JP6638238B2 - タイヤスチールコード被覆用ゴム組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら、接着性、ゴム硬度および引張り破断伸びを維持・向上するようにしたタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物に関する。
空気入りタイヤには、スチールコードをコートゴム（スチールコード被覆用ゴム組成物）で被覆したカーカス層およびベルト層で、そのトレッド部を構成するものがある。これらのスチールコードとゴム部材との接着性が低下すると故障が起きやすくなりタイヤ耐久性が低下する虞がある。またタイヤの転がり抵抗を低減させて燃費性能を高くするため、発熱性を小さくすることも強く求められている。
これらの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とともに高荷重を負担するため、高引張り破断伸びや高ゴム硬度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、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。
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、ゴム硬度および引張り破断伸び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。
本発明の目的は、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを配合することにより発熱性を低減しながら接着性、ゴム硬度および引張り破断伸びを維持・向上するようにしたタイヤ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。
上記目的を達成する本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、天然ゴムを８０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを４０〜８０質量部、有機酸コバルト塩または有機コバルト錯体をコバルト量で０．０１〜０．５０質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）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たし、かつ前記Ｄｓｔが１６０ｎｍ以上であることを特徴とする。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６ （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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６ （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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、天然ゴムを８０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇ、カーボンブラック凝集体のストークス径の質量分布曲線における比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、かつ前記式（１）の関係を満たし、かつ前記Ｄｓｔが１６０ｎｍ以上であるカーボンブラックを４０〜８０質量部、有機酸コバルト塩または有機コバルト錯体をコバルト量で０．０１〜０．５０質量部配合するようにしたので、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、接着性、ゴム硬度および引張り破断伸びを維持・向上することができる。
前記カーボンブラックのＮ2ＳＡは、５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。
前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、加硫促進剤を０．３〜１．５質量部、硫黄を４．０〜８．０質量部配合することが好ましい。
本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物をスチールコード被覆に使用した空気入りタイヤは、発熱性を小さくしながら、タイヤ耐久性を従来レベル以上に向上することができる。
スチールコード被覆７は、スチールコード被覆用ゴム組成物により構成される。スチールコード被覆用ゴム組成物は、天然ゴムを８０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックを４０〜８０質量部配合したゴム組成物である。
本発明のタイヤ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、天然ゴムを必ず含む。天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、８０質量％以上、好ましくは９０〜１００質量％である。天然ゴムの含有量が８０質量％未満であるとスチールコードに対する接着性（例えばクロスプライ剥離力）を確保することができない。また発熱性を小さくする効果も十分には得られない。
本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、ジエン系ゴムとして天然ゴム以外の他のジエン系ゴムを配合することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、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、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を例示することができる。なかでもイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムがよい。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。他のジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、２０質量％以下、好ましくは０〜１０質量％である。
本発明のスチールコード被覆用ゴム組成物は、有機酸コバルト塩または有機コバルト錯体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。有機酸コバルト塩および有機コバルト錯体の配合量は、コバルト量として、ジエン系ゴム１００質量部に対し０．０１〜０．５０質量部、好ましくは０．０５〜０．２０質量部にする。コバルト量としての配合量が０．０１質量部未満であると、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０．５０質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。
本発明では、有機酸コバルト塩および有機コバルト錯体としては、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。
本発明のタイヤ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および圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）を有し、かつ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およびその半値幅ΔＤｓｔの比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔ並びにＤｓｔ／（２４Ｍ４）とＮ2ＳＡ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、粒子径が大きいカーボンブラックを用いてゴム組成物の発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性を悪化させることがない。これによりスチールコードに対する接着性を向上することができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し４０〜８０質量部、好ましくは４５〜７５質量部、より好ましくは５５〜７０質量部である。カーボンブラックの配合量が４０質量部未満であると、ゴム硬度およびスチールコードに対する接着性が不足する。またカーボンブラックが８０質量部を超えると、発熱性が大きくなり、引張り破断伸びが低下する。
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９０ｍ2／ｇ以下、好ましくは５０〜９０ｍ2／ｇ、より好ましくは５５〜８５ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなる。本明細書においてカーボンブラックのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−７に準拠して、測定するものとする。
また、カーボンブラックの圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）は、９５〜１２０ｍｌ／１００ｇであり、好ましくは１００〜１１５ｍｌ／１００ｇである。圧縮ＤＢＰ吸収量が９５ｍｌ／１００ｇ未満であるとゴム硬度が低下する。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。圧縮ＤＢＰ吸収量が１２０ｍｌ／１００ｇを超えると、接着性および引張り破断伸びが悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。圧縮ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４に準拠し附属書Ａに記載された圧縮試料を用いて測定するものとする。
本発明で使用するカーボンブラックは、上述した窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡおよび圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）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およびその半値幅ΔＤｓｔに関し以下の関係を有する。
本発明において、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）に対する前記質量分布曲線の半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上、好ましくは０．７０以上である。比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを０．６５以上にすることにより、発熱を小さくすることができる。本明細書において、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。また半値幅ΔＤｓｔは凝集体質量分布曲線において、その頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅をいう。本発明において、ＤｓｔおよびΔＤｓｔ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。
本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たす。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６ （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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６ （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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。）
カーボンブラックが上述した特定された範囲内のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有し、かつ（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡが前記式（１）を満たすことにより、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上することができる。これによりスチールコードに対する接着性を維持・向上することができる。
図１は、ＡＳＴＭ規格番号を有する代表的なカーボンブラックであるＡＳＴＭグレードについて、その（２４Ｍ４）／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（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ（ｍｌ／１００ｇ／ｎｍ）である。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（２４Ｍ４）／ＤｓｔはＮ2ＳＡに対し概ね１次直線（図１の破線）で表され、その傾きは約０．００９３、切片は０．０１３３である。
これに対し、本発明で使用するカーボンブラックでは、Ｎ2ＳＡに対し、アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／Ｄｓｔの上限が、前記式（１）により制限されている。この境界線（前記式（１）の不等号を等号にした一次直線）を図２に実線で記載した。また本願明細書の実施例で使用するカーボンブラックを○印でプロットした。なお図２の破線はＡＳＴＭグレードのカーボンブラックブラックから求められた１次直線である。アグリゲート特性の比（２４Ｍ４）／ＤｓｔおよびＮ2ＳＡがこの関係を満たすことにより、ゴム硬度、接着性および引張り破断伸びを優れたものにすることができる。
本発明において、前記式（１）で特定されるカーボンブラックは、上述した範囲のＮ2ＳＡ、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）および比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを有するとき、ゴム組成物の発熱性を小さくしながら、引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度、耐摩耗性などの機械的特性を維持・向上し、スチールコードに対する接着性を優れたものにすることができる。
本発明で使用するカーボンブラックのＤｓｔは、特に制限されるものではないが、好ましくは１６０ｎｍ以上、好ましくは１７０ｎｍ以上であるとよい。Ｄｓｔが１６０ｎｍ未満であると、ゴム組成物の発熱性が大きくなる虞がある。
上述した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、全空気の供給量、燃料油及び原料油の導入量、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。
本発明において、カーボンブラックとしては、上述した特性を有するカーボンブラックと、その他のカーボンブラックを共に使用することができる。このとき、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックが占める割合が５０質量％を超えるものとし、カーボンブラックの合計をジエン系ゴム１００質量部に対し、４０〜８０質量部にする。このようにその他のカーボンブラックを共に配合することにより、ゴム組成物の発熱性と、ゴム硬度および引張り破断伸びとのバランスを調整することができる。
本発明では、カーボンブラック以外の無機充填剤として、シリカ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等を任意に配合することができる。なかでもシリカが好ましく、シリカを配合することにより、発熱性を小さくすることができる。
またスチールコード被覆用ゴム組成物に加える加硫促進剤および硫黄の配合量を限定することにより、スチールコードとの接着性をさらに改良することができる。加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し好ましくは０．３〜１．５質量部、より好ましくは０．５〜１．０質量部である。加硫促進剤の配合量が０．３質量部未満であると、発熱性が悪化し、転がり抵抗性、タイヤ耐久性が低下する。また加硫促進剤の配合量が１．５質量部を超えると、劣化時の接着性が低下する。
硫黄の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し好ましくは４．０〜８．０質量部、より好ましくは６．０〜８．０質量部である。硫黄の配合量が４．０質量部未満であると、接着性が低下する。また硫黄の配合量が８．０質量部を超えると、耐老化性が低下する。
タイヤスチールコード被覆用ゴム組成物には、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。
本発明のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、空気入りタイヤのスチールコード被覆部を構成するのに好適に使用することができる。特に好ましくはベルト層および／またはカーカス層のスチールコードを被覆するコートゴムに使用するのがよい。スチールコード被覆用ゴムに本発明のゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、発熱性が小さく引張り破断伸びが大きいので、スチールコードと被覆ゴムとの剥離を抑制することができる。同時に、ゴム組成物のゴム硬度を高くするので、空気入りタイヤの耐久性および操縦安定性を従来レベル以上に維持・向上することができる。
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。
１１種類のカーボンブラック（ＣＢ−１〜ＣＢ−１１）を使用して１６種類のゴム組成物（実施例１〜４、標準例、比較例１〜１１）を調製した。このうち３種類のカーボンブラック（ＣＢ−１〜ＣＢ−３）は市販グレード、８種類のカーボンブラック（ＣＢ−４〜ＣＢ−１１）は試作品であり、それぞれのコロイダル特性を表１に示した。また図３において、各カーボンブラックＣＢ−１〜ＣＢ−１１の（２４Ｍ４）／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。なお図３において実線は式（１）を等号にしたときの直線、破線はカーボンブラックのＡＳＴＭグレードに相当する１次直線である。
表１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 Ｋ６２１７−７に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された圧縮ＤＢＰ吸収量
・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
・△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）
・△Ｄｓｔ／Ｄｓｔ：比△Ｄｓｔ／Ｄｓｔの値
・式（１）の左辺 （２４Ｍ４）／Ｄｓｔの計算値
・式（１）の右辺 ０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６の計算値
・式（１）の成否：左辺＜右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
・Ｎ2ＳＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−７に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された圧縮ＤＢＰ吸収量
・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
・△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）
・△Ｄｓｔ／Ｄｓｔ：比△Ｄｓｔ／Ｄｓｔの値
・式（１）の左辺 （２４Ｍ４）／Ｄｓｔの計算値
・式（１）の右辺 ０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６の計算値
・式（１）の成否：左辺＜右辺が成立するときが○、成立しないときを×で表す。
また表１において、カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ３は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。
・ＣＢ１：新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＳ、Ｎ３３９
・ＣＢ２：東海カーボン社製シースト３００、Ｎ３２６
・ＣＢ３：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ、Ｎ５５０
・ＣＢ１：新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＳ、Ｎ３３９
・ＣＢ２：東海カーボン社製シースト３００、Ｎ３２６
・ＣＢ３：新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ、Ｎ５５０
カーボンブラックＣＢ４〜ＣＢ１１の製造
円筒反応炉を使用して、表２に示すように全空気供給量、燃料油導入量、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ４〜ＣＢ１１を製造した。
円筒反応炉を使用して、表２に示すように全空気供給量、燃料油導入量、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ４〜ＣＢ１１を製造した。
タイヤ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１１種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１１）を用いて、表５の配合剤を共通に添加した、表３，４に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（実施例１〜４、標準例、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、混合しタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物を得た。なお、表５に記載の配合剤の量は、表３，４に記載のジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で記載した。
上述した１１種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ１１）を用いて、表５の配合剤を共通に添加した、表３，４に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（実施例１〜４、標準例、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、混合しタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物を得た。なお、表５に記載の配合剤の量は、表３，４に記載のジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で記載した。
上記で得られたゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法によりゴム硬度、６０℃のｔａｎδ、引張り破断伸びおよび接着性の評価を行った。
ゴム硬度
ゴム硬度は、得られた試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が大きく、タイヤにしたとき操縦安定性およびタイヤ耐久性が優れることを意味する。
ゴム硬度は、得られた試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が大きく、タイヤにしたとき操縦安定性およびタイヤ耐久性が優れることを意味する。
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ｔａｎδの結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「発熱性」の欄に示した。発熱性の指数が小さいほど発熱性が小さく、タイヤにしたとき転がり抵抗を小さくすることを意味する。
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ｔａｎδの結果は、標準例の値を１００とする指数として表３，４の「発熱性」の欄に示した。発熱性の指数が小さいほど発熱性が小さく、タイヤにしたとき転がり抵抗を小さくすることを意味する。
引張り破断伸び
得られた試験片を使用し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ダンベルＪＩＳ３号形試験片を作製し、室温（２０℃）で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの引張り伸びを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表３，４の「引張り破断伸び」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張り破断伸びが大きく、スチールコードに対する接着性が優れることを意味する。
得られた試験片を使用し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ダンベルＪＩＳ３号形試験片を作製し、室温（２０℃）で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの引張り伸びを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表３，４の「引張り破断伸び」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張り破断伸びが大きく、スチールコードに対する接着性が優れることを意味する。
接着性
得られた試験片を使用し、ＪＩＳ Ｋ ６２５６に準拠して、各サンプルを剥離し、その際の剥離力を各接着性の指標として０〜１００％で表示することで評価を行った。。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表３，４の「接着性」の欄に記載した。この指数が大きいほどスチールコードに対する接着性が優れることを意味する。
得られた試験片を使用し、ＪＩＳ Ｋ ６２５６に準拠して、各サンプルを剥離し、その際の剥離力を各接着性の指標として０〜１００％で表示することで評価を行った。。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表３，４の「接着性」の欄に記載した。この指数が大きいほどスチールコードに対する接着性が優れることを意味する。
表３，４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、ＳＴＲ２０
・ＢＲ：ポリブタジエン、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・コバルト塩：ホウ素を含有する有機酸コバルト塩、ローディア社製マノボンドＣ２２．５（コバルト含量２２質量％）
・ＣＢ１〜ＣＢ１１：上述した表１に示したカーボンブラック
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＴＲ２０
・ＢＲ：ポリブタジエン、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・コバルト塩：ホウ素を含有する有機酸コバルト塩、ローディア社製マノボンドＣ２２．５（コバルト含量２２質量％）
・ＣＢ１〜ＣＢ１１：上述した表１に示したカーボンブラック
表５において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ ＳＰＲＬ／ＢＶＢＡ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤：大内新興化学社製ノクセラー ＤＺ−Ｇ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロン ＯＴ−２０
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ ＳＰＲＬ／ＢＶＢＡ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤：大内新興化学社製ノクセラー ＤＺ−Ｇ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロン ＯＴ−２０
表３から明らかなように実施例１〜４のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物は、ゴム硬度、発熱性（６０℃のｔａｎδ）、引張り破断伸びおよび接着性が従来レベル以上に維持・向上することが確認された。
表３から明らかなように、比較例１のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、引張り破断伸びが劣る。
比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−３の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、接着性が劣る。
比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−４が式（１）を満たさないため、引張り破断伸び、接着性が劣る。
表４から明らかなように、比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−９の圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５ｍｌ／１００ｇ未満、かつ式（１）を満たさないため、引張り破断伸びが劣る。
比較例５のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−１０の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超え、かつ式（１）を満たさないため、引張り破断伸びが劣る。
比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ−１１の窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇを超えるので、発熱性が劣る。
比較例７のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が８０質量部を超えるので、発熱性が大きく、引張り破断伸びが劣る。
比較例８のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が４０質量部未満であるのでゴム硬度および接着性が劣る。
比較例９のゴム組成物は、有機酸コバルト塩の配合量がコバルト量で０．５０質量部を超えるので、発熱性が大きく、引張り破断伸びが劣る。
比較例１０のゴム組成物は、有機酸コバルト塩および有機コバルト錯体を配合しなかったので、ゴム硬度および接着性が劣る。
比較例９のゴム組成物は、天然ゴムの含有量が８０質量％未満であるので、スチールコードに対する接着性が劣る。
Claims (4)
- 天然ゴムを８０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが９０ｍ2／ｇ以下、圧縮ＤＢＰ吸収量（２４Ｍ４）が９５〜１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを４０〜８０質量部、有機酸コバルト塩または有機コバルト錯体をコバルト量で０．０１〜０．５０質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）およびその半値幅ΔＤｓｔ（ｎｍ）の比ΔＤｓｔ／Ｄｓｔが０．６５以上であり、前記Ｎ2ＳＡ、（２４Ｍ４）およびＤｓｔが下記の式（１）を満たし、かつ前記Ｄｓｔが１６０ｎｍ以上であることを特徴とするタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物。
（２４Ｍ４）／Ｄｓｔ＜０．００９３×Ｎ2ＳＡ−０．０６ （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）、（２４Ｍ４）は圧縮ＤＢＰ吸収量（ｍｌ／１００ｇ）である。） - 前記Ｎ2ＳＡが、５０ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物。
- 前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、加硫促進剤を０．３〜１．５質量部、硫黄を４．０〜８．０質量部配合したことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤスチールコード被覆用ゴム組成物をベルト層および／またはカーカス層のスチールコード被覆ゴムに使用した空気入りタイヤ。
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