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５～１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含む無機充填剤を３０～８０質量部配合すると共に、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（ｎｍ）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たすことを特徴とする建設車両向けタイヤ用ゴム組成物。
    　（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ－０．０６　　　（１）
    （ただし、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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
  6. 　前記Ｄｓｔが、１６０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物。
  7. 　前記Ｎ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする請求項５または６に記載の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物。
  8. 　前記無機充填剤として、シリカを５～２５質量部配合したことを特徴とする請求項５，６または７に記載の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物。
  9. 　前記カーボンブラックを３０質量部超配合したことを特徴とする請求項５～８のいずれかに記載の建設車両向けタイヤ用ゴム組成物。
  10. 　請求項５～９のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用した建設車両向け空気入りタイヤ。
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