JP6088274B2 - タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物及びタイヤに関する。

昨今、車両の安全性の観点から、タイヤの湿潤路面における制動性を一層向上させることが求められている。また、環境問題への関心の高まりに伴う二酸化炭素の排出量の削減の観点から、車両を低燃費化する要求が強くなりつつあり、このような要求に対応するため、可能な限り転がり抵抗の小さいタイヤが求められている。

これらの要求に対し、タイヤの湿潤路面における性能の向上と転がり抵抗の低減とを両立させるための従来技術としては、タイヤのトレッドに用いるゴム組成物の充填剤としてシリカを用いる手法が有効であることが知られている（特許文献１）。また、上記目的を達成するためのその他の従来技術としては、タイヤのトレッドに用いるゴム組成物のゴム成分のガラス転移温度を上げることが知られている（特許文献２）。

しかしながら、ゴム成分にシリカを配合したゴム組成物は、未加硫粘度が高く、多段練り等を要するため、その加工が困難である。その上、前記性能を更に高めようと、ゴム組成物に含有させるシリカの配合量を増加させても、湿潤路面の制動性は向上するものの、転がり抵抗が増加し、加工性も著しく悪化する。

また、上記同様、前記性能を更に高めようと、ガラス転移温度をより上げても、湿潤路面の制動性は向上するものの、転がり抵抗を始めとするその他の性能が悪化するという不具合が発生する。

特開２０１１−２１３９８８号公報 特表２０１０−５２６９２４号公報

本発明の目的は、上述の問題を解決するためのものであり、加工性が良好な上、タイヤの転がり抵抗を損なうことなく湿潤路面における制動性を向上させることのできるタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、該ゴム組成物を用い、転がり抵抗が損なわれることなく湿潤路面における制動性が向上したタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対し、特定量のシリカと、特定種・特定量の化合物とを配合することにより、加工性が良好な上、タイヤの転がり抵抗を損なうことなく湿潤路面における制動性を向上させることのできるゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分（Ａ）と、シリカ（Ｂ）と、下記一般式（１）：

［式中、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキレン基または置換基として炭素数１〜１０のアルキル基を有してもよいアリーレン基、Ｒ^２は水素原子またはメチル基、Ｒ^３，Ｒ^４及びＲ^５は水素原子、炭素数１〜１８のアルキル基または炭素数２〜４のアルカノール基を示し、Ａ^１は炭素数４〜１２のアルキレン基、Ａ^２は炭素数２または３のアルキレン基を表し、ｎは０〜２０の整数であり、ｍは１〜５０の整数である］で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物（Ｃ）と、シランカップリング剤（Ｄ）とを含むタイヤ用ゴム組成物であって、前記シリカ（Ｂ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して２０質量部〜１２０質量部であり、前記化合物（Ｂ）の配合量に対する前記化合物（Ｃ）の配合量の質量比（［（Ｃ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．００１〜０．５であることを特徴とする。かかるゴム組成物は、加工性が良好な上、タイヤの転がり抵抗を損なうことなく湿潤路面における制動性を向上させることができる。

本発明のゴム組成物においては、前記化合物（Ｃ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であることが好ましい。上記の範囲であることにより、両成分を無駄にすることなく、湿潤路面における制動性を向上させる相乗効果が有利に得られる。

本発明のゴム組成物においては、前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記シランカップリング剤（Ｄ）の配合量の質量比（［（Ｄ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．０５〜０．１５であることが好ましい。上記範囲とすることにより、加工性が大きく悪化することなく、転がり抵抗をより低減することができる。

本発明のゴム組成物において、前記シランカップリング剤（Ｄ）は、加工性や耐摩耗性等の観点から、下記一般式（２）：
Ｒ^１ _ｘＲ^２ _ｙＲ^３ _ｚＳｉ−Ｒ^４−Ｓ−ＣＯ−Ｒ^５・・・（２）
［式中、Ｒ^１は、Ｒ^６Ｏ−、Ｒ^６Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ^６Ｒ^７Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ^６Ｒ^７ＮＯ−、Ｒ^６Ｒ^７Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ^６Ｒ^７）_ｎ（ＯＳｉＲ^５Ｒ^６Ｒ^７）から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり（但し、Ｒ^６及びＲ^７は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｎは０〜１０である）；Ｒ^２は、水素、または炭素数１〜１８のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され；Ｒ^３は、−［Ｏ（Ｒ^８Ｏ）ｍ］_０．５−（但し、Ｒ^８は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｍは１〜４である）であり；ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たし；Ｒ^４は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり；Ｒ^５は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され、かつ炭素数が１〜１８である。］で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。

本発明のゴム組成物において、ゴムへの溶解性の観点により、上記式（１）中のｎは０〜２０の整数であり、ｍは１〜３０の整数であることが好ましく、更に、上記式（１）中のｎは０〜１０の整数であり、ｍは１〜２０の整数であることがより好ましい。

本発明のゴム組成物において、前記ゴム成分（Ａ）は、湿潤路面における制動性の観点により、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を５０質量％〜１００質量％含むことが好ましい。

更に、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物を構成部材、とりわけトレッドに用いたことを特徴とする。前記ゴム組成物を用いた構成部材を具えたタイヤは、転がり抵抗が損なわれることなく、湿潤路面における制動性に一層優れている。

本発明によれば、加工性が良好な上、タイヤの転がり抵抗を損なうことなく湿潤路面における制動性を向上させることのできるゴム組成物を提供することができる。また、該ゴム組成物を用い、転がり抵抗が損なわれることなく湿潤路面における制動性が向上したタイヤを提供することができる。

以下に、本発明を、その実施形態を例示して詳細に説明する。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分（Ａ）と、シリカ（Ｂ）と、上記一般式（１）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物（Ｃ）と、シランカップリング剤（Ｄ）とを含むタイヤ用ゴム組成物であって、
前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対する前記シリカ（Ｂ）の配合量が２０質量部〜１２０質量部であり、前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記化合物（Ｃ）の配合量の質量比が０．００１〜０．５であることを特徴とする。

［ゴム成分（Ａ）］
本発明のゴム組成物は、ゴム成分（Ａ）として、ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種を含む。前記ジエン系合成ゴムとしては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。この中でも、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが好ましく、特に、前記ゴム成分（Ａ）は、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを５０質量％〜１００質量％含むことがより好ましい。ゴム成分（Ａ）としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を用いることにより、湿潤路面における制動性を良好に維持することができる。なお、これらのゴム成分は、単独で用いてもよく、二種以上を用いてもよい。

［シリカ（Ｂ）］
本発明のゴム組成物は、充填剤としてシリカ（Ｂ）を含む。前記シリカ（Ｂ）の配合量は、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して２０質量部〜１２０質量部の範囲であることが必要であり、３０質量部〜１００質量部の範囲であることがより好ましく、４０質量部〜８０質量部の範囲であることが特に好ましい。前記シリカ（Ｂ）の配合量が前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して２０質量部未満では、転がり抵抗を低減する効果及び湿潤路面での制動性を向上させる効果が低く、１２０質量部を超えると、転がり抵抗が増加し、ゴム組成物の未加硫粘度が上昇して加工性が低下するおそれがある。

前記ゴム組成物に使用するシリカ（Ｂ）としては、特に制限はなく、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、耐破壊性の改良効果、湿潤路面での制動性及び低転がり抵抗性の両立効果が最も顕著である湿式シリカが好ましい。また、上記シリカ（Ｂ）は、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（ＩＳＯ５７９４／１に準拠し測定する。）が１００ｍ^２／ｇ〜２７０ｍ^２／ｇであることが好ましく、１７０ｍ^２／ｇ〜２７０ｍ^２／ｇであることが特に好ましい。シリカ（Ｂ）の窒素吸着比表面積が前記範囲であれば、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。

本発明に使用可能な市販のシリカとしては、ニップシールＡＱ（日本シリカ工業（株）製）、ニップシールＫＱ（日本シリカ工業（株）製）、ウルトラジルＶＮ３（デグッサ社製）等が挙げられる。なお、これらのシリカは、単独で用いてもよく、二種以上を用いてもよい。

［化合物（Ｃ）］
また、本発明のゴム組成物は、化合物（Ｃ）を含む。前記化合物（Ｃ）としては、上記一般式（１）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種が用いられる。

前記一般式（１）において、Ｒ^１のうちの炭素数１〜４のアルキレン基は直鎖状、分枝鎖状のいずれであってもよく、例えばメチレン基、エチレン基、各種プロパンジイル基及び各種ブタンジイル基を挙げることができる。なお、各種プロパンジイル基及び各種ブタンジイル基の「各種」とは、同一炭素数の異性体全てを包含する基を指す。以下、同様である。
一方、Ｒ^１のうちの置換基として炭素数１〜１０のアルキル基を有してもよいアリーレン基としては、例えばフェニレン基、各種メチルフェニレン基、各種ジメチルフェニレン基、各種ナフチレン基等を挙げることができる。

前記一般式（１）において、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５のうちの炭素数１〜１８のアルキル基は、直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよく、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、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。
また、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５のうちの炭素数２〜４のアルカノール基は、直鎖状、分枝鎖状のいずれであってもよく、例えば２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシブチル基、３−ヒドロキシブチル基、４−ヒドロキシブチル基を挙げることができる。

前記一般式（１）において、Ａ^１で示される炭素数４〜１２のアルキレン基は直鎖状、分枝鎖状のいずれであってもよい。また、前記一般式（１）におけるＡ^１Ｏとしては、水酸基を有する化合物の該水酸基に、各種ブチレンオキシドを付加反応させることにより、導入することができる。

一方、Ａ^２で表される炭素数２または３のアルキレン基としては、エチレン基やイソプロピレン基を挙げることができる。また、前記一般式（１）におけるＡ^２Ｏとしては、水酸基を有する化合物の該水酸基に、エチレンオキシドを付加反応させることにより、オキシエチレン基を導入することができ、プロピレンオキシドを付加反応させることにより、オキシイソプロピレン基を導入することができる。

本発明においては、Ａ^２Ｏが複数存在する場合、複数のＡ^２Ｏは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。また、前記Ａ^２Ｏは、オキシエチレン基のブロック部と、オキシイソプロピレン基のブロック部とを有するものであってもよく、オキシエチレン基とオキシイソプロピレン基がランダムに混在したものであってもよい。
一方、Ａ^１Ｏが複数存在する場合、複数のＡ^１Ｏは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。

また、前記一般式（１）において、ｎは０〜２０の整数、ｍは１〜５０の整数であるが、ゴムへの溶解性の観点により、ｎが０〜２０の整数であり、かつｍが１〜３０の整数であることが好ましく、ｎが０〜１０の整数であり、かつｍが１〜２０の整数であることがより好ましい。なお、（Ａ^１Ｏ）_nと（Ａ^２Ｏ）_mの順序については特に制限はない。

前記一般式（１）で表される化合物は、主としてイオン系界面活性剤として機能し得る。また、前記化合物の製造方法としては特に制限はなく、従来公知の製造方法を用いることができるが、例えば、以下のようにして該化合物を製造することができる。
３−メチル−３−ブテン−１−オールやアリルアルコール等の、Ｈ_２Ｃ＝Ｃ（Ｒ^２）−Ｒ^１−ＯＨ（Ｒ^１及びＲ^２は前記と同じである。）で表される不飽和アルコールに対し、触媒の存在下、アルキレンオキサイド、アルキルグリシジルエーテルまたはα−オレフィンエポキサイド等から選択される少なくとも一種を付加反応させてエーテルアルコールを得る。次いで、硫酸化剤を用いて硫酸化し、トリエタノールアミン等の塩基性物質を用いて中和することにより、目的の化合物が得られる。
なお、硫酸化剤としては、クロルスルホン酸、無水硫酸、アミド硫酸等が挙げられるが、二重結合基への硫酸基の付加反応、及び二重結合基の異性化等の副反応を抑制する観点から、アミド硫酸を使用することが好ましい。

本発明のゴム組成物においては、前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記化合物（Ｃ）の配合量の質量比（［（Ｃ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．００１〜０．５（０．１／１００〜５０／１００）であることが必要であり、０．００１〜０．４であることがより好ましく、０．００１〜０．３であることが特に好ましい。この配合量の質量比が０．００１未満では、湿潤路面における制動性を向上させる効果が不十分であり、一方、０．５を超えると、該化合物のブルーミングによる過度の光沢が出て、外面が悪化したり、表面粘着性に問題が生じて作業性が悪化することがある。
なお、前記化合物（Ｃ）は、単独で用いてもよく、二種以上を用いてもよい。

また、本発明のゴム組成物においては、前記化合物（Ｃ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部であるのが好ましい。この配合量が前記ゴム成分（Ａ）に対して０．１質量部〜３０質量部であることにより、両成分を無駄にすることなく、湿潤路面における制動性を向上させる効果が有利に得られる。

［シランカップリング剤（Ｄ）］
さらに、本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤（Ｄ）を含む。前記シランカップリング剤（Ｄ）は、下記一般式（２）：
Ｒ^１ _ｘＲ^２ _ｙＲ^３ _ｚＳｉ−Ｒ^４−Ｓ−ＣＯ−Ｒ^５・・・（２）
［式（２）中、Ｒ^１は、Ｒ^６Ｏ−、Ｒ^６Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ^６Ｒ^７Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ^６Ｒ^７ＮＯ−、Ｒ^６Ｒ^７Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ^６Ｒ^７）_ｎ（ＯＳｉＲ^５Ｒ^６Ｒ^７）から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり（但し、Ｒ^６及びＲ^７は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｎは０〜１０である）；Ｒ^２は、水素、または炭素数１〜１８のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され；Ｒ^３は、−［Ｏ（Ｒ^８Ｏ）ｍ］_０．５−（但し、Ｒ^８は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｍは１〜４である）であり；ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たし；Ｒ^４は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり；Ｒ^５は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され、かつ炭素数が１〜１８である。］で表される化合物、下記一般式（３）：
Ａ_ｍＢ_３−_ｍＳｉ−（ＣＨ_２）_ａ−Ｓ_ｂ−（ＣＨ_２）_ａ−ＳｉＡ_ｍＢ_３−ｍ・・・（３）
［式（３）中、ＡはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｏ（ｎは１〜３の整数）または塩素原子であり、Ｂは炭素数１〜３のアルキル基であり、ｍは１〜３の整数、ａは１〜９の整数、ｂは１以上の整数である。但し、ｍが１の時、Ｂは互いに同一であっても異なっていてもよく、ｍが２または３の時、Ａは互いに同一であっても異なっていてもよい。］で表される化合物、下記一般式（４）：
Ａ_ｍＢ_３−_ｍＳｉ−（ＣＨ_２）_ｃ−Ｙ・・・（４）
［式（４）中、ＡはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｏ（ｎは１〜３の整数）または塩素原子であり、Ｂは炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｙはメルカプト基、ビニル基、アミノ基、グリシドキシ基またはエポキシ基であり、ｍは１〜３の整数、ｃは０〜９の整数である。但し、ｍが１の時、Ｂは互いに同一であっても異なっていてもよく、ｍが２または３の時、Ａは互いに同一であっても異なっていてもよい。］で表される化合物、及び下記一般式（５）：
Ａ_ｍＢ_３−ｍＳｉ−（ＣＨ_２）_ａ−Ｓ_ｂ−Ｚ・・・（５）
［式（５）中、ＡはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｏ（ｎは１〜３の整数）または塩素原子であり、Ｂは炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｚはベンゾチアゾリル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル基またはメタクリロイル基であり、ｍは１〜３の整数、ａは１〜９の整数、ｂは１以上の整数で分布を有していてもよい。但し、ｍが１の時、Ｂは互いに同一であっても異なっていてもよく、ｍが２または３の時、Ａは互いに同一であっても異なっていてもよい。］で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。これらシランカップリング剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。

上記式（２）で表される化合物については、式（２）中、Ｒ^２、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７において、アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。また、アルケニル基も、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メタニル基等が挙げられる。さらに、シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等が、シクロアルケニル基としては、シクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基等が、アリール基としては、フェニル基、トリル基等が挙げられる。またさらに、Ｒ^５において、アラルキル基としては、フェネチル基等が挙げられる。

上記式（２）中、Ｒ^４及びＲ^８において、アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられる。また、シクロアルキレン基としては、シクロヘキシレン基等が挙げられる。またさらに、Ｒ^４において、アルケニレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基等が挙げられる。また、シクロアルキルアルキレン基としては、シクロヘキシルメチレン基等が、アリーレン基としては、フェニレン基等が、アラルキレン基としては、キシリレン基等が挙げられる。

上記式（２）中、Ｒ^３において、−［Ｏ（Ｒ^８Ｏ）_ｍ］_０．５−基としては、１，２−エタンジオキシ基、１，３−プロパンジオキシ基、１，４−ブタンジオキシ基、１，５−ペンタンジオキシ基、１，６−ヘキサンジオキシ基等が挙げられる。

上記式（３）で表される化合物としては、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（３-トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３-トリエトキシシリルエチル）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（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド等が挙げられる。

また、上記式（４）で表される化合物としては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。

さらに、上記式（５）で表される化合物としては、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモノスルフィド等が挙げられる。

本実施形態のゴム組成物においては、シランカップリング剤（Ｄ）として前記化合物を用いることにより、ゴム加工時の作業性に優れると共に、湿潤路面における制動性及び耐摩耗性の良好なタイヤを与えることができる。なお、上記式（２）、（３）、（４）または（５）で表される化合物の中でも、上記式（２）で表される化合物を用いることが好ましい。

本実施形態のゴム組成物においては、前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記シランカップリング剤（Ｄ）の配合量の質量比（［（Ｄ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．０５〜０．１５（５／１００〜１５／１００）であることが好ましい。この配合量の質量比が０．０５以上であることにより、転がり抵抗を低減する効果がより十分に得られ、０．１５以下であることにより、ポーラス等の押し出し加工性の悪化をより十分に抑制することができる。

［その他の配合剤］
また、本発明のゴム組成物は、シリカ以外の充填剤を含有してもよい。かかる充填剤としては、特に限定されるものではないが、カーボンブラック、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシウム等の通常ゴム工業に用いられるものが使用できる。前記カーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ等の種々のグレードのカーボンブラックを使用することができる。前記充填剤の総配合量（シリカ（Ｂ）を含む）は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対し、２０質量部〜２００質量部の範囲であることが好ましく、２０質量部〜１２０質量部の範囲であることがより好ましい。

本発明のゴム組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を含有させることができる。

前記加硫剤としては硫黄等が挙げられ、その使用量は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対し、硫黄分として０．１質量部〜１０．０質量部であることが好ましく、１．０質量部〜５．０質量部であることがより好ましい。０．１質量部未満では加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、低発熱性が低下するおそれがあり、１０．０質量部を超えるとゴム弾性が失われるおそれがある。

本発明のゴム組成物において使用できる加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアゾリルジスルフィド）、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）等のチアゾール系、ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系、あるいはＴＯＴ（テトラキス（２−エチルへキシル）チウラムジスルフィド）等のチウラム系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対し、０．１質量部〜５．０質量部であることが好ましく、０．２質量部〜３．０質量部であることがより好ましい。なお、これら加硫促進剤は、単独で用いてもよく、二種以上を用いてもよい。

また、本発明のゴム組成物において使用できる軟化剤として、プロセス油を挙げることができる。このプロセス油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、アロマチック系等を挙げることができる。引張強度、耐摩耗性を重視する用途にはアロマチック系が、ヒステリシスロス、低温特性を重視する用途にはナフテン系又はパラフィン系が用いられる。その使用量は、ゴム成分１００質量部（Ａ）に対して、０質量部〜１００質量部が好ましく、１００質量部以下であれば加硫ゴムの引張強度、低発熱性（低燃費性）が悪化するのを抑制することができる。

［ゴム組成物の調製］
前記ゴム成分（Ａ）、シリカ（Ｂ）、化合物（Ｃ）、シランカップリング剤（Ｄ）、及び必要に応じて適宜選択した各種配合剤を、ゴムの配合技術の分野で一般に知られた方法で、例えば、標準的なゴムの混合設備及び手法を用い、上記成分を所望の使用量で一緒に混合することにより、ゴム組成物を調製することができる。かくして調製された本発明のゴム組成物は、加工性が良好な上、タイヤの転がり抵抗を損なうことなく湿潤路面における制動性を向上させることができる。

［タイヤ］
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物を用いた構成部材を具えることを特徴とし、前記ゴム組成物をタイヤのサイドウォールやトレッドに用いたものが好ましく、とりわけトレッドに用いたものが好ましい。かかるタイヤは、転がり抵抗が損なわれることなく、湿潤路面における制動性に優れている。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をタイヤのいずれかの構成部材に用いる以外特に制限はなく、常法に従って製造することができる。本発明のゴム組成物をトレッドに用いる場合は、例えばトレッド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
前記タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す配合処方に従い、実施例１〜１５及び比較例１〜４の１９種類のゴム組成物を、通常の条件により調製した。該ゴム組成物について、下記に示す方法で加工性を評価した。また、該ゴム組成物をトレッドに用い、通常の加硫条件で加硫して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを試作し、下記に示す方法で転がり抵抗及び湿潤路面における制動性を評価した。これらの結果を表１に示す。

＜ゴム組成物の加工性＞
ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠し、１３０℃にてムーニー粘度（ＭＬ_１＋４／１３０℃）を測定し、測定値の逆数を求め、比較例１の値を１００として指数表示した。指数値が大きいほど、未加硫粘度が低く、加工性が良好であることを示す。

＜タイヤの湿潤路面における制動性＞
上記試作タイヤ４本を排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、その乗用車をテストコースのウェット評価路で走行させ、時速７０ｋｍ／ｈの時点でブレーキを踏んでタイヤをロックさせ、停止するまでの距離を測定した。測定距離の逆数を求め、比較例１の値を１００として指数表示した。指数値が大きいほど、湿潤路面における制動性に優れることを示す。

＜タイヤの転がり抵抗＞
上記試作タイヤにつき、スチール平滑面を有する外径１７０７．６ｍｍ、幅が３５０ｍｍの回転ドラムを用い、４５００Ｎの荷重の作用下で、８０ｋｍ／ｈの速度で回転させたときの惰行法をもって転がり抵抗を測定し、測定値の逆数を求め、比較例１の値を１００として指数表示した。指数値が大きいほど、転がり抵抗は小さいことを示す。

１）ＪＳＲ（株）製、Ｅ−ＳＢＲ（乳化重合スチレン・ブタジエンゴム） １７１２（ゴム成分１００質量部、伸展油３７．５質量部）
２）日本シリカ工業（株）製、ニップシールＡＱ（ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積：２２０ｍ^２／ｇ）
３）旭カーボン（株）製、Ｎ１３４（窒素吸着比表面積：１４６ｍ^２／ｇ）
４）Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製、ＮＸＴシラン、化学名：３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン
５）デグッサ製、Ｓｉ６９、化学式：（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_２．５−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３)_３
６）イオン系界面活性剤Ａ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５＝Ｈ、ｎ＝６、ｍ＝１５、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
７）イオン系界面活性剤Ｂ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５＝エタノール、ｎ＝６、ｍ＝１５、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
８）イオン系界面活性剤Ｃ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３＝ステアリル基、Ｒ^４及びＲ^５＝ＣＨ_３、ｎ＝６、ｍ＝１５、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
９）イオン系界面活性剤Ｄ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５＝Ｈ、ｎ＝３、ｍ＝１５、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
１０）イオン系界面活性剤Ｅ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５＝Ｈ、ｎ＝３、ｍ＝１０、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
１１）イオン系界面活性剤Ｆ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５はそれぞれＨ、ｎ＝７、ｍ＝２０、Ａ^１Ｏ＝オキシブチレン基、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
１２）イオン系界面活性剤Ｇ：花王（株）製、Ｒ^１＝Ｃ_２Ｈ_４、Ｒ^２＝ＣＨ_３、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５＝Ｈ、ｎ＝１、ｍ＝１０、Ａ^１Ｏ＝ＣＨ_２ＣＨ（Ｃ_８Ｈ_１７）Ｏ及びＣＨ_２ＣＨ（Ｃ_１０Ｈ_２１）Ｏの混合物、Ａ^２Ｏ＝オキシエチレン基
１３）Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
１４）大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＤＭ
１５）三新化学工業（株）製、サンセラーＣＭ−Ｇ

表１の結果から、シリカ（Ｂ）の配合量がゴム成分（Ａ）１００質量部に対して２０質量部〜１２０質量部であり、前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記化合物（Ｃ）の配合量の質量比が０．００１〜０．５であり、さらに前記シランカップリング剤（Ｄ）を含んでなるゴム組成物は、比較例１のゴム組成物に比べ、加工性が高く、転がり抵抗及び湿潤路面における制動性が向上していることがわかる。

Claims (8)

1. ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分（Ａ）と、
   シリカ（Ｂ）と、
   下記一般式（１）：
   

   

   ［式中、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキレン基または置換基として炭素数１〜１０のアルキル基を有してもよいアリーレン基、Ｒ^２は水素原子またはメチル基、Ｒ^３，Ｒ^４及びＲ^５は水素原子、炭素数１〜１８のアルキル基または炭素数２〜４のアルカノール基を示し、Ａ^１は炭素数４〜１２のアルキレン基、Ａ^２は炭素数２または３のアルキレン基を表し、ｎは０〜２０の整数であり、ｍは１〜５０の整数である］で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物（Ｃ）と、
   シランカップリング剤（Ｄ）と
   を含むタイヤ用ゴム組成物であって、
   前記シリカ（Ｂ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して２０質量部〜１２０質量部であり、
   前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記化合物（Ｃ）の配合量の質量比（［（Ｃ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．００１〜０．５であり、
   前記シランカップリング剤（Ｄ）が、下記一般式（２）：
   Ｒ ^１ _ｘ Ｒ ^２ _ｙ Ｒ ^３ _ｚ Ｓｉ−Ｒ ^４ −Ｓ−ＣＯ−Ｒ ^５ ・・・（２）
   ［式中、Ｒ ^１ は、Ｒ ^６ Ｏ−、Ｒ ^６ Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ ^６ Ｒ ^７ Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ ^６ Ｒ ^７ ＮＯ−、Ｒ ^６ Ｒ ^７ Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ ^６ Ｒ ^７ ） _ｎ （ＯＳｉＲ ^５ Ｒ ^６ Ｒ ^７ ）から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり（但し、Ｒ ^６ 及びＲ ^７ は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｎは０〜１０である）；Ｒ ^２ は、水素、または炭素数１〜１８のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され；Ｒ ^３ は、−［Ｏ（Ｒ ^８ Ｏ） _ｍ ］ _０．５ −（但し、Ｒ ^８ は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり、ｍは１〜４である）であり；ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たし；Ｒ ^４ は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され、かつ炭素数が１〜１８であり；Ｒ ^５ は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され、かつ炭素数が１〜１８である。］で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種である、
   ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記化合物（Ｃ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して０．１質量部〜３０質量部である請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記シリカ（Ｂ）の配合量に対する前記シランカップリング剤（Ｄ）の配合量の質量比（［（Ｄ）の配合量／（Ｂ）の配合量］で表す）が、０．０５〜０．１５である請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 一般式（１）において、ｎが０〜２０の整数であり、ｍが１〜３０の整数である請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
5. 一般式（１）において、ｎが０〜１０の整数であり、ｍが１〜２０の整数である請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物。
6. 前記ゴム成分（Ａ）は、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを５０質量％〜１００質量％含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いた構成部材を具えたタイヤ。
8. 前記構成部材がトレッドである請求項７に記載のタイヤ。