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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024044763
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】タイヤ用ゴム組成物およびタイヤ
(51)【国際特許分類】
   C08L 9/00 20060101AFI20240326BHJP
   C08K 3/04 20060101ALI20240326BHJP
   C08K 3/36 20060101ALI20240326BHJP
   C08L 9/06 20060101ALI20240326BHJP
   C08L 7/00 20060101ALI20240326BHJP
   B60C 1/00 20060101ALI20240326BHJP
【FI】
C08L9/00
C08K3/04
C08K3/36
C08L9/06
C08L7/00
B60C1/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022150503
(22)【出願日】2022-09-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】竹内 瑞哉
(72)【発明者】
【氏名】野口 侑利
【テーマコード(参考)】
3D131
4J002
【Fターム(参考)】
3D131AA03
3D131BA05
3D131BA12
3D131BB01
3D131BC02
3D131BC09
3D131BC33
4J002AC01X
4J002AC02W
4J002AC03W
4J002AC06X
4J002AC07W
4J002AC08W
4J002BB15W
4J002DA036
4J002DJ007
4J002DJ017
4J002DJ037
4J002FD010
4J002FD016
4J002FD017
4J002GN01
(57)【要約】
【課題】タイヤリサイクルのために再生カーボンブラック(再生CB)をタイヤトレッドに使用するに際し、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性が求められる。
【解決手段】ジエン系ゴム、シリカ、および再生CBを含有し、再生CBのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満、再生CBの窒素吸着比表面積NSAと沃素吸着量IAの比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満、ジエン系ゴム100質量部中、NRの割合が30質量部以下であり、ジエン系ゴム100質量部に対しCBおよび再生CBの合計が25~110質量部であり、再生CBを1~10質量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物によって上記課題を解決した。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジエン系ゴム、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、
前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項2】
前記ジエン系ゴム100質量部中、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムおよびブタジエンゴムの合計の割合が70質量部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。
【請求項3】
前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴムおよび/またはブタジエンゴムが、前記シリカまたはカーボンブラックと相互作用可能な官能基を有す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4】
前記シリカの窒素吸着比表面積NSAが100~220m/gであり、かつDBP吸油量が140~240ml/100gの範囲に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5】
ジエン系ゴム、カーボンブラック、再生カーボンブラック並びに加硫系成分を混合する工程を有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、
前記再生カーボンブラックを100℃未満で投入し混練する第1工程と、
前記第1工程後、加硫系成分を投入しさらに混練する最終工程と、を有し、
前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、
前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、かつ
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項6】
請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項7】
請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物をキャップトレッドに用いたタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびタイヤに関するものであり、詳しくは再生カーボンブラックを配合しても、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性を維持し得るタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、資源の保全や環境保護が注目される中、タイヤにおいてもリサイクル率の向上が求められている。そこで廃タイヤなど使用済みのゴム製品を熱分解して得られる再生カーボンブラックや(例えば下記特許文献1~3参照)、非石油原料由来の再生カーボンブラックの使用が提案されている。
しかし再生カーボンブラックにはタイヤの原材料である補強材、タイヤコード等由来の不純物が含まれ、および/または、製造時の熱分解工程由来の不純物が含まれるため、タイヤの発熱性や耐摩耗性に代表される各種性能が大幅に低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許6553959号公報
【特許文献2】特開2012-1682号公報
【特許文献3】特許6856781号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって本発明の目的は、再生カーボンブラックを配合しても、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性を維持し得るタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、少なくともジエン系ゴム、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックを含むタイヤ用ゴム組成物において、再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)並びに窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAを適切な範囲に定め、かつカーボンブラックおよび再生カーボンブラックの配合量を特定の範囲に定めることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
【0006】
すなわち本発明は、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、
前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤを提供するものである。
【発明の効果】
【0007】
上述のように、再生カーボンブラックにはタイヤの原材料である補強材、タイヤコード等由来の不純物が含まれ、および/または、製造時の熱分解工程由来の不純物が含まれるため、発熱性や耐摩耗性が悪化するという問題点があった。そこで本発明者は鋭意検討を重ねた結果、再生カーボンブラックに不純物(例えば灰分)が存在する場合でも、特定範囲の前記ΔDBPおよび前記NSA/IAを満たす再生カーボンブラックを採用することにより、前記課題を解決できることを見出した。
これにより本発明によれば、再生カーボンブラックを配合しても、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性を維持し得るタイヤ用ゴム組成物およびタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0009】
(ジエン系ゴム)
本発明で使用されるジエン系ゴムは、その100質量部中、天然ゴム(NR)の割合が30質量部以下であることが必要である。NRが30質量部を超えると本発明の前記効果が奏されない。なお、イソプレンゴム(IR)は本発明でいうNRに含まれるものとする。
また本発明の効果が向上するという観点から、本発明で使用されるジエン系ゴム全体を100質量部としたときに、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)およびブタジエンゴム(BR)の合計の割合が70質量部以上であることが好ましい。また前記ジエン系ゴム100質量部中、SBRの配合量が50~100質量部、BRの配合量が0~50質量部であるのがさらに好ましい。また、前記ジエン系ゴム以外にも、必要に応じて、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)等の他のジエン系ゴムを使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
【0010】
また本発明で使用されるSBRおよび/またはBRは、シリカまたはカーボンブラックと相互作用可能な官能基を有することが好ましい。
このような官能基は、具体的には、ヒドロキシ基、カルボキシ基、カルボニル基、アルデヒド基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、シリル基、オキシシリル基、シラノール基、イソシアネート基、イソチオシアネート基等を例示することができる。
シリカまたはカーボンブラックと相互作用可能な官能基を有するSBRおよび/またはBRは、公知の方法にしたがい合成することができ、あるいは、市販されているものを適宜採用することができる。例えば、変性されたSBRとしては、ZSエラストマー株式会社製NS616、旭化成株式会社製タフデンE581、ZSエラストマー株式会社製NIPOL BR1250H等が挙げられる。
【0011】
(再生カーボンブラック)
本発明で使用する再生カーボンブラック(以下、再生CBと言うことがある)は、DBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、かつ窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあることが必要である。前記ΔDBP並びにNSA/IAが前記範囲を外れると、本発明の効果を奏することができない。
【0012】
前記ΔDBPは、本発明の効果がさらに高まるという観点から、19ml/100g以下が好ましく、18ml/100g以下がさらに好ましい。
前記NSA/IAは、本発明の効果がさらに高まるという観点から、0.8~1.9が好ましく、0.8~1.7がさらに好ましい。
【0013】
なお本発明において、DBP吸油量はASTM D2414に準拠して測定され、圧縮DBP(24M4DBP)はJIS K6217-4(圧縮試料)に基づいた24M4-DBP吸油量として測定され、NSAはJIS K6217-2に準拠して測定され、IAはJIS K6217-1に準拠して測定される。
【0014】
前記圧縮DBP吸油量は、再生カーボンブラックのアグリゲーションを崩して測定されるものであり、該アグリゲーションを維持したDBP吸油量との差を測定することにより、ストラクチャーの崩れやすさを把握することができる。
ΔDBPが小さいほどストラクチャーの崩れにくく、つまりカーボンブラックとしての補強性能が低下していないと考えられる。
また、再生カーボンブラックの場合、その素原料となるタイヤの製造時に配合された複数種類のカーボンブラックは熱分解により破壊されずにその分布を保っていると推測される。よって、NSA/IAを最適な範囲にすることにより再生カーボンブラックであっても必要上十分な補強性を示すことができる。
再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAは、好ましくは65~105m/gである。好ましいDBP吸油量は70~105ml/100gである。
【0015】
本発明で使用する再生カーボンブラックは、例えば次のような再生カーボンブラックであることができる。
(1)天然資源から誘導された再生カーボンブラック。天然資源としては各種製品の製造過程で生じた副産物等を挙げることができ、再生可能な原料と言える。前記副産物としてはとくに制限されないが、動植物油等が挙げられる。動植物油とは、動物油または植物油を意味し、動物油としては、魚油、タラ、サメなどの魚類肝臓から得られる脂肪油(肝油)、クジラから採取可能な海獣油のような水産動物油、並びに牛脂、豚脂等の陸産動物油等が挙げられる。植物油とは、植物の種子、果実、核等から採取される脂肪酸グリセリドを成分とする油脂が挙げられ、乾性油、半乾性油、不乾性油などのいずれでもよい。
天然資源から誘導された再生カーボンブラックは市販されているものを利用することができ、例えばOrion Engineered Carbons S.A.社製商品名ECORAX NATURE 200等が挙げられる。
(2)廃タイヤを加熱分解し、得られた熱分解油を原料として製造した再生カーボンブラック。このような再生カーボンブラックは市販されているものを利用することができる。
(3)廃タイヤを熱分解して生じた残渣カーボンブラックからなる再生カーボンブラック。廃タイヤの熱分解は公知の方法にしたがって行うことができ、例えば、300℃以上、より具体的には600℃以上の温度の熱分解法が挙げられる。このような再生カーボンブラックは市販されているものを利用することができ、例えばEnrestec社製商品名PB365、Birla Carbon社製CONTINUA8000、山東開元社製LN607等が挙げられる。
【0016】
上述のように、再生カーボンブラックに不純物が存在する。不純物の一例としては灰分が挙げられ、例えば前記(1)および(2)の再生カーボンブラックは、灰分を具体的には0.5質量%以下、さらに具体的には0.4質量%以下含んでいる。
また前記(3)の再生カーボンブラックは、灰分を具体的には1~30質量%、さらに具体的には3~25質量%含んでいる。
このように灰分を含む再生カーボンブラックを使用する場合でも、本発明では特定範囲の前記ΔDBPおよび前記NSA/IAを満たす再生カーボンブラックを使用するため、発熱性および耐摩耗性の悪化を大幅に抑制することができる。
なお灰分は、公知のICP法により測定される。
【0017】
(カーボンブラック)
本発明で使用するカーボンブラック(以下、CBと言うことがある)は、窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gである。
前記カーボンブラックのNSAおよびDBP吸油量が前記範囲であることにより、本発明の前記効果がさらに向上する。
本発明において、カーボンブラックのNSAは70~145m/gがさらに好ましい。また、DBP吸油量は110~130ml/100gがさらに好ましい。
【0018】
(シリカ)
本発明のゴム組成物は、必要に応じてシリカを配合することができる。シリカとしては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカは、本発明の効果向上の観点から、窒素吸着比表面積NSAが100~220m/g、好ましくは140~220m/gであり、かつDBP吸油量が140~240ml/100g、好ましくは170~240ml/100gであるのがよい。
【0019】
(ゴム組成物の配合割合)
本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム、前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックを含み、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合し、前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなることを特徴とする。
前記再生カーボンブラックの配合量が1質量部未満であると配合量が少なすぎて本発明の効果を奏することができず、逆に10質量部を超えると耐摩耗性が悪化する。
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し25質量部未満または110質量部を超えると本発明の効果を奏することができない。
【0020】
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量は、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、40~110質量部であるのが好ましい。
なお、NRを配合する場合、その配合量は前記ジエン系ゴム100質量部に対し1~25質量部であるのが好ましい。
またシリカは、上記のようにゴム組成物に含まれない態様を含むが、シリカを配合する場合、その配合量は前記ジエン系ゴム100質量部に対し例えば1~30質量部である。
【0021】
(その他成分)
本発明におけるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤;加硫又は架橋促進剤;シランカップリング剤;老化防止剤;可塑剤;樹脂;硬化剤などのゴム組成物に一般的に配合されてい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も、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。
【0022】
(製造方法)
本発明の製造方法は、ジエン系ゴム、カーボンブラック、再生カーボンブラック並びに加硫系成分を混合する工程を有し、これらの成分の混合の順番および混合時のミキサー温度に特徴を有する。
すなわち、前記再生カーボンブラックを100℃未満で投入し、混練する第1工程と、前記第1工程後、必要に応じて複数回の混練工程(第2工程)があり、そして最後に加硫系成分を投入しさらに混練する最終工程と、を有する。
前記第1工程において、前記再生カーボンブラックとともに投入する成分は、加硫系成分を除いてはとくに制限されない。例えば、前記ジエン系ゴム、前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラック並びに必要に応じて添加される各種成分を同時に投入することができる。なお必要に応じて添加される各種成分とは、各種樹脂、酸化亜鉛、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を指す。
また、前記ジエン系ゴム、前記カーボンブラックおよび必要に応じて添加される各種成分から選択された1種以上の成分を続く第2工程で投入し混練してもよいが、少なくとも、前記再生カーボンブラックと、前記カーボンブラックと、前記シリカとは第1工程で同時に投入するのが好ましい。
前記第1工程終了後、得られた混合物に最終工程で加硫系成分を投入し、さらに混練する。加硫系成分とは、加硫剤、架橋剤、加硫促進剤、架橋促進剤を含む。
【0023】
前記第1工程において、再生カーボンブラックの分散性を高めるという理由から、再生カーボンブラックの投入時温度は100℃未満、好ましくは50~90℃であるのがよい。前記第1工程において、再生カーボンブラックの投入はその他の成分と共に行ってもよく、また例えば60秒以下の範囲でその他の成分を先に混練した後に、再生カーボンブラックを投入してもよい。再生カーボンブラック投入後の混練時間は例えば1.5分~5分である。第1工程におけるミキサーの到達温度は140℃~180℃であるのが好ましい。ミキサー内の混練温度は、例えばミキサーに設置された熱電対等の公知の温度制御手段で制御することができる。
最終工程において、ミキサー内の混練温度は、例えば80~120℃が好ましい。混練時間は例えば0.5分~3分である。
なお、第1工程、第2工程および最終工程において使用されるミキサーは、ゴム組成物に一般的に使用される公知のバンバリーミキサー、ロール等であることができる。また、工程間で混合物を一旦ミキサー外に放出し、冷却してもよいし、工程間でミキサー内で時間的間隔をあけて混合物を冷却してもよい。また、第1工程、第2工程および最終工程において使用されるミキサーは同じであっても異なっていてもよい。
【0024】
本発明のゴム組成物は、再生カーボンブラックを配合しても、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性を維持し得ることから、タイヤのトレッド、とくにキャップトレッドに好適に用いられ得る。ままた本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、空気、窒素等の不活性ガス及びその他の気体を充填することができる。
【実施例0025】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【0026】
標準例1~5、実施例1~17および比較例1~9
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、加硫系(加硫促進剤、硫黄)を除く成分を1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーでを用い、再生カーボンブラックの投入温度を90℃または125℃に設定し、5分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で150℃で30分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
【0027】
(コンパウンド物性)
tanδ(60℃):JIS K6394:2007に準じて、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度60℃の条件で、tanδ(60℃)を測定した。結果は、標準例1~5の値を100として指数表示した。指数が小さいほど、低発熱性であることを示す。
ランボーン耐摩耗性:JIS K6264-2に準拠して、岩本製作所社製ランボーン摩耗試験機を使用し、荷重49N、スリップ率25%、時間4分、室温の条件で測定した。結果は、標準例1~5の値を100として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを意味する。なお指数が95以上であれば、実用上十分な耐摩耗性を有していると判断できる。
【0028】
(タイヤ特性)
転がり抵抗性:前記加硫ゴム試験片をキャップトレッドに用いた試験タイヤ(タイヤサイズ=245/45ZR18)を18×7Jのホイールに組み付けて、室内ドラム試験機(ドラム径:1707mm)を用いて、ISO28580に準拠し、空気圧210kPa、荷重4.82kN、速度80km/hの条件で転がり抵抗を測定した。結果は、標準例1~5の測定値を100とする指数で示した。この指数が小さいほど転がり抵抗が低く、低転がり抵抗性に優れることを意味する。
実車摩耗試験:前記試験タイヤを18×7Jのホイールに組み付けて実車走行させ、摩耗限界までの走行距離を測定した。結果は、標準例1~5の値を100として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを意味する。なお指数が95以上であれば、実用上十分な耐摩耗性を有していると判断できる。
【0029】
結果を表1~5に示す。
なお、比較例1~2および実施例1~5は標準例1と比較され、比較例3~4および実施例5~8は標準例2と比較され、比較例5~6および実施例9~12は標準例3と比較され、比較例7~8および実施例13~17は標準例4と比較され、比較例9は標準例5と比較される。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
【0035】
*1:NR(PT.KIRANA SAPTA製SIR20)
*2:SBR1(ZSエラストマー株式会社製 Nipol SBR1502)
*3:SBR2(ZSエラストマー株式会社製 Nipol SBR1739、油展品であるが表では実際のSBR量を示した。)
*4:SBR3(旭化成株式会社製 TUFDENE E581、油展品であるが表では実際のSBR量を示した。)
*5:BR(ZSエラストマー株式会社製 Nipol BR1220)
*6:SAFカーボンブラック(タイ東海カーボン株式会社製N134、窒素吸着比表面積(NSA)=141m/g、DBP吸油量=126ml/100g)
*7:ISAFカーボンブラック(キャボットジャパン(株)製 VULCAN 7HJ、窒素吸着比表面積(NSA)=116m/g、DBP吸油量=124ml/100g)
*8:ISAFカーボンブラック(キャボットジャパン(株)製 VULCAN 6、窒素吸着比表面積(NSA)=112m/g、DBP吸油量=116ml/100g)
*9:HAFカーボンブラック(キャボットジャパン(株)製 VULCAN KS、窒素吸着比表面積(NSA)=75m/g、DBP吸油量=125ml/100g)
*10:再生カーボンブラック(Enrestec社製商品名PB365、DBP吸油量=88ml/100g、圧縮DBP吸油量(24M4DBP)=77ml/100g、ΔDBP=11ml/100g、NSA=76m/g、IA=95mg/g、NSA/IA=0.8)
*11:再生カーボンブラック(メーカーサンプル品、DBP吸油量=98ml/100g、圧縮DBP吸油量(24M4DBP)=96ml/100g、ΔDBP=2ml/100g、NSA=102m/g、IA=86mg/g、NSA/IA=1.2)
*12:再生カーボンブラック(OEC社製商品名ECORAX NATURE200、DBP吸油量=72ml/100g、圧縮DBP吸油量(24M4DBP)=69ml/100g、ΔDBP=3ml/100g、NSA=82m/g、IA=86mg/g、NSA/IA=1.0)
*13:再生カーボンブラック(EcoStar社製商品名FN331、DBP吸油量=78ml/100g、圧縮DBP吸油量(24M4DBP)=62ml/100g、ΔDBP=16ml/100g、NSA=62m/g、IA=29mg/g、NSA/IA=2.1)
*14:シリカ(Solvay社製ZEOSIL1165MP、CTAB比表面積=163m/g、DBP吸油量=202ml/100g)
*15:シランカップリング剤(Evonik社製Si69)
*16:酸化亜鉛(正同化学工業株式会社製酸化亜鉛3種)
*17:ステアリン酸(日油株式会社製ビーズステアリン酸YR)
*18:老化防止剤(EASTMAN社製6PPD)
*19: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)
*20:硫黄(四国化成工業株式会社製ミュークロンOT-20)
*21:加硫促進剤CBS(三新化学工業株式会社製サンセラーNS-G)
*22:加硫促進剤DPG(三新化学工業株式会社製センセラーD-G)
【0036】
表1~5の結果から、各実施例のゴム組成物は、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックを含有し、前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなることを特徴としているので、標準例1~4のゴム組成物に比べ、実用上十分な低発熱性および耐摩耗性を維持し得ることが分かる。
【0037】
一方、比較例1、3、5、7は、再生カーボンブラックのNSA/IAが本発明で規定した上限を超えているので、耐摩耗性が悪化した。
比較例2、4、6、8は、再生カーボンブラックの配合量が本発明で規定した上限を超えているので、耐摩耗性が悪化した。
比較例9は、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックの合計の総量が本発明で規定した上限を超えているので、本発明の効果が得られなかった。
【0038】
本発明は、下記実施形態を包含する。
実施形態1:
ジエン系ゴム、カーボンブラックおよび再生カーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、
前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
実施形態2:
前記ジエン系ゴム100質量部中、スチレン-ブタジエン共重合体ゴムおよびブタジエンゴムの合計の割合が70質量部以上であることを特徴とする実施形態1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
実施形態3:
前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴムおよび/またはブタジエンゴムが、前記シリカまたはカーボンブラックと相互作用可能な官能基を有することを特徴とする実施形態1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
実施形態4:
前記シリカの窒素吸着比表面積NSAが100~220m/gであり、かつDBP吸油量が140~240ml/100gの範囲にあることを特徴とする実施形態1~3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
実施形態5:
ジエン系ゴム、カーボンブラック、再生カーボンブラック並びに加硫系成分を混合する工程を有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、
前記再生カーボンブラックを100℃未満で投入し混練する第1工程と、
前記第1工程後、加硫系成分を投入しさらに混練する最終工程と、を有し、
前記再生カーボンブラックのDBP吸油量と圧縮DBP吸油量(24M4DBP)の差(ΔDBP)が20ml/100g未満であり、
前記再生カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSA(単位m/g)と沃素吸着量IA(単位mg/g)の比であるNSA/IAが0.8以上2.0未満の範囲にあり、かつ
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムの割合が30質量部以下であり、
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積NSAが70~160m/gであり、かつDBP吸油量が110~140ml/100gの範囲にあり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記再生カーボンブラックを1~10質量部配合してなり、
前記カーボンブラックおよび前記再生カーボンブラックの合計の総量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、25~110質量部であり、
前記ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを0~40質量部配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
実施形態6:
実施形態1~4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
実施形態8:
実施形態1~4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物をキャップトレッドに用いたタイヤ。