ゴム組成物及び空気入りタイヤ
【課題】低発熱性を改善することができるゴム組成物を提供する。
【解決手段】化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるゴム組成物である。また、該ゴム組成物を少なくとも一部に使用してなる空気入りタイヤである。ジアミン化合物をカーボンブラックに事前に表面処理しておくことで、比較的小粒径のカーボンブラックにおいても、加硫ゴムのヒステリシスロスを低減して低発熱性を改善することができ、また、耐スコーチ性も改善することができる。
【解決手段】化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるゴム組成物である。また、該ゴム組成物を少なくとも一部に使用してなる空気入りタイヤである。ジアミン化合物をカーボンブラックに事前に表面処理しておくことで、比較的小粒径のカーボンブラックにおいても、加硫ゴムのヒステリシスロスを低減して低発熱性を改善することができ、また、耐スコーチ性も改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関し、また、該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の低燃費化の要求は近年ますます高まり、タイヤについても低燃費化が求められている。タイヤの低燃費化には、使用するゴム組成物の発熱性が関係することが知られており、ゴム組成物のヒステリシスロスを低減すること、すなわち、損失係数（ｔａｎδ）を低く抑えることが、低燃費化には効果的である。
【０００３】
このことに関連して、下記特許文献１には、エポキシ基を含有するジエン系ゴムに、ヘキサメチレンジアミンなどのアミン化合物と、窒素吸着比表面積が５０〜２５０ｍ２／ｇであるカーボンブラックを配合してなるゴム組成物が開示されている。この文献では、エポキシ基を含有するジエン系ゴムにアミン化合物を併用することで、ウェットグリップ性と低燃費性の双方を改善できるが、エポキシ基を有しないジエン系ゴムにアミン化合物を添加したのでは、高温域でのｔａｎδが大きくなって低燃費性が悪化すると開示されている。
【０００４】
なお、ジアミン化合物であるヘキサメチレンジアミンは、一般に、フッ素ゴムや、アクリルゴム、塩素化ポリエチレンなどのポリメチレン型の飽和主鎖を持つゴムに対する加硫剤として使用されているが、これらはカーボンブラックの分散性向上に寄与するものではない。
【０００５】
一方、下記特許文献２には、化学変性されていないジエン系ゴムをゴム成分として、該ゴム成分に、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下であるジアミン化合物と、窒素吸着比表面積が２０〜８０ｍ２／ｇであるカーボンブラックとを配合してなるゴム組成物が開示されている。この文献によれば、上記特定の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックを使用した配合系において、特定の溶解度パラメーター（ＳＰ値）を持つジアミン化合物を添加することにより、カーボンブラックの分散性が向上して、低発熱性を改善することができる。しかしながら、この文献では、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇを超える小粒径のカーボンブラックは、ジアミン化合物の添加による低発熱性の改善効果は得られず、却って悪化すると記載されており、より小粒径で補強性の高いカーボンブラックにおいて低発熱性の改善効果を発揮することができなかった。
【０００６】
他方、下記特許文献３には、窒素吸着比表面積が１３０ｍ２／ｇ以上のカーボンブラックにアミン系やキノリン系の化合物を付加させてなる表面処理カーボンブラックを、ジエン系ゴムからなるゴム成分に配合することにより、分散性を改良することが開示されている。しかしながら、この文献は、窒素吸着比表面積が１３０ｍ２／ｇ以上である極めて小粒径のカーボンブラックを対象とするだけでなく、アミン系化合物としても、ｐ−フェニレンジアミン系化合物やナフチルアミン系化合物などの一般に老化防止剤として汎用されているものが用いられており、上記特定の溶解度パラメーターを持つジアミン系化合物も開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−２１７８５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１６９８４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように特許文献２には、化学変性されていないジエン系ゴムに溶解度パラメーターが１０以下のジアミン化合物を配合することにより、カーボンブラックの分散性を向上させて低発熱性を改善できることが開示されているが、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下である比較的大粒径のカーボンブラックでないと低発熱性の改善効果は得られないと考えられていた。しかしながら、ゴム組成物の用途によっては、より小粒径で補強性の高いカーボンブラックを用いることが要求される場合があり、その場合に特許文献２に開示の技術では十分に応えることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、より小粒径のカーボンブラックを用いる場合であっても、低発熱性を改善することができるゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の点に鑑み鋭意検討していく中で、特定のジアミン化合物をカーボンブラックの表面に予め均一に反応させておくことにより、上記特許文献２の開示内容に反し予想外にも、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇを超える比較的小粒径のカーボンブラックにおいて、加硫ゴムのヒステリシスロスを低減して低発熱性を改善することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係るゴム組成物は、化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるものである。また、本発明に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物を少なくとも一部に使用してなるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るゴム組成物であると、上記のようにジアミン化合物をカーボンブラックの表面に予め処理してなる表面処理カーボンブラックを用いることにより、ゴム組成物の低発熱性を改善することができる。また、耐スコーチ性も改善することができ、アミン系化合物を用いることによる加工性の悪化を抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係るゴム組成物において、ゴム成分としては、化学変性されていないジエン系ゴムが用いられる。化学変性されていないジエン系ゴムを用いた場合でも、低発熱性を改善することができるので、汎用のジエン系ゴムの使用により低コスト化を図ることができる。
【００１５】
化学変性されていないジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴムなどの、ヘテロ原子含有の極性基を有しない各種ジエン系ゴムが挙げられる。好ましくは、ゴム成分は、天然ゴムを主成分とすることであり、すなわち、ゴム成分は、未変性の天然ゴム単独、又は、未変性の天然ゴム５０質量％以上と、他の未変性のジエン系ゴム（好ましくは、未変性のブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴム）５０質量％以下からなることが好ましい。
【００１６】
本実施形態に係るゴム組成物には、特定の比表面積を持つカーボンブラックを特定のＳＰ値を持つジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックが配合される。これによりカーボンブラックの表面にジアミン化合物を効果的に反応させることができ、該ジアミン化合物によりジエン系ゴムとの相溶性を改善させて、ゴム組成物中でのカーボンブラックの分散性を向上することができ、低発熱性を改善することができる。また、ジアミン化合物を予め表面処理しておくことにより、ゴム混合時に塩基性が高くなるのを抑えて耐スコーチ性を改善することができ、加工性の悪化を抑えることができる。
【００１７】
表面処理の対象となるカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０ｍ２／ｇを超え、かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックが用いられ、このような比較的小粒径のカーボンブラックを用いることを特徴とする。上記のように従来技術では、ジアミン化合物の添加による低発熱性改善のためにはカーボンブラックの窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下であることが必要とされていたが、本実施形態では、表面処理することによって、より小粒径のカーボンブラックにおいても低発熱性の改善効果が得られるようにした点に特徴がある。窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下のものでは、事前に表面処理しなくても低発熱性の改善効果が得られ、事前に表面処理することによる低発熱性の改善効果は小さい。一方、窒素吸着比表面積が１２０ｍ２／ｇを超えるものでは、事前に表面処理しても低発熱性の改善効果はほとんど得られない。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、より好ましくは９０ｍ２／ｇ以上１２０ｍ２／ｇ以下である。ここで、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準じて測定される値である。
【００１８】
カーボンブラックに表面処理するジアミン化合物としては、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物が用いられる。ジアミン化合物は、そのアミノ基がカーボンブラックの表面に存在するカルボキシル基などの官能基と反応することにより、カーボンブラックと結合する。また、そのＳＰ値が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下であり、ＳＰ値が８〜９（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2程度である上記ジエン系ゴムに近い値を持つことから、該ジエン系ゴムとの相溶性に優れる。そのため、ゴム組成物中でのカーボンブラックの分散性を向上して低発熱性を改善することができる。ジアミン化合物のＳＰ値は、９〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2であることが好ましく、より好ましくは９．００〜９．８０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2である。ここで、ＳＰ値は、向井淳二、金城徳幸著「技術者のための実学高分子」（講談社、１９８１年１０月１日発行）の７１〜７７頁に記載の方法により算出される値であり、特には、同文献に記載のＦｅｄｏｒｓの式により算出される２５℃における値δ［（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2］である。なお、１（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2＝２．０５（ＭＪ／ｍ３）1/2であり、そのため、ＳＰ値が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下とは２０．５（ＭＪ／ｍ３）1/2以下を意味する。
【００１９】
このようなＳＰ値を持つジアミン化合物としては、下記一般式（１）で表されるジアミノアルカンが好ましく用いられる。このように２つのアミノ基がともにアルキル基などで置換されていない非置換のアミノ基を持つジアミノアルカンを用いることにより、カーボンブラック表面のカルボキシル基などの官能基との反応性が高く、低発熱性により優れる。
【００２０】
Ｈ２Ｎ−Ｒ−ＮＨ２ …（１）
式中、Ｒは、アルキレン基であり、好ましくは炭素数６〜１４のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数７〜１２のアルキレン基である。アルキレン基は直鎖状でも分岐していてもよいが、好ましくは直鎖状であり、その両末端にアミノ基を有するものである。
【００２１】
このようなジアミン化合物の具体例としては、１，１２−ジアミノドデカン（ＳＰ値＝９．３４（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，１１−ジアミノウンデカン（ＳＰ値＝９．３９（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，１０−ジアミノデカン（ＳＰ値＝９．４６（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，９−ジアミノノナン（ＳＰ値＝９．５３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，８−ジアミノオクタン（ＳＰ値＝９．６２（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、及び１，７−ジアミノヘプタン（ＳＰ値＝９．７３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）などが好ましいものとして挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２２】
ジアミン化合物をカーボンブラックに表面処理する方法については、特に限定されず、例えば、ミキサーやブレンダー中で、カーボンブラックを攪拌し流動させながら、ジアミン化合物を添加し加熱混合することにより、カーボンブラックにジアミン化合物を付加反応させて表面処理カーボンブラックが得られる。その際、ジアミン化合物は、そのまま添加してもよいが、水溶液や有機溶剤に溶解させた溶液の状態で添加してもよく、その場合、反応後に加熱乾燥することにより水分又は溶剤を除去することができる。
【００２３】
上記表面処理カーボンブラックにおいて、ジアミン化合物の使用量（表面処理量）は、特に限定されないが、カーボンブラック１００質量部に対して０．１〜１０質量部（即ち、０．１〜１０質量％）であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。ジアミン化合物の使用量が少なすぎると、表面処理による効果が不十分となるおそれがある。逆に、ジアミン化合物の使用量が多すぎると、塩基性が高くなって加硫速度が上昇することにより、スコーチタイムが短縮して加工性が損なわれるおそれがある。
【００２４】
上記表面処理カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、２０〜２００質量部であり、より好ましくは３０〜１００質量部であり、更に好ましくは４０〜８０質量部である。表面処理カーボンブラックの配合量が少なすぎると、補強性を確保することが難しく、また表面処理カーボンブラックを用いることによる低発熱性の改善効果を十分に発揮することが困難となる。逆に、２００質量部を超えるような多量の配合量では、加工性を確保することが困難となる。
【００２５】
本実施形態に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、シリカ等の他の無機充填剤、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。また、充填剤としては、上記表面処理カーボンブラックとともに、未処理のカーボンブラックを配合してもよい。
【００２６】
上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量はゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２７】
本実施形態に係るゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、上記表面処理カーボンブラックとともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
【００２８】
このようにして得られるゴム組成物の用途は、特に限定されず、トレッドやサイドウォール等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種ゴム組成物に用いることができる。特には、タイヤに用いることが好適であり、常法に従い、例えば１４０〜２００℃で加硫成形することにより、各種空気入りタイヤのゴム部分（トレッドゴムやサイドウォールゴムなど）を構成することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
［使用成分の詳細］
・カーボンブラック１：東海カーボン株式会社製「シースト３」（Ｎ２ＳＡ＝７９ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック２：東海カーボン株式会社製「シースト６」（Ｎ２ＳＡ＝１１９ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック３：東海カーボン株式会社製「シーストＫＨ」（Ｎ２ＳＡ＝９３ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック４：東海カーボン株式会社製「シースト９」（Ｎ２ＳＡ＝１４２ｍ２／ｇ）
・ジアミン化合物１：１，１２−ジアミノドデカン（ＳＰ値＝９．３４（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）
・ジアミン化合物２：１，７−ジアミノヘプタン（ＳＰ値＝９．７３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）
・天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ３号
・亜鉛華：三井金属鉱業株式会社製「１号亜鉛華」
・ステアリン酸：花王株式会社製「ルナックＳ−２０」
・硫黄：鶴見化学工業株式会社製「５％油処理粉末硫黄」。
【００３１】
・加硫促進剤：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
【００３２】
［表面処理ＣＢ１］（比較例）
１ｋｇのカーボンブラック１を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で２時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ１）を得た。
【００３３】
［表面処理ＣＢ２］（実施例）
１ｋｇのカーボンブラック２を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で３時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ２）を得た。
【００３４】
［表面処理ＣＢ３］（実施例）
ジアミン化合物１の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物１の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ３）を得た。
【００３５】
［表面処理ＣＢ４］（実施例）
ジアミン化合物２の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物２の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ４）を得た。
【００３６】
［表面処理ＣＢ５］（実施例）
ジアミン化合物２の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物２の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ５）を得た。
【００３７】
［表面処理ＣＢ６］（実施例）
１ｋｇのカーボンブラック３を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で３時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ６）を得た。
【００３８】
［表面処理ＣＢ７］（比較例）
１ｋｇのカーボンブラック４を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物２の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物２をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で４時間乾燥させることにより、ジアミン化合物２の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ７）を得た。
【００３９】
［実験例１］
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製した。なお、各配合では、表面処理剤を除くカーボンブラック分の量が６０質量部で一定となるように配合量を設定した。
【００４０】
得られた各ゴム組成物について、スコーチを測定するとともに、１５０℃×３０分で加硫した所定形状の試験片についてｔａｎδを測定した。各測定方法は次の通りである。
【００４１】
・スコーチ：ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠したムーニースコーチ試験をレオメーター（Ｌ形ロータ）を用いて行い、予熱１分、温度１２５℃で測定時のｔ５値（分）を求め、比較例１からの差を表示した。マイナスの値は比較例１よりもスコーチしやすいことを示し、その絶対値が大きいほど、加工性に劣ることを示す。
【００４２】
・ｔａｎδ：ＪＩＳ Ｋ６３９４に準じて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み２％の条件で損失係数ｔａｎδを測定し、比較例２の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほどｔａｎδが小さく、発熱しにくいこと、即ち低発熱性に優れることを示す。
【００４３】
結果は表１に示す通りであり、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ未満のカーボンブラック１を用いた場合、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例２でも、未添加の比較例１に対して、低発熱性が改善されており、比較例３では、ジアミン化合物を予め処理した表面処理ＣＢ１を用いたものの、比較例２に対する低発熱性の改善効果は小さかった。
【００４４】
【表１】
【００４５】
［実験例２］
バンバリーミキサーを使用し、下記表２に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例４を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例５を基準とした。
【００４６】
結果は、表２に示す通りであり、窒素吸着比表面積が上記特定の範囲内に入るカーボンブラック２を用いた場合、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例５，６では、未添加の比較例４に対して、低発熱性の改善効果は得られなかった。これに対し、ジアミン化合物を予め処理した表面処理カーボンブラックを用いた実施例１，２では、比較例５に対し、低発熱性が顕著に改善されていた。また、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例５，６では、比較例４に対してスコーチタイムが大幅に短縮され、加工性が劣っていたのに対し、実施例１，２では、ジアミン化合物を事前に表面処理することにより、比較例４に対してスコーチタイムの短縮は僅かであり、加工性に優れていた。
【００４７】
【表２】
【００４８】
［実験例３］
バンバリーミキサーを使用し、下記表３に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例７を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例８を基準とした。結果は表３に示す通りであり、ＳＰ値＝９．７３のジアミン化合物２を用いた場合も、ＳＰ値＝９．３４のジアミン化合物１を用いた場合と同様の結果が得られた。
【００４９】
【表３】
【００５０】
［実験例４］
バンバリーミキサーを使用し、下記表４に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例１０を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例１１を基準とした。結果は表４に示す通りであり、窒素吸着比表面積が９３ｍ２／ｇであるカーボンブラック３を用いた場合も、上記実験例２，３と同様に、表面処理カーボンブラックを用いることにより、低発熱性の改善効果に優れ、また加工性の悪化も抑えられていた。
【００５１】
【表４】
【００５２】
［実験例５］
バンバリーミキサーを使用し、下記表５に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例１２を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例１３を基準とした。結果は表５に示す通りであり、窒素吸着比表面積が１４２ｍ２／ｇであるカーボンブラック４を用いた場合、ジアミン化合物を事前に表面処理しても、低発熱性は改善されておらず、加工性にも劣っていた。
【００５３】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係るゴム組成物は、低発熱性を向上することができるので、各種タイヤのゴム部材として好適に用いることができ、その他、防振ゴムやベルトなどの各種用途に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関し、また、該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の低燃費化の要求は近年ますます高まり、タイヤについても低燃費化が求められている。タイヤの低燃費化には、使用するゴム組成物の発熱性が関係することが知られており、ゴム組成物のヒステリシスロスを低減すること、すなわち、損失係数（ｔａｎδ）を低く抑えることが、低燃費化には効果的である。
【０００３】
このことに関連して、下記特許文献１には、エポキシ基を含有するジエン系ゴムに、ヘキサメチレンジアミンなどのアミン化合物と、窒素吸着比表面積が５０〜２５０ｍ２／ｇであるカーボンブラックを配合してなるゴム組成物が開示されている。この文献では、エポキシ基を含有するジエン系ゴムにアミン化合物を併用することで、ウェットグリップ性と低燃費性の双方を改善できるが、エポキシ基を有しないジエン系ゴムにアミン化合物を添加したのでは、高温域でのｔａｎδが大きくなって低燃費性が悪化すると開示されている。
【０００４】
なお、ジアミン化合物であるヘキサメチレンジアミンは、一般に、フッ素ゴムや、アクリルゴム、塩素化ポリエチレンなどのポリメチレン型の飽和主鎖を持つゴムに対する加硫剤として使用されているが、これらはカーボンブラックの分散性向上に寄与するものではない。
【０００５】
一方、下記特許文献２には、化学変性されていないジエン系ゴムをゴム成分として、該ゴム成分に、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下であるジアミン化合物と、窒素吸着比表面積が２０〜８０ｍ２／ｇであるカーボンブラックとを配合してなるゴム組成物が開示されている。この文献によれば、上記特定の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックを使用した配合系において、特定の溶解度パラメーター（ＳＰ値）を持つジアミン化合物を添加することにより、カーボンブラックの分散性が向上して、低発熱性を改善することができる。しかしながら、この文献では、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇを超える小粒径のカーボンブラックは、ジアミン化合物の添加による低発熱性の改善効果は得られず、却って悪化すると記載されており、より小粒径で補強性の高いカーボンブラックにおいて低発熱性の改善効果を発揮することができなかった。
【０００６】
他方、下記特許文献３には、窒素吸着比表面積が１３０ｍ２／ｇ以上のカーボンブラックにアミン系やキノリン系の化合物を付加させてなる表面処理カーボンブラックを、ジエン系ゴムからなるゴム成分に配合することにより、分散性を改良することが開示されている。しかしながら、この文献は、窒素吸着比表面積が１３０ｍ２／ｇ以上である極めて小粒径のカーボンブラックを対象とするだけでなく、アミン系化合物としても、ｐ−フェニレンジアミン系化合物やナフチルアミン系化合物などの一般に老化防止剤として汎用されているものが用いられており、上記特定の溶解度パラメーターを持つジアミン系化合物も開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−２１７８５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１６９８４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように特許文献２には、化学変性されていないジエン系ゴムに溶解度パラメーターが１０以下のジアミン化合物を配合することにより、カーボンブラックの分散性を向上させて低発熱性を改善できることが開示されているが、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下である比較的大粒径のカーボンブラックでないと低発熱性の改善効果は得られないと考えられていた。しかしながら、ゴム組成物の用途によっては、より小粒径で補強性の高いカーボンブラックを用いることが要求される場合があり、その場合に特許文献２に開示の技術では十分に応えることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、より小粒径のカーボンブラックを用いる場合であっても、低発熱性を改善することができるゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の点に鑑み鋭意検討していく中で、特定のジアミン化合物をカーボンブラックの表面に予め均一に反応させておくことにより、上記特許文献２の開示内容に反し予想外にも、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇを超える比較的小粒径のカーボンブラックにおいて、加硫ゴムのヒステリシスロスを低減して低発熱性を改善することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係るゴム組成物は、化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるものである。また、本発明に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物を少なくとも一部に使用してなるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るゴム組成物であると、上記のようにジアミン化合物をカーボンブラックの表面に予め処理してなる表面処理カーボンブラックを用いることにより、ゴム組成物の低発熱性を改善することができる。また、耐スコーチ性も改善することができ、アミン系化合物を用いることによる加工性の悪化を抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係るゴム組成物において、ゴム成分としては、化学変性されていないジエン系ゴムが用いられる。化学変性されていないジエン系ゴムを用いた場合でも、低発熱性を改善することができるので、汎用のジエン系ゴムの使用により低コスト化を図ることができる。
【００１５】
化学変性されていないジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴムなどの、ヘテロ原子含有の極性基を有しない各種ジエン系ゴムが挙げられる。好ましくは、ゴム成分は、天然ゴムを主成分とすることであり、すなわち、ゴム成分は、未変性の天然ゴム単独、又は、未変性の天然ゴム５０質量％以上と、他の未変性のジエン系ゴム（好ましくは、未変性のブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴム）５０質量％以下からなることが好ましい。
【００１６】
本実施形態に係るゴム組成物には、特定の比表面積を持つカーボンブラックを特定のＳＰ値を持つジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックが配合される。これによりカーボンブラックの表面にジアミン化合物を効果的に反応させることができ、該ジアミン化合物によりジエン系ゴムとの相溶性を改善させて、ゴム組成物中でのカーボンブラックの分散性を向上することができ、低発熱性を改善することができる。また、ジアミン化合物を予め表面処理しておくことにより、ゴム混合時に塩基性が高くなるのを抑えて耐スコーチ性を改善することができ、加工性の悪化を抑えることができる。
【００１７】
表面処理の対象となるカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０ｍ２／ｇを超え、かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックが用いられ、このような比較的小粒径のカーボンブラックを用いることを特徴とする。上記のように従来技術では、ジアミン化合物の添加による低発熱性改善のためにはカーボンブラックの窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下であることが必要とされていたが、本実施形態では、表面処理することによって、より小粒径のカーボンブラックにおいても低発熱性の改善効果が得られるようにした点に特徴がある。窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ以下のものでは、事前に表面処理しなくても低発熱性の改善効果が得られ、事前に表面処理することによる低発熱性の改善効果は小さい。一方、窒素吸着比表面積が１２０ｍ２／ｇを超えるものでは、事前に表面処理しても低発熱性の改善効果はほとんど得られない。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、より好ましくは９０ｍ２／ｇ以上１２０ｍ２／ｇ以下である。ここで、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準じて測定される値である。
【００１８】
カーボンブラックに表面処理するジアミン化合物としては、溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物が用いられる。ジアミン化合物は、そのアミノ基がカーボンブラックの表面に存在するカルボキシル基などの官能基と反応することにより、カーボンブラックと結合する。また、そのＳＰ値が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下であり、ＳＰ値が８〜９（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2程度である上記ジエン系ゴムに近い値を持つことから、該ジエン系ゴムとの相溶性に優れる。そのため、ゴム組成物中でのカーボンブラックの分散性を向上して低発熱性を改善することができる。ジアミン化合物のＳＰ値は、９〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2であることが好ましく、より好ましくは９．００〜９．８０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2である。ここで、ＳＰ値は、向井淳二、金城徳幸著「技術者のための実学高分子」（講談社、１９８１年１０月１日発行）の７１〜７７頁に記載の方法により算出される値であり、特には、同文献に記載のＦｅｄｏｒｓの式により算出される２５℃における値δ［（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2］である。なお、１（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2＝２．０５（ＭＪ／ｍ３）1/2であり、そのため、ＳＰ値が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下とは２０．５（ＭＪ／ｍ３）1/2以下を意味する。
【００１９】
このようなＳＰ値を持つジアミン化合物としては、下記一般式（１）で表されるジアミノアルカンが好ましく用いられる。このように２つのアミノ基がともにアルキル基などで置換されていない非置換のアミノ基を持つジアミノアルカンを用いることにより、カーボンブラック表面のカルボキシル基などの官能基との反応性が高く、低発熱性により優れる。
【００２０】
Ｈ２Ｎ−Ｒ−ＮＨ２ …（１）
式中、Ｒは、アルキレン基であり、好ましくは炭素数６〜１４のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数７〜１２のアルキレン基である。アルキレン基は直鎖状でも分岐していてもよいが、好ましくは直鎖状であり、その両末端にアミノ基を有するものである。
【００２１】
このようなジアミン化合物の具体例としては、１，１２−ジアミノドデカン（ＳＰ値＝９．３４（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，１１−ジアミノウンデカン（ＳＰ値＝９．３９（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，１０−ジアミノデカン（ＳＰ値＝９．４６（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，９−ジアミノノナン（ＳＰ値＝９．５３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、１，８−ジアミノオクタン（ＳＰ値＝９．６２（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）、及び１，７−ジアミノヘプタン（ＳＰ値＝９．７３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）などが好ましいものとして挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２２】
ジアミン化合物をカーボンブラックに表面処理する方法については、特に限定されず、例えば、ミキサーやブレンダー中で、カーボンブラックを攪拌し流動させながら、ジアミン化合物を添加し加熱混合することにより、カーボンブラックにジアミン化合物を付加反応させて表面処理カーボンブラックが得られる。その際、ジアミン化合物は、そのまま添加してもよいが、水溶液や有機溶剤に溶解させた溶液の状態で添加してもよく、その場合、反応後に加熱乾燥することにより水分又は溶剤を除去することができる。
【００２３】
上記表面処理カーボンブラックにおいて、ジアミン化合物の使用量（表面処理量）は、特に限定されないが、カーボンブラック１００質量部に対して０．１〜１０質量部（即ち、０．１〜１０質量％）であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。ジアミン化合物の使用量が少なすぎると、表面処理による効果が不十分となるおそれがある。逆に、ジアミン化合物の使用量が多すぎると、塩基性が高くなって加硫速度が上昇することにより、スコーチタイムが短縮して加工性が損なわれるおそれがある。
【００２４】
上記表面処理カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、２０〜２００質量部であり、より好ましくは３０〜１００質量部であり、更に好ましくは４０〜８０質量部である。表面処理カーボンブラックの配合量が少なすぎると、補強性を確保することが難しく、また表面処理カーボンブラックを用いることによる低発熱性の改善効果を十分に発揮することが困難となる。逆に、２００質量部を超えるような多量の配合量では、加工性を確保することが困難となる。
【００２５】
本実施形態に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、シリカ等の他の無機充填剤、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。また、充填剤としては、上記表面処理カーボンブラックとともに、未処理のカーボンブラックを配合してもよい。
【００２６】
上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量はゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２７】
本実施形態に係るゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、上記表面処理カーボンブラックとともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
【００２８】
このようにして得られるゴム組成物の用途は、特に限定されず、トレッドやサイドウォール等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種ゴム組成物に用いることができる。特には、タイヤに用いることが好適であり、常法に従い、例えば１４０〜２００℃で加硫成形することにより、各種空気入りタイヤのゴム部分（トレッドゴムやサイドウォールゴムなど）を構成することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
［使用成分の詳細］
・カーボンブラック１：東海カーボン株式会社製「シースト３」（Ｎ２ＳＡ＝７９ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック２：東海カーボン株式会社製「シースト６」（Ｎ２ＳＡ＝１１９ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック３：東海カーボン株式会社製「シーストＫＨ」（Ｎ２ＳＡ＝９３ｍ２／ｇ）
・カーボンブラック４：東海カーボン株式会社製「シースト９」（Ｎ２ＳＡ＝１４２ｍ２／ｇ）
・ジアミン化合物１：１，１２−ジアミノドデカン（ＳＰ値＝９．３４（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）
・ジアミン化合物２：１，７−ジアミノヘプタン（ＳＰ値＝９．７３（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2）
・天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ３号
・亜鉛華：三井金属鉱業株式会社製「１号亜鉛華」
・ステアリン酸：花王株式会社製「ルナックＳ−２０」
・硫黄：鶴見化学工業株式会社製「５％油処理粉末硫黄」。
【００３１】
・加硫促進剤：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
【００３２】
［表面処理ＣＢ１］（比較例）
１ｋｇのカーボンブラック１を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で２時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ１）を得た。
【００３３】
［表面処理ＣＢ２］（実施例）
１ｋｇのカーボンブラック２を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で３時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ２）を得た。
【００３４】
［表面処理ＣＢ３］（実施例）
ジアミン化合物１の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物１の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ３）を得た。
【００３５】
［表面処理ＣＢ４］（実施例）
ジアミン化合物２の５質量％水溶液を１３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物２の表面処理量が０．６５質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ４）を得た。
【００３６】
［表面処理ＣＢ５］（実施例）
ジアミン化合物２の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その他は表面処理ＣＢ２と同様にして、ジアミン化合物２の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ５）を得た。
【００３７】
［表面処理ＣＢ６］（実施例）
１ｋｇのカーボンブラック３を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物１の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物１をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で３時間乾燥させることにより、ジアミン化合物１の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ６）を得た。
【００３８】
［表面処理ＣＢ７］（比較例）
１ｋｇのカーボンブラック４を、ミキサー（株式会社カワタ製「ＳＭＶ−２０」）内で、１９００ｒｐｍ、９０℃×５分間保温及び粉砕して流動させた。次いで、８００ｒｐｍにて９０℃×２０分間攪拌しながらジアミン化合物２の１０質量％水溶液を３３０ｍＬ噴霧し、その後、１９００ｒｐｍにて９０℃×１５分間攪拌してジアミン化合物２をカーボンブラックに反応させた後、１６０℃で４時間乾燥させることにより、ジアミン化合物２の表面処理量が３．３質量％である表面処理カーボンブラック（表面処理ＣＢ７）を得た。
【００３９】
［実験例１］
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製した。なお、各配合では、表面処理剤を除くカーボンブラック分の量が６０質量部で一定となるように配合量を設定した。
【００４０】
得られた各ゴム組成物について、スコーチを測定するとともに、１５０℃×３０分で加硫した所定形状の試験片についてｔａｎδを測定した。各測定方法は次の通りである。
【００４１】
・スコーチ：ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠したムーニースコーチ試験をレオメーター（Ｌ形ロータ）を用いて行い、予熱１分、温度１２５℃で測定時のｔ５値（分）を求め、比較例１からの差を表示した。マイナスの値は比較例１よりもスコーチしやすいことを示し、その絶対値が大きいほど、加工性に劣ることを示す。
【００４２】
・ｔａｎδ：ＪＩＳ Ｋ６３９４に準じて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み２％の条件で損失係数ｔａｎδを測定し、比較例２の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほどｔａｎδが小さく、発熱しにくいこと、即ち低発熱性に優れることを示す。
【００４３】
結果は表１に示す通りであり、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ未満のカーボンブラック１を用いた場合、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例２でも、未添加の比較例１に対して、低発熱性が改善されており、比較例３では、ジアミン化合物を予め処理した表面処理ＣＢ１を用いたものの、比較例２に対する低発熱性の改善効果は小さかった。
【００４４】
【表１】
【００４５】
［実験例２］
バンバリーミキサーを使用し、下記表２に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例４を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例５を基準とした。
【００４６】
結果は、表２に示す通りであり、窒素吸着比表面積が上記特定の範囲内に入るカーボンブラック２を用いた場合、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例５，６では、未添加の比較例４に対して、低発熱性の改善効果は得られなかった。これに対し、ジアミン化合物を予め処理した表面処理カーボンブラックを用いた実施例１，２では、比較例５に対し、低発熱性が顕著に改善されていた。また、ジアミン化合物をゴム混練時に添加した比較例５，６では、比較例４に対してスコーチタイムが大幅に短縮され、加工性が劣っていたのに対し、実施例１，２では、ジアミン化合物を事前に表面処理することにより、比較例４に対してスコーチタイムの短縮は僅かであり、加工性に優れていた。
【００４７】
【表２】
【００４８】
［実験例３］
バンバリーミキサーを使用し、下記表３に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例７を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例８を基準とした。結果は表３に示す通りであり、ＳＰ値＝９．７３のジアミン化合物２を用いた場合も、ＳＰ値＝９．３４のジアミン化合物１を用いた場合と同様の結果が得られた。
【００４９】
【表３】
【００５０】
［実験例４］
バンバリーミキサーを使用し、下記表４に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例１０を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例１１を基準とした。結果は表４に示す通りであり、窒素吸着比表面積が９３ｍ２／ｇであるカーボンブラック３を用いた場合も、上記実験例２，３と同様に、表面処理カーボンブラックを用いることにより、低発熱性の改善効果に優れ、また加工性の悪化も抑えられていた。
【００５１】
【表４】
【００５２】
［実験例５］
バンバリーミキサーを使用し、下記表５に示す配合（質量部）に従い、実験例１と同様にしてゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、実験例１と同様に、スコーチとｔａｎδを測定した。但し、スコーチの評価は比較例１２を基準とし、ｔａｎδの評価は比較例１３を基準とした。結果は表５に示す通りであり、窒素吸着比表面積が１４２ｍ２／ｇであるカーボンブラック４を用いた場合、ジアミン化合物を事前に表面処理しても、低発熱性は改善されておらず、加工性にも劣っていた。
【００５３】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係るゴム組成物は、低発熱性を向上することができるので、各種タイヤのゴム部材として好適に用いることができ、その他、防振ゴムやベルトなどの各種用途に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるゴム組成物。
【請求項２】
前記表面処理カーボンブラックは、前記カーボンブラック１００質量部に対して前記ジアミン化合物を０．１〜１０質量部表面処理してなるものである請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記ジアミン化合物が下記一般式（１）で表されるジアミノアルカンである請求項１又は２記載のゴム組成物。
Ｈ２Ｎ−Ｒ−ＮＨ２ …（１）
（式中、Ｒはアルキレン基である。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物をタイヤの少なくとも一部に使用した空気入りタイヤ。
【請求項１】
化学変性されていないジエン系ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ超かつ１２０ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックを溶解度パラメーター（ＳＰ値）が１０（ｃａｌ／ｃｍ３）1/2以下のジアミン化合物で予め表面処理してなる表面処理カーボンブラックを２０〜２００質量部配合してなるゴム組成物。
【請求項２】
前記表面処理カーボンブラックは、前記カーボンブラック１００質量部に対して前記ジアミン化合物を０．１〜１０質量部表面処理してなるものである請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記ジアミン化合物が下記一般式（１）で表されるジアミノアルカンである請求項１又は２記載のゴム組成物。
Ｈ２Ｎ−Ｒ−ＮＨ２ …（１）
（式中、Ｒはアルキレン基である。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物をタイヤの少なくとも一部に使用した空気入りタイヤ。
【公開番号】特開２０１２−２４１１６０（Ｐ２０１２−２４１１６０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４９９０（Ｐ２０１１−１１４９９０）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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