JP2000313771A - トレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
トレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 寸法安定性、加工性および低燃費性能のバラ
ンスに優れたトレッド用ゴム組成物およびユニフォーミ
ティに優れた空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 ゴム成分１００重量部に対して、シリカ
５〜１５０重量部、シリカに対して、（ａ）硫黄を含ん
だシランカップリング剤１〜９重量％および（ｂ）一般
式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基である、ｂは１〜１００の整数、ａは１
〜２０の整数である）を満足するオルガノポリシロキサ
ン１〜９重量％を（ａ）を（ｂ）より先に配合する順序
で配合したトレッド用ゴム組成物および該組成物を用い
た空気入りタイヤ。
ンスに優れたトレッド用ゴム組成物およびユニフォーミ
ティに優れた空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 ゴム成分１００重量部に対して、シリカ
５〜１５０重量部、シリカに対して、（ａ）硫黄を含ん
だシランカップリング剤１〜９重量％および（ｂ）一般
式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基である、ｂは１〜１００の整数、ａは１
〜２０の整数である）を満足するオルガノポリシロキサ
ン１〜９重量％を（ａ）を（ｂ）より先に配合する順序
で配合したトレッド用ゴム組成物および該組成物を用い
た空気入りタイヤ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカならびに特
定のシランカップリング剤および特定のオルガノポリシ
ロキサンを特定量配合した寸法安定性、加工性（ムーニ
ー粘度）および低燃費性能（ｔａｎδ）のバランスに優
れたトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたユニフォ
ーミティに優れた空気入りタイヤに関する。
定のシランカップリング剤および特定のオルガノポリシ
ロキサンを特定量配合した寸法安定性、加工性（ムーニ
ー粘度）および低燃費性能（ｔａｎδ）のバランスに優
れたトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたユニフォ
ーミティに優れた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、地球温暖化防止などの観点から、自動車の低燃費化
の要求に対応して転がり抵抗を低減した低燃費タイヤの
開発が進められている。また、転がり抵抗を低減する技
術としては、トレッドゴムの補強剤として用いられてい
るカーボンブラックを、相反する低燃費性能とウェット
グリップ性能とのバランスがよいシリカに置き換えるこ
とが行なわれている。
年、地球温暖化防止などの観点から、自動車の低燃費化
の要求に対応して転がり抵抗を低減した低燃費タイヤの
開発が進められている。また、転がり抵抗を低減する技
術としては、トレッドゴムの補強剤として用いられてい
るカーボンブラックを、相反する低燃費性能とウェット
グリップ性能とのバランスがよいシリカに置き換えるこ
とが行なわれている。
【０００３】しかし、シリカを配合したゴム組成物は、
従来のカーボンブラックを配合したものに比べ、未加硫
物の粘度上昇が高く焼け易い、押出し後の寸法安定性が
よくないなどの問題を有する。これは、カーボンブラッ
クに比べてシリカがその表面に、極性の高いシラノール
基を多数有していること、およびシラノール基の極性が
高いため、シリカ同士の凝集が生じやすく、また、シラ
ノール基は親水性であるため、疎水性の原料ゴムとの親
和性が低いことが、原因になっていると考えられてい
る。
従来のカーボンブラックを配合したものに比べ、未加硫
物の粘度上昇が高く焼け易い、押出し後の寸法安定性が
よくないなどの問題を有する。これは、カーボンブラッ
クに比べてシリカがその表面に、極性の高いシラノール
基を多数有していること、およびシラノール基の極性が
高いため、シリカ同士の凝集が生じやすく、また、シラ
ノール基は親水性であるため、疎水性の原料ゴムとの親
和性が低いことが、原因になっていると考えられてい
る。
【０００４】前記問題を解決するために、ジエチレング
リコールや脂肪酸を添加する技術（ゴム工業便覧〈第四
版〉Ｐ．５１７〜５１８ 平成６年発行）、カルボン酸
金属塩を添加する技術（たとえばTire Technology Inte
rnational 1995，p107-108）、シリカをあらかじめシリ
コーンオイルで処理する技術（特開平６−２４８１１号
公報）などが提案されているが、充分な効果は得られて
いない。また、アルコキシシリル基を有するポリシロキ
サンやシリコーンオイルを添加する技術などが、特開平
９−１９４６４１号公報、特開平９−１１１０４４号公
報、特開平１０−２５３６４号公報、特開平１０−１５
２５８１号公報などに記載されているが、配合量が多い
ため経済的でなく、押出し成形後の寸法安定性に関する
効果については述べられておらず、これらの問題を解決
できるものではない。
リコールや脂肪酸を添加する技術（ゴム工業便覧〈第四
版〉Ｐ．５１７〜５１８ 平成６年発行）、カルボン酸
金属塩を添加する技術（たとえばTire Technology Inte
rnational 1995，p107-108）、シリカをあらかじめシリ
コーンオイルで処理する技術（特開平６−２４８１１号
公報）などが提案されているが、充分な効果は得られて
いない。また、アルコキシシリル基を有するポリシロキ
サンやシリコーンオイルを添加する技術などが、特開平
９−１９４６４１号公報、特開平９−１１１０４４号公
報、特開平１０−２５３６４号公報、特開平１０−１５
２５８１号公報などに記載されているが、配合量が多い
ため経済的でなく、押出し成形後の寸法安定性に関する
効果については述べられておらず、これらの問題を解決
できるものではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリカならび
に特定のシランカップリング剤および特定のオルガノポ
リシロキサンを特定量配合したトレッド用ゴム組成物を
用いることにより前記問題を解決したものである。
に特定のシランカップリング剤および特定のオルガノポ
リシロキサンを特定量配合したトレッド用ゴム組成物を
用いることにより前記問題を解決したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、ゴム成分１００重量
部に対して、シリカ５〜１５０重量部、ならびにシリカ
重量に対して、（ａ）硫黄を含んだシランカップリング
剤１〜９重量％および（ｂ）一般式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （１） （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基である、ｂは１〜１００の整数、ａは１
〜２０の整数である） を満足するオルガノポリシロキサン１〜９重量％を
（ａ）を（ｂ）より先に配合する順序で配合したトレッ
ド用ゴム組成物（請求項１）、前記（ａ）成分の添加量
をＷａ、（ｂ）成分の添加量をＷｂおよびシリカ重量を
Ｗｓとしたとき、０．０２Ｗｓ≦Ｗａ＋Ｗｂ≦０．１Ｗ
ｓの関係を満たす請求項１記載のゴム組成物（請求項
２）および請求項１または２記載のゴム組成物をトレッ
ドに用いた空気入りタイヤ（請求項３）に関する。
部に対して、シリカ５〜１５０重量部、ならびにシリカ
重量に対して、（ａ）硫黄を含んだシランカップリング
剤１〜９重量％および（ｂ）一般式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （１） （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基である、ｂは１〜１００の整数、ａは１
〜２０の整数である） を満足するオルガノポリシロキサン１〜９重量％を
（ａ）を（ｂ）より先に配合する順序で配合したトレッ
ド用ゴム組成物（請求項１）、前記（ａ）成分の添加量
をＷａ、（ｂ）成分の添加量をＷｂおよびシリカ重量を
Ｗｓとしたとき、０．０２Ｗｓ≦Ｗａ＋Ｗｂ≦０．１Ｗ
ｓの関係を満たす請求項１記載のゴム組成物（請求項
２）および請求項１または２記載のゴム組成物をトレッ
ドに用いた空気入りタイヤ（請求項３）に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のトレッド用ゴム組成物の
ゴム成分には、各種ゴム組成物に一般に用いられている
天然ゴム（ＮＲ）や合成ゴムを用いることができる。前
記合成ゴムとしては、たとえばポリイソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢ
Ｒ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム
（ＩＩＲ）などをあげることができる。これらの天然ゴ
ムや合成ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を任意の
割合でブレンドして用いてもよい。これらのうちではＮ
Ｒ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲが好ましい。
ゴム成分には、各種ゴム組成物に一般に用いられている
天然ゴム（ＮＲ）や合成ゴムを用いることができる。前
記合成ゴムとしては、たとえばポリイソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢ
Ｒ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム
（ＩＩＲ）などをあげることができる。これらの天然ゴ
ムや合成ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を任意の
割合でブレンドして用いてもよい。これらのうちではＮ
Ｒ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲが好ましい。
【０００８】本発明のトレッド用ゴム組成物に用いられ
るシリカとしては、汎用ゴムの配合用として一般的に用
いられているものが使用できる。また、シリカのＣＴＡ
Ｂ吸着表面積（以下、ＣＴＡＢという）は、１００〜２
００ｍ2／ｇ、さらには１００〜１７０ｍ2／ｇ、ＢＥＴ
窒素吸着比表面積（以下、ＢＥＴという）が１００〜２
５０ｍ2／ｇ、さらには１５０〜２５０ｍ2／ｇのものが
好ましい。前記特性を有するシリカとしては、たとえば
デグッサ社製のウルトラシールＶＮ３（ＣＴＡＢ：１６
５ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：１７２ｍ2／ｇ）、日本シリカ
（株）製のニプシルＶＮ３（ＣＴＡＢ：１４４ｍ2／
ｇ、ＢＥＴ：２１０ｍ2／ｇ）、日本シリカ（株）製の
ニプシルＡＱ（ＣＴＡＢ：１５０ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：２
２７ｍ2／ｇ）などがあげられる。これらは単独で用い
てもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
るシリカとしては、汎用ゴムの配合用として一般的に用
いられているものが使用できる。また、シリカのＣＴＡ
Ｂ吸着表面積（以下、ＣＴＡＢという）は、１００〜２
００ｍ2／ｇ、さらには１００〜１７０ｍ2／ｇ、ＢＥＴ
窒素吸着比表面積（以下、ＢＥＴという）が１００〜２
５０ｍ2／ｇ、さらには１５０〜２５０ｍ2／ｇのものが
好ましい。前記特性を有するシリカとしては、たとえば
デグッサ社製のウルトラシールＶＮ３（ＣＴＡＢ：１６
５ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：１７２ｍ2／ｇ）、日本シリカ
（株）製のニプシルＶＮ３（ＣＴＡＢ：１４４ｍ2／
ｇ、ＢＥＴ：２１０ｍ2／ｇ）、日本シリカ（株）製の
ニプシルＡＱ（ＣＴＡＢ：１５０ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：２
２７ｍ2／ｇ）などがあげられる。これらは単独で用い
てもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００９】前記シリカの配合量は、前記ゴム成分１０
０重量部に対して５〜１５０重量部、好ましくは５〜１
００重量部である。前記配合量が５重量部未満になる
と、転がり抵抗の低減が不充分となり、１５０重量部を
こえると、ゴム組成物の粘度があがりすぎて加工性が低
下する。
０重量部に対して５〜１５０重量部、好ましくは５〜１
００重量部である。前記配合量が５重量部未満になる
と、転がり抵抗の低減が不充分となり、１５０重量部を
こえると、ゴム組成物の粘度があがりすぎて加工性が低
下する。
【００１０】本発明のトレッド用ゴム組成物には、
（ａ）成分として硫黄を含んだシランカップリング剤
が、前記シリカ重量に対して１〜９重量％、好ましくは
１〜７重量％配合される。
（ａ）成分として硫黄を含んだシランカップリング剤
が、前記シリカ重量に対して１〜９重量％、好ましくは
１〜７重量％配合される。
【００１１】硫黄を含んだシランカップリング剤（ａ）
は、シリカの分散性を向上させる効果および配合物の発
熱性を低減させる効果を奏するため、ゴム組成物に汎用
されている。しかし、高価であり、硫黄が含まれている
ため高温でゲル化しやすく、組成物が焼けやすいという
欠点がある。本発明によれば、かかる欠点を有する硫黄
を含んだシランカップリング剤の配合量を減らすことが
でき、かつ押出し加工が容易となる。前記配合量が１重
量％未満になると、配合物の発熱性の低減効果が小さく
なる。一方、９重量％をこえると、使用量を低減できる
ことによる前記効果が小さくなる。
は、シリカの分散性を向上させる効果および配合物の発
熱性を低減させる効果を奏するため、ゴム組成物に汎用
されている。しかし、高価であり、硫黄が含まれている
ため高温でゲル化しやすく、組成物が焼けやすいという
欠点がある。本発明によれば、かかる欠点を有する硫黄
を含んだシランカップリング剤の配合量を減らすことが
でき、かつ押出し加工が容易となる。前記配合量が１重
量％未満になると、配合物の発熱性の低減効果が小さく
なる。一方、９重量％をこえると、使用量を低減できる
ことによる前記効果が小さくなる。
【００１２】硫黄を含んだシランカップリング剤（ａ）
としては、たとえばビス（３−（トリエトキシシリル）
プロピル）テトラスルフィド、ビス（３−（トリエトキ
シシリル）プロピル）ジスルフィド、特開平６−２４８
１１６号公報記載のγ−トリメトキシシリルプロピルジ
メチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメト
キシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドな
どがあげられる。これら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。これらのうちでは、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−（トリエトキシシリル）プロピル）
ジスルフィドなどが好ましい。
としては、たとえばビス（３−（トリエトキシシリル）
プロピル）テトラスルフィド、ビス（３−（トリエトキ
シシリル）プロピル）ジスルフィド、特開平６−２４８
１１６号公報記載のγ−トリメトキシシリルプロピルジ
メチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメト
キシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドな
どがあげられる。これら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。これらのうちでは、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−（トリエトキシシリル）プロピル）
ジスルフィドなどが好ましい。
【００１３】また、本発明のトレッド用ゴム組成物に
は、（ｂ）成分として一般式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （１） （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基、好ましくは水素原子、メチル基、エチ
ル基である、ｂは１〜１００、好ましくは１〜５０の整
数、ａは１〜２０、好ましくは１〜１５の整数である）
を満足するオルガノポリシロキサンが、前記シリカに対
して１〜９重量％、好ましくは１〜８重量％配合され
る。前記配合量が１重量％未満になると、押出し加工性
や押出し後の寸法安定性が低下し、９重量％をこえる
と、不経済となり、また、添加量の割に押出し加工性や
押出し後の寸法安定性の向上効果が小さくなる。
は、（ｂ）成分として一般式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （１） （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基、好ましくは水素原子、メチル基、エチ
ル基である、ｂは１〜１００、好ましくは１〜５０の整
数、ａは１〜２０、好ましくは１〜１５の整数である）
を満足するオルガノポリシロキサンが、前記シリカに対
して１〜９重量％、好ましくは１〜８重量％配合され
る。前記配合量が１重量％未満になると、押出し加工性
や押出し後の寸法安定性が低下し、９重量％をこえる
と、不経済となり、また、添加量の割に押出し加工性や
押出し後の寸法安定性の向上効果が小さくなる。
【００１４】一般式（１）を満足するオルガノポリシロ
キサンを具体的に示せば、たとえば一般式（１）におい
てａ＝１、ｂ＝１、ＸがすべてＯ1/2［（ＣＨ3）2Ｓｉ
Ｏ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の場合、
キサンを具体的に示せば、たとえば一般式（１）におい
てａ＝１、ｂ＝１、ＸがすべてＯ1/2［（ＣＨ3）2Ｓｉ
Ｏ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の場合、
【００１５】
【化１】
【００１６】となり、ａ＝２、ｂ＝２、ＸがすべてＯ
1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の
場合、
1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の
場合、
【００１７】
【化２】
【００１８】となり、ａ＝３、ｂ＝２０、ＸがすべてＯ
1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の
場合、
1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でＲ1がすべてエチル基の
場合、
【００１９】
【化３】
【００２０】となる。
【００２１】なお、オルガノポリシロキサン（ｂ）の分
子量は、組成物の押出し加工性や押出し後の寸法安定性
の点から２００〜１００００、さらには２００〜５００
０が好ましい。
子量は、組成物の押出し加工性や押出し後の寸法安定性
の点から２００〜１００００、さらには２００〜５００
０が好ましい。
【００２２】オルガノポリシロキサン（ｂ）は、たとえ
ば特開昭５８−６７７２８号公報に記載の方法で製造す
ることができる。
ば特開昭５８−６７７２８号公報に記載の方法で製造す
ることができる。
【００２３】オルガノポリシロキサン（ｂ）の具体例と
しては、前記構造式で示したもののほか、たとえば特公
平３−１７７６４号公報に記載のオルガノポリシロキサ
ンなどがあげられる。
しては、前記構造式で示したもののほか、たとえば特公
平３−１７７６４号公報に記載のオルガノポリシロキサ
ンなどがあげられる。
【００２４】硫黄を含んだシランカップリング剤（ａ）
とオルガノポリシロキサン（ｂ）の合計の配合量は、
（ａ）成分の添加量をＷａ、（ｂ）成分の添加量をＷｂ
およびシリカ重量をＷｓとしたとき、０．０２Ｗｓ≦Ｗ
ａ＋Ｗｂ≦０．１Ｗｓ、好ましくは０．０２Ｗｓ≦Ｗａ
＋Ｗｂ≦０．０９Ｗｓの関係を満たすことが好ましい。
前記合計の配合量がＷａ＋Ｗｂ＜０．０２Ｗｓになる
と、配合物の粘度が高くなりすぎ、かつ組成物の寸法安
定性が低下する傾向があり、Ｗａ＋Ｗｂ＞０．１Ｗｓに
なると、配合物の焼けを抑制する効果が小さくなり、寸
法安定性が向上しない割に価格が上昇し、経済的、実用
的でなくなる傾向がある。
とオルガノポリシロキサン（ｂ）の合計の配合量は、
（ａ）成分の添加量をＷａ、（ｂ）成分の添加量をＷｂ
およびシリカ重量をＷｓとしたとき、０．０２Ｗｓ≦Ｗ
ａ＋Ｗｂ≦０．１Ｗｓ、好ましくは０．０２Ｗｓ≦Ｗａ
＋Ｗｂ≦０．０９Ｗｓの関係を満たすことが好ましい。
前記合計の配合量がＷａ＋Ｗｂ＜０．０２Ｗｓになる
と、配合物の粘度が高くなりすぎ、かつ組成物の寸法安
定性が低下する傾向があり、Ｗａ＋Ｗｂ＞０．１Ｗｓに
なると、配合物の焼けを抑制する効果が小さくなり、寸
法安定性が向上しない割に価格が上昇し、経済的、実用
的でなくなる傾向がある。
【００２５】本発明のトレッド用ゴム組成物は、前記ゴ
ム成分、シリカ、硫黄を含んだシランカップリング剤
（ａ）およびオルガノポリシロキサン（ｂ）からなる
が、一般にトレッド用ゴム組成物として使用されるカー
ボンブラック、クレーなどの補強剤、プロセスオイル、
酸化防止剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、ワ
ックスなどの添加剤、また当然ながら硫黄、加硫促進剤
などの加硫剤を配合してもよい。
ム成分、シリカ、硫黄を含んだシランカップリング剤
（ａ）およびオルガノポリシロキサン（ｂ）からなる
が、一般にトレッド用ゴム組成物として使用されるカー
ボンブラック、クレーなどの補強剤、プロセスオイル、
酸化防止剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、ワ
ックスなどの添加剤、また当然ながら硫黄、加硫促進剤
などの加硫剤を配合してもよい。
【００２６】本発明のトレッド用ゴム組成物の製造方法
としては、硫黄を含んだシランカップリング剤が先にシ
リカと反応することで、シランカップリング剤の効果が
最大限に発揮できる点から、硫黄を含んだシランカップ
リング剤（ａ）をオルガノポリシロキサン（ｂ）より先
の混合段階で配合して混練りしたのち、オルガノポリシ
ロキサン（ｂ）を配合し、加硫剤を配合しない混練段階
で１２０〜１７０℃で排出する方法が好ましい。オルガ
ノポリシロキサンを先に投入すると、オルガノポリシロ
キサンとシリカとが反応し、シランカップリング剤とシ
リカとの反応サイトが減少し、シランカップリング剤の
効果が充分発揮できなくなる。
としては、硫黄を含んだシランカップリング剤が先にシ
リカと反応することで、シランカップリング剤の効果が
最大限に発揮できる点から、硫黄を含んだシランカップ
リング剤（ａ）をオルガノポリシロキサン（ｂ）より先
の混合段階で配合して混練りしたのち、オルガノポリシ
ロキサン（ｂ）を配合し、加硫剤を配合しない混練段階
で１２０〜１７０℃で排出する方法が好ましい。オルガ
ノポリシロキサンを先に投入すると、オルガノポリシロ
キサンとシリカとが反応し、シランカップリング剤とシ
リカとの反応サイトが減少し、シランカップリング剤の
効果が充分発揮できなくなる。
【００２７】具体的には、全混練段階を３段階とし、第
１段階でゴム成分、シリカおよび硫黄を含んだシランカ
ップリング剤（ａ）、さらに必要に応じてプロセスオイ
ルなどを配合して１１０〜１４０℃で３〜５分間混練り
し、第２段階でオルガノポリシロキサン（ｂ）、必要に
応じてカーボンブラック、クレーなどの補強剤、加硫剤
以外の添加剤（たとえばワックス、ステアリン酸、酸化
亜鉛など）を配合して１２０〜１７０℃で２〜５分間混
練し、第３段階で加硫剤（硫黄および加硫促進剤）を配
合し、８０〜１００℃で３〜４分間混練するのが好まし
いが、オルガノポリシロキサンとシランカップリング剤
とは、オルガノポリシロキサンがシランカップリング剤
よりあとに添加されるならば、同一混練段階で添加して
もよい。第１段階の混練温度が１１０〜１４０℃の場
合、シリカと硫黄を含んだシランカップリング剤（ａ）
との反応が充分におこる点から望ましい。また、第２段
階の混練温度が１２０℃未満になると、オルガノポリシ
ロキサン（ｂ）がシリカと充分に反応しない傾向があ
り、１７０℃をこえると、焼けが生じ、最終製造物の粘
度が上昇し、耐摩耗性が低下するため適当ではない。
１段階でゴム成分、シリカおよび硫黄を含んだシランカ
ップリング剤（ａ）、さらに必要に応じてプロセスオイ
ルなどを配合して１１０〜１４０℃で３〜５分間混練り
し、第２段階でオルガノポリシロキサン（ｂ）、必要に
応じてカーボンブラック、クレーなどの補強剤、加硫剤
以外の添加剤（たとえばワックス、ステアリン酸、酸化
亜鉛など）を配合して１２０〜１７０℃で２〜５分間混
練し、第３段階で加硫剤（硫黄および加硫促進剤）を配
合し、８０〜１００℃で３〜４分間混練するのが好まし
いが、オルガノポリシロキサンとシランカップリング剤
とは、オルガノポリシロキサンがシランカップリング剤
よりあとに添加されるならば、同一混練段階で添加して
もよい。第１段階の混練温度が１１０〜１４０℃の場
合、シリカと硫黄を含んだシランカップリング剤（ａ）
との反応が充分におこる点から望ましい。また、第２段
階の混練温度が１２０℃未満になると、オルガノポリシ
ロキサン（ｂ）がシリカと充分に反応しない傾向があ
り、１７０℃をこえると、焼けが生じ、最終製造物の粘
度が上昇し、耐摩耗性が低下するため適当ではない。
【００２８】本発明のトレッド用ゴム組成物は、押出し
加工後の寸法安定性に優れるため、タイヤのユニフォー
ミティが向上することから、空気入りタイヤ、とくに高
性能タイヤに好適に使用することができる。オルガノポ
リシロキサンをゴム組成物に配合する技術は従来から行
なわれているが、なかでも一般式（１）で表わされるオ
ルガノポリシロキサン（ｂ）を使用した本発明のゴム組
成物を空気入りタイヤに適用すると、タイヤのユニフォ
ーミティが顕著に向上する効果を得ることができる。
加工後の寸法安定性に優れるため、タイヤのユニフォー
ミティが向上することから、空気入りタイヤ、とくに高
性能タイヤに好適に使用することができる。オルガノポ
リシロキサンをゴム組成物に配合する技術は従来から行
なわれているが、なかでも一般式（１）で表わされるオ
ルガノポリシロキサン（ｂ）を使用した本発明のゴム組
成物を空気入りタイヤに適用すると、タイヤのユニフォ
ーミティが顕著に向上する効果を得ることができる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【００３０】実施例および比較例で用いた原料および評
価方法をまとめて以下に説明する。
価方法をまとめて以下に説明する。
【００３１】ＮＲ：一般的なＲＳＳ＃３グレード ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２ ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＮ９５２１、３７．５
ＰＨＲ油展品 ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ １５０Ｂ シリカ：デクッサ社製のウルトラシールＶＮ３（ＣＴＡ
Ｂ：１６５ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：１７２ｍ2／ｇ） カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラック
Ｉ（Ｎ２２０） シランカップリング剤（ａ）：デグッサ社製の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） オルガノポリシロキサン（ｂ）：一般式（１）におい
て、ａが３≦ａ≦５、ｂが１≦ｂ≦３、Ｘの７０％以上
がＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1であり、Ｒ1がエチル
基で、分子量１２００のもの アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰ
Ｓ３２ 老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ ＷＡＸ：大内新興化学工業（株）製のサンノックワック
ス ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐 酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種 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 加硫促進剤ＤＰＧ：住友化学工業（株）製のソクシノー
ルＤ
ＰＨＲ油展品 ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ １５０Ｂ シリカ：デクッサ社製のウルトラシールＶＮ３（ＣＴＡ
Ｂ：１６５ｍ2／ｇ、ＢＥＴ：１７２ｍ2／ｇ） カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラック
Ｉ（Ｎ２２０） シランカップリング剤（ａ）：デグッサ社製の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） オルガノポリシロキサン（ｂ）：一般式（１）におい
て、ａが３≦ａ≦５、ｂが１≦ｂ≦３、Ｘの７０％以上
がＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1であり、Ｒ1がエチル
基で、分子量１２００のもの アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰ
Ｓ３２ 老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ ＷＡＸ：大内新興化学工業（株）製のサンノックワック
ス ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐 酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種 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 加硫促進剤ＤＰＧ：住友化学工業（株）製のソクシノー
ルＤ
【００３２】（寸法安定性）厚さ３ｍｍ、幅２００ｍｍ
で押出した直後の未加硫組成物ゴムシートを５００ｍｍ
長さにカットし、３時間後、ゴムシートの長さを再度測
定し、長手方向の寸法変化を求める。通常、長手方向は
最初の長さより短くなるので、その変化率を比較例１を
１００とした指数で示した。指数の大きいものほど、寸
法変化が小さく、寸法安定性が良好なことを示す。
で押出した直後の未加硫組成物ゴムシートを５００ｍｍ
長さにカットし、３時間後、ゴムシートの長さを再度測
定し、長手方向の寸法変化を求める。通常、長手方向は
最初の長さより短くなるので、その変化率を比較例１を
１００とした指数で示した。指数の大きいものほど、寸
法変化が小さく、寸法安定性が良好なことを示す。
【００３３】（ムーニー粘度）ＪＩＳ Ｋ６３００に準
じて、１３０℃で所定の未加硫組成物のムーニー粘度を
測定する。測定結果を、比較例１を１００とした指数で
示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であ
ることを示す。
じて、１３０℃で所定の未加硫組成物のムーニー粘度を
測定する。測定結果を、比較例１を１００とした指数で
示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であ
ることを示す。
【００３４】（低燃費性能）所定の組成物を２ｍｍ厚に
加硫したゴムシートより試験片を作成し、岩本製作所
（株）製の粘弾性スペクトロメーターで周波数１０Ｈ
ｚ、動歪１．０％の条件下で６０℃の損失正接（ｔａｎ
δ）の測定する。測定結果を、比較例１を１００とした
指数で示した。指数が小さいほどｔａｎδが低く、性能
が良好であり、低燃費化が可能であることを示す。
加硫したゴムシートより試験片を作成し、岩本製作所
（株）製の粘弾性スペクトロメーターで周波数１０Ｈ
ｚ、動歪１．０％の条件下で６０℃の損失正接（ｔａｎ
δ）の測定する。測定結果を、比較例１を１００とした
指数で示した。指数が小さいほどｔａｎδが低く、性能
が良好であり、低燃費化が可能であることを示す。
【００３５】（タイヤのユニフォーミティ）所定の組成
物をトレッドに用い、常法により２０５／６５Ｒ１５サ
イズの乗用車用タイヤを作製し、自動車規格ＪＡＳＯ
Ｃ６０７−８７に準じ、（株）神戸製鋼所製のＦＶ試験
機を用いて、内圧２００ｋＰａ、荷重４．９ｋＮ、回転
速度６０ＲＰＭでラジアルフォースバリエーション（Ｒ
ＦＶ）を測定し、タイヤのユニフォーミティを評価す
る。測定結果を、比較例１を１００とした指数で示し
た。指数が大きいほどＲＦＶ値が低く、ユニフォーミテ
ィが良好なことを示す。
物をトレッドに用い、常法により２０５／６５Ｒ１５サ
イズの乗用車用タイヤを作製し、自動車規格ＪＡＳＯ
Ｃ６０７−８７に準じ、（株）神戸製鋼所製のＦＶ試験
機を用いて、内圧２００ｋＰａ、荷重４．９ｋＮ、回転
速度６０ＲＰＭでラジアルフォースバリエーション（Ｒ
ＦＶ）を測定し、タイヤのユニフォーミティを評価す
る。測定結果を、比較例１を１００とした指数で示し
た。指数が大きいほどＲＦＶ値が低く、ユニフォーミテ
ィが良好なことを示す。
【００３６】実施例１および比較例１〜５ 表１記載の原料を表１記載の組成と順序で配合し、一般
的な１．７Ｌバンバリーおよびオープンロールで混練し
た。混練は３段階で行ない、第１段階でゴム成分、シリ
カ、シランカップリング剤（ａ）、アロマオイルを、第
２段階でカーボンブラック、オルガノポリシロキサン
（ｂ）、ＷＡＸ、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛
を、第３段階目で硫黄、加硫促進剤を加えた。第１段階
はバンバリーで１１０〜１４０℃で３〜５分間、第２段
階はバンバリーで１２０〜１７０℃で２〜３分間混練
し、第３段階はオープンロールで８０〜１００℃で３〜
４分間混練した。
的な１．７Ｌバンバリーおよびオープンロールで混練し
た。混練は３段階で行ない、第１段階でゴム成分、シリ
カ、シランカップリング剤（ａ）、アロマオイルを、第
２段階でカーボンブラック、オルガノポリシロキサン
（ｂ）、ＷＡＸ、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛
を、第３段階目で硫黄、加硫促進剤を加えた。第１段階
はバンバリーで１１０〜１４０℃で３〜５分間、第２段
階はバンバリーで１２０〜１７０℃で２〜３分間混練
し、第３段階はオープンロールで８０〜１００℃で３〜
４分間混練した。
【００３７】得られた未加硫組成物およびこれを１７０
℃、２０ｋｇ／ｃｍ2で１５分間加硫した加硫物を用い
て評価した。結果を表１に示す。
℃、２０ｋｇ／ｃｍ2で１５分間加硫した加硫物を用い
て評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１から、硫黄を含んだシランカップリン
グ剤（ａ）とオルガノポリシロキサン（ｂ）を併用して
いない比較例１〜４および両成分の配合量がシリカの１
重量％未満の比較例５の場合には、寸法安定性、ムーニ
ー粘度、低燃費性能のバランスがわるいことがわかる。
グ剤（ａ）とオルガノポリシロキサン（ｂ）を併用して
いない比較例１〜４および両成分の配合量がシリカの１
重量％未満の比較例５の場合には、寸法安定性、ムーニ
ー粘度、低燃費性能のバランスがわるいことがわかる。
【００４０】実施例２および比較例６〜７ シランカップリング剤（ａ）とオルガノポリシロキサン
（ｂ）の混合の時期を検討するために、表２記載の配合
順序で実施例１と同様の方法で組成物を製造し、トレッ
ドに用い、２０５／６５Ｒ１５サイズの乗用車用タイヤ
を製作し、評価した。結果は比較例６を１００とした指
数で示した。
（ｂ）の混合の時期を検討するために、表２記載の配合
順序で実施例１と同様の方法で組成物を製造し、トレッ
ドに用い、２０５／６５Ｒ１５サイズの乗用車用タイヤ
を製作し、評価した。結果は比較例６を１００とした指
数で示した。
【００４１】比較例６はシランカップリング剤（ａ）の
みを第１段階で混入した例であり、比較例７はシランカ
ップリング剤（ａ）およびオルガノポリシロキサン
（ｂ）を第１段階で同時に混入した例である。
みを第１段階で混入した例であり、比較例７はシランカ
ップリング剤（ａ）およびオルガノポリシロキサン
（ｂ）を第１段階で同時に混入した例である。
【００４２】
【表２】
【００４３】表２から、シランカップリング剤（ａ）を
オルガノポリシロキサン（ｂ）よりあとで混入すること
により、良好な結果が得られることがわかる。
オルガノポリシロキサン（ｂ）よりあとで混入すること
により、良好な結果が得られることがわかる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、シリカならびにシラン
カップリング剤（ａ）およびオルガノポリシロキサン
（ｂ）を特定量特定の順序で配合することにより、寸法
安定性、加工性および低燃費性能のバランスに優れたト
レッド用ゴム組成物を得ることができ、さらにそれを用
いた空気入りタイヤは優れたユニフォーミティを示す。
カップリング剤（ａ）およびオルガノポリシロキサン
（ｂ）を特定量特定の順序で配合することにより、寸法
安定性、加工性および低燃費性能のバランスに優れたト
レッド用ゴム組成物を得ることができ、さらにそれを用
いた空気入りタイヤは優れたユニフォーミティを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 21/00 83:04） Ｆターム(参考） 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AE035 AE055 BB181 BC051 CP032 DA030 DA040 DE100 DJ016 EF050 EX038 EX087 FD010 FD016 FD030 FD070 FD150 GN01
Claims (3)
- 【請求項１】 ゴム成分１００重量部に対して、シリカ
５〜１５０重量部、ならびにシリカ重量に対して（ａ）
硫黄を含んだシランカップリング剤１〜９重量％および
（ｂ）一般式（１）： （ＳｉＯ2）aＸ2(a+1) （１） （式中、ＸはＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1またはＯ
1/2Ｒ1で、各Ｘは同じでも異なっていてもよい、ただし
Ｘの１つ以上はＯ1/2［（ＣＨ3）2ＳｉＯ］bＲ1でなく
てはならない、Ｒ1は水素原子または炭素数５以下の１
価の炭化水素基である、ｂは１〜１００の整数、ａは１
〜２０の整数である）を満足するオルガノポリシロキサ
ン１〜９重量％を（ａ）を（ｂ）より先に配合する順序
で配合したトレッド用ゴム組成物。 - 【請求項２】 前記（ａ）成分の添加量をＷａ、（ｂ）
成分の添加量をＷｂおよびシリカ重量をＷｓとしたと
き、０．０２Ｗｓ≦Ｗａ＋Ｗｂ≦０．１Ｗｓの関係を満
たす請求項１記載のゴム組成物。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のゴム組成物をト
レッドに用いた空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123962A JP2000313771A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | トレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123962A JP2000313771A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | トレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000313771A true JP2000313771A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14873650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11123962A Pending JP2000313771A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | トレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000313771A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002046123A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-02-12 | Bridgestone Corp | トレッドを製造するためのシリカを含む硬化性ゴム混合物を製造する方法 |
| JP2007197673A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | スチールコード被覆用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ |
| JP2008138081A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物の製造方法 |
| JP2011511858A (ja) * | 2008-01-24 | 2011-04-14 | 株式会社ブリヂストン | トリアルコキシメルカプトアルキルーシランを含む混合物 |
| US8304480B2 (en) | 2005-12-27 | 2012-11-06 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for coating steel cord and tire using the same |
| JP2018104586A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物の製造方法及び空気入りタイヤの製造方法 |
| JP2021031557A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP2021085035A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | ハンクック タイヤ アンド テクノロジー カンパニー リミテッド | タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP11123962A patent/JP2000313771A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2021031557A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP7159999B2 (ja) | 2019-08-21 | 2022-10-25 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
| JP2021085035A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | ハンクック タイヤ アンド テクノロジー カンパニー リミテッド | タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ |
| JP7064547B2 (ja) | 2019-11-29 | 2022-05-10 | ハンクック タイヤ アンド テクノロジー カンパニー リミテッド | タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ |
| US11628688B2 (en) | 2019-11-29 | 2023-04-18 | Hankook Tire & Technology Co., Ltd. | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same |
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