JP2017214535A - ゴム組成物の製造方法、ゴム組成物およびタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェットグリップ性能および耐摩耗性を向上させるとともに、燃費特性をも向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法により製造されたゴム組成物、並びに、該ゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤを提供すること。【解決手段】スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、シリカを含む充填剤、シランカップリング剤、およびアルミニウム有機化合物を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物の製造方法であって、混練工程が、加硫剤を含まない前半段階と加硫剤を含む後半段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、混練工程が、加硫剤を含まない原料薬品を混練する前半段階と、前半段階で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、該前半段階が、該ゴム成分、該充填剤、該シランカップリング剤、該アルミニウム有機化合物を含む原料薬品に加え、塩基性加硫促進剤を加えて混練する段階である、ゴム組成物の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物、とりわけ、タイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法により製造されたゴム組成物、並びに、該ゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤに関する。

タイヤは、トレッド、インナーライナー等、様々な部材により構成され、各部材に応じて諸性能が付与されている。路面と接触するトレッドには、安全性等の観点でウェットグリップ性能などが要求され、水酸化アルミニウムの添加により当該性能を改善する方法が提案されている（特許文献１）。

しかし、水酸化アルミニウムを添加すると、破壊強度が低下し、耐摩耗性が悪化するという問題があり、更なる改善が求められている。

特開２００２−３３８７５０号公報

本発明は、ゴム組成物、とりわけ、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を向上させるとともに、燃費特性をも向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法により製造されたゴム組成物、並びに、該ゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤを提供しようとするものである。

本発明者は、上記課題解決のため、鋭意検討を重ねた結果、所定のゴム成分にシリカを含む充填剤とシランカップリング剤とを配合し、さらに、水酸化アルミニウムに代えて所定のアルミニウム有機化合物を配合する場合において、通常は混練工程の後半段階で配合する塩基性加硫促進剤を混練工程の前半段階で配合することで、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。

すなわち、本発明は、
［１］スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、シリカを含む充填剤、シランカップリング剤、およびアルミニウム有機化合物を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物の製造方法であって、
混練工程が、加硫剤を含まない原料薬品を混練する前半段階と、前半段階で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、
該前半段階が、該ゴム成分、該充填剤、該シランカップリング剤、該アルミニウム有機化合物を含む原料薬品に加え、塩基性加硫促進剤を加えて混練する段階である、ゴム組成物の製造方法、
［２］前記前半段階が、第一段階と最終段階とを含む少なくとも二つの段階から構成され、
第一段階が、ゴム成分、シリカの全部または一部、およびシランカップリング剤の全部または一部を含む原料薬品を混練りする段階であり、
最終段階が、第一段階から直前の段階を経て得た混練物に、シリカおよびシランカップリング剤の少なくともいずれかの残部を含む原料薬品を配合し、混練りする段階であり、
塩基性加硫促進剤が、第一段階から最終段階の少なくともいずれかの段階で配合される、上記［１］記載のゴム組成物の製造方法、
［３］前記前半段階が、第一段階と最終段階とからなるものである、上記［２］記載のゴム組成物の製造方法、
［４］塩基性加硫促進剤が、グアニジン系加硫促進剤、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤、アルデヒド・アミン系加硫促進剤、およびチオウレア系促進剤からなる群から選択される少なくとも一つである、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法、
［５］充填剤が、さらにカーボンブラックを含むものである、上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法、
［６］ゴム成分１００質量部に対し、シリカの配合量が５０〜１５０質量部、好ましくは６０〜１２０質量部、より好ましくは６０〜１１０質量部、カーボンブラックの配合量が５〜５０質量部、好ましくは５〜３５質量部、より好ましくは５〜２０質量部、さらに好ましくは８〜２０質量部、アルミニウム有機化合物の配合量が５〜４５質量部、好ましくは５〜４０質量部、より好ましくは７〜４０質量部、さらに好ましくは１０〜４０質量部であって、シリカ１００質量部に対し、シランカップリング剤の配合量が１〜２０質量部、好ましくは１．５〜２０質量部、より好ましくは２〜２０質量部、さらに好ましくは５〜２０質量部、さらに好ましくは５〜１５質量部、さらに好ましくは７〜１２質量部である、上記［５］記載のゴム組成物の製造方法、
［７］アルミニウム有機化合物が、式（１）：
Ａｌ（ＯＲ^a）（ＯＲ^b）（ＯＲ^c）₃ （１）
（式中、Ｒ^a、Ｒ^bおよびＲ^cは、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基を表す。）
で示されるアルミニウムアルコレートである、上記［１］〜［６］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法、
［８］上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法により
ゴム組成物を準備する工程、
該ゴム組成物をタイヤトレッドの形状に押し出し加工する工程、
該タイヤトレッドを他のタイヤ部材とともにタイヤ成形機上で成形して、未加硫タイヤを形成する工程、
該未加硫タイヤを加硫する工程、
を含んでなる、タイヤの製造方法、
に関する。

本発明によれば、優れた諸特性を有するゴム組成物、とりわけ、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を向上させるとともに、燃費特性をも向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法により製造されたゴム組成物、並びに、該ゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤを提供することができる。

以下、発明を実施するための形態について説明する。

＜ゴム成分＞
ゴム成分は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含むものである。ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）およびこれらの変性体（変性Ｓ−ＳＢＲ、変性Ｅ−ＳＢＲ）などを使用できる。変性ＳＢＲとしては、末端および／または主鎖が変性された変性ＳＢＲ、スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性ＳＢＲ（縮合物、分岐構造を有するものなど）などが挙げられる。

ＳＢＲのビニル含有量は、充分なウェットグリップ性能およびドライグリップ性能の観点から、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上である。また、該ビニル含有量は、良好な耐摩耗性の観点から、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下である。なお、ＳＢＲのビニル含有量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定される値である。

ＳＢＲのスチレン含有量は、充分なウェットグリップ性能およびドライグリップ性能の観点から、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上である。また、該スチレン含有量は、良好な耐摩耗性および温度依存性（温度変化に対する性能変化が抑えられた状態）の観点から、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４５質量％以下である。

ＳＢＲのガラス転移点（Ｔｇ）は、良好なウェットグリップ性能およびドライグリップ性能の観点から、好ましくは−６０℃以上、より好ましくは−５０℃以上である。また、該Ｔｇは、良好な初期グリップ性能および耐摩耗性の観点から、好ましくは０℃以下、より好ましくは−１０℃以下である。

ＳＢＲの含有量は、充分な耐熱性および耐摩耗性の観点から、ゴム成分１００質量％中、６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。

ゴム成分は、ＳＢＲ以外に他のゴム成分を配合しても良い。そのような他のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などのジエン系ゴムや、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）などの非ジエン系ゴムなどが挙げられる。これら他のゴム成分は特定の種類のものを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。

＜充填剤＞
充填剤は、シリカを含むものである。シリカを含むことで、ウェットグリップ性能や燃費特性の向上が期待できるからである。シリカとしては、例えば、乾式法シリカ（無水シリカ）、湿式法シリカ（含水シリカ）などを用いることができる。なかでも、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。

シリカの窒素吸着によるＢＥＴ比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、燃費特性の向上や補強性向上に伴う耐摩耗性の向上の観点から、好ましくは５０ｍ²／ｇ以上、より好ましくは７０ｍ²／ｇ以上、より好ましくは１００ｍ²／ｇ以上、より好ましくは１２０ｍ²／ｇ以上、更に好ましくは１５０ｍ²／ｇ以上である。である。一方、シリカのＮ₂ＳＡは、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、観点から、好ましくは５００ｍ²／ｇ以下、好ましくは４００ｍ²／ｇ以下、より好ましくは３００ｍ²／ｇ以下である。

シリカのＮ₂ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

シリカは特定の種類のものを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。

シリカ以外の充填剤としては、本発明の目的に反しない限り、この分野で通常使用されるものをいずれも好適に使用することができ、そのような充填剤としては、例えば、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックを配合することで、耐摩耗性の向上が期待できる。充填剤としては、シリカとカーボンブラックとからなるものが好ましい。

カーボンブラックとしては、例えば、オイルファーネス法により製造されたカーボンブラックなどが挙げられ、２種類以上のコロイダル特性の異なるものを併用してもよい。具体的にはＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられる。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、良好なウェットグリップ性能、ドライグリップ性能および耐摩耗性が得られるという理由から、７０〜２５０ｍ²／ｇが好ましく、１１０〜２００ｍ²／ｇがより好ましい。また、カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、同様の理由により、５０〜２５０ｍｌ／１００ｇが好ましい。なお、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２：２００１に、ＤＢＰは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４：２００１に準拠して測定される値である。

カーボンブラックは特定の種類のものを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。

シリカの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、充分なウェットグリップ性能の観点から、５０質量部以上、より好ましくは６０質量部以上である。一方、該配合量は、その良好な分散、延いては良好な耐摩耗性の観点から、１５０質量部以下、好ましくは１２０質量部以下、より好ましくは１１０質量部以下である。

カーボンブラックを配合する場合の配合量は、良好なウェットグリップ性能、ドライグリップ性能および耐摩耗性の観点から、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。一方、該配合量は、良好なウェットグリップ性能を維持する観点から、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは２０質量部以下である。

充填剤の配合量としては、良好なウェットグリップ性能、ドライグリップ性能および耐摩耗性の観点から、ゴム成分１００質量部に対して、５０質量部以上が好ましく、５５質量部以上が好ましく、より好ましくは６５質量部以上である。一方、該配合量は、良好なウェットグリップ性能および耐摩耗性の観点から、１７０質量部以下、より好ましくは１５０質量部以下、さらに好ましくは１２０質量部以下である。充填剤全体に占めるシリカの割合は、本発明の効果を良好に発揮するとの観点から、７０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。一方、該割合は、同様の理由により、９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。

なお、充填剤がシリカとカーボンブラックとのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカの配合量」からカーボンブラックの配合量を定めてもよいし、あるいは、上記「充填剤の総量」と「カーボンブラックの配合量」からシリカの配合量を定めてもよい。

＜シランカップリング剤＞
シランカップリング剤としては、特に限定されず、通常、この分野で使用されるものをいずれも好適に使用することができる。このようなシランカップリング剤としては、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ポリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ポリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ポリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ポリスルフィドなどがあげられる。なかでも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ポリスルフィドが好ましく、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）テトラスルフィドがより好ましい。

シランカップリング剤の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１．５質量部以上、より好ましくは２質量部以上、好ましくは５質量部以上、より好ましくは７質量部以上である。一方、該配合量は、コストの増加に見合った改善効果を得るとの観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１２質量部以下である。

シランカップリング剤は特定の種類のものを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。

＜アルミニウム有機化合物＞
アルミニウム有機化合物とは、アルミニウムと有機化合物とからなる複合体であって、加水分解反応により水酸化アルミニウムを生成するものをいう。したがって、かかるアルミニウム有機化合物が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物の少なくとも一部が加水分解を受けて、水酸化アルミニウムを生成する。

このようなアルミニウム有機化合物としては、例えば、式（１）：
Ａｌ（ＯＲ^a）（ＯＲ^b）（ＯＲ^c）₃ （１）
（式中、Ｒ^a、Ｒ^bおよびＲ^cは、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基を表す。）
で示されるアルミニウムアルコレートが挙げられる。ここで、脂肪族炭化水素基とは、分岐または非分岐のアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を骨格とし、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子を含み得るものである。また、該脂肪族炭化水素基の炭素数は、１〜１２（Ｃ_1-12）（但し、アルケニル基またはアルキニル基を骨格とする場合、炭素数の下限は少なくとも２であることを要する。以下同様。）のものが好ましく、より好ましくはＣ_1-10、より好ましくはＣ_1-8、より好ましくはＣ_2-6である。Ｒ^a、Ｒ^bまたはＲ^cで示される脂肪族炭化水素基としては、例えば、エチル基（Ｃ₂）、イソプロピル基（Ｃ₃）、セカンダリーブチル基（Ｃ₄）、３−エトキシカルボニル−２−プロペン−２−イル基（Ｃ₆）などが挙げられる。

アルミニウムアルコレートとしては、例えば、アルミニウムエチレート、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレート・モノセカンダリーブチレート、アルミニウムセカンダリーブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテートなどが挙げられる。

アルミニウム有機化合物の配合量は、良好なウェットグリップ性能および耐摩耗性の観点から、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７質量部以上、より好ましくは１０質量部以上である。一方、該配合量は、同様の理由により、好ましくは４５質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。

アルミニウム有機化合物は特定の種類のものを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。

＜塩基性加硫促進剤＞
加硫促進剤は、通常、混練工程の後半段階において、加硫剤と共に配合される薬品である。しかし、本発明は、加硫促進剤のうち所定のものを、混練工程の前半段階で配合する点に特徴を有する。このような所定の加硫促進剤を混練工程の前半段階で配合することで、混練工程の系を塩基性とし、シランカップリング剤の重縮合反応を促進することが期待できる。

本発明において、混練工程の前半段階で用いる所定の加硫促進剤としては、例えば、グアニジン系加硫促進剤、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤、アルデヒド・アミン系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤などが挙げられる。これら加硫促進剤を、本明細書においては、他の加硫促進剤と区別する意味で、「塩基性加硫促進剤」という。これら塩基性加硫促進剤のうち、比較的加硫促進効果があるという理由から、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。

グアニジン系加硫促進剤としては、１,３−ジフェニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩、１,３−ジ−ｏ−クメニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−ビフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−クメニル−２−プロピオニルグアニジン等が挙げられ、１,３−ジフェニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン及び１−ｏ−トリルビグアニドは反応性が高いので好ましく、１,３−ジフェニルグアニジンは反応性がより高いので特に好ましい。

アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。アルデヒド・アミン系加硫促進剤としては、ｎ−ブチルアルデヒドアニリン等が挙げられる。チオウレア系加硫促進剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ’−ジエチルチオ尿素等が挙げられる。

塩基性加硫促進剤は１種を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。

塩基性加硫促進剤の配合量は、シランカップリング剤の重縮合反応を活性化するとの観点から、ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部であることが好ましく、より好ましくは１．０質量部以上、さらに好ましくは１．５質量部以上である。一方、該配合量は、加硫速度に大きな影響を与えないとの観点から、３．５質量部以下であることが好ましく、より好ましくは３．０質量部以下、さらに好ましくは２．５質量部以下である。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、タイヤ工業において一般的に用いられている配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、上述以外の加硫促進剤などを適宜配合することができる。

軟化剤は、配合することにより、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、初期グリップ性能などの向上が期待できる。軟化剤としては特に限定されないが、オイルなどが挙げられる。オイルとしては、例えば、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイルなどが挙げられる。オイルを配合する場合の配合量は、添加による効果を十分に得るとの観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは２５質量部以上である。また、該含有量は、耐摩耗性を維持するとの観点から、好ましくは７０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。なお、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイル量も含まれる。

軟化剤は特定の種類のものを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。

上述以外の加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系加硫促進剤などが挙げられる。スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−第３ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどが挙げられる。チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドなどが挙げられる。チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドなどが挙げられる。

該加硫促進剤を配合する場合の含有量は、充分な加硫を達成するとの観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上である。また、該含有量は、充分なスコーチタイムを確保するとの観点から、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。

該加硫促進剤は特定の種類のものを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。

＜ゴム組成物の製造方法＞
本発明のゴム組成物の製造方法は、混練工程が、加硫剤を含まない原料薬品を混練する前半段階と、前半段階で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、該前半段階が、該ゴム成分、該充填剤、該シランカップリング剤、該アルミニウム有機化合物を含む原料薬品に加え、塩基性加硫促進剤を加えて混練する段階であることを特徴とする。なお、該特徴点を有すること以外は、本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、必要に応じ、その後加硫する方法などにより製造できる。

本発明において、混練工程は、加硫剤を含まない原料薬品を混練する前半段階と、前半段階で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階（最終段階）の少なくとも二つの段階から構成されるものである。また、該前半段階は、必要に応じ、さらに複数の段階に分割することができる。ここで、加硫剤とは、いわゆる加硫（すなわち、可塑性体であるゴム成分の高分子鎖を網目状に架橋結合すること）に係る薬品であり、代表的なものは硫黄である。

（混練工程の前半段階）
混練工程の前半段階とは、より具体的には、例えば、ゴム成分（Ａ）と充填材（Ｂ）とシランカップリング剤（Ｃ）とアルミニウム有機化合物（Ｄ）と塩基性加硫促進剤（Ｅ）を加えて混練する段階をいう。該前半段階は、さらに、軟化剤やステアリン酸などを配合するものであってもよい。なお、ゴム成分のみを予備練りする段階などは、該前半段階には含まない。

混練工程の前半段階は、所望により、さらに複数の段階に分割することができる。例えば、上記（Ａ）〜（Ｅ）の薬品等を、複数回に分けて、段階的に混練する場合などである。例えば、該前半段階を、第一段階と最終段階とからなる二つの段階に分割する場合には、第一段階を、ゴム成分、シリカの全部または一部、およびシランカップリング剤の全部または一部を含む原料薬品を混練りする段階とし、最終段階を、第一段階を経て得た混練物に、シリカおよびシランカップリング剤の少なくともいずれかの残部を含む原料薬品を配合し、混練りする段階とすることができる。そして、この場合において、塩基性加硫促進剤は、第一段階または最終段階の少なくともいずれかの段階で配合されればよい。

さらに、混練工程の前半段階は、その第一段階と最終段階の間に中間段階を含む３以上の段階に分割することもできる。該中間段階は、第一段階または直前の段階で得た混練物に、シリカおよびシランカップリング剤の少なくともいずれかの残部の一部を含む原料薬品を配合し、混練りする段階である。この場合において、塩基性加硫促進剤は、第一段階から最終段階の少なくともいずれかの段階で配合されればよい。

混練工程の前半段階は、上記以外は、タイヤゴム工業の分野における一般的な方法に則り、実施することができる。

混練工程の前半段階において、混練物の排出温度は、上述の加水分解反応や重縮合反応を良好に進める観点から、通常、１５０℃以上が好ましく、１５５℃以上がより好ましい。一方、該排出温度は、ゴム中のゲル化を防止し、良好な加工性を確保する観点から、通常、１８０℃以下が好ましく、１７５℃以下がより好ましい。混練時間は、混練が十分に達成できる限り特に制限はないが、通常、１０秒以上が好ましく、３０秒以上がより好ましく、６０秒以上が更に好ましい。一方、該混練時間は、通常、２０分以下が好ましく、１０分以下がより好ましい。これら排出温度や混練時間は、前半段階をいくつの段階に分割するかや、それぞれの段階で配合する薬品の種類や量等により変動し得るが、当業者であれば、それぞれの条件下、最適な排出温度および混練時間を適宜決定することができる。

（混練工程の後半段階）
混練工程の後半段階とは、それまでの混練により得られた混練物に、加硫剤およびその他の残りの薬品を添加して混練する、混練工程の最終段階をいう。混練工程の後半段階は、タイヤゴム工業の分野における一般的な方法に則り、実施することができる。

＜用途＞
本発明のゴム組成物は、その特性を生かし、種々の用途に用いることができるが、中でも、タイヤ用ゴム組成物として用いることができる。本発明のゴム組成物をタイヤ用ゴム組成物として用いる場合、タイヤを構成する各種部材、例えば、ベーストレッドを含むトレッドの他、インナーライナー、サイドウォール等に用いることができるが、その特性から、トレッド（タイヤトレッド）に用いることが好ましい。

本発明のゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、本発明のゴム組成物からタイヤを製造することができる。すなわち、必要に応じて前記成分を適宜配合した混合物を混練りし、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押出し加工し、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得ることができ、これに空気を入れ、空気入りタイヤとすることができる。

なお、理論に拘束されることは意図しないが、水酸化アルミニウムに代えて、アルミニウム有機化合物を用いることによる効果は以下のように考えられる。すなわち、水酸化アルミニウムは、ウェットグリップ性能の向上に寄与するものの、粒子径が比較的大きいことおよびゴムとの結合点がないことから、耐摩耗性を悪化させてしまうことが避けられない。耐摩耗性は、粒子径を小さくすることである程度の改善が期待できるが、一方でウェットグリップ性能の伸び代は目減りしてしまうという問題がある。しかし、アルミニウム有機化合物は、加水分解により、水酸化アルミニウムを生じる化合物であり、その加水分解の様式は、シランカップリング剤と同様である。したがって、シランカップリング剤と協働して、フィラー表面の水分を高効率で消費し、混練時のシェアが大きくなる。その結果として練りが深まり、フィラー分散性が向上すると考えられる。また、アルミニウム有機化合物は、シランカップリング剤の反応と同様に、ゴムとも反応してその補強効果が高まることで、耐摩耗性が向上すると考えられる。

さらに、本発明において、塩基性加硫促進剤を混練工程の前半段階で配合することで、アルミニウム有機化合物の配合による効果を維持し、かつ、補完することが期待できる。すなわち、アルミニウム有機化合物は、水との反応性が高く比較的加水分解され易く、上記の如き望ましい効果をもたらすものの、一方で、その影響を受けて、シランカップリング剤の重縮合反応が遅くなることが懸念される。そこで、塩基性加硫促進剤を混練工程の前半段階で配合することで、該重縮合反応を促進することが期待できるからである。

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。

以下に、本明細書において使用した各種薬品をまとめて示す。各種薬品は必要に応じて常法に従い精製を行った。

＜ゴム組成物の製造に用いた各種薬品＞
Ｓ−ＳＢＲ：ＬＡＮＸＥＳＳ社製のＢｕｎａ ＶＳＬ ２５２５−０（溶液重合ＳＢＲ、結合スチレン量：２５質量％、ビニル含有量：２５質量％、Ｔｇ＝−４９℃）
シリカ：エボニックデグサ社製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：１７５ｍ²／ｇ）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のＮ２２０（Ｎ₂ＳＡ：１１４ｍ²／ｇ）
水酸化アルミニウム：昭和電工（株）製のハイジライトＨ−４３（商品名）（平均一次粒子径：０．７５μｍ）
アルミニウム有機化合物：川研ファインケミカル（株）製のアルミニウムイソプロピレート（化合物名）ＰＡＤＭ（商品名）
オイル：ジャパンエナジー（株）製のＴＤＡＥ
シランカップリング剤：エボニックデグサ社製の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）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）（６ＰＰＤ）
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
塩基性加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（１，３−ジフェニルグアミジン：ＤＰＧ）
加硫促進剤：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：ＣＢＳ）
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄

＜タイヤ用ゴム組成物の製造＞
（混練工程の前半段階の第一段階）
表１に示す配合処方に従い、（株）神戸製鋼製１．７Ｌバンバリーを用いて、５分間混練りし、排出温度を１６０℃として混練物を得た。なお、表１において、混練工程の前半段階の第一段階における塩基性加硫促進剤に関しての「前半投入」とは、塩基性加硫促進剤を充填剤およびアルミニウム有機化合物と同時に投入することをいう。一方、「後半投入」とは、充填剤およびアルミニウム有機化合物を投入した後電力が第一ピークを迎えた後に塩基性加硫促進剤を投入することをいう。混練工程においてゴム成分と充填剤を投入後、通常、電力−時間曲線は二度のピークをもつが、第一ピークとはこの二度のピークのうちの１回目のピークをいう。

（混練工程の前半段階の第二段階）
次いで、上記で得た混練物に、表１に示す配合処方に従い、各薬品を添加し、（株）神戸製鋼製１．７Ｌバンバリーを用いて、４分間混練りし、排出温度を１５０℃として、混練物を得た。

（混練工程の後半段階）
次いで、上記で得た混練物に、表１に示す配合に従い、各薬品を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。

（加硫工程）
得られた未加硫ゴム組成物を、１７０℃で２０分間加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

＜評価＞
（ウェットグリップ指数）
各加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪み０．１％、周波数１０Ｈｚの条件下で、０℃における加硫ゴムシートの損失正接（低温ｔａｎδ）を測定し、基準比較例のウェットグリップ指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のｔａｎδをそれぞれ指数表示した。低温ｔａｎδの値が高いほど、またウェットグリップ指数が大きいほど、ウェットグリップ性能が高く、走行上の安全性が高い。

（ウェットグリップ指数）＝（各配合のｔａｎδ）÷（基準比較例のｔａｎδ）×１００

（低燃費性指数）
各加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪み１％、周波数１０Ｈｚの条件下で、７０℃における加硫ゴムシートの損失正接（高温ｔａｎδ）を測定し、基準比較例の低燃費性指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のｔａｎδをそれぞれ指数表示した。高温ｔａｎδの値が低いほど、また低燃費性指数が大きいほど、低燃費性に優れる。

（低燃費性指数）＝（基準比較例のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００

（耐摩耗性指数）
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％の条件で加硫ゴム組成物の摩耗量を測定した。基準比較例の耐摩耗性指数を１００として、以下の計算式により、各配合の摩耗量を指数表示した。摩耗量が少ないほど、また耐摩耗性指数が大きいほど、耐摩耗性が優れている。

（耐摩耗性指数）＝（基準比較例の摩耗量）／（各配合の摩耗量）×１００

（結果）
結果を、表１に示す。

Claims (8)

1. スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、シリカを含む充填剤、シランカップリング剤、およびアルミニウム有機化合物を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物の製造方法であって、
   混練工程が、加硫剤を含まない原料薬品を混練する前半段階と、前半段階で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、
   該前半段階が、該ゴム成分、該充填剤、該シランカップリング剤、該アルミニウム有機化合物を含む原料薬品に加え、塩基性加硫促進剤を加えて混練する段階である、ゴム組成物の製造方法。
2. 前記前半段階が、第一段階と最終段階とを含む少なくとも二つの段階から構成され、
   第一段階が、ゴム成分、シリカの全部または一部、およびシランカップリング剤の全部または一部を含む原料薬品を混練りする段階であり、
   最終段階が、第一段階から直前の段階を経て得た混練物に、シリカおよびシランカップリング剤の少なくともいずれかの残部を含む原料薬品を配合し、混練りする段階であり、
   塩基性加硫促進剤が、第一段階から最終段階の少なくともいずれかの段階で配合される、請求項１記載のゴム組成物の製造方法。
3. 前記前半段階が、第一段階と最終段階とからなるものである、請求項２記載のゴム組成物の製造方法。
4. 塩基性加硫促進剤が、グアニジン系加硫促進剤、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤、アルデヒド・アミン系加硫促進剤、およびチオウレア系促進剤からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。
5. 充填剤が、さらにカーボンブラックを含むものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。
6. ゴム成分１００質量部に対し、シリカの配合量が５０〜１５０質量部、カーボンブラックの配合量が５〜５０質量部、アルミニウム有機化合物の配合量が５〜４５質量部であって、シリカ１００質量部に対し、シランカップリング剤の配合量が１〜２０質量部である、請求項５記載のゴム組成物の製造方法。
7. アルミニウム有機化合物が、式（１）：
   Ａｌ（ＯＲ^a）（ＯＲ^b）（ＯＲ^c）₃ （１）
   （式中、Ｒ^a、Ｒ^bおよびＲ^cは、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基を表す。）
   で示されるアルミニウムアルコレートである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法によりゴム組成物を準備する工程、
   該ゴム組成物をタイヤトレッドの形状に押し出し加工する工程、
   該タイヤトレッドを他のタイヤ部材とともにタイヤ成形機上で成形して、未加硫タイヤを形成する工程、
   該未加硫タイヤを加硫する工程、
   を含んでなる、タイヤの製造方法。