タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
【課題】低燃費性、水分バリア性、耐久性をバランスよく向上できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤの提供。
【解決手段】シリカ、瀝青炭、下記式（１）のシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物。
（Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（Ｒ５は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基。Ｒ６は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐／非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基。ｍは１〜３０）で表される基。Ｒ２及びＲ３は、Ｒ１と同一の基、分岐／非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐／非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基）で表される基。Ｒ４は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基）
【解決手段】シリカ、瀝青炭、下記式（１）のシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物。
（Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（Ｒ５は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基。Ｒ６は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐／非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基。ｍは１〜３０）で表される基。Ｒ２及びＲ３は、Ｒ１と同一の基、分岐／非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐／非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基）で表される基。Ｒ４は、分岐／非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基）
【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、及びこれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車の性能が高まると共に、タイヤの耐久性向上の要求が高まっている。また、東南アジア、ブラジル等の湿気が多い地域での車の利用が増加しつつあるが、湿気が多い地域では、タイヤ内部への水分の透過が多くなり、タイヤ中のコードの劣化が促進され、タイヤの耐久性が低下する。そのため、タイヤの耐久性を高めるためには、タイヤ内部への水分バリア性を高めることが重要である。
【０００３】
インナーライナー用ゴムに、扁平率の高いマイカやクレイ等を配合し、水分・ガスのバリア性を向上させる試みが行われている。しかし、マイカやクレイはゴムの補強性が低く、タイヤの耐久性が低下したり、隣接するゴムとの接着性を阻害したりする問題がある。また、マイカやクレイを配合した場合、燃費性能が悪化するという問題もある。
【０００４】
特許文献１には、メルカプト基を有するシランカップリング剤を配合することにより、加工性、作業性、低燃費性を向上できることが開示されている。しかし、低燃費性、水分バリア性、耐久性のバランスについては改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、低燃費性、水分バリア性、耐久性をバランスよく向上できるタイヤ用ゴム組成物、及び該タイヤ用ゴム組成物をタイヤの各部材（特に、インスレーション）に用いた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】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、瀝青炭と共に、シリカ及び特定のシランカップリング剤を配合することにより、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、シリカと、瀝青炭と、下記式（１）で表されるシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。Ｒ４は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基を表す。）
【０００８】
上記瀝青炭の平均粒子径が１００μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
上記タイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましい。
【００１０】
上記タイヤ用ゴム組成物は、インスレーション用ゴム組成物として用いられることが好ましい。
【００１１】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物であるので、該ゴム組成物をタイヤの各部材（特に、インスレーション）に使用することにより、低燃費性、水分バリア性、耐久性に優れた空気入り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】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含む。
【００１４】
本発明で使用できるゴム成分としては、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）、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−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴムなどが挙げられる。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、安価であるという理由から、ＮＲ，ＩＲ，改質天然ゴム等のイソプレン系ゴム、ＳＢＲが好ましい。
【００１５】
ＮＲには、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＨＰＮＲ）も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素添加天然ゴム（ＨＮＲ）、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。また、ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、ＩＲとしては、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらイソプレン系ゴムは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上、特に好ましくは３５質量％以上、最も好ましくは５０質量％以上である。２０質量％未満であると、耐久性が低下するおそれがある。該イソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。９５質量％を超えると、リバージョンが大きくなり、ゴム物性が低下するおそれがある。
【００１７】
ＳＢＲとしては、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）が挙げられる。
【００１８】
ＳＢＲのスチレン含量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。５質量％未満であると、破壊特性が低下するおそれがある。また、上記スチレン含量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５５質量％以下、更に好ましくは５０質量％以下、特に好ましくは３０質量％以下である。６０質量％を超えると、発熱性が大きくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
なお、スチレン含量は、Ｈ１−ＮＭＲ測定により算出される。
【００１９】
ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上である。１０質量％未満であると、リバージョンが大きくなり、破壊特性が低下するおそれがある。ＳＢＲの含有量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下である。６０質量％を超えると、発熱性が大きくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
【００２０】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム、及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは８５質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。８５質量％未満であると、コストが増大するおそれがある。
【００２１】
本発明では、シリカが使用される。シリカを配合することにより、良好な低発熱性（低燃費性）及び耐久性が得られる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
【００２２】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、４０ｍ２／ｇ以上が好ましく、５０ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ２／ｇ以上が更に好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上が特に好ましい。４０ｍ２／ｇ未満では、破壊特性が低下するおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、２２０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましい。２２０ｍ２／ｇを超えると、低発熱性、ゴムの加工性が低下する傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００２３】
シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上、特に好ましくは３０質量部以上である。１質量部未満であると、シリカ配合による充分な効果が得られない傾向がある。上記シリカの含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下、特に好ましくは６０質量部以下である。１５０質量部を超えると、シリカのゴムへの分散が困難になり、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
【００２４】
本発明では、下記式（１）で表されるシランカップリング剤が使用される。
【００２５】
下記式（１）で表されるシランカップリング剤を配合することにより、低燃費性と耐久性のバランスが向上する。
【００２６】
【化２】
【００２７】
上記式（１）のＲ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。
【００２８】
上記Ｒ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜３）の２価の炭化水素基を表す。
該炭化水素基としては、例えば、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルキニレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基等が挙げられる。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、上記アルキレン基が好ましい。
【００２９】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜３）のアルキレン基としては、例えば、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、ヘキシレン基、へプチレン基、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、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基等が挙げられる。
【００３０】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）のアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、１−プロペニレン基、２−プロペニレン基、１−ブテニレン基、２−ブテニレン基、１−ペンテニレン基、２−ペンテニレン基、１−ヘキセニレン基、２−ヘキセニレン基、１−オクテニレン基等が挙げられる。
【００３１】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）のアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ５の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
【００３３】
上記ｍは１〜３０（好ましくは１〜１０、より好ましくは３〜７、更に好ましくは５〜６）の整数を表す。ｍが０であると反応性が高すぎることがあり、ｍが３１以上であると反応性が低い。
【００３４】
Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基が好ましい。
【００３５】
Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１０〜１５）のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
【００３６】
Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１０〜１５）のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、１−ペンテニル基、２−ペンテニル基、１−ヘキセニル基、２−ヘキセニル基、１−オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基等が挙げられる。
【００３７】
Ｒ６の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数１〜２０）のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。
【００３８】
Ｒ６の炭素数７〜３０（好ましくは炭素数１〜２０）のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００３９】
上記式（１）のＲ１の具体例としては、例えば、−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等が挙げられる。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。
【００４０】
Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基（すなわち、−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６で表される基）、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、Ｒ１と同一の基、−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７が分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基の場合）で表される基が好ましい。
【００４１】
Ｒ２及びＲ３の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。
【００４２】
Ｒ７の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜３）のアルキル基としては、例えば、上記Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基と同様の基を挙げることができる。
【００４３】
Ｒ７の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０）のアルケニル基としては、例えば、上記Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基と同様の基を挙げることができる。
【００４４】
Ｒ７の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアリール基としては、例えば、上記Ｒ６の炭素数６〜３０のアリール基と同様の基を挙げることができる。
【００４５】
Ｒ７の炭素数７〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアラルキル基としては、例えば、上記Ｒ６の炭素数７〜３０のアラルキル基と同様の基を挙げることができる。
【００４６】
上記式（１）のＲ２及びＲ３の具体例としては、例えば、−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、Ｃ２Ｈ５−Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−、Ｃ３Ｈ７−Ｏ−等が挙げられる。なかでも、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１５Ｈ３１、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）６−Ｃ１３Ｈ２７、Ｃ２Ｈ５−Ｏ−が好ましい。
【００４７】
Ｒ４の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜５）のアルキレン基としては、例えば、上記Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基と同様の基を挙げることができる。
【００４８】
上記式（１）で表されるシランカップリング剤としては、例えば、エボニックデグッサ社製のＳｉ３６３等を使用することができる。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。
【００４９】
上記式（１）で表されるシランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは７質量部以上である。１質量部未満であると、破壊強度が大きく低下する傾向がある。また、該含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１６質量部以下である。２０質量部を超えると、シランカップリング剤を配合することによる破壊強度（破壊特性）の向上や転がり抵抗低減などの効果が充分に得られない傾向がある。
【００５０】
本発明では、瀝青炭が使用される。瀝青炭とは、石炭一般を含むものであり、例えば、粘結炭、非粘結炭等があげられる。
瀝青炭は、カーボン分を含んでおり、ゴムとの親和性が高く、ゴムの補強性が高い。また、オイル分も含んでいるため、ゴム組成物中での分散性が高く、破壊核となる凝集塊を生じにくい。そのため、瀝青炭を配合することにより、耐久性を向上できる。また、瀝青炭を配合することにより、水分バリア性も向上できる。さらに、瀝青炭は比較的安価であることから、コストも低減できる。
一方、瀝青炭を配合することにより、低燃費性が悪化する懸念があるが、シリカ及び特定のシランカップリング剤と併用することにより、低燃費性、水分バリア性、耐久性を高いレベルでバランスよく向上できる。
【００５１】
瀝青炭の平均粒子径は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下である。１００μｍを超えると、破壊特性が低下するおそれがある。
該平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、更に好ましくは３μｍ以上である。１μｍ未満であると、コストが高くなる傾向がある。
【００５２】
本発明において、瀝青炭の平均粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定した。なお、平均粒子径は長径を意味し、該長径とは、投影面に対する瀝青炭の方向を種々変化させながら瀝青炭を投影面に投影したときの最長の長さであり、例えば、矩形状なら最長の辺の長さ、円盤状であれば直径となる。
【００５３】
瀝青炭の比重は、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．２以上である。
１．１未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、瀝青炭の比重は、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．５以下である。１．６を超えると、充分な低燃費性の向上効果が得られないおそれがある。
【００５４】
瀝青炭の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは３０質量部以上である。５質量部未満であると、水分バリア性、耐久性を充分に向上できないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは７０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下、更に好ましくは５０質量部以下である。７０質量部を超えると、耐久性が低下するおそれがある。
【００５５】
本発明では、カーボンブラックを配合してもよい。これにより、ゴムの強度を向上することができる。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。なお、カーボンブラックは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は１０ｍ２／ｇ以上が好ましく、２０ｍ２／ｇ以上がより好ましく、２５ｍ２／ｇ以上が更に好ましい。１０ｍ２／ｇ未満では、耐久性が低下するおそれがある。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は１５０ｍ２／ｇ以下が好ましく、１００ｍ２／ｇ以下がより好ましく、７５ｍ２／ｇ以下が更に好ましく、５０ｍ２／ｇ以下が特に好ましく、４０ｍ２／ｇ以下が最も好ましい。１５０ｍ２／ｇを超えると、加工性が悪化するおそれがある。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００５７】
本発明のゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上である。１０質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下、更に好ましくは４０質量部以下である。６０質量部を超えると、発熱が大きくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
【００５８】
本発明のゴム組成物は、粘着樹脂を含んでもよい。粘着樹脂としては、例えば、（株）日本触媒製のＳＰ１０６８等が挙げられる。粘着樹脂を配合することにより、タイヤ成形時の他部材との接着性が向上する。
【００５９】
本発明のゴム組成物が粘着樹脂を含有する場合、粘着樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上である。０．５質量部未満では、粘着樹脂を配合した効果を充分に得られないおそれがある。また、該粘着樹脂の含有量は、好ましくは５質量部以下、より好ましくは４質量部以下である。５質量部を超えると、コストが高くなるおそれがある。
【００６０】
本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含んでもよい。酸化亜鉛を配合することにより、老化後の破壊特性が向上する。本発明のゴム組成物が酸化亜鉛を含有する場合、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１．５質量部以上である。１質量部未満では、老化後の破壊特性が悪化する。また、該酸化亜鉛の含有量は、好ましくは７質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。７質量部を超えると、コストが高くなる傾向がある。
【００６１】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、クレー等の補強用充填剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル等の軟化剤、ワックス、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００６２】
本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。
【００６３】
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの各部材（特に、インスレーション）に好適に使用できる。
【００６４】
インスレーションは、インナーライナーとカーカスとの間に設けられる部材である。具体的には、特開２００８−１５０５２３号公報の図１〜２、特開２００７−２６９８７６号公報の図１、特開２００７−２８４５３７号公報の図１〜２に示されるインスレーション部である。
【００６５】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材（特に、インスレーション）の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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して空気入りタイヤを製造できる。
【００６６】
また、本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ等として好適に用いられる。
【実施例】
【００６７】
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。
【００６８】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含量：２３．５質量％）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ６６０（Ｎ２ＳＡ：２８ｍ２／ｇ）
シリカ：エボニックデグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
炭酸カルシウム：近江化学（株）製のサクセス２００Ｓ
瀝青炭：コール・フィラーズ・インク（Ｃｏａｌ ＦｉｌｌｅｒｓＩｎｃ．）社製のオースチンブラック３２５（平均粒子径５μｍ、比重１．３５）
シランカップリング剤（１）：エボニックデグッサ社製のＳｉ７５（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
シランカップリング剤（２）：エボニックデグッサ社製のＳｉ３６３（下記式で表されるシランカップリング剤（上記式（１）のＲ１＝−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、Ｒ２＝Ｃ２Ｈ５−Ｏ−、Ｒ３＝−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、Ｒ４＝−Ｃ３Ｈ６−））
【化３】
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
粘着樹脂：（株）日本触媒製のＳＰ１０６８
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：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）
【００６９】
実施例１〜３及び比較例１〜７
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で４分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、８０℃の条件下で４分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をインスレーション形状に成形して、他のタイヤ部材とはりあわせ、１５０℃で３５分間２５ｋｇｆの条件下で加硫することにより、試験用タイヤ（タイヤサイズ：１８０／５５ＺＲ１７）を作製した。
【００７０】
得られた試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
（耐久性）
得られた各試験用タイヤについて、内圧２００ｋＰａの状態で１００ｇの水をタイヤ内部に充填し、８０℃のオーブンに１週間入れた後、内圧２００ｋＰａ、荷重３４０ｋｇｆ、時速８０ｋｍ／ｈで走行させた。タイヤが損傷するまでの時間を測定し、比較例１の結果を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、タイヤが損傷するまでの時間が長く、耐久性に優れることを示す。
【００７２】
（水分率）
耐久性の試験後の各試験用タイヤについて、インスレーション部の水分率をカールフィシャー法にて測定した。比較例１の結果を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、インスレーション部の水分バリア性が良好であることを示す。
【００７３】
（低燃費性）
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００とした時の指数で表示した。指数が大きいほど、低燃費性に優れる。
【００７４】
【表１】
【００７５】
シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含む実施例は、低燃費性、水分バリア性、耐久性を向上でき、低燃費性、水分バリア性、耐久性のバランスに優れていた。一方、上記３成分を併用しない比較例は、実施例と比較して、低燃費性、水分バリア性、耐久性が劣っていた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車の性能が高まると共に、タイヤの耐久性向上の要求が高まっている。また、東南アジア、ブラジル等の湿気が多い地域での車の利用が増加しつつあるが、湿気が多い地域では、タイヤ内部への水分の透過が多くなり、タイヤ中のコードの劣化が促進され、タイヤの耐久性が低下する。そのため、タイヤの耐久性を高めるためには、タイヤ内部への水分バリア性を高めることが重要である。
【０００３】
インナーライナー用ゴムに、扁平率の高いマイカやクレイ等を配合し、水分・ガスのバリア性を向上させる試みが行われている。しかし、マイカやクレイはゴムの補強性が低く、タイヤの耐久性が低下したり、隣接するゴムとの接着性を阻害したりする問題がある。また、マイカやクレイを配合した場合、燃費性能が悪化するという問題もある。
【０００４】
特許文献１には、メルカプト基を有するシランカップリング剤を配合することにより、加工性、作業性、低燃費性を向上できることが開示されている。しかし、低燃費性、水分バリア性、耐久性のバランスについては改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、低燃費性、水分バリア性、耐久性をバランスよく向上できるタイヤ用ゴム組成物、及び該タイヤ用ゴム組成物をタイヤの各部材（特に、インスレーション）に用いた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】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、瀝青炭と共に、シリカ及び特定のシランカップリング剤を配合することにより、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、シリカと、瀝青炭と、下記式（１）で表されるシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。Ｒ４は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基を表す。）
【０００８】
上記瀝青炭の平均粒子径が１００μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
上記タイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましい。
【００１０】
上記タイヤ用ゴム組成物は、インスレーション用ゴム組成物として用いられることが好ましい。
【００１１】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物であるので、該ゴム組成物をタイヤの各部材（特に、インスレーション）に使用することにより、低燃費性、水分バリア性、耐久性に優れた空気入り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】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含む。
【００１４】
本発明で使用できるゴム成分としては、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）、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−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴムなどが挙げられる。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、安価であるという理由から、ＮＲ，ＩＲ，改質天然ゴム等のイソプレン系ゴム、ＳＢＲが好ましい。
【００１５】
ＮＲには、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＨＰＮＲ）も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素添加天然ゴム（ＨＮＲ）、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。また、ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、ＩＲとしては、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらイソプレン系ゴムは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上、特に好ましくは３５質量％以上、最も好ましくは５０質量％以上である。２０質量％未満であると、耐久性が低下するおそれがある。該イソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。９５質量％を超えると、リバージョンが大きくなり、ゴム物性が低下するおそれがある。
【００１７】
ＳＢＲとしては、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）が挙げられる。
【００１８】
ＳＢＲのスチレン含量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。５質量％未満であると、破壊特性が低下するおそれがある。また、上記スチレン含量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５５質量％以下、更に好ましくは５０質量％以下、特に好ましくは３０質量％以下である。６０質量％を超えると、発熱性が大きくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
なお、スチレン含量は、Ｈ１−ＮＭＲ測定により算出される。
【００１９】
ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上である。１０質量％未満であると、リバージョンが大きくなり、破壊特性が低下するおそれがある。ＳＢＲの含有量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下である。６０質量％を超えると、発熱性が大きくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
【００２０】
ゴム成分１００質量％中のイソプレン系ゴム、及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは８５質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。８５質量％未満であると、コストが増大するおそれがある。
【００２１】
本発明では、シリカが使用される。シリカを配合することにより、良好な低発熱性（低燃費性）及び耐久性が得られる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
【００２２】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、４０ｍ２／ｇ以上が好ましく、５０ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ２／ｇ以上が更に好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上が特に好ましい。４０ｍ２／ｇ未満では、破壊特性が低下するおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、２２０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましい。２２０ｍ２／ｇを超えると、低発熱性、ゴムの加工性が低下する傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００２３】
シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上、特に好ましくは３０質量部以上である。１質量部未満であると、シリカ配合による充分な効果が得られない傾向がある。上記シリカの含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下、特に好ましくは６０質量部以下である。１５０質量部を超えると、シリカのゴムへの分散が困難になり、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
【００２４】
本発明では、下記式（１）で表されるシランカップリング剤が使用される。
【００２５】
下記式（１）で表されるシランカップリング剤を配合することにより、低燃費性と耐久性のバランスが向上する。
【００２６】
【化２】
【００２７】
上記式（１）のＲ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。
【００２８】
上記Ｒ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜３）の２価の炭化水素基を表す。
該炭化水素基としては、例えば、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルキニレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基等が挙げられる。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、上記アルキレン基が好ましい。
【００２９】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜３）のアルキレン基としては、例えば、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、ヘキシレン基、へプチレン基、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、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基等が挙げられる。
【００３０】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）のアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、１−プロペニレン基、２−プロペニレン基、１−ブテニレン基、２−ブテニレン基、１−ペンテニレン基、２−ペンテニレン基、１−ヘキセニレン基、２−ヘキセニレン基、１−オクテニレン基等が挙げられる。
【００３１】
Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）のアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ５の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
【００３３】
上記ｍは１〜３０（好ましくは１〜１０、より好ましくは３〜７、更に好ましくは５〜６）の整数を表す。ｍが０であると反応性が高すぎることがあり、ｍが３１以上であると反応性が低い。
【００３４】
Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基が好ましい。
【００３５】
Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１０〜１５）のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
【００３６】
Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１０〜１５）のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、１−ペンテニル基、２−ペンテニル基、１−ヘキセニル基、２−ヘキセニル基、１−オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基等が挙げられる。
【００３７】
Ｒ６の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数１〜２０）のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。
【００３８】
Ｒ６の炭素数７〜３０（好ましくは炭素数１〜２０）のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００３９】
上記式（１）のＲ１の具体例としては、例えば、−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等が挙げられる。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。
【００４０】
Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基（すなわち、−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６で表される基）、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。なかでも、反応性と貯蔵安定性が良好であるという理由から、Ｒ１と同一の基、−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７が分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基の場合）で表される基が好ましい。
【００４１】
Ｒ２及びＲ３の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。
【００４２】
Ｒ７の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜３）のアルキル基としては、例えば、上記Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基と同様の基を挙げることができる。
【００４３】
Ｒ７の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０）のアルケニル基としては、例えば、上記Ｒ６の分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基と同様の基を挙げることができる。
【００４４】
Ｒ７の炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアリール基としては、例えば、上記Ｒ６の炭素数６〜３０のアリール基と同様の基を挙げることができる。
【００４５】
Ｒ７の炭素数７〜３０（好ましくは炭素数６〜２０）のアラルキル基としては、例えば、上記Ｒ６の炭素数７〜３０のアラルキル基と同様の基を挙げることができる。
【００４６】
上記式（１）のＲ２及びＲ３の具体例としては、例えば、−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、Ｃ２Ｈ５−Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−、Ｃ３Ｈ７−Ｏ−等が挙げられる。なかでも、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１５Ｈ３１、−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）６−Ｃ１３Ｈ２７、Ｃ２Ｈ５−Ｏ−が好ましい。
【００４７】
Ｒ４の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜５）のアルキレン基としては、例えば、上記Ｒ５の分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基と同様の基を挙げることができる。
【００４８】
上記式（１）で表されるシランカップリング剤としては、例えば、エボニックデグッサ社製のＳｉ３６３等を使用することができる。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。
【００４９】
上記式（１）で表されるシランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは５質量部以上、更に好ましくは７質量部以上である。１質量部未満であると、破壊強度が大きく低下する傾向がある。また、該含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１６質量部以下である。２０質量部を超えると、シランカップリング剤を配合することによる破壊強度（破壊特性）の向上や転がり抵抗低減などの効果が充分に得られない傾向がある。
【００５０】
本発明では、瀝青炭が使用される。瀝青炭とは、石炭一般を含むものであり、例えば、粘結炭、非粘結炭等があげられる。
瀝青炭は、カーボン分を含んでおり、ゴムとの親和性が高く、ゴムの補強性が高い。また、オイル分も含んでいるため、ゴム組成物中での分散性が高く、破壊核となる凝集塊を生じにくい。そのため、瀝青炭を配合することにより、耐久性を向上できる。また、瀝青炭を配合することにより、水分バリア性も向上できる。さらに、瀝青炭は比較的安価であることから、コストも低減できる。
一方、瀝青炭を配合することにより、低燃費性が悪化する懸念があるが、シリカ及び特定のシランカップリング剤と併用することにより、低燃費性、水分バリア性、耐久性を高いレベルでバランスよく向上できる。
【００５１】
瀝青炭の平均粒子径は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下である。１００μｍを超えると、破壊特性が低下するおそれがある。
該平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、更に好ましくは３μｍ以上である。１μｍ未満であると、コストが高くなる傾向がある。
【００５２】
本発明において、瀝青炭の平均粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定した。なお、平均粒子径は長径を意味し、該長径とは、投影面に対する瀝青炭の方向を種々変化させながら瀝青炭を投影面に投影したときの最長の長さであり、例えば、矩形状なら最長の辺の長さ、円盤状であれば直径となる。
【００５３】
瀝青炭の比重は、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．２以上である。
１．１未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、瀝青炭の比重は、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．５以下である。１．６を超えると、充分な低燃費性の向上効果が得られないおそれがある。
【００５４】
瀝青炭の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは３０質量部以上である。５質量部未満であると、水分バリア性、耐久性を充分に向上できないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは７０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下、更に好ましくは５０質量部以下である。７０質量部を超えると、耐久性が低下するおそれがある。
【００５５】
本発明では、カーボンブラックを配合してもよい。これにより、ゴムの強度を向上することができる。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。なお、カーボンブラックは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は１０ｍ２／ｇ以上が好ましく、２０ｍ２／ｇ以上がより好ましく、２５ｍ２／ｇ以上が更に好ましい。１０ｍ２／ｇ未満では、耐久性が低下するおそれがある。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は１５０ｍ２／ｇ以下が好ましく、１００ｍ２／ｇ以下がより好ましく、７５ｍ２／ｇ以下が更に好ましく、５０ｍ２／ｇ以下が特に好ましく、４０ｍ２／ｇ以下が最も好ましい。１５０ｍ２／ｇを超えると、加工性が悪化するおそれがある。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００５７】
本発明のゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上である。１０質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下、更に好ましくは４０質量部以下である。６０質量部を超えると、発熱が大きくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
【００５８】
本発明のゴム組成物は、粘着樹脂を含んでもよい。粘着樹脂としては、例えば、（株）日本触媒製のＳＰ１０６８等が挙げられる。粘着樹脂を配合することにより、タイヤ成形時の他部材との接着性が向上する。
【００５９】
本発明のゴム組成物が粘着樹脂を含有する場合、粘着樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上である。０．５質量部未満では、粘着樹脂を配合した効果を充分に得られないおそれがある。また、該粘着樹脂の含有量は、好ましくは５質量部以下、より好ましくは４質量部以下である。５質量部を超えると、コストが高くなるおそれがある。
【００６０】
本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含んでもよい。酸化亜鉛を配合することにより、老化後の破壊特性が向上する。本発明のゴム組成物が酸化亜鉛を含有する場合、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１．５質量部以上である。１質量部未満では、老化後の破壊特性が悪化する。また、該酸化亜鉛の含有量は、好ましくは７質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。７質量部を超えると、コストが高くなる傾向がある。
【００６１】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、クレー等の補強用充填剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル等の軟化剤、ワックス、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００６２】
本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。
【００６３】
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの各部材（特に、インスレーション）に好適に使用できる。
【００６４】
インスレーションは、インナーライナーとカーカスとの間に設けられる部材である。具体的には、特開２００８−１５０５２３号公報の図１〜２、特開２００７−２６９８７６号公報の図１、特開２００７−２８４５３７号公報の図１〜２に示されるインスレーション部である。
【００６５】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材（特に、インスレーション）の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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して空気入りタイヤを製造できる。
【００６６】
また、本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ等として好適に用いられる。
【実施例】
【００６７】
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。
【００６８】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含量：２３．５質量％）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ６６０（Ｎ２ＳＡ：２８ｍ２／ｇ）
シリカ：エボニックデグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
炭酸カルシウム：近江化学（株）製のサクセス２００Ｓ
瀝青炭：コール・フィラーズ・インク（Ｃｏａｌ ＦｉｌｌｅｒｓＩｎｃ．）社製のオースチンブラック３２５（平均粒子径５μｍ、比重１．３５）
シランカップリング剤（１）：エボニックデグッサ社製のＳｉ７５（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
シランカップリング剤（２）：エボニックデグッサ社製のＳｉ３６３（下記式で表されるシランカップリング剤（上記式（１）のＲ１＝−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、Ｒ２＝Ｃ２Ｈ５−Ｏ−、Ｒ３＝−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４−Ｏ）５−Ｃ１３Ｈ２７、Ｒ４＝−Ｃ３Ｈ６−））
【化３】
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
粘着樹脂：（株）日本触媒製のＳＰ１０６８
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：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）
【００６９】
実施例１〜３及び比較例１〜７
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で４分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、８０℃の条件下で４分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をインスレーション形状に成形して、他のタイヤ部材とはりあわせ、１５０℃で３５分間２５ｋｇｆの条件下で加硫することにより、試験用タイヤ（タイヤサイズ：１８０／５５ＺＲ１７）を作製した。
【００７０】
得られた試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
（耐久性）
得られた各試験用タイヤについて、内圧２００ｋＰａの状態で１００ｇの水をタイヤ内部に充填し、８０℃のオーブンに１週間入れた後、内圧２００ｋＰａ、荷重３４０ｋｇｆ、時速８０ｋｍ／ｈで走行させた。タイヤが損傷するまでの時間を測定し、比較例１の結果を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、タイヤが損傷するまでの時間が長く、耐久性に優れることを示す。
【００７２】
（水分率）
耐久性の試験後の各試験用タイヤについて、インスレーション部の水分率をカールフィシャー法にて測定した。比較例１の結果を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、インスレーション部の水分バリア性が良好であることを示す。
【００７３】
（低燃費性）
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００とした時の指数で表示した。指数が大きいほど、低燃費性に優れる。
【００７４】
【表１】
【００７５】
シリカと、瀝青炭と、特定のシランカップリング剤とを含む実施例は、低燃費性、水分バリア性、耐久性を向上でき、低燃費性、水分バリア性、耐久性のバランスに優れていた。一方、上記３成分を併用しない比較例は、実施例と比較して、低燃費性、水分バリア性、耐久性が劣っていた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカと、
瀝青炭と、
下記式（１）で表されるシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。Ｒ４は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基を表す。）
【請求項２】
前記瀝青炭の平均粒子径が１００μｍ以下である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
イソプレン系ゴムを含む請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
インスレーション用ゴム組成物として用いられる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
【請求項１】
シリカと、
瀝青炭と、
下記式（１）で表されるシランカップリング剤とを含むタイヤ用ゴム組成物。
【化１】
（式（１）中、Ｒ１は−Ｏ−（Ｒ５−Ｏ）ｍ−Ｒ６（ｍ個のＲ５は、同一又は異なって、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。Ｒ６は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｍは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ２及びＲ３は、同一若しくは異なって、Ｒ１と同一の基、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基又は−Ｏ−Ｒ７（Ｒ７は水素原子、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。）で表される基を表す。Ｒ４は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキレン基を表す。）
【請求項２】
前記瀝青炭の平均粒子径が１００μｍ以下である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
イソプレン系ゴムを含む請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
インスレーション用ゴム組成物として用いられる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
【公開番号】特開２０１１−１３２３５８（Ｐ２０１１−１３２３５８Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２６９４（Ｐ２００９−２９２６９４）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【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２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【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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