JP2011140546A - チェーファー用ゴム組成物、サイドウォール用ゴム組成物及び重荷重用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な加工性を有するとともに、転がり抵抗特性及びゴム強度をバランス良く改善できる重荷重用タイヤのチェーファー用ゴム組成物、重荷重用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物、及びこれら２種のゴム組成物の少なくとも一方を用いた重荷重用タイヤを提供する。
【解決手段】下記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカとを含有し、上記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量が１０〜８０質量部であり、重荷重用タイヤに使用されるチェーファー用ゴム組成物に関する。
［化１］

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。ｎは整数を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、重荷重用タイヤに用いるチェーファー用ゴム組成物及びサイドウォール用ゴム組成物、並びに、該チェーファー用ゴム組成物及び／又は該サイドウォール用ゴム組成物を用いた該重荷重用タイヤに関する。

従来より、タイヤの転がり抵抗を低減（転がり抵抗特性を改善）させることにより、車の低燃費化が行なわれてきた。近年、車の低燃費化への要求がますます強くなってきており、タイヤにおける占有比率の高いトレッドだけでなく、他の部材に対しても、転がり抵抗特性の改善が要求されている。

転がり抵抗を低減する方法として、これまで、カーボンブラック等の充填剤を減量したり、カーボンブラックをシリカに置き換える手法が行われてきた。しかし、これらの方法では、ゴム強度が低下する傾向があるという点で改善の余地があった。

特許文献１〜３には、変性ブタジエンゴム、変性スチレンブタジエンゴムなどの変性ゴムを用いて転がり抵抗を低減することが提案されている。しかし、これらのゴム組成物では、転がり抵抗特性及びゴム強度を両立する点について、未だ改善する余地がある。

特開２００１−１１４９３９号公報 特開２００５−１２６６０４号公報 特開２００５−３２５２０６号公報

本発明は、前記課題を解決し、良好な加工性を有するとともに、転がり抵抗特性及びゴム強度をバランス良く改善できる重荷重用タイヤのチェーファー用ゴム組成物、重荷重用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物、及びこれら２種のゴム組成物の少なくとも一方を用いた重荷重用タイヤを提供することを目的とする。

第一の本発明は、下記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカとを含有し、上記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量が１０〜８０質量部であり、重荷重用タイヤに使用されるチェーファー用ゴム組成物に関する。

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。ｎは整数を表す。）

上記ゴム成分１００質量％に対して、上記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、上記希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、ブタジエンゴムの合計含有量が１０〜８０質量％であることが好ましい。

第二の本発明は、上記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム含むゴム成分を含有し、重荷重用タイヤに使用されるサイドウォール用ゴム組成物に関する。

上記ゴム成分１００質量％に対して、上記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、上記希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、ブタジエンゴムの合計含有量が１０〜８０質量％であることが好ましい。

上記ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜６０質量部含有することが好ましい。

本発明はまた、第一の本発明のゴム組成物を用いて作製したチェーファー及び／又は第二の本発明のゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する重荷重用タイヤに関する。

第一の本発明によれば、特定化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムを併用するとともに、所定量のシリカを含有するゴム組成物であるので、良好な加工性を有するとともに、転がり抵抗特性及びゴム強度をバランスよく両立できる。従って、該ゴム組成物をチェーファーに使用することにより、転がり抵抗特性及びゴム強度に優れた重荷重用タイヤを提供できる。

第二の本発明によれば、特定化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムを併用したゴム組成物であるので、良好な加工性を有するとともに、転がり抵抗特性及びゴム強度をバランスよく両立できる。従って、該ゴム組成物をサイドウォールに使用することにより、転がり抵抗特性及びゴム強度に優れた重荷重用タイヤを提供できる。

第一及び第二の本発明のゴム組成物は、上記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム（以下「変性ＢＲ」ともいう）と、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム（以下、「希土類系ＢＲ」ともいう）とを含有する。変性ＢＲ及び希土類系ＢＲを併用することで、ゴム組成物の強度を維持しながら、転がり抵抗特性を改善することができる。

上記式（１）で表される化合物において、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、メルカプト基（−ＳＨ）又はこれらの誘導体を表す。

上記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、ｔ−ブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基などが挙げられる。

上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基などの炭素数１〜８のアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜４）などが挙げられる。なお、アルコキシ基には、シクロアルコキシ基（シクロヘキシルオキシ基などの炭素数５〜８のシクロアルコキシ基など）、アリールオキシ基（フェノキシ基、ベンジルオキシ基などの炭素数６〜８のアリールオキシ基など）も含まれる。

上記シリルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜２０の脂肪族基、芳香族基が置換したシリルオキシ基（トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、ジエチルイソプロピルシリルオキシ基、ｔ−ブチルジメチルシリルオキシ基、ｔ−ブチルジフェニルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ−ｐ−キシリルシリルオキシ基など）などが挙げられる。

上記アセタール基としては、例えば、−Ｃ（ＲＲ′）−ＯＲ″、−Ｏ−Ｃ（ＲＲ′）−ＯＲ″で表される基を挙げることができる。前者としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、イソプロポキシメチル基、ｔ−ブトキシメチル基、ネオペンチルオキシメチル基などが挙げられ、後者としては、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、ｉ−プロポキシメトキシ基、ｎ−ブトキシメトキシ基、ｔ−ブトキシメトキシ基、ｎ−ペンチルオキシメトキシ基、ｎ−ヘキシルオキシメトキシ基、シクロペンチルオキシメトキシ基、シクロヘキシルオキシメトキシ基などを挙げることができる。

Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３としては、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。これにより、ゴム強度と転がり抵抗特性を好適に両立できる。

上記式（１）で表される化合物において、Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。

Ｒ^４及びＲ^５のアルキル基としては、例えば、上記アルキル基と同様の基を挙げることができる。

Ｒ^４及びＲ^５の環状エーテル基としては、例えば、オキシラン基、オキセタン基、オキソラン基、オキサン基、オキセパン基、オキソカン基、オキソナン基、オキセカン基、オキセト基、オキソール基などのエーテル結合を１つ有する環状エーテル基、ジオキソラン基、ジオキサン基、ジオキセパン基、ジオキセカン基などのエーテル結合を２つ有する環状エーテル基、トリオキサン基などのエーテル結合を３つ有する環状エーテル基などが挙げられる。なかでも、エーテル結合を１つ有する炭素数２〜７の環状エーテル基が好ましく、エーテル結合を１つ有する炭素数３〜５の環状エーテル基がより好ましい。また、環状エーテル基は環骨格内に不飽和結合を有していないことが好ましい。

Ｒ^４及びＲ^５としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜３、より好ましくは炭素数１〜２）が好ましく、エチル基がより好ましい。これにより、ゴム強度と転がり抵抗特性を好適に両立できる。

ｎ（整数）としては、２〜５が好ましい。これにより、ゴム強度及び転がり抵抗特性を好適に両立できる。更には、ｎは２〜４がより好ましく、３が最も好ましい。ｎが１以下であると変性反応が阻害される場合があり、ｎが６以上であると変性剤としての効果が薄れる。

上記式（１）で表される化合物の具体例としては、３−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルブトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジブトキシシラン、ジメチルアミノメチルトリメトキシシラン、２−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、３−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、４−ジメチルアミノブチルトリメトキシシラン、ジメチルアミノメチルジメトキシメチルシラン、２−ジメチルアミノエチルジメトキシメチルシラン、３−ジメチルアミノプロピルジメトキシメチルシラン、４−ジメチルアミノブチルジメトキシメチルシラン、ジメチルアミノメチルトリエトキシシラン、２−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、３−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、４−ジメチルアミノブチルトリエトキシシラン、ジメチルアミノメチルジエトキシメチルシラン、２−ジメチルアミノエチルジエトキシメチルシラン、３−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、４−ジメチルアミノブチルジエトキシメチルシラン、ジエチルアミノメチルトリメトキシシラン、２−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、３−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、４−ジエチルアミノブチルトリメトキシシラン、ジエチルアミノメチルジメトキシメチルシラン、２−ジエチルアミノエチルジメトキシメチルシラン、３−ジエチルアミノプロピルジメトキシメチルシラン、４−ジエチルアミノブチルジメトキシメチルシラン、ジエチルアミノメチルトリエトキシシラン、２−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、３−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、４−ジエチルアミノブチルトリエトキシシラン、ジエチルアミノメチルジエトキシメチルシラン、２−ジエチルアミノエチルジエトキシメチルシラン、３−ジエチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、４−ジエチルアミノブチルジエトキシメチルシラン、下記式（２）〜（９）で表される化合物などが挙げられる。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。なかでも、ゴム強度及び転がり抵抗特性の改善効果が高いという点から、３−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、下記式（２）で表される化合物が好ましい。

上記式（１）で表される化合物（変性剤）によるブタジエンゴムの変性方法としては、特公平６−５３７６８号公報、特公平６−５７７６７号公報、特表２００３−５１４０７８号公報等に記載されている方法等、従来公知の手法を用いることができる。例えば、ブタジエンゴムと変性剤とを接触させればよく、ブタジエンゴムを重合し、該重合体ゴム溶液中に変性剤を所定量添加する方法、ブタジエンゴム溶液中に変性剤を添加して反応させる方法等が挙げられる。

変性されるブタジエンゴム（ＢＲ）としては特に限定されず、高シス含有量のＢＲ、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲなどを使用できる。また、特表２００３−５１４０７８号公報等に記載されているランタン系列希土類含有化合物を含む触媒を用いて重合して得られたＢＲも使用できる。

変性ＢＲのビニル含量は、好ましくは３５質量％以下、より好ましくは２５質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下である。ビニル含量が３５質量％を超えると、転がり抵抗特性が損なわれる傾向がある。ビニル含量の下限は特に限定されない。

ゴム成分１００質量％中の変性ＢＲの含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは１５質量％以上である。５質量％未満であると、転がり抵抗特性を充分に改善できないおそれがある。該変性ＢＲの含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。７０質量％を超えると、ゴム強度が低下し、耐リムチェーフィング性能などが低下する傾向がある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物では、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム（希土類系ＢＲ）が使用されるが、上記希土類元素系触媒としては、公知のものを使用でき、例えば、ランタン系列希土類元素化合物、有機アルミニウム化合物、アルミノキサン、ハロゲン含有化合物、必要に応じてルイス塩基を含む触媒が挙げられる。なかでも、ランタン系列希土類元素化合物としてネオジム（Ｎｄ）含有化合物を用いたＮｄ系触媒が特に好ましい。

ランタン系列希土類元素化合物としては、原子番号５７〜７１の希土類金属のハロゲン化物、カルボン酸塩、アルコラート、チオアルコラート、アミド等が挙げられる。なかでも、前述のとおり、Ｎｄ系触媒の使用が高シス含量、低ビニル含量のＢＲが得られる点で好ましい。

有機アルミニウム化合物としては、ＡｌＲ^ａＲ^ｂＲ^ｃ（式中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃは、同一若しくは異なって、水素又は炭素数１〜８の炭化水素基を表す。）で表されるものを使用できる。アルミノサンとしては、鎖状アルミノキサン、環状アルミノキサンが挙げられる。ハロゲン含有化合物としては、ＡｌＸ_ｋＲ^ｄ _３−ｋ（式中、Ｘはハロゲン、Ｒ^ｄは炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基又はアラルキル基、ｋは１、１．５、２又は３を表す。）で表されるハロゲン化アルミニウム；Ｍｅ_３ＳｒＣｌ、Ｍｅ_２ＳｒＣｌ_２、ＭｅＳｒＨＣｌ_２、ＭｅＳｒＣｌ_３などのストロンチウムハライド；四塩化ケイ素、四塩化錫、四塩化チタン等の金属ハロゲン化物が挙げられる。ルイス塩基は、ランタン系列希土類元素化合物を錯体化するのに用いられ、アセチルアセトン、ケトン、アルコール等が好適に用いられる。

上記希土類元素系触媒は、ブタジエンの重合の際に、有機溶媒（ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、トルエン、キシレン、ベンゼン等）に溶解した状態で用いても、シリカ、マグネシア、塩化マグネシウム等の適当な担体上に担持させて用いてもよい。重合条件としては、溶液重合又は塊状重合のいずれでもよく、好ましい重合温度は−３０〜１５０℃であり、重合圧力は他の条件に依存して任意に選択してもよい。

上記希土類系ＢＲは、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）が好ましくは３５以上、より好ましくは４０以上である。３５未満であると、未加硫ゴム組成物の粘度が低く、加硫後に適正な厚みを確保できないおそれがある。該ムーニー粘度は、好ましくは５５以下、より好ましくは５０以下である。５５を超えると、未加硫ゴム組成物が硬くなりすぎて、スムーズなエッジで押し出すことが困難になるおそれがある。
なお、ムーニー粘度は、ＩＳＯ２８９、ＪＩＳ Ｋ６３００に準じて測定される。

上記希土類系ＢＲは、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が好ましくは１．２以上、より好ましくは１．５以上である。１．２未満であると、加工性の悪化が顕著になる傾向がある。該Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは５以下、より好ましくは４以下である。５を超えると、ゴム強度の改善効果が少なくなる傾向がある。

上記希土類系ＢＲのＭｗは、好ましくは３０万以上、より好ましくは５０万以上であり、また、好ましくは１５０万以下、より好ましくは１２０万以下である。更に、上記希土類系ＢＲのＭｎは、好ましくは１０万以上、より好ましくは１５万以上であり、また、好ましくは１００万以下、より好ましくは８０万以下である。ＭｗやＭｎが下限未満であると、ゴム強度が低下したり、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。上限を超えると、加工性の悪化が懸念される。
なお、本発明において、Ｍｗ、Ｍｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）を用い、標準ポリスチレンより換算した値である。

上記希土類系ＢＲのシス含量は、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９３質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上である。９０質量％未満であると、ゴム強度が低下し、転がり抵抗特性及びゴム強度を両立できないおそれがある。

上記希土類系ＢＲのビニル含量は、好ましくは１．８質量％以下、より好ましくは１．０質量％以下、更に好ましくは０．５質量％以下、特に好ましくは０．３質量％以下である。１．８質量％を超えると、ゴム強度が低下し、転がり抵抗特性及びゴム強度を両立できないおそれがある。
なお、本発明において、変性ＢＲ、希土類系ＢＲのビニル含量（１，２−結合ブタジエン単位量）及びシス含量（シス−１，４−結合ブタジエン単位量）は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。

ゴム成分１００質量％中の希土類系ＢＲの含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは１５質量％以上である。５質量％未満であると、ゴム強度が低下し、耐リムチェーフィング性能などが低下する傾向がある。該希土類系ＢＲの含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。７０質量％を超えると、加工性が極端に悪化する傾向がある。

ＢＲの合計含有量（上記変性ＢＲ、希土類系ＢＲ及び他のＢＲ（他の変性ＢＲ、非変性ＢＲなど）の合計量）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３０質量％以上である。１０質量％未満であると、ゴム強度が低下し、耐リムチェーフィング性能や亀裂成長性などが低下する傾向がある。該ＢＲの合計含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７５質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である。８０質量％を超えると、加工性が悪化し、特に生地のまとまりが悪くなる傾向がある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物に使用されるＢＲ以外のゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルニトリル（ＮＢＲ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物等を使用できる。なかでも、転がり抵抗特性、破壊エネルギー及び加工性のバランスの点から、変性ＢＲ及び希土類系ＢＲとともに、ＮＲ、ＩＲを使用することが好ましい。

ＮＲとしては特に限定されず、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。

ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは１５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。１５質量％未満であると、加工性が悪化する傾向がある。該ＮＲの含有量は、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７５質量％以下である。８５質量％を超えると、ゴム強度が低下し、亀裂成長性などが低下する傾向がある。

第一の本発明のゴム組成物は、シリカを含有する。これにより、転がり抵抗特性及びゴム強度が改善されるため、本発明の効果を良好に得ることができる。また、同様の理由から、第二の本発明の組成物も、シリカを含有することが好ましい。シリカとしては、例えば、湿式法で製造されたシリカ、乾式法で製造されたシリカなどが挙げられるが、特に制限はない。

シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは７０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは９０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１１０ｍ^２／ｇ以上である。７０ｍ^２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないため、ゴム強度が低下し、破壊エネルギーなどが低下する傾向がある。また、シリカのＮ_２ＳＡは、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは１３０ｍ^２／ｇ以下である。２００ｍ^２／ｇを超えると、配合したゴムの粘度が大幅に上昇し、加工性が悪化するおそれがある。
なお、シリカのＮ_２ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

第一の本発明のゴム組成物において、シリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上、好ましくは１５質量部以上、より好ましくは２０質量部以上である。１０質量部未満であると、転がり抵抗特性の改善効果が小さくなる傾向がある。該シリカの含有量は、８０質量部以下、好ましくは７５質量部以下、更に好ましくは７０質量部以下である。８０質量部を超えると、加工性が悪化し、工程負荷が増大する傾向がある。

第二の本発明のゴム組成物において、シリカの含有量は、上記ゴム成分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１５質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上である。また、該シリカの含有量は、６０質量部以下、好ましくは５５質量部以下、更に好ましくは５０質量部以下である。シリカの含有量が上記範囲に含まれない場合、第一の本発明のゴム組成物と同様の問題が発生するおそれがある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物は、シリカとともにシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド等が挙げられる。なかでも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドが好ましい。

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２質量部以上、より好ましくは３質量部以上である。２質量部未満では、シランカップリング剤の添加効果が充分得られないおそれがある。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。２０質量部を超えると、補強性が低下するおそれがある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、補強性が付与され、ゴム強度がより改善されるため、本発明の効果を良好に得ることができる。カーボンブラックとしては特に限定されず、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなどが挙げられる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、９０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、１００ｍ^２／ｇ以上がより好ましく、１１０ｍ^２／ｇ以上が更に好ましい。９０ｍ^２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないため、ゴム強度が低下し、破壊エネルギーなどが低下する傾向がある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、１６０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１４０ｍ^２／ｇ以下がより好ましく、１３０ｍ^２／ｇ以下が更に好ましい。１６０ｍ^２／ｇを超えると、カーボンブラックの分散性を確保することが困難になるおそれがあり、また、加工性が悪化する傾向もある。
なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３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１０質量部以上である。３質量部未満であると、耐紫外線劣化性能やゴム強度が低下する傾向がある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、更に好ましくは６０質量部以下である。１００質量部を超えると、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物において、シリカ及びカーボンブラックの合計含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは３５質量部以上、更に好ましくは４０質量部以上である。３０質量部未満であると、充分な補強性が得られないため、ゴム強度が低下し、耐リムチェーフィング性能や耐カット性が低下する傾向がある。該合計含有量は、好ましくは１２０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質量部以下である。１２０質量部を超えると、加工性や転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

第一及び第二の本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、酸化亜鉛、硫黄、加硫促進剤等を含有してもよい。

第一及び第二の本発明のゴム組成物を用い、通常の方法で空気入りタイヤ（重荷重用タイヤ）を製造することができる。すなわち、第一の本発明のゴム組成物を用いてチェーファーを作製するとともに、第二の本発明のゴム組成物を目いてサイドウォールを作製し、他の部材とともに貼り合わせ、タイヤ成型機上にて加熱加圧することにより製造できる。

本発明の重荷重用タイヤは、トラック、バス、建設用車両、クレーン車両などに使用でき、なかでも、トラック、バスに好適に使用できる。

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。

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。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
変性ＢＲ（ＢＲ（１））：住友化学（株）製の変性ブタジエンゴム（ビニル含量：１５質量％、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３＝−ＯＣＨ_３、Ｒ^４及びＲ^５＝−ＣＨ_２ＣＨ_３、ｎ＝３）
Ｎｄ系ＢＲ（ＢＲ（２））：ランクセス（株）製のＣＢ２４（Ｎｄ系触媒を用いて合成したＢＲ、シス含量：９６質量％、ビニル含量：０．７質量％、ＭＬ_１＋４（１００℃）：４５、Ｍｗ／Ｍｎ：２．６９、Ｍｗ：５０万、Ｍｎ：１８．６万）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ２２０（チッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）：１２５ｍ^２／ｇ）
シリカ：Ｒｈｏｄｉａ社製のＺｅｏｓｉｌ １１１５ＭＰ（ＣＴＡＢ比表面積：１０５ｍ^２／ｇ、ＢＥＴ比表面積：１１５ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：テグッサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
プロセスオイル：Ｈ＆Ｒ（株）製のＴＤＡＥオイル
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学工業（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）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

実施例１〜６及び比較例１〜４
表１及び２に示す配合内容に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５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３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１５０℃で３０分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をチェーファー形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合せ、１５０℃で３０分間加硫することにより、試験用タイヤ（重荷重用タイヤ）を作製した。

実施例７〜１２及び比較例５〜８
表３及び４に示す配合内容に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５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３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１５０℃で３０分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をサイドウォール形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合せ、１５０℃で３０分間加硫することにより、試験用タイヤ（重荷重用タイヤ）を作製した。

得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴムシート、試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。評価結果を表１〜４に示す。なお、以下の評価において、基準比較例は、実施例１〜６及び比較例１〜４に対しては比較例１、実施例７〜１２及び比較例５〜８に対しては比較例５とした。

（転がり抵抗指数）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、上記加硫ゴムシートの損失正接（ｔａｎδ）を測定し、基準比較例の転がり抵抗指数を１００として、下記計算式により、各配合の転がり抵抗特性を指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗特性に優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（基準比較例のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００

（破壊エネルギー指数）
ＪＩＳ Ｋ ６２５１の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」にしたがって、上記加硫ゴムシートの引張強度及び破断伸びを測定した。そして、得られた測定結果を用いて、引張強度×破断伸び／２により破壊エネルギーを計算し、基準比較例の破壊エネルギー指数を１００として、下記計算式により、各配合の破壊エネルギーを指数表示した。指数が大きいほど、ゴム強度に優れることを示す。
（破壊エネルギー指数）＝（各配合の破壊エネルギー）／（基準比較例の破壊エネルギー）×１００

（亀裂成長性指数）
ＪＩＳ−Ｋ６２６０の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムのデマッチャ屈曲亀裂成長試験方法」の試験方法に準じて、室温２５℃、７０％歪の条件で上記加硫ゴムシートに１ｍｍの亀裂が生じるまでの回数を測定し、基準比較例の亀裂成長性指数を１００として、下記計算式により、各配合の亀裂成長性を指数表示した。指数が大きいほど、ゴム強度に優れることを示す。
（亀裂成長性指数）＝（基準比較例の回数）／（各配合の回数）×１００

（加工性）
加工性の評価結果は生産性の指標として用いることができる。評価は、押出生地の形状及び加工のしやすさを目視で、以下の基準で３段階評価した。
○：問題なく加工でき、加工性が良好である。
△：生地の状態は劣るが、加工は可能である。
×：生地の状態が悪く、シート加工ができない。

表１及び２により、変性ＢＲ及びＮｄ系ＢＲを併用するとともに、所定量のシリカを配合した実施例１〜６では、両立が困難な転がり抵抗特性及びゴム強度をバランス良く両立でき、加工性も良好であった。一方、これらの成分を併用していない比較例１〜４では、加工性を確保したまま、転がり抵抗特性及びゴム強度を高次元で両立できなかった。

表３及び４により、変性ＢＲ及びＮｄ系ＢＲを併用した実施例７〜１２では、両立が困難な転がり抵抗特性及びゴム強度をバランス良く両立でき、加工性も良好であった。一方、これらの成分を併用していない比較例５〜８では、加工性を確保したまま、転がり抵抗特性及びゴム強度を高次元で両立できなかった。

Claims (6)

1. 下記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカとを含有し、
   前記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量が１０〜８０質量部であり、
   重荷重用タイヤに使用されるチェーファー用ゴム組成物。
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。ｎは整数を表す。）
2. 前記ゴム成分１００質量％に対して、前記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、前記希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、ブタジエンゴムの合計含有量が１０〜８０質量％である請求項１記載のチェーファー用ゴム組成物。
3. 前記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴム及び希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム含むゴム成分を含有し、
   重荷重用タイヤに使用されるサイドウォール用ゴム組成物。
4. 前記ゴム成分１００質量％に対して、前記式（１）で表される化合物により変性されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、前記希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムの含有量が５〜７０質量％、ブタジエンゴムの合計含有量が１０〜８０質量％である請求項３記載のサイドウォール用ゴム組成物。
5. 前記ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜６０質量部含有する請求項３又は４記載のサイドウォール用ゴム組成物。
6. 請求項１又は２記載のゴム組成物を用いて作製したチェーファー及び／又は請求項３〜５のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する重荷重用タイヤ。