JP2011190450A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫時間を大幅に短縮させ、かつシリカの分散性が良好で、しかも加硫後に優れた制動性、耐摩耗性及び低転がり抵抗を示すタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）共役ジエン系ゴム１００重量部、（Ｂ）シリカを含む補強充填剤９５〜１５０重量部、（Ｃ）オイル０〜４０重量部、（Ｄ）シリカ重量に対して４〜２０重量％の式（Ｉ）：Ｙ₃Ｓｉ−Ｃ_nＨ_2nＡ（Ｉ）（ここでＺは、ベンズチアゾール基、ジメチルカルバミノ基、もしくはメタクロイル基を表し、ｎは１〜６の整数である）で示されるシランカップリング剤、（Ｅ）硫黄及び（Ｆ）式（ＩＩ）で示されるチウラムジスルフィド系加硫促進剤０.０５〜５重量部を含んでなるタイヤ用ゴム組成物。

【選択図】なし

Description

本発明は、シリカ配合系タイヤ用加硫ゴム組成物に関し、更に詳細には、加硫時間を大幅に短縮させ、かつシリカの分散性も良好で、加硫後に優れた制動性、耐摩耗性及び低転がり抵抗を示すタイヤ用、特にタイヤトレッド用として好適な加硫ゴム組成物に関する。

シリカ配合系ゴム組成物において、シリカを大量に配合すると、加硫促進剤の吸着によると見られる加硫遅延の問題があり、またシリカのゴム中への分散性が悪く、そのため加工性や物性が低下するという問題があった。このような問題を解決すべく、チウラムジスルフィド系加硫促進剤を用いることによって、シランカップリング剤配合ゴム組成物の加硫速度を向上させる技術が提案されているが（例えば特開２００２−２２０４９２号公報、特開２００２−２２０４９１号公報及び特開２００１−１７２４３２号公報参照）、加硫速度の向上と同時にシリカの分散性を改善する技術は、未だ満足すべきものが無いというのが現状である。

一方、タイヤトレッド用ゴム組成物において、古くから、加硫後の操縦安定性、強度及び耐摩耗性等を向上させることを目的として、カーボンブラックが配合されてきたが、カーボンブラックは、その配合量が高いほどヒステリシスロスが増大して発熱性が高くなり、その結果、転がり抵抗が大きくなる傾向があった。

更に、近年、タイヤの性能改善による自動車の低燃費化が求められており、タイヤの転がり抵抗の低減による低燃費化を目的として、ヒステリシスロスが大きいカーボンブラックを、ヒステリシスロスがより小さく、湿潤路面での制動性（以下、簡単に「ウェット制動性」という）等の特性を向上するシリカに置き換えたゴム組成物が提案されている（例えば特表２００４−５３０７８３号公報及び特開２００１−０８９６０５号公報参照）。このようなカーボンブラックをシリカで置き換えたタイヤ用ゴム組成物については、自動車の低燃費化に加えて、安全性能に関係する操縦安定性や、ウェット制動性、耐摩耗性、転がり抵抗、強度等をより一層改善することが望まれている。

更に、シリカをタイヤ用ゴム組成物に配合する場合には、ゴム成分等に対するシリカの分散性が低いために、シリカの配合量には限界があり、加硫後のタイヤトレッド用ゴム組成物において、好適な硬度を保ちつつ、上記した安全性能に関係する操縦安定性や、ウェット制動性、耐摩耗性、転がり抵抗、強度等の特性のさらなる改善を図ることが困難であった。

従って、本発明では、シリカ配合系ゴム組成物において、上記した加硫遅延とシリカ分散性の問題とを同時に解消すると共に、加硫後に好適な硬度を保ちつつ、操縦安定性や、ウェット制動性、耐摩耗性、転がり抵抗、強度等の特性を改善したタイヤ用加硫ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明に従えば、（Ａ）共役ジエン系ゴム１００重量部、（Ｂ）シリカを含む補強充填剤９５〜１５０重量部、（Ｃ）オイル０〜４０重量部、（Ｄ）シリカ重量に対して４〜２０重量％の式（Ｉ）：
Ｙ₃ Ｓｉ−Ｃ_n Ｈ_2nＡ （Ｉ）
（式中、Ｙは炭素数１〜２５のアルキル若しくはアルコキシル基又はクロロ基であり、３個のＹは同一でも異なっていてもよく、ｎは１〜６の整数であり、Ａはメルカプト基又はＳ_mＺ基であり、ここでＺは、基：

であり、ｍは１〜６の整数である）
で示されるシランカップリング剤、（Ｅ）硫黄及び（Ｆ）式（II）：

（式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ独立して、２〜１８個の炭素原子を有する炭化水素基である）
で示されるチウラムジスルフィド系加硫促進剤０.０５〜５重量部を含むゴム組成物を加硫してなり、加硫後の、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定したタイプＡデュロメータ硬度が６２〜８０の範囲内にあり、かつ、好ましくは窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した場合の残渣の重量をφ_R及び重量減少分をφ_Dと表したときにその比φ_R／φ_Dが０．７０〜１．２０の範囲内にあるタイヤ用加硫ゴム組成物が提供される。

本発明では、シリカ配合系ゴム組成物におけるシリカ分散性の問題と加硫遅延の問題を、当該ゴム組成物にメルカプト基を有するアルコキシシランカップリング剤、更に好ましくはこれにチウラムジスルフィド系加硫促進剤を組み合わせ使用することによって、一挙に解消できることを見出したものである。

本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物は、加硫後に、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じるタイプＡデュロメータ硬度が６２〜８０の範囲内にあり、かつ、窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した場合の残渣の重量をφ_R及び重量減少分をφ_Dと表したときに比φ_R／φ_Dが０．７０〜１．２０の範囲内にあるような割合で補強剤成分を含む。本明細書において、上記のように窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温するという条件で行う熱重量分析に関して、「重量減少分」とは、その条件で熱分解しうる成分、例えば、ゴム成分や、オイル等の熱分解しうる各種配合剤の熱分解による重量減少分を意味する。また、本明細書の記載において、「補強剤成分」とは、シリカ、カーボンブラック等のゴム組成物を強化することのできる補強用充填剤、並びに加硫促進助剤としての酸化亜鉛を意味する。補強剤成分は、シリカと酸化亜鉛から成るものであっても、シリカに加えて、カーボンブラック等の他の補強用充填剤と酸化亜鉛から成るものであってもよい。このようにして、本発明によれば、加硫後に好適な硬度を保ちつつ、操縦安定性や、ウェット制動性、耐摩耗性、転がり抵抗、強度等の特性が改善されることを見出したものである。

本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物は、前述の如く、加硫後に、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じるタイプＡデュロメータ硬度が６２〜８０、好ましくは６４〜７５の範囲内にある。このタイプＡデュロメータ硬度の値が６２未満であると、加硫後に得られるゴムが柔らかすぎるものになってしまい、操縦安定性が悪化するという欠点があり、一方、８０を超えると、加硫後に得られるゴムが硬すぎるものになってしまい、路面の凹凸に対する追従性が悪化するという欠点があり好ましくない。

本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物は、前述の如く、加硫後に、上記のタイプＡデュロメータ硬度値を満足するとともに、後述する熱重量分析法により窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した場合の残渣の重量をφ_R及び重量減少分をφ_Dと表したときに比φ_R／φ_Dが０．７０〜１．２０、好ましくは０．７０〜１．０の範囲内にあるものである。前記比φ_R／φ_Dが０．７０未満であると、ウェット制動性が向上しないという欠点があり、一方、１．２０を超えると、ゴム成分の割合が少なくなり過ぎて、ゴム組成物がまとまらないという欠点があるので好ましくない。上記補強剤成分は、窒素雰囲気下で室温から７００℃まで加熱するという条件では、その実質的に全てが残渣となって残り、本発明のゴム組成物中の補強剤成分以外のゴム成分等の比較的熱分解温度が低いものは分解する。

これは、補強用充填剤として少なくともシリカを含むゴム組成物において、ゴム成分及びオイルなどの各種有機配合剤に対するそれら充填剤の配合割合が高まることによるものであると考えられる。

本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物に用いられるジエン系ゴム（Ａ）としては、これらに特に限定するものではないが、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴムなどが挙げられる。

また、本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物において、そのジエン系ゴム成分として、芳香族ビニルが１５〜５０重量％、共役ジエンポリマー中の１，２−結合が１０〜８０重量％であり、かつそのガラス転移温度が−４５℃〜−１０℃、好ましくは−４０℃〜−１５℃である芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴム（例えばＳＢＲ）を２０重量部以上、好ましくは２０〜１００重量部配合すると、低発熱性で耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用加硫ゴム組成物が得られる。

本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物には、補強充填剤（Ｂ）としてシリカを含む補強充填剤を、総量で９５〜１５０重量部、好ましくは９５〜１２０重量部の量で配合する。シリカ以外の補強充填剤としては、一般に、カーボンブラックが用いられるが、その他クレイ、炭酸カルシウム、アルミナなどを使用することもできる。本発明において、補強充填剤として用いられるシリカとしては、特に限定されないが、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ及び沈降シリカなどが挙げられる。具体的には、ケイ酸ナトリウムと硫酸及び塩類を水溶液中で反応させる湿式法や１０００℃以上の高温下で、微粉無水ケイ酸粒子を生成させる乾式法により製造されたシリカを用いる。本発明で使用するシリカは、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）等のポリスルフィド化合物や、３−オクタノイルチオ−プロピルトリエトキシシラン等により変性された変性シリカであってもよい。これらのシリカは、ジエン系ゴム１００重量部に対し、４３〜１５０重量部の範囲で配合することができる。これらシリカの比表面積は、特に限定されないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）が通常３０〜４００ｍ²／ｇ、好ましくは１００〜３００ｍ²／ｇ、更に好ましくは１００〜２５０ｍ²／ｇ、最も好ましくは１３０〜１９０ｍ²／ｇのときに、補強性、耐摩耗性及び発熱性等の改善が十分に達成され好適である。

シリカ粒子をシランカップリング剤と予め反応させる方法としては、公知の方法を用いることができる。具体的には、乾式反応法、湿式反応法などの方法を挙げることができる。乾式反応法としては、ヘンシェルミキサーなどの高速攪拌可能な装置にシリカ粒子を仕込み、攪拌したシランカップリング剤又はシランカップリング剤の部分加水分解物を滴下する方法が挙げられる。滴下法では、シリカ粒子をシランカップリング剤と均一に反応させることが望ましく、公知の方法を使用することができる。例えば、霧状に噴霧する方法、気体状のシランを導入する方法が知られている。シランカップリング剤とシリカ粒子表面の水酸基との反応を促進する公知の反応方法を用いることができる。例えば、加熱熟成する方法や、酸、アルカリを使用する方法、又はスズ、アルミニウムなどを含む縮合用有機金属触媒を使用する方法が挙げられる。湿式反応法は、シリカ粒子を、水もしくはアルコール又はこれらの混合溶媒などの加水分解性溶媒にシランカップリング剤を溶解させた溶液中で反応させ、必要に応じてその後、乾燥させることを含む方法である。シランカップリング剤とシリカ粒子表面の水酸基との反応を促進する公知の反応方法を用いることができる。そのような方法としては、例えば、後熱処理する方法や、酸若しくはアルカリを使用する方法、又はスズ、アルミニウムなどを含む縮合用有機金属触媒を使用する方法が挙げられる。

シリカは、上記補強用充填剤の総量の５０〜１００重量％を構成することが好ましい。５０重量％未満では、得られるゴム組成物をトレッド部に使用したタイヤは、不十分なウェット制動性を示すことから好ましくない。シリカが、補強用充填剤の総量の５０〜１００重量％を構成する限り、カーボンブラックや他の補強用充填剤は、任意の割合で配合できるが、カーボンブラックは、補強用充填剤の総量の０〜５０重量％の割合で配合されるのが好ましい。カーボンブラックの量が多過ぎると、所望の効果が得られないので好ましくない。

シリカは、３０〜３００ｍ²／ｇ、好ましくは１３０〜２６０ｍ²／ｇの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）を有する。Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ未満では、充填量を高めることができるが、補強性向上効果が乏しく、ウェット制動性を改善することもできない。Ｎ₂ＳＡが３００ｍ²／ｇを超えるシリカは、凝集性が高いことからゴム成分に分散させるのが困難である。なお、本明細書の記載において、「窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）」とは、ＡＴＳＭ Ｄ３０３７に準じて測定される比表面積（単位ｍ²／ｇ）を意味する。シリカは、ゴム成分１００重量部に対して９５〜１５０重量部で配合することが好ましい。

本発明の加硫ゴム組成物において使用できるシランカップリング剤（Ｄ）としては、下記一般式：
Ｙ₃ Ｓｉ−Ｃ_n Ｈ_2nＡ （Ｉ）
（式中、Ｙは炭素数１〜２５のアルキル若しくはアルコキシル基又はクロロ基であり、３個のＹは同一でも異なっていてもよく、ｎは１、２、３、４、５又は６の整数であり、Ａはメルカプト基又はＳ_mＺ基であり、ここでＺは、

であり、ｍは１、２、３、４、５又は６の整数である）
により表される化合物が好ましい。一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、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、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、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リ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剤が挙げられる。前記一般式（III ）により表される特定のシランカップリング剤を本発明のゴム組成物に配合する場合には、転がり抵抗及び耐摩耗性のより一層の改善を達成することができる。

加硫前の本発明のゴム組成物において使用できる他のシランカップリング剤の具体例としては、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（２−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（３−トリエトキシシリルプロピル）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（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シランカップリング剤；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−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング剤；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シランカップリング剤；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シランカップリング剤；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シランカップリング剤などが挙げられる。

上記シランカップリング剤のうち、カップリング剤添加効果とコストの両立から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（例えば、信越化学（株）から入手可能なＫＢＭ−８０３）などが好適に用いられる。シランカップリング剤は、単独又は２種以上の混合物で用いてもよい。

上記式（Ｉ）で表わされるシランカップリング剤は、シリカ重量に対して１〜２０重量％、好ましくは４〜１４重量％の量で配合する。シランカップリング剤（Ｄ）の配合量が、少ないと、ゴム成分中でのシリカの分散が不良となり、一方、シリカに対して多いと、スコーチタイムが短縮するなど加工性が低下する。

また、加硫前の本発明のタイヤ用ゴム組成物には、（Ｆ）成分として、式（Ｉ）のシランカップリング剤と併用配合する、チウラムジスルフィド系加硫促進剤としては、下記一般式（II）：

式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ独立して、２〜１８個の炭素原子を有する炭化水素基である。特に、Ｒ⁵〜Ｒ⁸がベンジル基であるもの（Ｆｌｅｘｓｙｓ製 ＴＢｚＴＤ）が好ましい。式（II）で表わされるチウラムジスルフィド系加硫促進剤は、使用する時には、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０.０５〜５重量部、好ましくは０.３〜１.０重量部の量で配合される。この配合量が少ないと所望の効果、特に加硫促進効果が十分でなく、逆に多過ぎると架橋密度が高くなりすぎてゴムが硬くなるので好ましくない。

上記したチウラムジスルフィド系加硫促進剤（Ｆ）としては、例えばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムエチルジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラペンタメチレンチウラムジスルフィド及びテトラベンジルチウラムジスルフィドなどが挙げられる。

更に、本発明のタイヤ用ゴム組成物の好ましい態様に従えば、２０℃のトルエン溶液中に４８時間浸漬させて測定したゴム組成物の膨潤度が膨潤前の体積に対し１４０〜３００％、好ましくは１５０〜２６０％になるように調整すると、強度が高く、かつウェット性能の優れたタイヤ用加硫ゴム組成物が得られる。この膨潤度が１４０％未満であると、強度が低くなり、逆に、３００％を超えると、タイヤ部材の網目鎖密度が低くなり過ぎてウェット性能が劣るので好ましくない。当該ゴム組成物の膨潤度は、例えば加硫剤と加硫促進剤の比率、もしくはフィラーの増減により調整することができる。

また、加硫前の本発明のタイヤ用加硫ゴム組成物に配合される上記チウラムジスルフィド系加硫促進剤と硫黄の配合比（チウラムジスルフィド系加硫促進剤／硫黄）は、重量比で０.０２〜５.０の範囲、好ましくは０.０５〜３.０の範囲になるように配合することが、当該チウラムジスルフィド系加硫促進剤の効果を最大限に発揮させ、かつウェット性能を高める上で好ましい。この配合比が０.０２未満であると、このチウラム系加硫促進剤の効果が発揮されず、逆に、５.０を超えると、網目鎖密度が高くなり過ぎてウェット性能が劣る原因となる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において使用できるカーボンブラックとしては、タイヤトレッドで通常使用されるＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦグレードが挙げられる。カーボンブラックは、ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して好ましくは０〜６０重量部の量で使用されることが好ましい。

カーボンブラックは、６０〜１６０ｍ²／ｇ、好ましくは７０〜１５０ｍ²／ｇのＮ₂ＳＡを有する。カーボンブラックのＮ₂ＳＡが６０ｍ²／ｇであると、ゴムの補強性が不十分になるおそれがあり、１６０ｍ²／ｇを超えると配合時の他の成分との混合性が悪化するおそれがあるので好ましくない。

シリカ及びカーボンブラック以外の補強用無機充填剤としては、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。

補強剤成分である酸化亜鉛の配合量は、使用するときには、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜５重量部であるのが好ましい。

加硫前の本発明のゴム組成物は、前記式（Ｉ）のシランカップリング剤（Ｄ）に加えて、本発明の技術分野で知られている他のシランカップリング剤のいずれを含んでいてもよい。加硫前の本発明のゴム組成物にシランカップリング剤（Ｄ）を配合することにより、未加硫時の加工性並びに加硫後の制動性、転がり抵抗及び耐摩耗性をさらに改善することができる。

加硫前の本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、加工助剤としてのオイル（Ｃ）を、ゴム成分１００重量部に対して好ましくは０〜４０重量部、より好ましくは０〜３５重量部を含む。加工助剤として使用することのできるオイルとしては、当該技術分野においてタイヤトレッド用ゴム組成物の配合に使用できることが知られているもののうちのいずれを含んでもよい。加工助剤として使用できるオイルとしては、例えば、アロマオイル、パラフィンオイル、又は植物由来オイル、例えば大豆油、ヒマシ油、ナタネ油などが挙げられる。

加硫前の本発明のゴム組成物には、上記の酸化亜鉛及びオイルに加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤等の各種配合剤及び添加剤を、ゴム成分に対して一般的に使用される量で一般的な配合方法によって配合することができる。

加硫前の本発明のゴム組成物は、通常用いられているバンバリーミキサーやニーダーなどの混合又は混練装置を使用して一般的な混合又は混練方法及び操作条件で製造することができる。加硫前の本発明のゴム組成物は、一種類以上のゴムと、所定量の補強用充填剤と、所定量の酸化亜鉛と、その他の一般的なゴム配合剤と共に混練するか、あるいは予め特定成分のゴム混合物（マスターバッチ）を調製してから所与の成分と混合又は混練することによって製造してもよい。これらは、任意の条件で加硫してタイヤ用ゴム組成物として使用することができる。これらの配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、参考例、実施例及び比較例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

実施例１〜３及び比較例１〜４
試験サンプルの作製
以下の表Ｉに示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤成分を除く各成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１５０℃に達したときに放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得、これを以下の試験に供した。

試験法
１）加硫速度： ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して測定した。振動式ディスク加硫試験機を用いて、振幅１度、１６０℃の条件下で、ｔ₉₅時間（分）を測定した。比較例１を１００として指数表示した。この値が小さい程、ゴムの加硫が早いことを示す。

２）ΔＧ′： αテクノロジー社製 ＲＰＡ２０００を用いて、歪剪断応力Ｇ′を測定した。上記で作製した未加硫ゴムを用いて１６０℃、２０分の加硫を行い、歪０.２８％〜３０.０％までのＧ´を測定し、その差（Ｇ′０.２８（ＭＰa）−Ｇ′３０.０（ＭＰa））を指数表示した。この値が小さい程、シリカの分散が良好であることを示す。

結果を表Ｉに示す。

脚注
１）VSL-5025（バイエル製）、油展37.5phr
２）Nipol 1220（日本ゼオン(株）製）
３）Zeosil 1165 MP（ローディア製）
４）N234（昭和キャボット(株）製）
５）Si69（Degussa製）
６）KBM-803（信越化学工業(株）製）（３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）
７）酸化亜鉛３種（正同化学工業(株）製）
８）工業用ステアリン酸（日本油脂(株）製）
９）SANTOFLEX 6PPD（フレキシス製）
１０）アロマオイル（昭和シェル石油(株）製）
１１）CBS（フレキシス製）（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）
１２）DPG（フレキシス製）（ジフェニルレングアニジン）
１３）TBzTD（フレキシス製）（テトラベンゼンチウラムジスルフィド）
１４）油入り微粉硫黄（鶴見化学工業(株）製）
表Ｉの結果によると、本発明に従って、シリカ配合系ゴム組成物に対して特定のメルカプト基を有するアルコキシシランカップリング剤とチウラムジスルフィド系加硫促進剤とを併用配合したタイヤ用ゴム組成物では、加硫速度が改善され、かつシリカの分散度も極めて改善されていることがわかる。

参考例１〜７
ゴム組成物の調製：
下記表IIに従って、１．８リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、シリカ、カーボンブラック、カップリング剤、亜鉛華などの、加硫系以外の材料を５分間混合し、１５０℃でミキサーから放出後、室温まで冷却した。その後、再度１．８リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて５分間混合し、１５０℃にて放出後、オープンロールにて加硫促進剤及び硫黄を混合した。参考例４については、下記表IIに従って、１．８リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、シリカ、カーボンブラック、カップリング剤、亜鉛華などの、加硫系以外の材料を１０分間混合し、１５０℃でミキサーから放出後、室温まで冷却した。その後、再度１．８リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて１０分間混合し、１５０℃にて放出後、オープンロールにて加硫促進剤及び硫黄を混合した。混合ステップ数は多いほど好ましいが、参考例では３ステップ混合を用いた。
試験法
下記参考例により得られたゴム組成物の性能は、以下に示す各試験法により求めた。

（１）熱重量分析法： 熱天秤（島津製作所（株）製の商品名ＴＧＡ−５０）を使用して窒素雰囲気下で室温から７００℃まで１０℃／分の昇温速度で行った。なお、熱重量分析に供した試料は、参考例の各ゴム組成物の加硫物から約０．１ｇを採取し、温度２５℃及び湿度５０％の条件下で恒量にした。恒量になった試料の重量を、熱重量分析にかける前に予め上皿電子天秤により測定し、記録した。窒素ガスは２ｍｌ／分の流量で流した。試料を試料ホルダーに入れ、参考例の各ゴム組成物加硫物について熱重量分析を３回行い、それぞれの回において残渣及び重量減少分を求めた。室温からの７００℃までの重量の変化は７０秒ごとに測定した。参考例の各試料について熱分解前の試料の重量と残渣の重量φ_Rとの差を求め、その差を重量減少分φ_Dとし、各試料についての比φ_R／φ_Dを計算し、参考例についての比φ_R／φ_Dの平均値を求め、表IIにまとめた。

（２）タイプＡデュロメータ硬度： ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて硬度の値を求めた。

（３）ウェット制動距離：
参考例の各ゴム組成物をトレッド部に使用したサイズ２２５／４５Ｒ１７のタイヤを２５００ｃｃの乗用車に装着し、散水したアスファルト路面上で、初速度１００ｋｍからの制動停止距離を測定し、参考例１の制動停止距離に対する百分率で表した、数値が小さいほど、制動距離が短く、制動性に優れることを意味する。

タイプＡデュロメータ硬度及びウェット制動距離についての試験結果も、表IIに示す。

表II脚注
1) 日本ゼオン（株）製Nipol1721（商品名）
2) 旭化成（株）製スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、タフデン1524（商品名）
3) 日本ゼオン（株）製スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、NS120（商品名）
4) ＳＴＲ２０
5) ローディア社製Zeosil 1165MP（商品名）
6) デグサ社製SI69（商品名）
7) 信越化学（株）製メルカプトシラン、KBM-803（商品名）
8) 昭和キャボット（株）製ショウブラックN234（商品名）
9) 日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
10) 正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
11) 大内新興化学工業（株）製サンノックス
12) 出光興産（株）製アロマックス３（商品名）
13) 鶴見化学工業（株）製油処理硫黄
14) 大内新興化学工業（株）製ノクセラーCZ-G（商品名）
15) 大内新興化学工業（株）製ノクセラーD（商品名）
表IIから、φ_D／φ_Rの値が０．７０〜１．２０の範囲内にあり、タイプＡデュロメータ硬度が６２〜８０の範囲内にあると、ウェット制動性が向上することが判る。

以上の通りであるから、本発明の加硫ゴム組成物は、タイヤ用加硫ゴム組成物、特にタイヤトレッド用加硫ゴム組成物として有用である。

Claims (6)

1. （Ａ）共役ジエン系ゴム１００重量部、（Ｂ）シリカを含む補強充填剤９５〜１５０重量部、（Ｃ）オイル０〜４０重量部、（Ｄ）シリカ重量に対して４〜２０重量％の式（Ｉ）：
   Ｙ₃ Ｓｉ−Ｃ_n Ｈ_2nＡ （Ｉ）
   （式中、Ｙは炭素数１〜２５のアルキル若しくはアルコキシル基又はクロロ基であり、３個のＹは同一でも異なっていてもよく、ｎは１〜６の整数であり、Ａはメルカプト基又はＳ_mＺ基であり、ここでＺは、基：
   

   

   であり、ｍは１〜６の整数である）
   で示されるシランカップリング剤、（Ｅ）硫黄及び（Ｆ）式（II）：
   

   

   （式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は、それぞれ独立して、２〜１８個の炭素原子を有する炭化水素基である）
   で示されるチウラムジスルフィド系加硫促進剤０.０５〜５重量部を含むゴム組成物を加硫してなり、加硫後の、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定したタイプＡデュロメータ硬度が６２〜８０の範囲内であるタイヤ用加硫ゴム組成物。
2. 前記加硫ゴム組成物が窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した場合の残渣の重量をφ_R及び重量減少分をφ_Dと表したときにその比φ_R／φ_Dが０．７０〜１．２０の範囲内にある請求項１に記載のタイヤ用加硫ゴム組成物。
3. 前記共役ジエン系ゴム（Ａ）が、ジエン系ゴム１００重量部中に芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴム２０重量部以上を含み、当該芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴムの芳香族ビニル含量が１５〜５０重量％、共役ジエンポリマー部分の１，２−結合含量が１０〜８０％であり、かつその芳香族ビニル共役ジエン共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）が−４５℃〜−１０℃である請求項１又は２に記載のタイヤ用加硫ゴム組成物。
4. ゴム組成物中のチウラムジスルフィド系加硫促進剤（Ｆ）と硫黄（Ｅ）の配合重量比（Ｆ）／（Ｅ）が０.０２〜５.０の範囲にある請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用加硫ゴム組成物。
5. 前記窒素雰囲気下で室温から７００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した場合に得られる残渣中の補強用充填剤が５０〜１００重量％のシリカを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用加硫ゴム組成物。
6. 前記シリカが１３０〜２６０ｍ²／ｇの窒素吸着比表面積を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ用加硫ゴム組成物。