高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
【課題】グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびこのゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物である。
【解決手段】ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
競技用タイヤなどの高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物には、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく優れていることが強く求められ、これらの性能を向上させるために従来から様々な工夫がなされている。
【０００３】
その中でも、充填剤によりゴム組成物の性能を向上させる技術は広く知られており、特にグリップ性能を向上させるためにカーボンブラックが好んで使用されている。一般的にグリップ性能を向上させるためには、粒子径の小さいカーボンブラックが使用されるが、粒子径の小さいカーボンブラックを使用すると耐摩耗性能が低下するというデメリットがある。このデメリットを補うために、ストラクチャーの発達したカーボンブラックを調製することによる改善が行われてきた。
【０００４】
このように、トレッド用ゴム組成物のグリップ性能および耐摩耗性能は背反する性能であるところ、要求されるグリップ性能および耐摩耗性能に応じて、カーボンブラックの粒子径およびストラクチャーを調整し、要求を満たすカーボンブラックの開発がされてきた。
【０００５】
しかしながら、グリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることを目的とし、特定のカーボンブラックのストラクチャーを大きく調整した改良カーボンブラックを使用した場合、耐摩耗性能は向上するが、グリップ性能が損なわれ、カーボンブラックが本来有するグリップ性能を確保することができないという問題があった。
【０００６】
また、高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に要求される特性に応じて、その要求を満足する新たなカーボンブラックを調製する必要があり、開発への負荷が非常に高く、要求に迅速に対応することができないという問題があった。
【０００７】
特許文献１には、ハードカーボンブラックとソフトカーボンブラックとを配合し、破断伸びや作業性の低下を抑えて、効果的に弾性率を上昇させたビードフィラー用ゴム組成物が記載されている、特許文献２には、ＣＴＡＢ比表面積が異なる２種以上のカーボンブラックを含有し、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物が記載されている、特許文献３には、特定のチッ素吸着比表面積を有する２種のカーボンブラックを含有し、低発熱性および破断時強度に優れたタイヤ用ゴム組成物が記載されている、また、特許文献４には、特定のヨウ素吸着量およびジブチルフタレート吸油量を有する２種のカーボンブラックを含有し、強度を維持し、低燃費性能を向上させたクッション用ゴム組成物が記載されている。
【０００８】
特許文献１〜４にはカーボンブラックをブレンドして含有するゴム組成物が記載されているが、ゴム組成物のグリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることについては考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１０５２４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２０７９号公報
【特許文献３】特開２０１０−０８４０５９号公報
【特許文献４】特許４６７１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発明者らは研究を重ねた結果、耐摩耗性能に特化した大粒径−高ストラクチャーカーボンと、グリップ性能に特化した微粒子−低ストラクチャーカーボンとをブレンド使用し、特定量の軟化剤成分を含有することにより、グリップ性能と耐摩耗性能とをバランスよく向上させうることを知見した。
【００１１】
さらに、従来技術では数十種ものカーボンブラックの開発が必要であったが、２種類の開発で性能のコントロールが可能になり、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを自在に調整でき、開発負荷が低減され、開発スピードが大幅に短縮出来うることを知見した。
【００１２】
本発明はグリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびこのゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ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】
【００１３】
本発明は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１４】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の圧縮オイル吸収量（ｂ）が式（１）：
圧縮オイル吸収量（ａ）−圧縮オイル吸収量（ｂ） ＞ ３ｍｌ／１００ｇ （１）
を満たし、
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のヨウ素吸着量（ｂ）が式（２）：
ヨウ素吸着量（ｂ）−ヨウ素吸着量（ａ） ＞ ２０ｍｇ／ｇ （２）
を満たすことが好ましい。
【００１５】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積／ヨウ素吸着量が、いずれも０．６〜０．９であることが好ましい。
【００１６】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が５０〜２００質量部であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は前記の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジエン系ゴム成分に特定のヨウ素吸着量および圧縮オイル吸収量を有するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）ならびに可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量を０．７〜１．０とすることで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を提供することができる。また、該ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤとすることで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤを提供することができる。
【００１９】
さらに、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量を適宜調整することで、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを、容易に、幅広くコントロールすることができ、要求性能を満たす高性能タイヤの開発スピードを向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量を０．７〜１．０とすることで、グリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることができる。
【００２１】
本発明におけるジエン系ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、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ゴム（ＳＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。ジエン系ゴム成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、グリップ性能および耐摩耗性がバランスよく得られるという理由からＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを使用することが好ましく、より優れたグリップ性能が得られるという理由からＳＢＲを使用することがより好ましい。
【００２２】
ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。また、末端を変性したＳＢＲ（変性ＳＢＲ）を使用することもでき、変性ＳＢＲとしては、例えば、アルコキシ基を含有する有機ケイ素化合物で変性した変性ＳＢＲ等が挙げられる。
【００２３】
ＳＢＲのスチレン含有率は、２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が２０質量％未満では、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン含有率は、６０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が６０質量％をこえると、耐摩耗性が低下するだけでなく、温度依存性が増大し、温度変化に対する性能変化が大きくなってしまう傾向がある。
【００２４】
ジエン系ゴム成分としてＳＢＲを含有する場合の含有量は、１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。１０質量％未満であると、充分な耐熱性およびグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であることがグリップ性能と耐摩耗性とのバランスにおいて優れるという理由からさらに好ましい。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、耐摩耗性能に特化した大粒径−高ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ａ）、およびグリップ性能に特化した微粒子−低ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ｂ）を含有することを特徴とする。すなわち、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラック（Ａ）の含有により得られる耐摩耗性能、およびカーボンブラック（Ｂ）の含有により得られるグリップ性能の両性能を確保することで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物とすることを特徴とする。
【００２６】
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ＩＡ）は、１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、１１０〜２４０ｍｇ／ｇであることが好ましく、１１５〜２２０ｍｇ／ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＩＡが１００ｍｇ／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向、グリップ性能が低下する傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＩＡが２５０ｍｇ／ｇをこえると粒子径が小さく、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。なお、カーボンブラックのＩＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−１の測定方法によって求められる。
【００２７】
カーボンブラック（Ａ）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、６５〜２３０ｍ2／ｇであることが好ましく、８０〜２３０ｍ2／ｇであることがより好ましく、９０〜２２０ｍ2／ｇであることがさらに好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＣＴＡＢ比表面積が６５ｍ2／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向、グリップ性能が低下する傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＣＴＡＢ比表面積が２３０ｍ2／ｇをこえると粒子径が小さく、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。なお、カーボンブラックのＣＴＡＢは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−３の測定方法によって求められる。
【００２８】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ＣＯＡＮ）は、１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであり、１１０〜１４０ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、１１５〜１３５ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮが１０５ｍｌ／１００ｇ未満ではストラクチャーの発達が不充分であり、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮが１４５ｍｌ／１００ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。なお、カーボンブラックのＣＯＡＮは、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３−０９の測定方法によって求められる。
【００２９】
カーボンブラック（Ｂ）のＩＡは、２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、２８０〜４００ｍｇ／ｇであることが好ましく、２９０〜３８０ｍｇ／ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＩＡが２７０ｍｇ／ｇ未満では粒子径が大きく、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＩＡが４５０ｍｇ／ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３０】
カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢは、１６０〜４０５ｍ2／ｇであることが好ましく、１６０〜３８０ｍ2／ｇであることがより好ましく、１６５〜３５０ｍ2／ｇであることがさらに好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積が１６０ｍ2／ｇ未満では粒子径が大きく、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積が４０５ｍ2／ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３１】
カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮは、８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであり、９０〜１０８ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、９５〜１０５ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮが８５ｍｌ／１００ｇ未満では、補強性が悪化する傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮが１１０ｍｌ／１００ｇをこえるとストラクチャーが発達しすぎとなり、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。
【００３２】
カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮ（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮ（ｂ）の関係を式（１）：
ＣＯＡＮ（ａ）−ＣＯＡＮ（ｂ） ＞ ｘ ｍｌ／１００ｇ （１）
で示した場合、式（１）中のｘは３であることが好ましく、５であることがより好ましく、８であることがさらに好ましい。ＣＯＡＮ（ａ）−ＣＯＡＮ（ｂ）の値が３以下では、高ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ａ）の高い耐摩耗性を発揮することができない傾向がある。
【００３３】
カーボンブラック（Ａ）のＩＡ（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＩＡ（ｂ）の関係を式（２）：
ＩＡ（ｂ）−ＩＡ（ａ） ＞ ｙ ｍｇ／ｇ （２）
で示した場合、式（２）中のｙは２０であることが好ましく、２５であることがより好ましく、３０であることがさらに好ましい。ＩＡ（ｂ）−ＩＡ（ａ）の値が２０以下では、微粒子カーボンであるカーボンブラック（Ｂ）の高いグリップ性能を発揮することができない傾向がある。
【００３４】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＩＡに対するＣＴＡＢの比（ＣＴＡＢ／ＩＡ）は、いずれのカーボンブラックにおいても０．６〜０．９であることが好ましく、０．６３〜０．８７であることがより好ましく、０．６５〜０．８５であることがさらに好ましい。ＣＴＡＢ／ＩＡが、０．６未満では、表面官能基量が少なく、補強性が低下する傾向がある。また、ＣＴＡＢ／ＩＡが、０．９をこえると、充分なグリップ性能を得ることができない傾向がある。なお、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ／ＩＡが同じである必要はない。
【００３５】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量は、目的とする高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に求められる特性バランスに応じて調整することができる。
【００３６】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のそれぞれの含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して１０〜１９０質量部であり、２０〜１８０質量部であることが好ましく、３０〜１７０であることがより好ましい。１０質量部未満では、それぞれのカーボンブラックが有する特性を発揮することができない傾向がある。また、１９０質量部をこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３７】
また、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して５０〜２００質量部であることが好ましく、５５〜１９０質量部であることがより好ましく、６０〜１８０質量部であることがさらに好ましい。５０質量部未満では、充分なグリップ性能も耐摩耗性能も確保できない傾向がある。また、２００質量部をこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３８】
本発明のゴム組成物には、カーボンブラック以外の補強用充填剤、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルクなど、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるものを好適に含有することができる。
【００３９】
さらに、本発明のゴム組成物は可塑剤成分を含有する。
【００４０】
可塑剤成分としては、ゴム工業で一般的に可塑剤や、軟化剤として用いられるものを用いることができ、例えば、液状ポリマー、オイル、レジン、低温可塑剤等が挙げられる。可塑剤成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、耐摩耗性能とグリップ性能とをバランスよく向上できるという理由から液状ポリマーを使用することが好ましい。
【００４１】
液状ポリマーとしては、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算重量平均分子量が１．０×１０3〜２．０×１０5の液状ポリマーであることが好ましい。液状ポリマーの分子量が１．０×１０3未満では、破壊特性が低下し、充分な耐久性を得られない傾向がある。また、液状ポリマーの分子量が２．０×１０5をこえると、粘度が高くなり生産性が悪化する傾向がある。
【００４２】
液状ポリマーとしては、例えば、液状ＳＢＲ、液状ＢＲ、液状ＩＲ、液状ＳＩＲ等が挙げられる。なかでも、特に耐久性能とグリップ性能とをバランスよく向上できるという理由から液状ＳＢＲを使用することが好ましい。
【００４３】
液状ポリマーを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して１０〜２００質量部であることが好ましく、１０〜１８０質量部であることがより好ましく、２０〜１７０質量部であることがさらに好ましい。液状ポリマーの含有量１０質量部未満では、充分な耐久性およびグリップ性能が得られない傾向がある。また、液状ポリマーの含有量が２００質量部をこえると加工性が悪化する傾向がある。
【００４４】
オイルとしては、例えば、アロマチックオイル、プロセスオイル、パラフィンオイル等の鉱物油などが挙げられる。なかでも、環境への負荷低減という理由からプロセスオイルを使用することが好ましい。
【００４５】
オイルを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して５〜２００質量部であることが好ましく、１０〜１８０質量部であることがより好ましく、２０〜１７０質量部であることがさらに好ましい。オイルの含有量が５質量部未満では、可塑剤としての効果が得られ難くなる傾向がある。また、オイルの含有量が２００質量部をこえると充分な耐久性が得られ難くなる傾向がある。なお、ジエン系ゴム成分として油展されたゴム成分を使用する場合は、該油展されたゴム成分中のオイルを含む。
【００４６】
レジンの軟化点は、１０〜１８０℃であることが好ましく、２０〜１８０℃であることがより好ましい。レジンの軟化点が１０℃未満では、高温でのグリップ性能が低下する傾向がある。また、レジンの軟化点が１８０℃をこえると、ポリマーへの分散不良が生じる恐れがある。
【００４７】
レジンとしては、例えば、クマロンレジン、石油系レジン、およびフェノール系レジン、テルペンレジン、ロジンエステル、キシレンレジンなどが挙げられる。
【００４８】
レジンを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して３〜７０質量部であることが好ましく、４〜６０質量部であることがより好ましく、５〜５０質量部であることがさらに好ましい。レジンの含有量が３質量部未満では、グリップ性能の向上が得られない恐れがある。また、レジンの含有量が７０質量部をこえると耐摩耗性が悪化する恐れがある。
【００４９】
低温可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、トリス（２エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）、ビス（２エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）などの液状成分が挙げられる。
【００５０】
低温可塑剤を使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して０．５〜５０質量部であることが好ましく、１〜４０質量部であることがより好ましく、３〜３５質量部であることがさらに好ましい。低温可塑剤の含有量が０．５質量部未満では、低温での可塑効果を得られない可能性がある。また、低温可塑剤の含有量が５０質量部をこえると高温でのグリップ性能が低下する恐れがある。
【００５１】
可塑剤成分の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して２０〜２５０質量部であることが好ましく、２５〜２００質量部であることがより好ましく、３０〜１８０質量部であることがさらに好ましい。可塑剤成分の含有量が２０質量部未満では、可塑剤としての効果が充分に得られない恐れがある。また、可塑剤成分の含有量が２５０質量部をこえると耐摩耗性が悪化する可能性がある。
【００５２】
本発明のゴム組成物における、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量（カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量）は０．７〜１．０であり、０．７３〜０．９７であることが好ましく、０．７５〜０．９５であることがより好ましい。カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量が０．７未満では、ゴム組成物に必要な剛性を得ることができず、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量が１．０をこえると、充分なグリップ性能を得ることができない傾向がある。
【００５３】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）等の補強用充填剤、可塑剤成分以外にも、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、硫黄、シランカップリング剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種加硫促進剤などを好適に含有することができる。
【００５４】
本発明のゴム組成物は、競技用タイヤなどの高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に用いられ、特に、競技用ドライタイヤのトレッド部に用いられることが好ましい。
【００５５】
本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記ゴム成分、および必要に応じてその他の配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を製造することができる。
【００５６】
本発明の空気入りタイヤは、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いてトレッドを製造し、このトレッドを用いて通常の方法により製造される。すなわち、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状に押出し加工し、タイヤ成形機上で、通常の方法により、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。該未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧し、本発明の空気入りタイヤを得る。
【実施例】
【００５７】
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。
【００５８】
以下に実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
Ｅ−ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ９５４９（ＳＢＲ固形分１００質量部に対するオイル含有量５０質量部、スチレン単位量：４５質量％）
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＷ３２ＡＨ−２４
液状ＳＢＲ：サートマー社製のＲＡＩＣＯＮ１００（重量平均分子量：６０００）
レジン：日塗化学（株）製のニットレジン クマロン Ｇ−９０（軟化点：９０℃）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＴＯＴ−Ｎ
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＭ
【００５９】
カーボンブラックは、公知の技術であるオイルファーネス法により作製したものを使用した。使用したカーボンブラックＡ〜Ｇの物性値を表１に示す。なお、表１に示すＩＡはＪＩＳ Ｋ ６２１７−１に準拠した測定方法、ＣＯＡＮはＡＳＴＭ Ｄ３４９３−０９に準拠した測定方法、ＣＴＡＢはＪＩＳ Ｋ ６２１７−３に準拠した測定方法により測定した。
【００６０】
【表１】
【００６１】
実施例１〜５および比較例１〜１４
表２および３に示す配合内容のうち、各種薬品（硫黄ならびに加硫促進剤１および２を除く）を、バンバリーミキサーにて混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄ならびに加硫促進剤１および２を添加して混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。
【００６２】
さらに、前記未加硫ゴム組成物を所定の形状の口金を備えた押し出し機で押し出し成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することにより、試験用タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を製造した。
【００６３】
＜グリップ性能試験＞
製造した試験用タイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコース（１周約５ｋｍ）にて１０周の実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロール性をテストドライバーが評価し、比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど、ドライ路面におけるグリップ性が高いことを示す。
【００６４】
＜耐摩耗性能試験＞
製造した試験用タイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコース（１周約５ｋｍ）にて１０周の実車走行を行なった。走行後のタイヤトレッドゴムの残溝量を計測し（新品時１５ｍｍ）、比較例１の残溝量を１００として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性能が高いことを示す。
【００６５】
上記のグリップ性能試験および耐摩耗性能試験の結果を、表２〜４に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
【表３】
【００６８】
【表４】
【００６９】
表２に示すように、カーボンブラック（Ａ）を満たすカーボンブラックおよびカーボンブラック（Ｂ）を満たすカーボンブラックならびに可塑剤成分を特定量含有する高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、グリップ性能および耐摩耗性能の両方において優れることがわかる。また、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量を調整することで、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを、容易に、幅広くコントロールできることもわかる。
【００７０】
一方、表３および４より、特定のカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を併用しない比較例１〜１２では、グリップ性能および耐摩耗性能の一方が劣ることがわかる。
【００７１】
また、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が大きい比較例１３ではグリップ性能において劣り、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が小さい比較例１４では耐摩耗性能において劣ることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
競技用タイヤなどの高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物には、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく優れていることが強く求められ、これらの性能を向上させるために従来から様々な工夫がなされている。
【０００３】
その中でも、充填剤によりゴム組成物の性能を向上させる技術は広く知られており、特にグリップ性能を向上させるためにカーボンブラックが好んで使用されている。一般的にグリップ性能を向上させるためには、粒子径の小さいカーボンブラックが使用されるが、粒子径の小さいカーボンブラックを使用すると耐摩耗性能が低下するというデメリットがある。このデメリットを補うために、ストラクチャーの発達したカーボンブラックを調製することによる改善が行われてきた。
【０００４】
このように、トレッド用ゴム組成物のグリップ性能および耐摩耗性能は背反する性能であるところ、要求されるグリップ性能および耐摩耗性能に応じて、カーボンブラックの粒子径およびストラクチャーを調整し、要求を満たすカーボンブラックの開発がされてきた。
【０００５】
しかしながら、グリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることを目的とし、特定のカーボンブラックのストラクチャーを大きく調整した改良カーボンブラックを使用した場合、耐摩耗性能は向上するが、グリップ性能が損なわれ、カーボンブラックが本来有するグリップ性能を確保することができないという問題があった。
【０００６】
また、高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に要求される特性に応じて、その要求を満足する新たなカーボンブラックを調製する必要があり、開発への負荷が非常に高く、要求に迅速に対応することができないという問題があった。
【０００７】
特許文献１には、ハードカーボンブラックとソフトカーボンブラックとを配合し、破断伸びや作業性の低下を抑えて、効果的に弾性率を上昇させたビードフィラー用ゴム組成物が記載されている、特許文献２には、ＣＴＡＢ比表面積が異なる２種以上のカーボンブラックを含有し、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物が記載されている、特許文献３には、特定のチッ素吸着比表面積を有する２種のカーボンブラックを含有し、低発熱性および破断時強度に優れたタイヤ用ゴム組成物が記載されている、また、特許文献４には、特定のヨウ素吸着量およびジブチルフタレート吸油量を有する２種のカーボンブラックを含有し、強度を維持し、低燃費性能を向上させたクッション用ゴム組成物が記載されている。
【０００８】
特許文献１〜４にはカーボンブラックをブレンドして含有するゴム組成物が記載されているが、ゴム組成物のグリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることについては考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１０５２４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２０７９号公報
【特許文献３】特開２０１０−０８４０５９号公報
【特許文献４】特許４６７１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発明者らは研究を重ねた結果、耐摩耗性能に特化した大粒径−高ストラクチャーカーボンと、グリップ性能に特化した微粒子−低ストラクチャーカーボンとをブレンド使用し、特定量の軟化剤成分を含有することにより、グリップ性能と耐摩耗性能とをバランスよく向上させうることを知見した。
【００１１】
さらに、従来技術では数十種ものカーボンブラックの開発が必要であったが、２種類の開発で性能のコントロールが可能になり、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを自在に調整でき、開発負荷が低減され、開発スピードが大幅に短縮出来うることを知見した。
【００１２】
本発明はグリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物およびこのゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ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】
【００１３】
本発明は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１４】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の圧縮オイル吸収量（ｂ）が式（１）：
圧縮オイル吸収量（ａ）−圧縮オイル吸収量（ｂ） ＞ ３ｍｌ／１００ｇ （１）
を満たし、
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のヨウ素吸着量（ｂ）が式（２）：
ヨウ素吸着量（ｂ）−ヨウ素吸着量（ａ） ＞ ２０ｍｇ／ｇ （２）
を満たすことが好ましい。
【００１５】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積／ヨウ素吸着量が、いずれも０．６〜０．９であることが好ましい。
【００１６】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が５０〜２００質量部であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は前記の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジエン系ゴム成分に特定のヨウ素吸着量および圧縮オイル吸収量を有するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）ならびに可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量を０．７〜１．０とすることで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を提供することができる。また、該ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤとすることで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤを提供することができる。
【００１９】
さらに、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量を適宜調整することで、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを、容易に、幅広くコントロールすることができ、要求性能を満たす高性能タイヤの開発スピードを向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、さらに、可塑剤成分を含有し、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量を０．７〜１．０とすることで、グリップ性能および耐摩耗性能をバランスよく向上させることができる。
【００２１】
本発明におけるジエン系ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、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ゴム（ＳＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。ジエン系ゴム成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、グリップ性能および耐摩耗性がバランスよく得られるという理由からＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを使用することが好ましく、より優れたグリップ性能が得られるという理由からＳＢＲを使用することがより好ましい。
【００２２】
ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。また、末端を変性したＳＢＲ（変性ＳＢＲ）を使用することもでき、変性ＳＢＲとしては、例えば、アルコキシ基を含有する有機ケイ素化合物で変性した変性ＳＢＲ等が挙げられる。
【００２３】
ＳＢＲのスチレン含有率は、２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が２０質量％未満では、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン含有率は、６０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が６０質量％をこえると、耐摩耗性が低下するだけでなく、温度依存性が増大し、温度変化に対する性能変化が大きくなってしまう傾向がある。
【００２４】
ジエン系ゴム成分としてＳＢＲを含有する場合の含有量は、１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。１０質量％未満であると、充分な耐熱性およびグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であることがグリップ性能と耐摩耗性とのバランスにおいて優れるという理由からさらに好ましい。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、耐摩耗性能に特化した大粒径−高ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ａ）、およびグリップ性能に特化した微粒子−低ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ｂ）を含有することを特徴とする。すなわち、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラック（Ａ）の含有により得られる耐摩耗性能、およびカーボンブラック（Ｂ）の含有により得られるグリップ性能の両性能を確保することで、グリップ性能および耐摩耗性能がバランスよく向上した高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物とすることを特徴とする。
【００２６】
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ＩＡ）は、１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、１１０〜２４０ｍｇ／ｇであることが好ましく、１１５〜２２０ｍｇ／ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＩＡが１００ｍｇ／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向、グリップ性能が低下する傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＩＡが２５０ｍｇ／ｇをこえると粒子径が小さく、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。なお、カーボンブラックのＩＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−１の測定方法によって求められる。
【００２７】
カーボンブラック（Ａ）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積（ＣＴＡＢ）は、６５〜２３０ｍ2／ｇであることが好ましく、８０〜２３０ｍ2／ｇであることがより好ましく、９０〜２２０ｍ2／ｇであることがさらに好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＣＴＡＢ比表面積が６５ｍ2／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向、グリップ性能が低下する傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＣＴＡＢ比表面積が２３０ｍ2／ｇをこえると粒子径が小さく、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。なお、カーボンブラックのＣＴＡＢは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−３の測定方法によって求められる。
【００２８】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ＣＯＡＮ）は、１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであり、１１０〜１４０ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、１１５〜１３５ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮが１０５ｍｌ／１００ｇ未満ではストラクチャーの発達が不充分であり、充分なモジュラスが確保できず、耐摩耗性が確保できなくなる傾向がある。また、カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮが１４５ｍｌ／１００ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。なお、カーボンブラックのＣＯＡＮは、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３−０９の測定方法によって求められる。
【００２９】
カーボンブラック（Ｂ）のＩＡは、２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、２８０〜４００ｍｇ／ｇであることが好ましく、２９０〜３８０ｍｇ／ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＩＡが２７０ｍｇ／ｇ未満では粒子径が大きく、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＩＡが４５０ｍｇ／ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３０】
カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢは、１６０〜４０５ｍ2／ｇであることが好ましく、１６０〜３８０ｍ2／ｇであることがより好ましく、１６５〜３５０ｍ2／ｇであることがさらに好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積が１６０ｍ2／ｇ未満では粒子径が大きく、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ比表面積が４０５ｍ2／ｇをこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３１】
カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮは、８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであり、９０〜１０８ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、９５〜１０５ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮが８５ｍｌ／１００ｇ未満では、補強性が悪化する傾向がある。また、カーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮが１１０ｍｌ／１００ｇをこえるとストラクチャーが発達しすぎとなり、充分なグリップ性能が確保できない傾向がある。
【００３２】
カーボンブラック（Ａ）のＣＯＡＮ（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＯＡＮ（ｂ）の関係を式（１）：
ＣＯＡＮ（ａ）−ＣＯＡＮ（ｂ） ＞ ｘ ｍｌ／１００ｇ （１）
で示した場合、式（１）中のｘは３であることが好ましく、５であることがより好ましく、８であることがさらに好ましい。ＣＯＡＮ（ａ）−ＣＯＡＮ（ｂ）の値が３以下では、高ストラクチャーカーボンであるカーボンブラック（Ａ）の高い耐摩耗性を発揮することができない傾向がある。
【００３３】
カーボンブラック（Ａ）のＩＡ（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＩＡ（ｂ）の関係を式（２）：
ＩＡ（ｂ）−ＩＡ（ａ） ＞ ｙ ｍｇ／ｇ （２）
で示した場合、式（２）中のｙは２０であることが好ましく、２５であることがより好ましく、３０であることがさらに好ましい。ＩＡ（ｂ）−ＩＡ（ａ）の値が２０以下では、微粒子カーボンであるカーボンブラック（Ｂ）の高いグリップ性能を発揮することができない傾向がある。
【００３４】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＩＡに対するＣＴＡＢの比（ＣＴＡＢ／ＩＡ）は、いずれのカーボンブラックにおいても０．６〜０．９であることが好ましく、０．６３〜０．８７であることがより好ましく、０．６５〜０．８５であることがさらに好ましい。ＣＴＡＢ／ＩＡが、０．６未満では、表面官能基量が少なく、補強性が低下する傾向がある。また、ＣＴＡＢ／ＩＡが、０．９をこえると、充分なグリップ性能を得ることができない傾向がある。なお、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のＣＴＡＢ／ＩＡが同じである必要はない。
【００３５】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量は、目的とする高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に求められる特性バランスに応じて調整することができる。
【００３６】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のそれぞれの含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して１０〜１９０質量部であり、２０〜１８０質量部であることが好ましく、３０〜１７０であることがより好ましい。１０質量部未満では、それぞれのカーボンブラックが有する特性を発揮することができない傾向がある。また、１９０質量部をこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３７】
また、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して５０〜２００質量部であることが好ましく、５５〜１９０質量部であることがより好ましく、６０〜１８０質量部であることがさらに好ましい。５０質量部未満では、充分なグリップ性能も耐摩耗性能も確保できない傾向がある。また、２００質量部をこえると、ゴム組成物の加工性が悪化する傾向がある。
【００３８】
本発明のゴム組成物には、カーボンブラック以外の補強用充填剤、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルクなど、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるものを好適に含有することができる。
【００３９】
さらに、本発明のゴム組成物は可塑剤成分を含有する。
【００４０】
可塑剤成分としては、ゴム工業で一般的に可塑剤や、軟化剤として用いられるものを用いることができ、例えば、液状ポリマー、オイル、レジン、低温可塑剤等が挙げられる。可塑剤成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、耐摩耗性能とグリップ性能とをバランスよく向上できるという理由から液状ポリマーを使用することが好ましい。
【００４１】
液状ポリマーとしては、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算重量平均分子量が１．０×１０3〜２．０×１０5の液状ポリマーであることが好ましい。液状ポリマーの分子量が１．０×１０3未満では、破壊特性が低下し、充分な耐久性を得られない傾向がある。また、液状ポリマーの分子量が２．０×１０5をこえると、粘度が高くなり生産性が悪化する傾向がある。
【００４２】
液状ポリマーとしては、例えば、液状ＳＢＲ、液状ＢＲ、液状ＩＲ、液状ＳＩＲ等が挙げられる。なかでも、特に耐久性能とグリップ性能とをバランスよく向上できるという理由から液状ＳＢＲを使用することが好ましい。
【００４３】
液状ポリマーを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して１０〜２００質量部であることが好ましく、１０〜１８０質量部であることがより好ましく、２０〜１７０質量部であることがさらに好ましい。液状ポリマーの含有量１０質量部未満では、充分な耐久性およびグリップ性能が得られない傾向がある。また、液状ポリマーの含有量が２００質量部をこえると加工性が悪化する傾向がある。
【００４４】
オイルとしては、例えば、アロマチックオイル、プロセスオイル、パラフィンオイル等の鉱物油などが挙げられる。なかでも、環境への負荷低減という理由からプロセスオイルを使用することが好ましい。
【００４５】
オイルを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して５〜２００質量部であることが好ましく、１０〜１８０質量部であることがより好ましく、２０〜１７０質量部であることがさらに好ましい。オイルの含有量が５質量部未満では、可塑剤としての効果が得られ難くなる傾向がある。また、オイルの含有量が２００質量部をこえると充分な耐久性が得られ難くなる傾向がある。なお、ジエン系ゴム成分として油展されたゴム成分を使用する場合は、該油展されたゴム成分中のオイルを含む。
【００４６】
レジンの軟化点は、１０〜１８０℃であることが好ましく、２０〜１８０℃であることがより好ましい。レジンの軟化点が１０℃未満では、高温でのグリップ性能が低下する傾向がある。また、レジンの軟化点が１８０℃をこえると、ポリマーへの分散不良が生じる恐れがある。
【００４７】
レジンとしては、例えば、クマロンレジン、石油系レジン、およびフェノール系レジン、テルペンレジン、ロジンエステル、キシレンレジンなどが挙げられる。
【００４８】
レジンを使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して３〜７０質量部であることが好ましく、４〜６０質量部であることがより好ましく、５〜５０質量部であることがさらに好ましい。レジンの含有量が３質量部未満では、グリップ性能の向上が得られない恐れがある。また、レジンの含有量が７０質量部をこえると耐摩耗性が悪化する恐れがある。
【００４９】
低温可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、トリス（２エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）、ビス（２エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）などの液状成分が挙げられる。
【００５０】
低温可塑剤を使用する場合の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して０．５〜５０質量部であることが好ましく、１〜４０質量部であることがより好ましく、３〜３５質量部であることがさらに好ましい。低温可塑剤の含有量が０．５質量部未満では、低温での可塑効果を得られない可能性がある。また、低温可塑剤の含有量が５０質量部をこえると高温でのグリップ性能が低下する恐れがある。
【００５１】
可塑剤成分の含有量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して２０〜２５０質量部であることが好ましく、２５〜２００質量部であることがより好ましく、３０〜１８０質量部であることがさらに好ましい。可塑剤成分の含有量が２０質量部未満では、可塑剤としての効果が充分に得られない恐れがある。また、可塑剤成分の含有量が２５０質量部をこえると耐摩耗性が悪化する可能性がある。
【００５２】
本発明のゴム組成物における、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量（カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量）は０．７〜１．０であり、０．７３〜０．９７であることが好ましく、０．７５〜０．９５であることがより好ましい。カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量が０．７未満では、ゴム組成物に必要な剛性を得ることができず、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラック合計含有量／可塑剤成分含有量が１．０をこえると、充分なグリップ性能を得ることができない傾向がある。
【００５３】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）等の補強用充填剤、可塑剤成分以外にも、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、硫黄、シランカップリング剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種加硫促進剤などを好適に含有することができる。
【００５４】
本発明のゴム組成物は、競技用タイヤなどの高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物に用いられ、特に、競技用ドライタイヤのトレッド部に用いられることが好ましい。
【００５５】
本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記ゴム成分、および必要に応じてその他の配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を製造することができる。
【００５６】
本発明の空気入りタイヤは、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いてトレッドを製造し、このトレッドを用いて通常の方法により製造される。すなわち、本発明の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状に押出し加工し、タイヤ成形機上で、通常の方法により、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。該未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧し、本発明の空気入りタイヤを得る。
【実施例】
【００５７】
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。
【００５８】
以下に実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
Ｅ−ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ９５４９（ＳＢＲ固形分１００質量部に対するオイル含有量５０質量部、スチレン単位量：４５質量％）
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＷ３２ＡＨ−２４
液状ＳＢＲ：サートマー社製のＲＡＩＣＯＮ１００（重量平均分子量：６０００）
レジン：日塗化学（株）製のニットレジン クマロン Ｇ−９０（軟化点：９０℃）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＴＯＴ−Ｎ
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＭ
【００５９】
カーボンブラックは、公知の技術であるオイルファーネス法により作製したものを使用した。使用したカーボンブラックＡ〜Ｇの物性値を表１に示す。なお、表１に示すＩＡはＪＩＳ Ｋ ６２１７−１に準拠した測定方法、ＣＯＡＮはＡＳＴＭ Ｄ３４９３−０９に準拠した測定方法、ＣＴＡＢはＪＩＳ Ｋ ６２１７−３に準拠した測定方法により測定した。
【００６０】
【表１】
【００６１】
実施例１〜５および比較例１〜１４
表２および３に示す配合内容のうち、各種薬品（硫黄ならびに加硫促進剤１および２を除く）を、バンバリーミキサーにて混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄ならびに加硫促進剤１および２を添加して混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。
【００６２】
さらに、前記未加硫ゴム組成物を所定の形状の口金を備えた押し出し機で押し出し成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することにより、試験用タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を製造した。
【００６３】
＜グリップ性能試験＞
製造した試験用タイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコース（１周約５ｋｍ）にて１０周の実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロール性をテストドライバーが評価し、比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど、ドライ路面におけるグリップ性が高いことを示す。
【００６４】
＜耐摩耗性能試験＞
製造した試験用タイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコース（１周約５ｋｍ）にて１０周の実車走行を行なった。走行後のタイヤトレッドゴムの残溝量を計測し（新品時１５ｍｍ）、比較例１の残溝量を１００として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性能が高いことを示す。
【００６５】
上記のグリップ性能試験および耐摩耗性能試験の結果を、表２〜４に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
【表３】
【００６８】
【表４】
【００６９】
表２に示すように、カーボンブラック（Ａ）を満たすカーボンブラックおよびカーボンブラック（Ｂ）を満たすカーボンブラックならびに可塑剤成分を特定量含有する高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物は、グリップ性能および耐摩耗性能の両方において優れることがわかる。また、カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の含有量を調整することで、グリップ性能と耐摩耗性能とのバランスを、容易に、幅広くコントロールできることもわかる。
【００７０】
一方、表３および４より、特定のカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）を併用しない比較例１〜１２では、グリップ性能および耐摩耗性能の一方が劣ることがわかる。
【００７１】
また、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が大きい比較例１３ではグリップ性能において劣り、可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が小さい比較例１４では耐摩耗性能において劣ることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、
（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、
（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、
さらに、可塑剤成分を含有し、
可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の圧縮オイル吸収量（ｂ）が式（１）：
圧縮オイル吸収量（ａ）−圧縮オイル吸収量（ｂ） ＞ ３ｍｌ／１００ｇ （１）
を満たし、
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のヨウ素吸着量（ｂ）が式（２）：
ヨウ素吸着量（ｂ）−ヨウ素吸着量（ａ） ＞ ２０ｍｇ／ｇ （２）
を満たす請求項１記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積／ヨウ素吸着量が、いずれも０．６〜０．９である請求項１または２記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が５０〜２００質量部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ。
【請求項１】
ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、
（Ａ）ヨウ素吸着量が１００〜２５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が１０５〜１４５ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部、
（Ｂ）ヨウ素吸着量が２７０〜４５０ｍｇ／ｇであり、圧縮オイル吸収量が８５〜１１０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１９０質量部含有し、
さらに、可塑剤成分を含有し、
可塑剤成分の含有量に対するカーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が０．７〜１．０である高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
カーボンブラック（Ａ）の圧縮オイル吸収量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の圧縮オイル吸収量（ｂ）が式（１）：
圧縮オイル吸収量（ａ）−圧縮オイル吸収量（ｂ） ＞ ３ｍｌ／１００ｇ （１）
を満たし、
カーボンブラック（Ａ）のヨウ素吸着量（ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）のヨウ素吸着量（ｂ）が式（２）：
ヨウ素吸着量（ｂ）−ヨウ素吸着量（ａ） ＞ ２０ｍｇ／ｇ （２）
を満たす請求項１記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積／ヨウ素吸着量が、いずれも０．６〜０．９である請求項１または２記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
カーボンブラック（Ａ）およびカーボンブラック（Ｂ）の合計含有量が５０〜２００質量部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ。
【公開番号】特開２０１３−７１９７０（Ｐ２０１３−７１９７０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０７３５（Ｐ２０１１−２１０７３５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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