ゴム組成物
【課題】加工性、作業性および低燃費性に優れたゴム組成物を提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇのシリカ（Ｂ）を５〜１５０重量部、特定の構造を有し、メルカプト基の含有量が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ）を該シリカ１００重量部に対しいて３〜１５重量部、酸化亜鉛（Ｄ）を５〜２０重量部含有するゴム組成物。
【解決手段】ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇのシリカ（Ｂ）を５〜１５０重量部、特定の構造を有し、メルカプト基の含有量が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ）を該シリカ１００重量部に対しいて３〜１５重量部、酸化亜鉛（Ｄ）を５〜２０重量部含有するゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、タイヤの転がり抵抗を低減して発熱を抑えることにより、車の低燃費化が行われてきた。近年、とくにタイヤの低燃費化への要求が強くなってきており、タイヤ部材のなかでも、タイヤにおける占有比率の高いトレッドに対して、優れた低発熱性が要求されている。このような問題を解決するために、近年、タイヤのトレッドに使用するゴム組成物にシリカを使用することがなされてきた。しかし、シリカはカーボンブラックと比べると、ゴムに対する親和性が低く、補強効果が小さい。
【０００３】
補強効果の小さいシリカを用いて低発熱性を満足させる方法として、シリカの配合量を低減する方法や、より補強性の小さい充填剤を使用することが知られているが、その場合、耐摩耗性やグリップ性能が大きく低下するという問題があった。このように、転がり抵抗の低減や、耐摩耗性、グリップ性能の向上などをバランスよく高度に保つことができるタイヤを製造することができるゴム組成物は、現在まで知られていなかった。
【０００４】
一方、ゴムとシリカの結合がより強固になれば、これらのバランスの良いゴム組成物を調製できると考えられる。そこで、シリカを配合することによる補強効果をカーボンブラックと同程度にするために、ゴムとシリカを化学的に結合させ、補強性を増大させることを目的としてシランカップリング剤を使用することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。ただし、ゴムとシリカがシランカップリング剤を介して化学的に結合する反応は低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能は向上するが、この反応が加硫前に起こると加工性が非常に悪化するという問題がある。そのため、現在は反応性があまり高くないスルフィド系シランカップリング剤が用いられている。低燃費性を向上させることを考慮すると、反応性の高いチオール基（メルカプト基）を有するシランカップリング剤を使用することが好ましいが、加工性に問題があるため、現実的には使用することができなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４０７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、加工性、作業性および低燃費性に優れたゴム組成物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】
【０００７】
本発明は、（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、
（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜５００ｍ2／ｇのシリカを５〜１５０重量部、
該シリカ（Ｂ）１００重量部に対して、
（Ｃ）（Ｃ１）式（Ｃ１）：
【化１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、
（Ｃ２）式（Ｃ２）：
【化２】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、および
（Ｃ３）分子中に、
（Ｃ３ａ）式（Ｃ３ａ）：
【化３】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニットを２０〜９９モル％、
（Ｃ３ｂ）式（Ｃ３ｂ）：
【化４】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニットを１〜８０モル％
有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤
よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤を４〜１５重量部、
（Ｄ）酸化亜鉛を５〜２０重量部含有するゴム組成物に関する。
【０００８】
前記酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して８〜２０重量部であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ジエン系ゴム成分（Ａ）、特定のシリカ（Ｂ）、特定のシランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）を特定量配合することで、加工性、作業性および低燃費性に優れたゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）を含有する。
【００１１】
ジエン系ゴム成分（Ａ）としては、とくに制限はなく、ゴム工業で通常使用されるものを使用することができ、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などがあげられ、タイヤ用ゴムとして充分な強度を有し、優れた耐摩耗性を示す点から、ＳＢＲ単独、またはＮＲとＳＢＲを組み合わせて用いることが好ましい。なお、本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤに使用する場合は、ＮＲとＢＲを組み合わせて用いることが好ましい。
【００１２】
シリカ（Ｂ）としては、乾式法により得られるシリカ（無水ケイ酸）（Ｂ１）や、湿式法により得られるシリカ（含水ケイ酸）（Ｂ２）などがあげられ、とくに含水ケイ酸（Ｂ２）が好ましい。
【００１３】
シリカ（Ｂ）のチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は３０ｍ2／ｇ以上、好ましくは５０ｍ2／ｇ以上である。シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡが３０ｍ2／ｇ未満では、加硫後の破壊強度が悪化する。また、シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡは５００ｍ2／ｇ以下、好ましくは３００ｍ2／ｇ以下である。シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡが５００ｍ2／ｇをこえると、加工性が悪化する。
【００１４】
シリカ（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは１０重量部以上である。シリカ（Ｂ）の配合量が５重量部未満では、充分な強度が得られない。また、シリカ（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して１５０重量部以下、好ましくは１２０重量部以下である。シリカ（Ｂ）の配合量が１５０重量部をこえると、ゴム組成物中にシリカを均一に分散させることが困難となり、加工性が悪化する。
【００１５】
シランカップリング剤（Ｃ）は、式（Ｃ１）：
【化５】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ１）、式（Ｃ２）：
【化６】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ２）、および式（Ｃ３ａ）：
【化７】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニット（Ｃ３ａ）を２０〜９９モル％、式（Ｃ３ｂ）：
【化８】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニット（Ｃ３ｂ）を１〜８０モル％有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ３）よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤である。
【００１６】
シランカップリング剤（Ｃ）のメルカプト基の含有量は１％以上、好ましくは２％以上である。メルカプト基の含有量が１％未満では、シランカップリング剤（Ｃ）を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ）のメルカプト基の含有量は１５％以下、好ましくは１０％以下である。メルカプト基の含有量が１５％をこえると、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。
【００１７】
式（Ｃ１）において、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基である。ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基である。
【００１８】
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の具体例としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基などがあげられ、なかでも、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基が好ましい。
【００１９】
式（Ｃ１）において、Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基である。
【００２０】
Ｒ4の具体例としては、たとえば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基などがあげられ、なかでも、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基が好ましい。
【００２１】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ１）としては、たとえば、
【化９】
などがあげられる。
【００２２】
式（Ｃ２）において、Ｒ5は、−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基、好ましくは炭素数１１〜３０のアルキル基、炭素数１１〜３０のアルケニル基、炭素数１１〜３０のアリール基または炭素数１１〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）である。
【００２３】
Ｒ5の具体例としては、たとえば、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ12Ｈ25、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ14Ｈ29、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）3−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）4−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）7−Ｃ13Ｈ27などがあげられ、なかでも、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27が好ましい。
【００２４】
式（Ｃ２）において、Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基、好ましくは炭素数１１〜３０のアルキル基、炭素数１１〜３０のアルケニル基、炭素数１１〜３０のアリール基または炭素数１１〜３０のアラルキル基）である。
【００２５】
Ｒ6およびＲ7の具体例としては、たとえば、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ12Ｈ25、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ14Ｈ29、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）3−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）4−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）7−Ｃ13Ｈ27などがあげられ、なかでも、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27が好ましい。
【００２６】
また、Ｒ8はＲ4と同じであり、炭素数１〜３０のアルキレン基、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基である。
【００２７】
Ｒ8の具体例としては、たとえば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基などがあげられ、なかでも、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基が好ましい。
【００２８】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ２）としては、たとえば、
【化１０】
などがあげられる。
【００２９】
式（Ｃ３ａ）において、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基であり、式（Ｃ３ｂ）において、Ｒ13はＲ12と同じである。
【００３０】
Ｒ12およびＲ13の具体例としては、たとえば、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基などがあげられる。
【００３１】
シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率は２０モル％以上、好ましくは３０モル％以上である。結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率が２０モル％未満では、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。また、シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率は９９モル％以下、好ましくは９５モル％以下である。結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率が９９モル％をこえると、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。
【００３２】
シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率は１モル％以上、好ましくは５モル％以上である。結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率が１モル％未満では、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率は８０モル％以下、好ましくは７０モル％以下である。結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率が８０モル％をこえると、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。
【００３３】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ３）としては、たとえば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＮＸＴ−Ｚ３０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：７０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：３０モル％、メルカプト基の含有量：４％）、ＮＸＴ−Ｚ４５（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：５５モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：４５モル％、メルカプト基の含有量：６％）、ＮＸＴ−Ｚ６０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：４０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：６０モル％、メルカプト基の含有量：９％）などがあげられる。
【００３４】
シランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、シリカ（Ｂ）１００重量部に対して３重量部以上、好ましくは５重量部以上である。シランカップリング剤（Ｃ）の配合量が３重量部未満では、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、また、シリカの分散性も不充分なため、低燃費性、耐摩耗性およびグリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、シリカ（Ｂ）１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは１５重量部以下である。シランカップリング剤（Ｃ）の配合量が２０重量部をこえると、加工性が悪化する。
【００３５】
酸化亜鉛（Ｄ）としては、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用されるものを使用することができる。
【００３６】
酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは８重量部以上である。酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が５重量部未満では、加工性および作業性が悪化する。また、酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは１５重量部以下である。酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が２０重量部をこえると、耐摩耗性や耐クラック性能などの耐久性が悪化する。
【００３７】
本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、たとえば、ステアリン酸、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができ、その配合量は通常使用される量とすることができる。
【００３８】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で調製される。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ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、酸化亜鉛（Ｄ）、必要に応じて他の配合剤を混練りしたのち、加硫することにより、本発明のゴム組成物を調製することができる。
【００３９】
本発明のゴム組成物は、タイヤ用とすることが好ましく、低燃費性に与える寄与率が大きいという理由から、トレッド用またはサイドウォール用とすることが好ましい。
【００４０】
本発明のゴム組成物を用いて、通常の方法でタイヤを製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
【実施例】
【００４１】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４２】
以下、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。
溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮＳ１１６（スチレン含有率：２２重量％、ビニル結合量：６５重量％）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ2ＳＡ：２１０ｍ2／ｇ）
シランカップリング剤（１）：デグッサ社製のＳｉ３６３（メルカプト基の含有量：３．３％）
【化１１】
シランカップリング剤（２）：信越化学工業（株）製のＫＢＭ８０３（メルカプト基の含有量：１７％）
【化１２】
シランカップリング剤（３）：デグッサ社製のＳｉ２６６（メルカプト基の含有量：０％）
【化１３】
シランカップリング剤（４）：Ｇｅｌｅｓｔ（ゲレスト）社製の１１−メルカプトウンデシルトリメトキシシラン（メルカプト基の含有量：１０．７％）
【化１４】
シランカップリング剤（５）：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＮＸＴ−Ｚ３０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：７０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：３０モル％、メルカプト基の含有量：４％）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
硫黄：鶴見化学工業（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ＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤（２）：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
【００４３】
実施例１〜４および比較例１〜４
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌのバンバリーミキサーを用いて、Ｓ−ＳＢＲ、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛およびステアリン酸を混練りした。一度排出した後、得られた混練り物に老化防止剤を添加して混練りした。つぎに、ロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃の条件下で１５分間プレス加硫し、実施例１〜４および比較例１〜４の加硫ゴム組成物を得た。
【００４４】
（加工性）
前記未加硫ゴム組成物から所定のサイズの試験片を作成し、ＪＩＳ Ｋ ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。さらに、比較例１のムーニー粘度指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数が大きいほど、加工性に優れることを示す。
（ムーニー粘度指数）＝（比較例１のムーニー粘度）
÷（各配合のムーニー粘度）×１００
【００４５】
（作業性）
調製直後の未加硫ゴム組成物のシート形状を目視により、以下の基準で評価した。なお、シート形状に優れるほど、作業性に優れることを示す。
○：シート形状が良好
×：シート形状がボロボロ
【００４６】
（粘弾性試験）
前記加硫ゴム組成物から所定サイズの試験片を切り出し、（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪み２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、３０℃における損失正接（ｔａｎδ）の測定を行い、比較例１の低燃費性指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のｔａｎδをそれぞれ指数表示した。なお、低燃費性指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。
（低燃費性指数）＝（比較例１のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００
【００４７】
前記評価結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、タイヤの転がり抵抗を低減して発熱を抑えることにより、車の低燃費化が行われてきた。近年、とくにタイヤの低燃費化への要求が強くなってきており、タイヤ部材のなかでも、タイヤにおける占有比率の高いトレッドに対して、優れた低発熱性が要求されている。このような問題を解決するために、近年、タイヤのトレッドに使用するゴム組成物にシリカを使用することがなされてきた。しかし、シリカはカーボンブラックと比べると、ゴムに対する親和性が低く、補強効果が小さい。
【０００３】
補強効果の小さいシリカを用いて低発熱性を満足させる方法として、シリカの配合量を低減する方法や、より補強性の小さい充填剤を使用することが知られているが、その場合、耐摩耗性やグリップ性能が大きく低下するという問題があった。このように、転がり抵抗の低減や、耐摩耗性、グリップ性能の向上などをバランスよく高度に保つことができるタイヤを製造することができるゴム組成物は、現在まで知られていなかった。
【０００４】
一方、ゴムとシリカの結合がより強固になれば、これらのバランスの良いゴム組成物を調製できると考えられる。そこで、シリカを配合することによる補強効果をカーボンブラックと同程度にするために、ゴムとシリカを化学的に結合させ、補強性を増大させることを目的としてシランカップリング剤を使用することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。ただし、ゴムとシリカがシランカップリング剤を介して化学的に結合する反応は低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能は向上するが、この反応が加硫前に起こると加工性が非常に悪化するという問題がある。そのため、現在は反応性があまり高くないスルフィド系シランカップリング剤が用いられている。低燃費性を向上させることを考慮すると、反応性の高いチオール基（メルカプト基）を有するシランカップリング剤を使用することが好ましいが、加工性に問題があるため、現実的には使用することができなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４０７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、加工性、作業性および低燃費性に優れたゴム組成物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】
【０００７】
本発明は、（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、
（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜５００ｍ2／ｇのシリカを５〜１５０重量部、
該シリカ（Ｂ）１００重量部に対して、
（Ｃ）（Ｃ１）式（Ｃ１）：
【化１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、
（Ｃ２）式（Ｃ２）：
【化２】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、および
（Ｃ３）分子中に、
（Ｃ３ａ）式（Ｃ３ａ）：
【化３】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニットを２０〜９９モル％、
（Ｃ３ｂ）式（Ｃ３ｂ）：
【化４】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニットを１〜８０モル％
有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤
よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤を４〜１５重量部、
（Ｄ）酸化亜鉛を５〜２０重量部含有するゴム組成物に関する。
【０００８】
前記酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して８〜２０重量部であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ジエン系ゴム成分（Ａ）、特定のシリカ（Ｂ）、特定のシランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）を特定量配合することで、加工性、作業性および低燃費性に優れたゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）を含有する。
【００１１】
ジエン系ゴム成分（Ａ）としては、とくに制限はなく、ゴム工業で通常使用されるものを使用することができ、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などがあげられ、タイヤ用ゴムとして充分な強度を有し、優れた耐摩耗性を示す点から、ＳＢＲ単独、またはＮＲとＳＢＲを組み合わせて用いることが好ましい。なお、本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤに使用する場合は、ＮＲとＢＲを組み合わせて用いることが好ましい。
【００１２】
シリカ（Ｂ）としては、乾式法により得られるシリカ（無水ケイ酸）（Ｂ１）や、湿式法により得られるシリカ（含水ケイ酸）（Ｂ２）などがあげられ、とくに含水ケイ酸（Ｂ２）が好ましい。
【００１３】
シリカ（Ｂ）のチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は３０ｍ2／ｇ以上、好ましくは５０ｍ2／ｇ以上である。シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡが３０ｍ2／ｇ未満では、加硫後の破壊強度が悪化する。また、シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡは５００ｍ2／ｇ以下、好ましくは３００ｍ2／ｇ以下である。シリカ（Ｂ）のＮ2ＳＡが５００ｍ2／ｇをこえると、加工性が悪化する。
【００１４】
シリカ（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは１０重量部以上である。シリカ（Ｂ）の配合量が５重量部未満では、充分な強度が得られない。また、シリカ（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して１５０重量部以下、好ましくは１２０重量部以下である。シリカ（Ｂ）の配合量が１５０重量部をこえると、ゴム組成物中にシリカを均一に分散させることが困難となり、加工性が悪化する。
【００１５】
シランカップリング剤（Ｃ）は、式（Ｃ１）：
【化５】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ１）、式（Ｃ２）：
【化６】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ２）、および式（Ｃ３ａ）：
【化７】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニット（Ｃ３ａ）を２０〜９９モル％、式（Ｃ３ｂ）：
【化８】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニット（Ｃ３ｂ）を１〜８０モル％有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤（Ｃ３）よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤である。
【００１６】
シランカップリング剤（Ｃ）のメルカプト基の含有量は１％以上、好ましくは２％以上である。メルカプト基の含有量が１％未満では、シランカップリング剤（Ｃ）を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ）のメルカプト基の含有量は１５％以下、好ましくは１０％以下である。メルカプト基の含有量が１５％をこえると、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。
【００１７】
式（Ｃ１）において、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基である。ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基である。
【００１８】
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の具体例としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基などがあげられ、なかでも、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基が好ましい。
【００１９】
式（Ｃ１）において、Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基である。
【００２０】
Ｒ4の具体例としては、たとえば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基などがあげられ、なかでも、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基が好ましい。
【００２１】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ１）としては、たとえば、
【化９】
などがあげられる。
【００２２】
式（Ｃ２）において、Ｒ5は、−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基、好ましくは炭素数１１〜３０のアルキル基、炭素数１１〜３０のアルケニル基、炭素数１１〜３０のアリール基または炭素数１１〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）である。
【００２３】
Ｒ5の具体例としては、たとえば、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ12Ｈ25、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ14Ｈ29、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）3−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）4−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）7−Ｃ13Ｈ27などがあげられ、なかでも、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27が好ましい。
【００２４】
式（Ｃ２）において、Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基、好ましくは炭素数１１〜３０のアルキル基、炭素数１１〜３０のアルケニル基、炭素数１１〜３０のアリール基または炭素数１１〜３０のアラルキル基）である。
【００２５】
Ｒ6およびＲ7の具体例としては、たとえば、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ12Ｈ25、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ14Ｈ29、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）3−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）4−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）7−Ｃ13Ｈ27などがあげられ、なかでも、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ11Ｈ23、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）5−Ｃ15Ｈ31、−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4−Ｏ）6−Ｃ13Ｈ27が好ましい。
【００２６】
また、Ｒ8はＲ4と同じであり、炭素数１〜３０のアルキレン基、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基である。
【００２７】
Ｒ8の具体例としては、たとえば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基などがあげられ、なかでも、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基が好ましい。
【００２８】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ２）としては、たとえば、
【化１０】
などがあげられる。
【００２９】
式（Ｃ３ａ）において、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基であり、式（Ｃ３ｂ）において、Ｒ13はＲ12と同じである。
【００３０】
Ｒ12およびＲ13の具体例としては、たとえば、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基などがあげられる。
【００３１】
シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率は２０モル％以上、好ましくは３０モル％以上である。結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率が２０モル％未満では、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。また、シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率は９９モル％以下、好ましくは９５モル％以下である。結合ユニット（Ｃ３ａ）の含有率が９９モル％をこえると、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。
【００３２】
シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率は１モル％以上、好ましくは５モル％以上である。結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率が１モル％未満では、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ３）中の結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率は８０モル％以下、好ましくは７０モル％以下である。結合ユニット（Ｃ３ｂ）の含有率が８０モル％をこえると、加工性と低燃費性、耐摩耗性、グリップ性能などの性能とのバランスをとることが困難になる。
【００３３】
上記条件を満たすシランカップリング剤（Ｃ３）としては、たとえば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＮＸＴ−Ｚ３０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：７０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：３０モル％、メルカプト基の含有量：４％）、ＮＸＴ−Ｚ４５（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：５５モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：４５モル％、メルカプト基の含有量：６％）、ＮＸＴ−Ｚ６０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：４０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：６０モル％、メルカプト基の含有量：９％）などがあげられる。
【００３４】
シランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、シリカ（Ｂ）１００重量部に対して３重量部以上、好ましくは５重量部以上である。シランカップリング剤（Ｃ）の配合量が３重量部未満では、シランカップリング剤を介したゴムとシリカとの化学的な結合が充分に生じず、また、シリカの分散性も不充分なため、低燃費性、耐摩耗性およびグリップ性能が悪化する。また、シランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、シリカ（Ｂ）１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは１５重量部以下である。シランカップリング剤（Ｃ）の配合量が２０重量部をこえると、加工性が悪化する。
【００３５】
酸化亜鉛（Ｄ）としては、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用されるものを使用することができる。
【００３６】
酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは８重量部以上である。酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が５重量部未満では、加工性および作業性が悪化する。また、酸化亜鉛（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは１５重量部以下である。酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が２０重量部をこえると、耐摩耗性や耐クラック性能などの耐久性が悪化する。
【００３７】
本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）および酸化亜鉛（Ｄ）以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、たとえば、ステアリン酸、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができ、その配合量は通常使用される量とすることができる。
【００３８】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で調製される。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ジエン系ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、酸化亜鉛（Ｄ）、必要に応じて他の配合剤を混練りしたのち、加硫することにより、本発明のゴム組成物を調製することができる。
【００３９】
本発明のゴム組成物は、タイヤ用とすることが好ましく、低燃費性に与える寄与率が大きいという理由から、トレッド用またはサイドウォール用とすることが好ましい。
【００４０】
本発明のゴム組成物を用いて、通常の方法でタイヤを製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
【実施例】
【００４１】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４２】
以下、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。
溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮＳ１１６（スチレン含有率：２２重量％、ビニル結合量：６５重量％）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ2ＳＡ：２１０ｍ2／ｇ）
シランカップリング剤（１）：デグッサ社製のＳｉ３６３（メルカプト基の含有量：３．３％）
【化１１】
シランカップリング剤（２）：信越化学工業（株）製のＫＢＭ８０３（メルカプト基の含有量：１７％）
【化１２】
シランカップリング剤（３）：デグッサ社製のＳｉ２６６（メルカプト基の含有量：０％）
【化１３】
シランカップリング剤（４）：Ｇｅｌｅｓｔ（ゲレスト）社製の１１−メルカプトウンデシルトリメトキシシラン（メルカプト基の含有量：１０．７％）
【化１４】
シランカップリング剤（５）：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＮＸＴ−Ｚ３０（Ｒ12、Ｒ13：エチル基、結合ユニット（Ｃ３ａ）：７０モル％、結合ユニット（Ｃ３ｂ）：３０モル％、メルカプト基の含有量：４％）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
硫黄：鶴見化学工業（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ＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤（２）：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
【００４３】
実施例１〜４および比較例１〜４
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌのバンバリーミキサーを用いて、Ｓ−ＳＢＲ、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛およびステアリン酸を混練りした。一度排出した後、得られた混練り物に老化防止剤を添加して混練りした。つぎに、ロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃の条件下で１５分間プレス加硫し、実施例１〜４および比較例１〜４の加硫ゴム組成物を得た。
【００４４】
（加工性）
前記未加硫ゴム組成物から所定のサイズの試験片を作成し、ＪＩＳ Ｋ ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。さらに、比較例１のムーニー粘度指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数が大きいほど、加工性に優れることを示す。
（ムーニー粘度指数）＝（比較例１のムーニー粘度）
÷（各配合のムーニー粘度）×１００
【００４５】
（作業性）
調製直後の未加硫ゴム組成物のシート形状を目視により、以下の基準で評価した。なお、シート形状に優れるほど、作業性に優れることを示す。
○：シート形状が良好
×：シート形状がボロボロ
【００４６】
（粘弾性試験）
前記加硫ゴム組成物から所定サイズの試験片を切り出し、（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪み２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、３０℃における損失正接（ｔａｎδ）の測定を行い、比較例１の低燃費性指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のｔａｎδをそれぞれ指数表示した。なお、低燃費性指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。
（低燃費性指数）＝（比較例１のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００
【００４７】
前記評価結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、
（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜５００ｍ2／ｇのシリカを５〜１５０重量部、
該シリカ（Ｂ）１００重量部に対して、
（Ｃ）（Ｃ１）式（Ｃ１）：
【化１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、
（Ｃ２）式（Ｃ２）：
【化２】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、および
（Ｃ３）分子中に、
（Ｃ３ａ）式（Ｃ３ａ）：
【化３】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニットを２０〜９９モル％、
（Ｃ３ｂ）式（Ｃ３ｂ）：
【化４】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニットを１〜８０モル％
有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤
よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤を４〜２０重量部、
（Ｄ）酸化亜鉛を５〜２０重量部含有するゴム組成物。
【請求項２】
酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して８〜２０重量部である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項１】
（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、
（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜５００ｍ2／ｇのシリカを５〜１５０重量部、
該シリカ（Ｂ）１００重量部に対して、
（Ｃ）（Ｃ１）式（Ｃ１）：
【化１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜８のアルキル基もしくは炭素数１〜８のアルコキシ基、水素原子または炭素数６〜３０のアリール基；ただし、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の少なくとも１つは炭素数１〜８のアルコキシ基；Ｒ4は炭素数１〜３０のアルキレン基である）
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、
（Ｃ２）式（Ｃ２）：
【化２】
［式中、Ｒ5は−Ｏ−（Ｒ9−Ｏ）m−Ｒ10（ｍ個のＲ9は同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜３０の２価の炭化水素基；Ｒ10は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基；ｍは１〜３０の整数）；Ｒ6およびＲ7は同じかまたは異なり、いずれもＲ5と同じ、炭素数１〜１２のアルキル基または−Ｏ−Ｒ11（Ｒ11は水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基）；Ｒ8はＲ4と同じである］
で示され、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤、および
（Ｃ３）分子中に、
（Ｃ３ａ）式（Ｃ３ａ）：
【化３】
（式中、Ｒ12は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、アリル基または炭素数２〜３０のアルケニル基である）
で示される結合ユニットを２０〜９９モル％、
（Ｃ３ｂ）式（Ｃ３ｂ）：
【化４】
（式中、Ｒ13は、Ｒ12と同じである）
で示される結合ユニットを１〜８０モル％
有し、メルカプト基の含有率が１〜１５％であるシランカップリング剤
よりなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤を４〜２０重量部、
（Ｄ）酸化亜鉛を５〜２０重量部含有するゴム組成物。
【請求項２】
酸化亜鉛（Ｄ）の配合量が、ジエン系ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して８〜２０重量部である請求項１記載のゴム組成物。
【公開番号】特開２００９−１２６９０７（Ｐ２００９−１２６９０７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０１７５６（Ｐ２００７−３０１７５６）
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【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２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【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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