JP2010111754A - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】優れた低発熱性を有すると同時に、ウェットグリップ性にも優れたゴム組成物、及びこれをトレッドに用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分１００質量部に対して、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を１〜８質量部、シリカを１０〜１５０質量部を含有し、上記ゴム成分が下記式（１）で表される化合物により変性されたスチレンブタジエンゴムを含む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、水素原子又はアルキル基を表す。ｎは整数を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。

従来より、タイヤの転がり抵抗を低減（転がり抵抗性能を向上）させることにより、車の低燃費化が行なわれてきた。しかし、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、タイヤ部材の中でもタイヤにおける占有比率の高いトレッドを製造するためのゴム組成物に対して、より優れた低発熱性が要求されている。

天然ゴムは機械的強度が強く、耐摩耗性に優れているため、トレッド等の様々なタイヤ部材で使用されているが、過加硫による加硫戻りが発生しやすく、低燃費性が低下しやすいという問題点があった。従来、タイヤなどのゴム製品に用いられる加硫可能なゴム組成物の加硫戻りを抑制させ、耐熱性を改善させる手法としては、加硫剤である硫黄に対する加硫促進剤の配合量を増量させる手法や、加硫促進剤として、チウラム系の加硫促進剤を配合する手法などが知られている。

また、−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−で表される長鎖の架橋構造を形成できる架橋剤として、フレキシス社製のＰＥＲＫＡＬＩＮＫ９００やＤｕｒａｌｉｎｋ ＨＴＳ、バイエル社製のＶｕｌｃｕｒｅｎ ＫＡ９１８８などが知られており、これらの架橋剤をゴム組成物に配合することで、ゴム組成物の加硫戻りを抑制できることが知られている。しかし、これらの手法を用いると、加硫戻りは抑制できるが、低燃費性やウェットグリップ性が低下し、性能バランスが悪化するという問題があった。

特許文献１には、ポリブタジエンをオルガノアルコキシシラン若しくはオルガノアロキシシランにより変性した変性ポリブタジエン、特許文献２には、ポリブタジエンをジアミン化合物により変性した変性ポリブタジエンがウェットスキッド抵抗等の性能を改善でき、タイヤトレッド用のゴム材料として有用であることが記載されている。しかし、このような変性ポリブタジエンを使用しても低発熱性能及びウェットグリップ性能の両立という点については未だ改善の余地がある。

特許文献３には、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸亜鉛塩との混合物をシリカやシランカップリング剤とともに使用することで、加硫戻りを抑制できることが記載されている。しかし、これを用いても前記性能の両立という点では不充分である。また、ゴム成分としてスチレンブタジエンゴムを使用することについては、詳細に検討されていない。
特開２００１−４０００１号公報 特開２００７−３１７２２号公報 特開２００７−３２１０４１号公報

本発明は、前記課題を解決し、優れた低発熱性を有すると同時に、ウェットグリップ性にも優れたゴム組成物、及びこれをトレッドに用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を１〜８質量部、シリカを１０〜１５０質量部を含有し、上記ゴム成分が下記式（１）で表される化合物により変性されたスチレンブタジエンゴムを含む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、水素原子又はアルキル基を表す。ｎは整数を表す。）

上記脂肪族カルボン酸の炭素数が４〜１６であることが好ましい。
上記芳香族カルボン酸が安息香酸、フタル酸又はナフトエ酸であることが好ましい。

上記シリカが、平均一次粒子径が２２ｎｍ以上のシリカ（１）及び平均一次粒子径が２２ｎｍ未満のシリカ（２）からなり、かつ当該シリカ（１）及び（２）の平均一次粒子径が下記式；
（シリカ（１）の平均一次粒子径）／（シリカ（２）の平均一次粒子径）≧１．４
を満たし、ゴム成分１００質量部に対して、上記シリカ（１）を１０質量部以上、上記シリカ（２）を５質量部以上含有することが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、所定量の脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物及びシリカを含有し、ゴム成分として特定の化合物により変性されたスチレンブタジエンゴムを用いたゴム組成物であるので、該ゴム組成物をトレッドとして用いることにより、優れた低発熱性を有すると同時に、ウェットグリップ性にも優れた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を１〜８質量部、シリカを１０〜１５０質量部を含有する。また、当該ゴム組成物に使用されるゴム成分は、上記式（１）で表される化合物により変性されたスチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）を含有する。変性ＳＢＲ、上記混合物及びシリカを用いることにより、ゴム組成物において、良好なウェットグリップ性能を維持しつつ、優れた低発熱性能を得ることができる。

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−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基等が挙げられる。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−ブトキシ基等の炭素数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）等が挙げられる。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等の炭素数５〜８のシクロアルコキシ基等）、アリールオキシ基（フェノキシ基、ベンジルオキシ基等の炭素数６〜８のアリールオキシ基等）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等）等が挙げられる。

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等が挙げられ、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等を挙げることができる。Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３としては、アルコキシ基が望ましい。これにより、低発熱性及び高いゴム強度を好適に両立できる。

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。

ｎ（整数）としては、１〜５が好ましい。これにより、低発熱性及びウェットグリップ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０であるとケイ素原子と窒素原子との結合が困難であり、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等が挙げられる。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。

上記式（１）で表される化合物（変性剤）によるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）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、ＳＢＲと変性剤とを接触させればよく、ＳＢＲ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、ＳＢＲ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。

変性されるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）としては特に限定されず、タイヤ工業で一般的なものを使用できる。

ゴム組成物に使用される変性ＳＢＲ以外のゴム成分として、ジエン系ゴムが挙げられ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、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、強度向上の点から、天然ゴムを上記変性ＳＢＲと併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。

本発明のゴム組成物は、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩及び芳香族カルボン酸の亜鉛塩を含有する。該亜鉛塩は、加硫戻りに効果があるうえに、シリカを配合した組成物の加工性を改善することもでき、シリカを配合した組成物のリバージョンをより効果的に抑制することができる。このように加硫戻りを抑制できることから、良好な低燃費性を得ることができる。

脂肪族カルボン酸としては、やし油、パーム核油、ツバキ油、オリーブ油、アーモンド油、カノーラ油、落花生油、米糖油、カカオ脂、パーム油、大豆油、綿実油、胡麻油、亜麻仁油、ひまし油、菜種油などの植物油由来の脂肪族カルボン酸、牛脂などの動物油由来の脂肪族カルボン酸、石油等から化学合成された脂肪族カルボン酸などが挙げられるが、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、更に、加硫戻りを充分に抑制できることから、植物油由来の脂肪族カルボン酸が好ましく、やし油、パーム核油又はパーム油由来の脂肪族カルボン酸がより好ましい。

脂肪族カルボン酸の炭素数は４以上が好ましく、６以上がより好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数が４未満では、分散性が悪化する傾向がある。脂肪族カルボン酸の炭素数は１６以下が好ましく、１４以下がより好ましく、１２以下が更に好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数が１６を超えると、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。

なお、脂肪族カルボン酸中の脂肪族としては、アルキル基などの鎖状構造でも、シクロアルキル基などの環状構造でもよい。

芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、メリト酸、ヘミメリト酸、トリメリト酸、ジフェン酸、トルイル酸、ナフトエ酸などが挙げられる。なかでも、加硫戻りを充分に抑制できることから、安息香酸、フタル酸又はナフトエ酸が好ましい。

混合物中の脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との含有比率（モル比：脂肪族カルボン酸の亜鉛塩／芳香族カルボン酸の亜鉛塩、以下、含有比率とする）は１／２０以上が好ましく、１／１５以上がより好ましく、１／１０以上が更に好ましい。含有比率が１／２０未満では、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもできないうえに、混合物の分散性及び安定性が悪化する傾向がある。また、含有比率は２０／１以下が好ましく、１５／１以下がより好ましく、１０／１以下が更に好ましい。含有比率が２０／１を超えると、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。

混合物中の亜鉛含有率は３質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。混合物中の亜鉛含有率が３質量％未満では、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。また、混合物中の亜鉛含有率は３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましい。混合物中の亜鉛含有率が３０質量％を超えると、加工性が低下する傾向があるとともに、コストが不必要に上昇してしまう。

混合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上、好ましくは２質量部以上、更に好ましくは３質量部以上以上である。混合物の含有量が１質量部未満では、リバージョンの抑制効果が充分でなく、充分な改善効果が得られにくくなる。混合物の含有量は、８質量部以下、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。混合物の含有量が８質量部を超えると、ブルームする傾向が大きくなるとともに、添加量に対して効果の向上が小さくなり、不必要にコストが増大する。

本発明のゴム組成物は、シリカを含有する。前記変性ＳＢＲ及び混合物とともにシリカを配合することにより、良好な低発熱性及びウェットグリップ性能が得られる。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（無水ケイ酸）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。シリカは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記シリカの含有量（２種類以上使用する場合はその合計量）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２０質量部以上である。シリカの含有量が１０質量部未満では、シリカの配合による充分な効果が得られない。また、当該シリカの含有量は、１５０質量部以下、好ましくは１２０質量部以下である。シリカの含有量が１５０質量部を超えると、シリカのゴムヘの分散が困難になりゴムの加工性が悪化する。

２種類以上のシリカを配合する場合、平均一次粒子径が２２ｎｍ以上のシリカ（１）及び平均一次粒子径が２２ｎｍ未満のシリカ（２）を使用し、かつ前記シリカ（１）及び（２）の平均一次粒子径が（シリカ（１）の平均一次粒子径）／（シリカ（２）の平均一次粒子径）≧１．４の関係を満たすことが好ましい。このようなシリカを併用することにより、シリカの分散が向上する。シリカ（１）の平均一次粒子径は、シリカ（２）の平均一次粒子径の２．０倍以上が好ましい。１．４倍未満では、２種類のシリカの平均一次粒子径の差が小さくなり、２種類のシリカをブレンドすることによる効果が得られない傾向がある。

シリカ（１）及び（２）の含有量は、下記一般式を満たすことが好ましい。
（シリカ（１）の含有量）×０．０３≦（シリカ（２）の含有量）≦（シリカ（１）の含有量）×１４
シリカ（２）の含有量は、シリカ（１）の含有量の０．１５倍以上がより好ましく、０．２５倍以上が更に好ましい。また、シリカ（２）の含有量は、シリカ（１）の含有量の７倍以下がより好ましく、４倍以下が更に好ましい。シリカ（２）の含有量がシリカ（１）の含有量の０．０３倍未満では、操縦安定性が低下する傾向があり、１４倍を超えると、転がり抵抗が増大する傾向がある。
また、ゴム成分１００質量部に対して、上記シリカ（１）の含有量は、好ましくは１０質量部以上であり、上記シリカ（２）の含有量は好ましくは５質量部以上である。

なお、本発明におけるシリカの平均一次粒子径とは、凝集構造を構成するシリカの最小粒子単位を円として観察し、その最小粒子の絶対最大長を円の直径として測定した値の平均値を意味する。シリカの平均一次粒子径は、例えば（株）日立製作所製の透過型電子顕微鏡Ｈ−７１００を用いて、一次粒子１００個の直径を観察し、その一次粒子１００個の直径の平均値を求めることによって得られる。

本発明のゴム組成物には、シリカ（１）及び（２）等のシリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
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）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、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、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオ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−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系、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、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系などが挙げられる。商品名としてはＳｉ６９、Ｓｉ７５、Ｓｉ３６３（デグッサ社製）やＮＸＴ、ＮＸＴ−ＬＶ、ＮＸＴ−ＵＬＶ、ＮＸＴ−Ｚ（ＧＥ社製）などがある。なかでも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドが好ましい。これらのシランカップリング剤は、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。

シランカップリング剤の含有量は、シリカの合計含有量１００質量部に対して３質量部以上が好ましく、８質量部以上がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が３質量部未満では、破壊強度が大きく低下する傾向がある。また、当該シランカップリング剤の含有量は、１５質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が１５質量部を超えると、シランカップリング剤を添加することによる破壊強度の増加や転がり抵抗低減などの効果が得られない傾向がある。

上記ゴム組成物には、カーボンブラックを配合してもよい。これにより、ゴムの強度を向上させることができる。カーボンブラックとしては、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどを用いることができる。

カーボンブラックを使用する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は３０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、４０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。Ｎ_２ＳＡが３０ｍ^２／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは１２０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、９０ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。Ｎ_２ＳＡが１２０ｍ^２／ｇを超えると、未加硫時の粘度が非常に高くなり、加工性が悪化する、又は燃費が悪化する傾向がある。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。

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５質量部以上、より好ましくは８質量部以上である。５質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、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３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下である。３０質量部を超えると、発熱が大きくなる傾向がある。

本発明のゴム組成物には、前記変性ＳＢＲ等のゴム成分、混合物、シリカ、シランカップリング剤、カーボンブラック以外にも、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、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、アロマオイル等のオイル、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。

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。

本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材に使用できるが、なかでも、トレッドに好適に適用できる。トレッドとしては、単層構造のトレッドに使用できるが、多層構造（キャップトレッド及びベーストレッドからなる二層構造など）のベーストレッドにも使用できる。トレッドはシート状にしたものを、所定の形状に張り合わせる方法、又は２本以上の押出し機に装入して押出し機のヘッド出口で２層に形成する方法により作製できる。

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ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド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した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。

また、本発明のタイヤは、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。
ＳＢＲ（１）：旭化成ケミカルズ（株）製のＥ１５（ビニル含量：６４質量％、非変性）
ＳＢＲ（２）：住友化学（株）製の変性スチレンブタジエンゴム（ビニル含量５８質量％、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３＝−ＯＣＨ_３、Ｒ^４及びＲ^５＝−ＣＨ_２ＣＨ_３、ｎ＝３）
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸亜鉛塩との混合物：ストラクトール社製のアクチベーター７３Ａ（（ｉ）脂肪族カルボン酸亜鉛塩：やし油由来の脂肪酸（炭素数：８〜１２）の亜鉛塩、（ｉｉ）芳香族カルボン酸亜鉛塩：安息香酸亜鉛、含有モル比率：１／１、亜鉛含有率：１７質量％）
シリカ（１）：デグッサ（株）製のＵＬＴＲＡＳＩＬ ３６０（平均一次粒子径：２８ｎｍ）
シリカ（２）：デグッサ（株）製のＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３（平均一次粒子径：１５ｎｍ）
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＮＨ（Ｎ_２ＳＡ７４ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ（株）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）
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）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４０
硫黄：軽井沢硫黄（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）
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）

実施例１〜６及び比較例１
表１に示す配合処方にしたがって、混練り配合し、各種ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物がトレッド部となる試験タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製して、以下の各試験に供した。

（転がり性能）
転がり抵抗試験機を用い、試験タイヤを、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としたときの指数で表示した。指数は大きい方が良好である。

（ウェットグリップ性能）
湿潤アスファルト路面にて初速度１００ｋｍ／ｈからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、数字が大きいほどウェットスキッド性能（ウェットグリップ性能）が良好である。指数は次の式で求めた。
ウェットスキッド性能＝（比較例１の制動距離）÷（各実施例又は各比較例の制動距離）×１００

変性ＳＢＲ、前記混合物及びシリカを含むゴム組成物をトレッドに使用した実施例のタイヤは、転がり抵抗性能及びウェットグリップ性能が良好で、両性能のバランスが良かった。一方、変性ＳＢＲに代えてＳＢＲ（非変性）を使用し、混合物を配合していない比較例１のタイヤでは、転がり抵抗性能、ウェットグリップ性能ともに、性能が劣っていた。

Claims (5)

1. ゴム成分１００質量部に対して、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を１〜８質量部、シリカを１０〜１５０質量部を含有し、
   前記ゴム成分が下記式（１）で表される化合物により変性されたスチレンブタジエンゴムを含むゴム組成物。
   

   

   （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、水素原子又はアルキル基を表す。ｎは整数を表す。）
2. 脂肪族カルボン酸の炭素数が４〜１６である請求項１記載のゴム組成物。
3. 芳香族カルボン酸が安息香酸、フタル酸又はナフトエ酸である請求項１又は２記載のゴム組成物。
4. シリカが、平均一次粒子径が２２ｎｍ以上のシリカ（１）及び平均一次粒子径が２２ｎｍ未満のシリカ（２）からなり、かつ当該シリカ（１）及び（２）の平均一次粒子径が下記式；
   （シリカ（１）の平均一次粒子径）／（シリカ（２）の平均一次粒子径）≧１．４
   を満たし、
   ゴム成分１００質量部に対して、上記シリカ（１）を１０質量部以上、上記シリカ（２）を５質量部以上含有する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
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トレッドを有する空気入りタイヤ。