スチールコード被覆用ゴム組成物
【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、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたスチールコード被覆用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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】ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたスチールコード被覆用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能が優れることが求められている。燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さく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。
【０００３】
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が挙げられる。しかし、このような方法では、引張り強度、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。
【０００４】
ここで空気入りタイヤには、ベルト層、ビードワイヤインシュレーション、（ベルト補強層、）カーカス層、ベルトエッヂクッションなどの各種補強ゴム層として、スチールコードをゴム組成物で被覆した補強ゴム層が使用されている。これらの補強ゴム層に使用するスチールコード被覆用ゴム組成物には、スチールコードをゴム引きする際の成形加工性に優れること、スチールコードに対する接着性が高く、長期間に亘り繰り返し変形を受けても接着力を維持する耐久性を備えることが求められる。また、タイヤ構成部材であるので、上述した低発熱性、耐摩耗性や、操縦安定性を確保するためのゴム硬度や強度が求められる。
【０００５】
一方、特許文献１は、ジエン系ゴムに有機酸コバルト塩を配合したゴム組成物により、スチールコードの接着性を改良することを提案している。しかし、このゴム組成物では、スチールコードの接着性を改良するのに有効であるものの、発熱性を小さくし、加工性、耐久性を改良する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９９８６８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、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたスチールコード被覆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スチールコード被覆用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部配合し、かつ窒素吸着比表面積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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし低発熱にしながら、ゴム組成物の粘度を小さくし、ゴム硬度及び強度を確保したため、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上することができる。またタイヤにしたとき転がり抵抗を小さくしながら、操縦安定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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物で補強ゴム層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、加工性、耐久性及び操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスチールコード被覆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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、スチールコード被覆用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。
【００１４】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、有機酸コバルト塩を配合することにより、スチールコードに対する接着性を高くする。有機酸コバルト塩の配合量は、コバルト量として、ジエン系ゴム１００重量部に対し０．１〜０．３重量部、好ましくは０．１５〜０．２５重量部にする。コバルト量としての配合量が０．１重量部未満であると、スチールコードに対する初期接着性、耐久接着性を十分に高くすることができない。またコバルト量としての配合量が０．３重量部を超えるとスチールコードに対する耐久接着性が却って低下する。
【００１５】
本発明では、有機酸コバルト塩としては、例えばナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト、ホウ酸ネオデカン酸コバルト、アセチルアセトナートコバルト等を例示することができる。また、これらの有機酸コバルト塩のなかでも、ホウ素を含む有機酸コバルト塩が好ましく、例えば有機酸の一部をホウ酸等で置き換えた複合塩であるとよい。ホウ素を含有する有機酸コバルト塩はコバルト含量が２０〜２３重量％であるオルトホウ酸コバルトが好ましい。ホウ素を含有する有機酸コバルト塩としては、例えばローディア社製マノボンドＣ２２．５及びマノボンド６８０Ｃ、Ｊｈｅｐｈｅｒｄ社製ＣｏＭｅｎｄ Ａ及びＣｏＭｅｎｄ Ｂ、大日本インキ化学工業社製ＹＹＮＢＣ−ＩＩ等を例示することができる。
【００１６】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物では、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。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１０重量部以上、好ましくは２０〜９０重量部にする。カーボンブラックの配合量が１０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９０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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１２０〜１６０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／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。
【００１９】
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。）
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。）
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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を含む補強性充てん剤を配合する。上述したカーボンブラックを含む補強性充てん剤を配合することにより、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。上述したカーボンブラックを含む補強性充てん剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し４０〜１２０重量部、好ましくは５０〜１００重量部にする。補強性充てん剤の配合量が４０重量部未満であると、ゴム組成物に対する補強効果が十分に得られずゴム硬度、強度、耐摩耗性が不足する。また補強性充てん剤の配合量が１２０重量部を超えると、ゴム組成物の発熱性が大きくなる。
【００２６】
スチールコード被覆用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのスチールコード被覆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。本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、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。
【００２７】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、特に、このスチールコード被覆用ゴム組成物は、空気入りタイヤのベルト層用、ビードワイヤインシュレーション用、スチール補強層用のブラスめっきされたスチールコードの被覆ゴムに使用される。また、ゴム組成物の粘度を低減する効果を有するため空気入りタイヤの成形加工性が優れる。
【００２８】
このため、本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、優れた成形加工性により品質が安定した製品が得られると共に、被覆ゴムの老化防止性能及びスチールコードと被覆ゴムとの接着性（初期接着性及び老化接着性）が優れるため、タイヤ耐久性を向上するので、タイヤ寿命を長期化することができる。
【００２９】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、スチールコード、特にブラスめっきが施されたスチールコードの被覆ゴムとして好適に使用することができる。このスチールコード被覆用ゴム組成物は、粘度が低いため成形加工性が良好で補強ゴム成形体（補強ゴム層）を優れた品質で安定して製造することができる。またスチールコードに対する初期接着性及び耐久接着性に優れると共に、低発熱でしかもゴム硬度、強度及び耐摩耗性が優れるため、補強ゴム成形体の耐久性、耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
【００３０】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物を使用した補強ゴム層は、空気入りタイヤやベルトコンベアの構成部材として使用することができる。空気入りタイヤの構成部材としては、例えばベルト層、ビードワイヤインシュレーション、（ベルト補強層、）カーカス層、ベルトエッヂクッションなどの各種補強ゴム層を例示することができる。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、ゴム組成物のゴム硬度、強度及び耐摩耗の改良により、タイヤにしたときの耐久性、操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。特に被覆ゴムを低発熱性にしたので走行時に高温になり難く、接着性を高いレベルで維持すると共に、熱老化の影響を受け難く接着力の長期耐久性にも優れた効果が得られる。
【００３１】
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】
【００３２】
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１〜６、比較例１〜１０）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。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
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
【００３６】
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
【００３７】
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。
【００３８】
【表３】
【００３９】
スチールコード被覆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１〜６、比較例１〜１０）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、スチールコード被覆用ゴム組成物を得た。なお、表４，５において、ジエン系ゴム１００重量部に対する有機酸コバルト塩のコバルト量としての配合量を「Ｃｏ含有量」の欄に記載した。
【００４０】
得られたスチールコード被覆用ゴム組成物の一部を下記に示すムーニー粘度試験に供し加工性を評価した。次いで、ゴム組成物を所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、動的粘弾性試験を行い、発熱性（６０℃のｔａｎδ）を評価した。
【００４１】
また、得られたスチールコード被覆用ゴム組成物でスチールコードを被覆したベルト層を有する空気入りタイヤとして、サイズの異なる２種のタイヤ（サイズ２２５／５０／Ｒ１７及び１９５／６５Ｒ１５）を製作し、操縦安定性及び耐久性をそれぞれ下記に示す試験方法で評価した。
【００４２】
ムーニー粘度
スチールコード被覆用ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ1+4）を、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度計にてＬ型ロータを使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、温度１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、それぞれのムーニー粘度の逆数を算出し比較例１を１００とする指数として表４，５の「加工性」の欄に示した。この「加工性」の指数が大きいほどムーニー粘度が低く、成形加工性が優れることを意味する。
【００４３】
発熱性（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。得られた結果は、それぞれのｔａｎδの逆数をとり比較例１を１００とし、表４，５の「発熱性」の欄に示した。「発熱性」の指数が大き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。
【００４４】
操縦安定性
得られた空気入りタイヤ（サイズ２２５／５０／Ｒ１７）を標準リム（サイズ１７×７．５Ｊのホイール）に組み付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で乾燥路面からなる１周２．６ｋｍのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表４，５の「操縦安定性」の欄に示した。この指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを意味する。
【００４５】
耐久性
得られた空気入りタイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）を標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に装着し、空気圧２００ｋＰａの空気を充填して、ドラム径１７０７ｍｍで、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機にかけて、荷重３６００Ｎを負荷し、速度８０ｋｍ／ｈで２時間走行させた後、速度を１２０ｋｍ／ｈに上げて２４時間走行させた。その後、２４時間走行する毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつ上げ、タイヤ故障を起こすまでの走行距離を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表４，５の「耐久性」に示した。この指数が大きいほど耐久性が優れることを意味する。
【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
ＣＢ１〜ＣＢ１３：上述した表１，２に示したカーボンブラック
有機酸Ｃｏ塩：ナフテン酸コバルト塩、大日本インキ化学工業社製ナフテン酸コバルト（コバルト含量１０重量％）
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
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ＤＺ−Ｇ
硫黄：四国化成社製ミュークロンＯＴ−２０（硫黄分２０重量％）
【００４９】
表４から明らかなように実施例１〜６の空気入りタイヤは、加工性、発熱性、操縦安定性及び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ＣＢ８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加工性、発熱性、操縦安定性及び耐久性が劣る。比較例２の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ８の配合量を多くしたので、操縦安定性が改良するが、加工性及び発熱性が悪化した。
【００５１】
表５から明らかなように、比較例３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を超えるので耐久性及び発熱性が改良されるが、式（１）の係数αが１９７９未満であるため、加工性が劣る。比較例４，５，９の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ１２の式（１）の係数αが１９７９未満であるため、発熱性と耐久性とを両立することが出来ない。
【００５２】
比較例６，８の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ９，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、発熱性と耐久性とを両立することが出来ない。比較例７の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１０のＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満かつ係数αが１９７９未満であるため、加工性、発熱性が改良するが、操縦安定性、耐久性に劣る。比較例１０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、加工性、発熱性、耐久性が劣る。
【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、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたスチールコード被覆用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能が優れることが求められている。燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さく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。
【０００３】
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が挙げられる。しかし、このような方法では、引張り強度、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。
【０００４】
ここで空気入りタイヤには、ベルト層、ビードワイヤインシュレーション、（ベルト補強層、）カーカス層、ベルトエッヂクッションなどの各種補強ゴム層として、スチールコードをゴム組成物で被覆した補強ゴム層が使用されている。これらの補強ゴム層に使用するスチールコード被覆用ゴム組成物には、スチールコードをゴム引きする際の成形加工性に優れること、スチールコードに対する接着性が高く、長期間に亘り繰り返し変形を受けても接着力を維持する耐久性を備えることが求められる。また、タイヤ構成部材であるので、上述した低発熱性、耐摩耗性や、操縦安定性を確保するためのゴム硬度や強度が求められる。
【０００５】
一方、特許文献１は、ジエン系ゴムに有機酸コバルト塩を配合したゴム組成物により、スチールコードの接着性を改良することを提案している。しかし、このゴム組成物では、スチールコードの接着性を改良するのに有効であるものの、発熱性を小さくし、加工性、耐久性を改良する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９９８６８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、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたスチールコード被覆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スチールコード被覆用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部配合し、かつ窒素吸着比表面積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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくし低発熱にしながら、ゴム組成物の粘度を小さくし、ゴム硬度及び強度を確保したため、加工性、耐久性を従来レベル以上に向上することができる。またタイヤにしたとき転がり抵抗を小さくしながら、操縦安定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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物で補強ゴム層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、加工性、耐久性及び操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスチールコード被覆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】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、スチールコード被覆用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。
【００１４】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、有機酸コバルト塩を配合することにより、スチールコードに対する接着性を高くする。有機酸コバルト塩の配合量は、コバルト量として、ジエン系ゴム１００重量部に対し０．１〜０．３重量部、好ましくは０．１５〜０．２５重量部にする。コバルト量としての配合量が０．１重量部未満であると、スチールコードに対する初期接着性、耐久接着性を十分に高くすることができない。またコバルト量としての配合量が０．３重量部を超えるとスチールコードに対する耐久接着性が却って低下する。
【００１５】
本発明では、有機酸コバルト塩としては、例えばナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト、ホウ酸ネオデカン酸コバルト、アセチルアセトナートコバルト等を例示することができる。また、これらの有機酸コバルト塩のなかでも、ホウ素を含む有機酸コバルト塩が好ましく、例えば有機酸の一部をホウ酸等で置き換えた複合塩であるとよい。ホウ素を含有する有機酸コバルト塩はコバルト含量が２０〜２３重量％であるオルトホウ酸コバルトが好ましい。ホウ素を含有する有機酸コバルト塩としては、例えばローディア社製マノボンドＣ２２．５及びマノボンド６８０Ｃ、Ｊｈｅｐｈｅｒｄ社製ＣｏＭｅｎｄ Ａ及びＣｏＭｅｎｄ Ｂ、大日本インキ化学工業社製ＹＹＮＢＣ−ＩＩ等を例示することができる。
【００１６】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物では、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。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１０重量部以上、好ましくは２０〜９０重量部にする。カーボンブラックの配合量が１０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９０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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１２０〜１６０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／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。
【００１９】
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。）
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。）
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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を含む補強性充てん剤を配合する。上述したカーボンブラックを含む補強性充てん剤を配合することにより、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。上述したカーボンブラックを含む補強性充てん剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し４０〜１２０重量部、好ましくは５０〜１００重量部にする。補強性充てん剤の配合量が４０重量部未満であると、ゴム組成物に対する補強効果が十分に得られずゴム硬度、強度、耐摩耗性が不足する。また補強性充てん剤の配合量が１２０重量部を超えると、ゴム組成物の発熱性が大きくなる。
【００２６】
スチールコード被覆用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのスチールコード被覆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。本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、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。
【００２７】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、特に、このスチールコード被覆用ゴム組成物は、空気入りタイヤのベルト層用、ビードワイヤインシュレーション用、スチール補強層用のブラスめっきされたスチールコードの被覆ゴムに使用される。また、ゴム組成物の粘度を低減する効果を有するため空気入りタイヤの成形加工性が優れる。
【００２８】
このため、本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、優れた成形加工性により品質が安定した製品が得られると共に、被覆ゴムの老化防止性能及びスチールコードと被覆ゴムとの接着性（初期接着性及び老化接着性）が優れるため、タイヤ耐久性を向上するので、タイヤ寿命を長期化することができる。
【００２９】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、スチールコード、特にブラスめっきが施されたスチールコードの被覆ゴムとして好適に使用することができる。このスチールコード被覆用ゴム組成物は、粘度が低いため成形加工性が良好で補強ゴム成形体（補強ゴム層）を優れた品質で安定して製造することができる。またスチールコードに対する初期接着性及び耐久接着性に優れると共に、低発熱でしかもゴム硬度、強度及び耐摩耗性が優れるため、補強ゴム成形体の耐久性、耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
【００３０】
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物を使用した補強ゴム層は、空気入りタイヤやベルトコンベアの構成部材として使用することができる。空気入りタイヤの構成部材としては、例えばベルト層、ビードワイヤインシュレーション、（ベルト補強層、）カーカス層、ベルトエッヂクッションなどの各種補強ゴム層を例示することができる。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、ゴム組成物のゴム硬度、強度及び耐摩耗の改良により、タイヤにしたときの耐久性、操縦安定性を従来レベル以上に向上することができる。特に被覆ゴムを低発熱性にしたので走行時に高温になり難く、接着性を高いレベルで維持すると共に、熱老化の影響を受け難く接着力の長期耐久性にも優れた効果が得られる。
【００３１】
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】
【００３２】
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１〜６、比較例１〜１０）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。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
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
【００３６】
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
【００３７】
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。
【００３８】
【表３】
【００３９】
スチールコード被覆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１〜６、比較例１〜１０）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、スチールコード被覆用ゴム組成物を得た。なお、表４，５において、ジエン系ゴム１００重量部に対する有機酸コバルト塩のコバルト量としての配合量を「Ｃｏ含有量」の欄に記載した。
【００４０】
得られたスチールコード被覆用ゴム組成物の一部を下記に示すムーニー粘度試験に供し加工性を評価した。次いで、ゴム組成物を所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、動的粘弾性試験を行い、発熱性（６０℃のｔａｎδ）を評価した。
【００４１】
また、得られたスチールコード被覆用ゴム組成物でスチールコードを被覆したベルト層を有する空気入りタイヤとして、サイズの異なる２種のタイヤ（サイズ２２５／５０／Ｒ１７及び１９５／６５Ｒ１５）を製作し、操縦安定性及び耐久性をそれぞれ下記に示す試験方法で評価した。
【００４２】
ムーニー粘度
スチールコード被覆用ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ1+4）を、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度計にてＬ型ロータを使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、温度１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、それぞれのムーニー粘度の逆数を算出し比較例１を１００とする指数として表４，５の「加工性」の欄に示した。この「加工性」の指数が大きいほどムーニー粘度が低く、成形加工性が優れることを意味する。
【００４３】
発熱性（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。得られた結果は、それぞれのｔａｎδの逆数をとり比較例１を１００とし、表４，５の「発熱性」の欄に示した。「発熱性」の指数が大き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。
【００４４】
操縦安定性
得られた空気入りタイヤ（サイズ２２５／５０／Ｒ１７）を標準リム（サイズ１７×７．５Ｊのホイール）に組み付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で乾燥路面からなる１周２．６ｋｍのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表４，５の「操縦安定性」の欄に示した。この指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを意味する。
【００４５】
耐久性
得られた空気入りタイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）を標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に装着し、空気圧２００ｋＰａの空気を充填して、ドラム径１７０７ｍｍで、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機にかけて、荷重３６００Ｎを負荷し、速度８０ｋｍ／ｈで２時間走行させた後、速度を１２０ｋｍ／ｈに上げて２４時間走行させた。その後、２４時間走行する毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつ上げ、タイヤ故障を起こすまでの走行距離を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表４，５の「耐久性」に示した。この指数が大きいほど耐久性が優れることを意味する。
【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
ＣＢ１〜ＣＢ１３：上述した表１，２に示したカーボンブラック
有機酸Ｃｏ塩：ナフテン酸コバルト塩、大日本インキ化学工業社製ナフテン酸コバルト（コバルト含量１０重量％）
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
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ＤＺ−Ｇ
硫黄：四国化成社製ミュークロンＯＴ−２０（硫黄分２０重量％）
【００４９】
表４から明らかなように実施例１〜６の空気入りタイヤは、加工性、発熱性、操縦安定性及び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ＣＢ８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加工性、発熱性、操縦安定性及び耐久性が劣る。比較例２の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ８の配合量を多くしたので、操縦安定性が改良するが、加工性及び発熱性が悪化した。
【００５１】
表５から明らかなように、比較例３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を超えるので耐久性及び発熱性が改良されるが、式（１）の係数αが１９７９未満であるため、加工性が劣る。比較例４，５，９の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ１２の式（１）の係数αが１９７９未満であるため、発熱性と耐久性とを両立することが出来ない。
【００５２】
比較例６，８の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ９，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、発熱性と耐久性とを両立することが出来ない。比較例７の空気入りタイヤは、カーボンブラックＣＢ１０のＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ未満かつ係数αが１９７９未満であるため、加工性、発熱性が改良するが、操縦安定性、耐久性に劣る。比較例１０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、加工性、発熱性、耐久性が劣る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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スチールコード被覆用ゴム組成物。
【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に記載のスチールコード被覆用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスチールコード被覆用ゴム組成物で、補強ゴム層を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．１〜０．３重量部、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１０重量部以上含む補強性充てん剤を４０〜１２０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スチールコード被覆用ゴム組成物。
【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に記載のスチールコード被覆用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスチールコード被覆用ゴム組成物で、補強ゴム層を構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２５１０１９（Ｐ２０１２−２５１０１９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２６４８（Ｐ２０１１−１２２６４８）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【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２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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