タイヤ用ゴム組成物
【課題】コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を小さくしながら、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとを、Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61の関係式で表わしたときの係数αが１９７９以上であることを特徴とする。
【解決手段】ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとを、Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61の関係式で表わしたときの係数αが１９７９以上であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し、発熱性を低減しながら、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にガムフィニッシング及び／又はリムクッション（以下、単に「リムクッション」ということがある。）が設けられている。このリムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにするものでなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりしてタイヤ耐久性が低下するという問題があった。
【０００３】
この対策として、特許文献１は、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックをゴム成分１００重量部に対し４０〜６０重量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。しかし、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックの配合量を多くすると耐クラック性は向上するが、発熱性が大きくなるという問題があった。
【０００４】
発熱性の増大は、リムクッションが高温になり耐久性が低下する原因になると共に、空気入りタイヤの転がり抵抗が悪化する。特に地球環境問題への関心の高まりに伴い、燃費性能を向上することが求められていることから、発熱性を小さくすることが重要である。ゴム組成物の発熱性の指標としては一般に動的粘弾性測定による６０℃のｔａｎδが用いられ、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。
【０００５】
ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、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が挙げられる。しかし上述した通り、リムクッション等のビード部のリムを接触する部分を形成するゴム組成物にこのような処方を採用するとゴム硬度、引張り強度や破断伸びが低下し、タイヤにしたとき耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が低下するという相反する問題になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を小さくしながら、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとの関係を下記の式（１）
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
で表わしたとき、係数αが１９７９以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇ、かつ前記式（１）の関係で表わしたときの係数αが１９７９以上であるカーボンブラックを６０〜１１０重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし低発熱性にしながら、ゴム硬度、強度及び破断伸びを確保するようにしたため、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。
【００１０】
前記係数αとしては、１９７９≦α≦２４５０の範囲であることが好ましく、上述した優れた特性を確保しながら生産コストを抑制することができる。
【００１１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物でリムと接触するビード部の部分を構成した空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。前記ビード部の部分としては、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】乗用車用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。
【図２】トラック・バス用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。
【図３】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のＤｓｔとＮ2ＳＡの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車用やトラック・バス用の空気入りタイヤを構成するのに好適に使用することができる。特に空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわち、リムクッション及び／又はガムフィニッシングを構成するのに好適である。
【００１４】
図１は乗用車用空気入りタイヤのビード部、図２はトラック・バス用空気入りタイヤのビード部の断面構成を例示する説明図である。なお空気入りタイヤを装着するリムＲを一点鎖線で示した。
【００１５】
図１において、乗用車用空気入りタイヤのビード部を１、サイドウォール部を２で示す。左右一対のビード部１間に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるカーカス層５が装架され、カーカス層５の両端部がビード部１に埋設された左右のビードコア３の回りにビードフィラー４を包み込むようにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。またビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６が配置され、それぞれタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。
【００１６】
図２において、１はビード部、２はサイドウォール部を示す。トラック・バス用空気入りタイヤの左右のビード部１間には、複数本のスチールコードを配列してなるカーカス層５が装架されている。このカーカス層５は、ビード部１に埋設された左右一対のビードコア３の回りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部１には、複数本のスチールコードを引揃えてなる繊維補強層８がカーカス層５に沿って配置されている。ビードコア３のタイヤ径方向外側には下側ビードフィラー４ａが配置され、この下側ビードフィラー４ａに隣接して上側ビードフィラー４ｂが配置されている。また、このビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６がそれぞれ配置され、ガムフィニッシング７及びリムクッション６は、いずれもタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。
【００１７】
なお、本明細書において、リムクッション及びガムフィニッシングは、このような呼び名の部材に限定されるものでなく、図１及び２に例示されたように、ビード部のリムと接触する部分についての他の呼び名の部材をも含むものとする。リムクッション及びガムフィニッシングは、上記例示のように独立して構成することができる。また、リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成することができる。リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成した部材の呼び名は、リムクッション、ガムフィニッシング或いは他の呼び名であってもよい。
【００１８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ブタジエンゴムを必須成分にする。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、１５〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％である。ブタジエンゴムの含有量が１５重量％未満であると、タイヤ耐久性、特に耐疲労性を十分に改良することができない。また、ブタジエンゴムの含有量が８０重量％を超えると、ビード部を構成するタイヤ用ゴム組成物として必要なゴム硬度や強度が低下する虞がある。
【００１９】
ブタジエンゴム以外のジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものであればよく、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【００２０】
本発明の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ＤＢＰ吸収量を有し、かつＮ2ＳＡと凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔと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、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、引張り強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を悪化させることがない。このカーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し６０〜１１０重量部、好ましくは６５〜１００重量部にする。カーボンブラックの配合量が６０重量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度及び弾性率が悪化する。またカーボンブラックの配合量が１１０重量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下する。
【００２１】
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５５〜９５ｍ2／ｇ、好ましくは５５〜８５ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、動的弾性率などの機械的特性が低下する。Ｎ2ＳＡが９５ｍ2／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。
【００２２】
また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１２０〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満であるとｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックの分散性が悪化するのでカーボンブラックの補強性能が十分に得られない。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、ゴム組成物の硬さが大きくなり過ぎて、引張り破断伸びが低下する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して、測定するものとする。
【００２３】
本発明で使用するカーボンブラックは、上述したコロイダル特性を有すると共に、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と窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡとを下記の式（１）の関係式で表わしたとき、係数αが１９７９以上、好ましくは１９７９〜２４５０である。
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
【００２４】
カーボンブラックが上述したＮ2ＳＡ及びＤＢＰ吸収量を有し、かつ係数αを１９７９以上にすることにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、ゴム硬度、動的弾性率などを維持・向上することができる。また係数αの上限は特に限定されるものではないが、カーボンブラックの収率やコストなどの生産性の観点から２４５０以下にするとよい。本発明において、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔとは、カーボンブラックを遠心沈降させ、光学的に得た凝集体のストークス径の質量分布曲線における最大頻度のモード径をいう。本発明において、ＤｓｔはＪＩＳ Ｋ６２１７−６ディスク遠心光沈降法による凝集体分布の求め方に準拠して、測定するものとする。
【００２５】
図１は、本発明で使用するカーボンブラックの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Ｄｓｔ（ｎｍ）である。ＡＳＴＭ規格番号を有する代表的なカーボンブラックを四角印でプロットし、試作により得られたカーボンブラックを丸印及び三角印でプロットした。ここで各プロットに、後述する実施例及び比較例で使用したカーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ１３をそれぞれ参照する数字１〜１３を付している。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ＤｓｔとＮ2ＳＡは、概ね下記式（２）の関係を満たす。
Ｄｓｔ＝１６５０×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （２）
（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）を表わす。）
図１では、上記式（２）の関係を点線の曲線で表わした。
【００２６】
これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、Ｄｓｔ及びＮ2ＳＡは、下記式（３）の曲線（実線）より右上にプロットされる。
Ｄｓｔ＝１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （３）
（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）を表わす。）
【００２７】
すなわち本発明では、Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇの範囲において、Ｄｓｔが従来のカーボンブラックのＤｓｔより大きくした新規のカーボンブラックを使用する。このようなカーボンブラックは、従来のカーボンブラックと比べ、Ｎ2ＳＡが同レベルであっても、凝集体のストークス径が大きく、凝集体の形態が球形に近いことを意味する。これにより、ゴムに対する補強性能を高くするため、ゴム組成物のゴム硬度や動的弾性率などの機械的特性を従来レベル以上に向上することができる。
【００２８】
上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、例えば、カーボンブラック製造炉における原料油導入条件、燃料油及び原料油の供給量、燃料油燃焼率、反応時間（最終原料油導入位置から反応停止までの燃焼ガスの滞留時間）などの製造条件を調整して製造することができる。
【００２９】
本発明において、上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラック以外の補強性充てん剤を配合することができ、ゴム組成物のｔａｎδとゴム硬度や強度などの機械的特性とのバランスを調整することができる。補強性充てん剤としては、例えば上述したカーボンブラック以外のその他のカーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等を例示することができる。とりわけ補強性充てん剤としてシリカを配合することが好ましい。上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックと共に、シリカを配合することにより、ゴム組成物の発熱性を一層小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗をさらに低減することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわちリムクッションやガムフィニッシングを構成するのに好適に使用される。本発明のタイヤ用ゴム組成物でビード部を構成した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さいので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、耐クラック性、耐疲労性などのタイヤ耐久性が優れ、タイヤの寿命を従来レベル以上に長くすることができる。
【００３２】
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】
【００３３】
１３種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１３）を使用して１６種類のゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜１１）を調製した。このうち８種類のカーボンブラック（ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ８〜ＣＢ１３）は市販グレード、５種類のカーボンブラック（ＣＢ３〜ＣＢ７）は試作品であり、それぞれのコロイダル特性を表１，２に示した。また図１において、各カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ１３の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。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
表１，２において、各略号はそれぞれ下記のコロイダル特性を表わす。
・Ｎ2ＳＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・ＩＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に基づいて測定されたよう素吸着量
・ＣＴＡＢ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−３に基づいて測定されたＣＴＡＢ吸着比表面積
・ＤＢＰ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（非圧縮試料）に基づいて測定されたＤＢＰ吸収量
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された２４Ｍ４−ＤＢＰ吸収量
・ＴＩＮＴ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−５に基づいて測定された比着色力
・Ｄｓｔ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線の最大値であるモード径
・△Ｄ５０：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線において、その質量頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅（半値幅）
・α：Ｄｓｔ及びＮ2ＳＡを上述した式（１）の関係に当てはめたときの係数α
【００３７】
また表１，２において、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ８〜ＣＢ１３は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・ＣＢ１：東海カーボン社製シーストＫＨＰ
・ＣＢ２：東海カーボン社製シーストＫＨ
・ＣＢ８：東海カーボン社製シースト３００
・ＣＢ９：キャボットジャパン社製ショウブラック３３０Ｔ
・ＣＢ１０：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ
・ＣＢ１１：東海カーボン社製シースト３
・ＣＢ１２：東海カーボン社製シーストＮＨ
・ＣＢ１３：東海カーボン社製シースト６
【００３８】
カーボンブラックＣＢ３〜ＣＢ７の製造
円筒反応炉を使用して、表３に示すように全空気供給量、燃料油導入量、燃料油燃焼率、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ３〜ＣＢ７を製造した。
【００３９】
【表３】
【００４０】
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した１３種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１３）を用いて、表４，５に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜１１）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。
【００４１】
得られたタイヤ用ゴム組成物をそれぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、耐疲労性及び耐クラック性を評価した。
【００４２】
耐疲労性
ＪＩＳ Ｋ６２７０に準拠し、ダンベル状３号形（標線間距離２０ｍｍ）の試験片を作製した。疲労特性は、各試験片に１００％の歪みを繰り返し与え、試験片が破断するまでの繰り返し回数（以下、「破断回数」という）を測定した。破断回数の測定は、ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求めた。得られた結果は比較例１を１００にする指数とし、表４，５の「耐疲労性」の欄に示した。この指数が大きいほど疲労寿命が長く、耐疲労性が優れることを意味する。
【００４３】
耐クラック性
ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠し、デマッチャ屈曲亀裂成長試験片を作製した。この試験片を用いて、ストローク５７ｍｍ、速度３００±１０ｒｐｍ、屈曲回数１０万回後の亀裂成長［単位ｍｍ］を測定した。得られた結果は比較例１の逆数を１００にする指数とし、表４，５の「耐クラック性」の欄に示した。この指数が大きいほど亀裂成長が小さく、耐クラック性が優れることを意味する。
【００４４】
また得られたタイヤ用ゴム組成物でリムクッション及びガムフィニッシングを構成したタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた１６種類の空気入りタイヤの転がり抵抗を下記に示す方法により評価した。
【００４５】
転がり抵抗
得られた空気入りタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、空気圧２１０ｋＰａの空気を充填して、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、ＪＩＳ Ｄ４２３０の「６．４高速性能試験Ａ」に記載される高速耐久性の試験に準拠して高速耐久性試験を実施し、試験荷重４．８２ｋＮ、速度５０ｋｍ／時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。得られた結果は、それぞれ転がり抵抗の逆数を求め、比較例１を１００とし、表４，５の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。
【００４６】
【表４】
【００４７】
【表５】
【００４８】
なお、表４，５において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
ＣＢ１〜ＣＢ１３：上述した表１，２に示したカーボンブラック
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
ワックス：大内新興化学工業社製サンノック
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
【００４９】
表４から明らかなように実施例１〜５の空気入りタイヤは、転がり抵抗が小さく、耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性が従来レベル以上に向上することが確認された。
【００５０】
表４から明らかなように、比較例１の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ９のＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、実施例１〜４の空気入りタイヤに比べ転がり抵抗が大きく、耐疲労性及び耐クラック性が劣る。比較例２，３の空気入りタイヤは、ブタジエンゴムの含有量が１５重量％未満であるため、耐疲労性が劣る。
【００５１】
表５から明らかなように、比較例４，５及び１０の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２及びＣＢ１２の式（１）の係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することが出来ない。
【００５２】
比較例６の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ３のＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えかつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、ゴム組成物の強度が不足し、耐疲労性及び耐クラック性が劣る。
【００５３】
比較例７，９の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ８，ＣＢ１１のＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することが出来ない。
【００５４】
比較例８の空気入りタイヤは、ＣＢ１０のＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、耐疲労性、耐クラック性が悪化してしまう。
【００５５】
比較例１１の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１３のＮ2ＳＡが９５ｍ2／ｇを超えかつ係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することができない。
【符号の説明】
【００５６】
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ ビードコア
４，４ａ，４ｂ ビードフィラー
５ カーカス
６ リムクッション
７ ガムフィニッシング
Ｒ リム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し、発熱性を低減しながら、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にガムフィニッシング及び／又はリムクッション（以下、単に「リムクッション」ということがある。）が設けられている。このリムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにするものでなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりしてタイヤ耐久性が低下するという問題があった。
【０００３】
この対策として、特許文献１は、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックをゴム成分１００重量部に対し４０〜６０重量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。しかし、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックの配合量を多くすると耐クラック性は向上するが、発熱性が大きくなるという問題があった。
【０００４】
発熱性の増大は、リムクッションが高温になり耐久性が低下する原因になると共に、空気入りタイヤの転がり抵抗が悪化する。特に地球環境問題への関心の高まりに伴い、燃費性能を向上することが求められていることから、発熱性を小さくすることが重要である。ゴム組成物の発熱性の指標としては一般に動的粘弾性測定による６０℃のｔａｎδが用いられ、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。
【０００５】
ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、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が挙げられる。しかし上述した通り、リムクッション等のビード部のリムを接触する部分を形成するゴム組成物にこのような処方を採用するとゴム硬度、引張り強度や破断伸びが低下し、タイヤにしたとき耐クラック性や耐疲労性等の耐久性が低下するという相反する問題になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合し発熱性を小さくしながら、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとの関係を下記の式（１）
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
で表わしたとき、係数αが１９７９以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇ、かつ前記式（１）の関係で表わしたときの係数αが１９７９以上であるカーボンブラックを６０〜１１０重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし低発熱性にしながら、ゴム硬度、強度及び破断伸びを確保するようにしたため、タイヤにしたときの耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。
【００１０】
前記係数αとしては、１９７９≦α≦２４５０の範囲であることが好ましく、上述した優れた特性を確保しながら生産コストを抑制することができる。
【００１１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物でリムと接触するビード部の部分を構成した空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、耐クラック性や耐疲労性等の耐久性を従来レベル以上に向上することができる。前記ビード部の部分としては、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】乗用車用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。
【図２】トラック・バス用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。
【図３】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のＤｓｔとＮ2ＳＡの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車用やトラック・バス用の空気入りタイヤを構成するのに好適に使用することができる。特に空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわち、リムクッション及び／又はガムフィニッシングを構成するのに好適である。
【００１４】
図１は乗用車用空気入りタイヤのビード部、図２はトラック・バス用空気入りタイヤのビード部の断面構成を例示する説明図である。なお空気入りタイヤを装着するリムＲを一点鎖線で示した。
【００１５】
図１において、乗用車用空気入りタイヤのビード部を１、サイドウォール部を２で示す。左右一対のビード部１間に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるカーカス層５が装架され、カーカス層５の両端部がビード部１に埋設された左右のビードコア３の回りにビードフィラー４を包み込むようにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。またビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６が配置され、それぞれタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。
【００１６】
図２において、１はビード部、２はサイドウォール部を示す。トラック・バス用空気入りタイヤの左右のビード部１間には、複数本のスチールコードを配列してなるカーカス層５が装架されている。このカーカス層５は、ビード部１に埋設された左右一対のビードコア３の回りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部１には、複数本のスチールコードを引揃えてなる繊維補強層８がカーカス層５に沿って配置されている。ビードコア３のタイヤ径方向外側には下側ビードフィラー４ａが配置され、この下側ビードフィラー４ａに隣接して上側ビードフィラー４ｂが配置されている。また、このビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６がそれぞれ配置され、ガムフィニッシング７及びリムクッション６は、いずれもタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。
【００１７】
なお、本明細書において、リムクッション及びガムフィニッシングは、このような呼び名の部材に限定されるものでなく、図１及び２に例示されたように、ビード部のリムと接触する部分についての他の呼び名の部材をも含むものとする。リムクッション及びガムフィニッシングは、上記例示のように独立して構成することができる。また、リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成することができる。リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成した部材の呼び名は、リムクッション、ガムフィニッシング或いは他の呼び名であってもよい。
【００１８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ブタジエンゴムを必須成分にする。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、１５〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％である。ブタジエンゴムの含有量が１５重量％未満であると、タイヤ耐久性、特に耐疲労性を十分に改良することができない。また、ブタジエンゴムの含有量が８０重量％を超えると、ビード部を構成するタイヤ用ゴム組成物として必要なゴム硬度や強度が低下する虞がある。
【００１９】
ブタジエンゴム以外のジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものであればよく、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【００２０】
本発明の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ＤＢＰ吸収量を有し、かつＮ2ＳＡと凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔと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、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、引張り強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を悪化させることがない。このカーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し６０〜１１０重量部、好ましくは６５〜１００重量部にする。カーボンブラックの配合量が６０重量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度及び弾性率が悪化する。またカーボンブラックの配合量が１１０重量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下する。
【００２１】
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５５〜９５ｍ2／ｇ、好ましくは５５〜８５ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、動的弾性率などの機械的特性が低下する。Ｎ2ＳＡが９５ｍ2／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。
【００２２】
また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１２０〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満であるとｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックの分散性が悪化するのでカーボンブラックの補強性能が十分に得られない。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、ゴム組成物の硬さが大きくなり過ぎて、引張り破断伸びが低下する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して、測定するものとする。
【００２３】
本発明で使用するカーボンブラックは、上述したコロイダル特性を有すると共に、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と窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡとを下記の式（１）の関係式で表わしたとき、係数αが１９７９以上、好ましくは１９７９〜２４５０である。
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
【００２４】
カーボンブラックが上述したＮ2ＳＡ及びＤＢＰ吸収量を有し、かつ係数αを１９７９以上にすることにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、ゴム硬度、動的弾性率などを維持・向上することができる。また係数αの上限は特に限定されるものではないが、カーボンブラックの収率やコストなどの生産性の観点から２４５０以下にするとよい。本発明において、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔとは、カーボンブラックを遠心沈降させ、光学的に得た凝集体のストークス径の質量分布曲線における最大頻度のモード径をいう。本発明において、ＤｓｔはＪＩＳ Ｋ６２１７−６ディスク遠心光沈降法による凝集体分布の求め方に準拠して、測定するものとする。
【００２５】
図１は、本発明で使用するカーボンブラックの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Ｄｓｔ（ｎｍ）である。ＡＳＴＭ規格番号を有する代表的なカーボンブラックを四角印でプロットし、試作により得られたカーボンブラックを丸印及び三角印でプロットした。ここで各プロットに、後述する実施例及び比較例で使用したカーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ１３をそれぞれ参照する数字１〜１３を付している。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ＤｓｔとＮ2ＳＡは、概ね下記式（２）の関係を満たす。
Ｄｓｔ＝１６５０×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （２）
（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）を表わす。）
図１では、上記式（２）の関係を点線の曲線で表わした。
【００２６】
これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、Ｄｓｔ及びＮ2ＳＡは、下記式（３）の曲線（実線）より右上にプロットされる。
Ｄｓｔ＝１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （３）
（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）を表わす。）
【００２７】
すなわち本発明では、Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇの範囲において、Ｄｓｔが従来のカーボンブラックのＤｓｔより大きくした新規のカーボンブラックを使用する。このようなカーボンブラックは、従来のカーボンブラックと比べ、Ｎ2ＳＡが同レベルであっても、凝集体のストークス径が大きく、凝集体の形態が球形に近いことを意味する。これにより、ゴムに対する補強性能を高くするため、ゴム組成物のゴム硬度や動的弾性率などの機械的特性を従来レベル以上に向上することができる。
【００２８】
上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、例えば、カーボンブラック製造炉における原料油導入条件、燃料油及び原料油の供給量、燃料油燃焼率、反応時間（最終原料油導入位置から反応停止までの燃焼ガスの滞留時間）などの製造条件を調整して製造することができる。
【００２９】
本発明において、上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラック以外の補強性充てん剤を配合することができ、ゴム組成物のｔａｎδとゴム硬度や強度などの機械的特性とのバランスを調整することができる。補強性充てん剤としては、例えば上述したカーボンブラック以外のその他のカーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等を例示することができる。とりわけ補強性充てん剤としてシリカを配合することが好ましい。上述した特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックと共に、シリカを配合することにより、ゴム組成物の発熱性を一層小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗をさらに低減することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわちリムクッションやガムフィニッシングを構成するのに好適に使用される。本発明のタイヤ用ゴム組成物でビード部を構成した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さいので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、耐クラック性、耐疲労性などのタイヤ耐久性が優れ、タイヤの寿命を従来レベル以上に長くすることができる。
【００３２】
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】
【００３３】
１３種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１３）を使用して１６種類のゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜１１）を調製した。このうち８種類のカーボンブラック（ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ８〜ＣＢ１３）は市販グレード、５種類のカーボンブラック（ＣＢ３〜ＣＢ７）は試作品であり、それぞれのコロイダル特性を表１，２に示した。また図１において、各カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ１３の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。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
表１，２において、各略号はそれぞれ下記のコロイダル特性を表わす。
・Ｎ2ＳＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・ＩＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に基づいて測定されたよう素吸着量
・ＣＴＡＢ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−３に基づいて測定されたＣＴＡＢ吸着比表面積
・ＤＢＰ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（非圧縮試料）に基づいて測定されたＤＢＰ吸収量
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された２４Ｍ４−ＤＢＰ吸収量
・ＴＩＮＴ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−５に基づいて測定された比着色力
・Ｄｓｔ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線の最大値であるモード径
・△Ｄ５０：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線において、その質量頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅（半値幅）
・α：Ｄｓｔ及びＮ2ＳＡを上述した式（１）の関係に当てはめたときの係数α
【００３７】
また表１，２において、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ８〜ＣＢ１３は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・ＣＢ１：東海カーボン社製シーストＫＨＰ
・ＣＢ２：東海カーボン社製シーストＫＨ
・ＣＢ８：東海カーボン社製シースト３００
・ＣＢ９：キャボットジャパン社製ショウブラック３３０Ｔ
・ＣＢ１０：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ
・ＣＢ１１：東海カーボン社製シースト３
・ＣＢ１２：東海カーボン社製シーストＮＨ
・ＣＢ１３：東海カーボン社製シースト６
【００３８】
カーボンブラックＣＢ３〜ＣＢ７の製造
円筒反応炉を使用して、表３に示すように全空気供給量、燃料油導入量、燃料油燃焼率、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ３〜ＣＢ７を製造した。
【００３９】
【表３】
【００４０】
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した１３種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１３）を用いて、表４，５に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜１１）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。
【００４１】
得られたタイヤ用ゴム組成物をそれぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、耐疲労性及び耐クラック性を評価した。
【００４２】
耐疲労性
ＪＩＳ Ｋ６２７０に準拠し、ダンベル状３号形（標線間距離２０ｍｍ）の試験片を作製した。疲労特性は、各試験片に１００％の歪みを繰り返し与え、試験片が破断するまでの繰り返し回数（以下、「破断回数」という）を測定した。破断回数の測定は、ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求めた。得られた結果は比較例１を１００にする指数とし、表４，５の「耐疲労性」の欄に示した。この指数が大きいほど疲労寿命が長く、耐疲労性が優れることを意味する。
【００４３】
耐クラック性
ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠し、デマッチャ屈曲亀裂成長試験片を作製した。この試験片を用いて、ストローク５７ｍｍ、速度３００±１０ｒｐｍ、屈曲回数１０万回後の亀裂成長［単位ｍｍ］を測定した。得られた結果は比較例１の逆数を１００にする指数とし、表４，５の「耐クラック性」の欄に示した。この指数が大きいほど亀裂成長が小さく、耐クラック性が優れることを意味する。
【００４４】
また得られたタイヤ用ゴム組成物でリムクッション及びガムフィニッシングを構成したタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた１６種類の空気入りタイヤの転がり抵抗を下記に示す方法により評価した。
【００４５】
転がり抵抗
得られた空気入りタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、空気圧２１０ｋＰａの空気を充填して、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、ＪＩＳ Ｄ４２３０の「６．４高速性能試験Ａ」に記載される高速耐久性の試験に準拠して高速耐久性試験を実施し、試験荷重４．８２ｋＮ、速度５０ｋｍ／時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。得られた結果は、それぞれ転がり抵抗の逆数を求め、比較例１を１００とし、表４，５の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。
【００４６】
【表４】
【００４７】
【表５】
【００４８】
なお、表４，５において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
ＣＢ１〜ＣＢ１３：上述した表１，２に示したカーボンブラック
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
ワックス：大内新興化学工業社製サンノック
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
【００４９】
表４から明らかなように実施例１〜５の空気入りタイヤは、転がり抵抗が小さく、耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性が従来レベル以上に向上することが確認された。
【００５０】
表４から明らかなように、比較例１の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ９のＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、実施例１〜４の空気入りタイヤに比べ転がり抵抗が大きく、耐疲労性及び耐クラック性が劣る。比較例２，３の空気入りタイヤは、ブタジエンゴムの含有量が１５重量％未満であるため、耐疲労性が劣る。
【００５１】
表５から明らかなように、比較例４，５及び１０の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２及びＣＢ１２の式（１）の係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することが出来ない。
【００５２】
比較例６の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ３のＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えかつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、ゴム組成物の強度が不足し、耐疲労性及び耐クラック性が劣る。
【００５３】
比較例７，９の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ８，ＣＢ１１のＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することが出来ない。
【００５４】
比較例８の空気入りタイヤは、ＣＢ１０のＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満かつ式（１）の係数αが１９７９未満であるため、耐疲労性、耐クラック性が悪化してしまう。
【００５５】
比較例１１の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１３のＮ2ＳＡが９５ｍ2／ｇを超えかつ係数αが１９７９未満であるため、転がり抵抗性の低減と耐疲労性、耐クラック性からなる耐久性の改良とを両立することができない。
【符号の説明】
【００５６】
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ ビードコア
４，４ａ，４ｂ ビードフィラー
５ カーカス
６ リムクッション
７ ガムフィニッシング
Ｒ リム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとの関係を下記の式（１）
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
で表わしたとき、係数αが１９７９以上であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記係数αが、１９７９≦α≦２４５０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。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物で、ビード部のリムと接触する部分を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビード部のリムと接触する部分が、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１】
ブタジエンゴム１５〜８０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが５５〜９５ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１１０〜１６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを６０〜１１０重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）と、前記Ｎ2ＳＡとの関係を下記の式（１）
Ｄｓｔ＝α（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （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）、αは係数である。）
で表わしたとき、係数αが１９７９以上であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記係数αが、１９７９≦α≦２４５０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。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物で、ビード部のリムと接触する部分を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビード部のリムと接触する部分が、ガムフィニッシング及び／又はリムクッションであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２３５３６（Ｐ２０１３−２３５３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８３０７（Ｐ２０１１−１５８３０７）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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