JP2019048918A - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ビニル構造の割合が高いＳＢＲを用いたゴム組成物であって、シリカ分散性及びウェットグリップ性能に優れるゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤの提供。【解決手段】ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムと、シリカと、式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物とを含有し、ジエン系ゴム中、ブタジエンゴムの含有量が１０〜５０質量％、溶液重合スチレンブタジエンゴムが５０〜９０質量％、シリカが６０〜２００質量部、有機ケイ素化合物がブタジエンゴムに対して１０．０〜１５０．０質量％であるゴム組成物。【選択図】図１
Description
本発明は、ゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。
近年、車両走行時の低燃費性の面から、タイヤの発熱性（ヒステリシスロス）を低減することが求められている。これに対し、タイヤのトレッド部を構成するゴム成分に、シリカを配合して、タイヤの発熱性を低減する方法が知られている。
しかし、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、発熱性を低減する効果が十分に得られないという問題があった。
しかし、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、発熱性を低減する効果が十分に得られないという問題があった。
このようななか、例えば、特許文献１には、シリカ等のフィラーを含有するゴム組成物の配合剤として好適に用いられる有機ケイ素化合物、及び、上記有機ケイ素化合物を配合したゴム組成物が開示されている。上記特許文献１によれば、上記有機ケイ素化合物を配合したゴム組成物はヒステリシスロスが低く、低燃費タイヤを実現し得る旨が記載されている。
昨今、環境問題及び資源問題などから、タイヤの発熱性のさらなる低減が求められ、それに伴い、シリカを含有するタイヤ用ゴム組成物にはシリカの分散性（シリカ分散性）のさらなる向上が求められている。また、近年、自動車の安全に対する要求が高まるなか、タイヤのウェットグリップ性能のさらなる向上が望まれている。
ところで、本発明者の検討から、ブタジエンゴム（ＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とシリカとを含有するゴム組成物において、シリカがＢＲの相（ＢＲ相）よりもＳＢＲの相（ＳＢＲ相）に分配されやすく、このようなシリカの分配の偏りがシリカ分散性の低下の１つの要因となっていることが分かっている。
さらに、ＳＢＲのビニル構造の割合が高い場合、ＢＲとの相溶性が高いためにビニル構造の割合が低い場合と比べてタイヤにしたときのウェットグリップ性能（以下、単に「ウェットグリップ性能」とも言う）が低くなってしまう。ビニル構造の割合が高いＳＢＲは加工性に優れる等の有利な特性を有するため、このようなＳＢＲを用いたゴム組成物においても、シリカの分散性をさらに向上させ、ウェットグリップ性能を向上させることが望ましい。
さらに、ＳＢＲのビニル構造の割合が高い場合、ＢＲとの相溶性が高いためにビニル構造の割合が低い場合と比べてタイヤにしたときのウェットグリップ性能（以下、単に「ウェットグリップ性能」とも言う）が低くなってしまう。ビニル構造の割合が高いＳＢＲは加工性に優れる等の有利な特性を有するため、このようなＳＢＲを用いたゴム組成物においても、シリカの分散性をさらに向上させ、ウェットグリップ性能を向上させることが望ましい。
このようななか、本発明者が、ＢＲと、ビニル構造の割合が高いＳＢＲと、シリカと、特許文献１に記載の有機ケイ素化合物とを配合したところ、そのシリカ分散性は昨今要求されているレベルを必ずしも満たすものではないことが明らかになった。また、ウェットグリップ性能も昨今要求されているレベルを必ずしも満たすものではないことが明らかになった。
そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、ビニル構造の割合が高いＳＢＲを用いたゴム組成物であって、シリカ分散性及びウェットグリップ性能に優れるゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、ＢＲ、ビニル構造の割合が高いＳＢＲ、シリカ及び特定の有機ケイ素化合物を特定の量比で配合することで上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
（１） ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムと、シリカと、後述する式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物とを含有し、
上記溶液重合スチレンブタジエンゴムが、ビニル構造の割合が４０モル％超であり、
上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量が１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量が５０〜９０質量％であり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部であり、
上記有機ケイ素化合物の含有量が、上記ブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である、ゴム組成物。
（２） 上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１８０〜２８０ｍ２／ｇである、上記（１）に記載のゴム組成物。
（３） 上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
上記溶液重合スチレンブタジエンゴムが、ビニル構造の割合が４０モル％超であり、
上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量が１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量が５０〜９０質量％であり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部であり、
上記有機ケイ素化合物の含有量が、上記ブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である、ゴム組成物。
（２） 上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１８０〜２８０ｍ２／ｇである、上記（１）に記載のゴム組成物。
（３） 上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
以下に示すように、本発明によれば、ビニル構造の割合が高いＳＢＲを用いたゴム組成物であって、シリカ分散性及びウェットグリップ性能に優れるゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することができる。
以下に、本発明のゴム組成物及び上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明のゴム組成物に含有される各成分は、１種を単独でも用いても、２種以上を併用してもよい。ここで、各成分について２種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明のゴム組成物に含有される各成分は、１種を単独でも用いても、２種以上を併用してもよい。ここで、各成分について２種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
［１］ゴム組成物
本発明のゴム組成物（以下、「本発明の組成物」とも言う）は、ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムと、シリカと、後述する式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物とを含有する。
ここで、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超である。
また、上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量は５０〜９０質量％である。
また、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部である。
また、上記有機ケイ素化合物の含有量は、上記ブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である。
本発明のゴム組成物（以下、「本発明の組成物」とも言う）は、ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムと、シリカと、後述する式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物とを含有する。
ここで、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超である。
また、上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量は５０〜９０質量％である。
また、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部である。
また、上記有機ケイ素化合物の含有量は、上記ブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である。
本発明の組成物はこのような構成をとるため、上述した効果が得られるものと考えらえる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
上述のとおり、本発明者の検討から、ブタジエンゴム（ＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とシリカとを含有するゴム組成物において、シリカがＢＲの相（ＢＲ相）よりもＳＢＲの相（ＳＢＲ相）に分配されやすく、このようなシリカの分配の偏りがシリカ分散性の低下の１つの要因となっていることが分かっている。さらに、ＳＢＲのビニル構造の割合が高い場合、ＢＲとの相溶性が高いために初期のシリカの分散性は比較的高いものの、シリカの再凝集が生じて、結果的には、シリカの分散性が低いレベルになってしまうことが分かっている。
ここで、後述のとおり、本発明の組成物に含有される特定有機ケイ素化合物は、骨格部分はブタジエンゴムの構造を有し、側鎖部分はアルコキシシランの構造を有する。上記骨格部分はブタジエンゴムとの親和性が高く、側鎖部分はシリカとの親和性が高い。そのため、上記特定有機ケイ素化合物は、ブタジエンゴムとシリカとを結びつけるカップリング剤として機能し、シリカのＢＲ相への分配を高め、シリカの分散性を向上させるものと考えられる。
一方で、本発明者の検討から、上記特定有機ケイ素化合物によるカップリングの効果は、ブタジエンゴムとの量比によって大幅に変化し、臨界性が見られることが分かっている。
本発明の組成物はＢＲとＳＢＲとシリカと特定有機ケイ素化合物とを含有するとともに、上記特定有機ケイ素化合物の含有量がＢＲに対して特定の範囲であるため、極めて高いシリカ分散性を示すものと考えられる。
上述のとおり、本発明者の検討から、ブタジエンゴム（ＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とシリカとを含有するゴム組成物において、シリカがＢＲの相（ＢＲ相）よりもＳＢＲの相（ＳＢＲ相）に分配されやすく、このようなシリカの分配の偏りがシリカ分散性の低下の１つの要因となっていることが分かっている。さらに、ＳＢＲのビニル構造の割合が高い場合、ＢＲとの相溶性が高いために初期のシリカの分散性は比較的高いものの、シリカの再凝集が生じて、結果的には、シリカの分散性が低いレベルになってしまうことが分かっている。
ここで、後述のとおり、本発明の組成物に含有される特定有機ケイ素化合物は、骨格部分はブタジエンゴムの構造を有し、側鎖部分はアルコキシシランの構造を有する。上記骨格部分はブタジエンゴムとの親和性が高く、側鎖部分はシリカとの親和性が高い。そのため、上記特定有機ケイ素化合物は、ブタジエンゴムとシリカとを結びつけるカップリング剤として機能し、シリカのＢＲ相への分配を高め、シリカの分散性を向上させるものと考えられる。
一方で、本発明者の検討から、上記特定有機ケイ素化合物によるカップリングの効果は、ブタジエンゴムとの量比によって大幅に変化し、臨界性が見られることが分かっている。
本発明の組成物はＢＲとＳＢＲとシリカと特定有機ケイ素化合物とを含有するとともに、上記特定有機ケイ素化合物の含有量がＢＲに対して特定の範囲であるため、極めて高いシリカ分散性を示すものと考えられる。
以下、本発明の組成物に含有される各成分について説明する。
［ジエン系ゴム］
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは、ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む。
ここで、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超である。
また、上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量は５０〜９０質量％である。
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは、ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む。
ここで、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超である。
また、上記ジエン系ゴム中、上記ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％であり、上記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量は５０〜９０質量％である。
〔ブタジエンゴム〕
上述のとおり、ジエン系ゴムにはブタジエンゴム（以下、「ＢＲ」とも言う）が含まれる。
上述のとおり、ジエン系ゴムにはブタジエンゴム（以下、「ＢＲ」とも言う）が含まれる。
＜含有量＞
上述のとおり、ジエン系ゴム中、ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、１５〜４５質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。
上述のとおり、ジエン系ゴム中、ブタジエンゴムの含有量は１０〜５０質量％である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、１５〜４５質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。
〔溶液重合スチレンブタジエンゴム〕
上述のとおり、ジエン系ゴムには溶液重合スチレンブタジエンゴム（以下、「溶液重合ＳＢＲ」、又は、単に「ＳＢＲ」とも言う）が含まれる。
上記ＳＢＲは、スチレン（又はその誘導体）及びブタジエンを溶液重合により重合することで得られたスチレンブタジエンゴムであれば特に制限されず、スチレン（又はその誘導体）及びブタジエンに加えて、さらに、別のモノマー（例えば、イソプレン、アクリロニトリル）を重合したものであってもよい。
上述のとおり、ジエン系ゴムには溶液重合スチレンブタジエンゴム（以下、「溶液重合ＳＢＲ」、又は、単に「ＳＢＲ」とも言う）が含まれる。
上記ＳＢＲは、スチレン（又はその誘導体）及びブタジエンを溶液重合により重合することで得られたスチレンブタジエンゴムであれば特に制限されず、スチレン（又はその誘導体）及びブタジエンに加えて、さらに、別のモノマー（例えば、イソプレン、アクリロニトリル）を重合したものであってもよい。
＜スチレン単位含有量＞
上述のとおり、上記ＳＢＲは、スチレン単位含有量が４０質量％以下である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５〜４０質量％であることが好ましい。
なお、スチレン単位含有量とは、ＳＢＲに対する、スチレン単位（スチレン（又はその誘導体）に由来する繰り返し単位）の含有量を意図する。
上述のとおり、上記ＳＢＲは、スチレン単位含有量が４０質量％以下である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５〜４０質量％であることが好ましい。
なお、スチレン単位含有量とは、ＳＢＲに対する、スチレン単位（スチレン（又はその誘導体）に由来する繰り返し単位）の含有量を意図する。
＜ミクロ構造＞
（ビニル構造）
上述のとおり、上記ＳＢＲは、ビニル構造の割合が４０モル％超である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、４５モル％以上であることが好ましく、５０モル％以上であることがより好ましく、５５モル％以上であることがさらに好ましく、６０モル％以上であることが特に好ましい。上限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、８０モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
なお、ビニル構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、ビニル構造（例えば、ブタジエンが１，３−ブタジエンである場合は１，２−ビニル構造）を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
上述のとおり、上記ＳＢＲは、ビニル構造の割合が４０モル％超である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、４５モル％以上であることが好ましく、５０モル％以上であることがより好ましく、５５モル％以上であることがさらに好ましく、６０モル％以上であることが特に好ましい。上限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、８０モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
なお、ビニル構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、ビニル構造（例えば、ブタジエンが１，３−ブタジエンである場合は１，２−ビニル構造）を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
（１，４−トランス構造）
上記ＳＢＲにおいて、１，４−トランス構造の割合は特に制限されない。
なお、１，４−トランス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、１，４−トランス構造を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
上記ＳＢＲにおいて、１，４−トランス構造の割合は特に制限されない。
なお、１，４−トランス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、１，４−トランス構造を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
（１，４−シス構造）
上記ＳＢＲにおいて、１，４−シス構造の割合は特に制限されない。
なお、１，４−シス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、１，４−シス構造を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
上記ＳＢＲにおいて、１，４−シス構造の割合は特に制限されない。
なお、１，４−シス構造の割合とは、ブタジエンに由来する全繰り返し単位のうち、１，４−シス構造を有する繰り返し単位が占める割合（モル％）を言う。
＜好適な態様＞
上記ＳＢＲは、本発明の効果がより優れる理由から、末端が変性されたＳＢＲ（末端変性ＳＢＲ）であることが好ましく、末端にヒドロキシ基を有する末端変性ＳＢＲであることがより好ましい。
上記ＳＢＲは、本発明の効果がより優れる理由から、末端が変性されたＳＢＲ（末端変性ＳＢＲ）であることが好ましく、末端にヒドロキシ基を有する末端変性ＳＢＲであることがより好ましい。
＜含有量＞
上述のとおり、ジエン系ゴム中、上記ＳＢＲの含有量は５０〜９０質量％である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５５〜８５質量％であることが好ましく、６０〜８０質量％であることがより好ましい。
上述のとおり、ジエン系ゴム中、上記ＳＢＲの含有量は５０〜９０質量％である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５５〜８５質量％であることが好ましく、６０〜８０質量％であることがより好ましい。
〔ＢＲとＳＢＲの合計の含有量〕
ジエン系ゴム中、ＢＲとＳＢＲの合計の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、５０〜１００質量％であることが好ましく、７０〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
ジエン系ゴム中、ＢＲとＳＢＲの合計の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、５０〜１００質量％であることが好ましく、７０〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
〔その他のジエン系ゴム〕
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは、上述したＢＲ及びＳＢＲいずれにも該当しないジエン系ゴム（その他のジエン系ゴム）をさらに含有していてもよい。そのようなジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、上述した溶液重合スチレンブタジエンゴム以外の溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。
ジエン系ゴム中のその他のジエン系ゴムの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、０〜３０質量％であることが好ましい。
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは、上述したＢＲ及びＳＢＲいずれにも該当しないジエン系ゴム（その他のジエン系ゴム）をさらに含有していてもよい。そのようなジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、上述した溶液重合スチレンブタジエンゴム以外の溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。
ジエン系ゴム中のその他のジエン系ゴムの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、０〜３０質量％であることが好ましい。
〔分子量〕
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）は、本発明の効果がより優れる理由から、１００，０００〜１０，０００，０００であることが好ましく、３００，０００〜３，０００，０００であることがより好ましい。
また、本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムの数平均分子量（Ｍｎ）は、５０，０００以上である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５，０００，０００以下であることが好ましく、１５０，０００〜１，５００，０００であることがより好ましい。
なお、ジエン系ゴムに含まれる少なくとも１種のジエン系ゴムのＭｗ及び／又はＭｎが上記範囲に含まれることが好ましく、ジエン系ゴムに含まれるすべてのジエン系ゴムのＭｗ及び／又はＭｎが上記範囲に含まれることがより好ましい。
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）は、本発明の効果がより優れる理由から、１００，０００〜１０，０００，０００であることが好ましく、３００，０００〜３，０００，０００であることがより好ましい。
また、本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムの数平均分子量（Ｍｎ）は、５０，０００以上である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５，０００，０００以下であることが好ましく、１５０，０００〜１，５００，０００であることがより好ましい。
なお、ジエン系ゴムに含まれる少なくとも１種のジエン系ゴムのＭｗ及び／又はＭｎが上記範囲に含まれることが好ましく、ジエン系ゴムに含まれるすべてのジエン系ゴムのＭｗ及び／又はＭｎが上記範囲に含まれることがより好ましい。
上記Ｍｗ及びＭｎは、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により得られる標準ポリスチレン換算値とする。
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
［シリカ］
本発明の組成物に含有されるシリカは特に制限されず、従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカとしては、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。上記シリカは、１種のシリカを単独で用いても、２種以上のシリカを併用してもよい。
本発明の組成物に含有されるシリカは特に制限されず、従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカとしては、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。上記シリカは、１種のシリカを単独で用いても、２種以上のシリカを併用してもよい。
上記シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積（以下、「ＣＴＡＢ吸着比表面積」を単に「ＣＴＡＢ」とも言う）は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、１００〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１５０〜２９０ｍ２／ｇであることがより好ましく、１８０〜２８０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。
ここで、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、シリカ表面へのＣＴＡＢ吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−３：２００１「第３部：比表面積の求め方−ＣＴＡＢ吸着法」にしたがって測定した値である。
ここで、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、シリカ表面へのＣＴＡＢ吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−３：２００１「第３部：比表面積の求め方−ＣＴＡＢ吸着法」にしたがって測定した値である。
本発明の組成物において、シリカの含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、７０〜１３０質量部であることが好ましく、８０〜１１０質量部であることがより好ましい。
［特定有機ケイ素化合物］
本発明の組成物に含有される特定有機ケイ素化合物は、下記式（Ｉ）で表される。
上述のとおり、特定有機ケイ素化合物は、ブタジエンとシリカとを結びつけるカップリング剤として機能し、シリカのブタジエンゴム相への分配を高め、シリカの分散性を向上させるものと考えられる。
本発明の組成物に含有される特定有機ケイ素化合物は、下記式（Ｉ）で表される。
上述のとおり、特定有機ケイ素化合物は、ブタジエンとシリカとを結びつけるカップリング剤として機能し、シリカのブタジエンゴム相への分配を高め、シリカの分散性を向上させるものと考えられる。
Ｒ１が複数存在する場合、複数存在するＲ１は同一であっても異なっていてもよい。Ｒ２が複数存在する場合、複数存在するＲ２は同一であっても異なっていてもよい。
上記炭素数１〜１０のアルキル基としては、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
上記炭素数６〜１０のアリール基の具体例としては、フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
上記炭素数６〜１０のアリール基の具体例としては、フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
上述のとおり、式（Ｉ）中、ｅは０より大きい数（好ましくは、０より大きい整数）を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、１０以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、１００以下であることが好ましく、５０以下であることがより好ましく、４０以下であることがさらに好ましい。
上述のとおり、式（Ｉ）中、ｆは、０以上の数（好ましくは、０以上の整数）を表す。上限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、２０以下であることが好ましく、１０以下であることがより好ましく、５以下であることがさらに好ましく、１以下であることが特に好ましい。
上述のとおり、式（Ｉ）中、ｇは０より大きい数（好ましくは、０より大きい整数）を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、５以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましい。上限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、５０以下であることが好ましく、３０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましい。
式（Ｉ）中のｅ、ｆ及びｇは、本発明の効果がより優れる理由から、ｅ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．５０〜０．９０であることが好ましく、０．６０〜０．８５であることがより好ましく、０．７０〜０．８０であることがさらに好ましく、０．７２〜０．７５であることが特に好ましい。
式（Ｉ）中のｅ、ｆ及びｇは、本発明の効果がより優れる理由から、ｆ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．２８未満であることが好ましく、０．２０以下であることがより好ましく、０．１０以下であることがさらに好ましい。下限は特に制限されず、０である。
式（Ｉ）中のｅ、ｆ及びｇは、本発明の効果がより優れる理由から、ｇ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．１０〜０．５０であることが好ましく、０．１５〜０．４０であることがより好ましく、０．２０〜０．３０であることがさらに好ましく、０．２５〜０．２８であることが特に好ましい。
式（Ｉ）中のｆ及びｇは、本発明の効果がより優れる理由から、ｇ／（ｆ＋ｇ）が０．３０以上であることが好ましく、０．７０以上であることがより好ましい。上限は特に制限されず、１である。
式（Ｉ）中のｅ、ｆ及びｇは、本発明の効果がより優れる理由から、（ｆ＋ｇ）／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．０５〜０．５０であることが好ましく、０．１０〜０．４０であることがより好ましく、０．２０〜０．３０であることがさらに好ましく、０．２０超０．３０未満であることが好ましく、０．２５〜０．２８であることが特に好ましい。
特定有機ケイ素化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０，０００未満である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、２５，０００以下であることが好ましく、１０，０００以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、１，０００以上であることが好ましい。
上記Ｍｎは、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により得られる標準ポリスチレン換算値とする。
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
〔特定有機ケイ素化合物の製造方法〕
特定有機ケイ素化合物の製造方法は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、下記スキームに示されるように、式（ＩＩ）で表されるポリブタジエンと式（ＩＩＩ）で表される有機ケイ素化合物とを白金化合物含有触媒の存在下、好ましくは白金化合物含有触媒および助触媒の存在下でヒドロシリル化することで製造する方法が好ましい。
特定有機ケイ素化合物の製造方法は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、下記スキームに示されるように、式（ＩＩ）で表されるポリブタジエンと式（ＩＩＩ）で表される有機ケイ素化合物とを白金化合物含有触媒の存在下、好ましくは白金化合物含有触媒および助触媒の存在下でヒドロシリル化することで製造する方法が好ましい。
上記式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中、Ｒ１、Ｒ２、ｆ、ｅ、ｇ及びｍの定義、具体例及び好適な態様は、それぞれ上述した式（Ｉ）中のＲ１、Ｒ２、ｆ、ｅ、ｇ及びｍと同じである。
式（ＩＩ）中のｅ及びｆ＋ｇは、本発明の効果がより優れる理由から、ｅ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．５０〜０．９０であることが好ましく、０．６０〜０．８５であることがより好ましく、０．７０〜０．８０であることがさらに好ましく、０．７２〜０．７５であることが特に好ましい。
式（ＩＩ）中のｅ及びｆ＋ｇは、本発明の効果がより優れる理由から、（ｆ＋ｇ）／（ｅ＋ｆ＋ｇ）が０．０５〜０．５０であることが好ましく、０．１０〜０．４０であることがより好ましく、０．２０〜０．３０であることがさらに好ましく、０．２０超０．３０未満であることが特に好ましく、０．２５〜０．２８であることが最も好ましい。
式（ＩＩ）で表されるポリブタジエンの数平均分子量（Ｍｎ）は、本発明の効果がより優れる理由から、２５，０００以下であることが好ましく、１０，０００以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、１，０００以上であることが好ましい。
上記Ｍｎは、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により得られる標準ポリスチレン換算値とする。
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
・溶媒：テトラヒドロフラン
・検出器：ＲＩ検出器
式（ＩＩ）で表されるポリブタジエンは、市販品として入手することもでき、例えば、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ Ｂ−１０００、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ Ｂ−２０００、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ Ｂ−３０００（以上、日本曹達（株）製）、Ｒｉｃｏｎ１３０、Ｒｉｃｏｎ１３１、Ｒｉｃｏｎ１３４、Ｒｉｃｏｎ１４２、Ｒｉｃｏｎ１５０、Ｒｉｃｏｎ１５２、Ｒｉｃｏｎ１５３、Ｒｉｃｏｎ１５４、Ｒｉｃｏｎ１５６、Ｒｉｃｏｎ１５７（以上、ＣＲＡＹ ＶＡＬＬＥＹ社製）、ＬＢＲ−３０２、ＬＢＲ−３０７、ＬＢＲ−３０５、ＬＢＲ−３００、ＬＢＲ−３５２、ＬＢＲ−３６１（以上、（株）クラレ製）が上市されている。
一方、式（ＩＩＩ）で表される有機ケイ素化合物としては、トリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン等が挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、トリエトキシシランが好ましい。
上記ヒドロシリル化反応に用いられる白金化合物含有触媒としては、特に限定されるものではなく、その具体例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液、テトラキストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビスアセトニトリル白金、ジクロロビスベンゾニトリル白金、ジクロロシクロオクタジエン白金等や、白金−炭素、白金−アルミナ、白金−シリカ等の担持触媒などが挙げられる。
ヒドロシリル化の際の選択性の面から、０価の白金錯体が好ましく、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液がより好ましい。
白金化合物含有触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性や、生産性等の点から、式（ＩＩＩ）で示される有機ケイ素化合物１ｍｏｌに対し、含有される白金原子が１×１０−７〜１×１０−２ｍｏｌとなる量が好ましく、１×１０−７〜１×１０−３ｍｏｌとなる量がより好ましい。
ヒドロシリル化の際の選択性の面から、０価の白金錯体が好ましく、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液がより好ましい。
白金化合物含有触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性や、生産性等の点から、式（ＩＩＩ）で示される有機ケイ素化合物１ｍｏｌに対し、含有される白金原子が１×１０−７〜１×１０−２ｍｏｌとなる量が好ましく、１×１０−７〜１×１０−３ｍｏｌとなる量がより好ましい。
上記反応における助触媒としては、無機酸のアンモニム塩、酸アミド化合物及びカルボン酸から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。
無機酸のアンモニウム塩の具体例としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素一アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ジ亜リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられるが、なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、ｐＫａが２以上の無機酸のアンモニウム塩が好ましく、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムがより好ましい。
無機酸のアンモニウム塩の具体例としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アミド硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素一アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ジ亜リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられるが、なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、ｐＫａが２以上の無機酸のアンモニウム塩が好ましく、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムがより好ましい。
酸アミド化合物の具体例としては、ホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、アクリルアミド、マロンアミド、スクシンアミド、マレアミド、フマルアミド、ベンズアミド、フタルアミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。
カルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、メトキシ酢酸、ペンタン酸、カプロン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、乳酸、グリコール酸等が挙げられ、これらの中でも、ギ酸、酢酸、乳酸が好ましく、酢酸がより好ましい。
助触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性、選択性、コスト等の観点から式（ＩＩＩ）で示される有機ケイ素化合物１ｍｏｌに対して１×１０−５〜１×１０−１ｍｏｌが好ましく、１×１０−４〜５×１０−１ｍｏｌがより好ましい。
なお、上記反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。
使用可能な溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒；ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒などが挙げられ、これらの溶媒は、１種を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
使用可能な溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒；ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒などが挙げられ、これらの溶媒は、１種を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
上記ヒドロシリル化反応における反応温度は特に限定されるものではなく、本発明の効果がより優れる理由から、０〜２００℃が好ましい。
適度な反応速度を得るためには加熱下で反応させることが好ましく、このような観点から、反応温度は４０〜１１０℃がより好ましく、４０〜９０℃がより一層好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、通常、１〜６０時間程度であるが、本発明の効果がより優れる理由から、１〜３０時間が好ましく、１〜２０時間がより好ましい。
適度な反応速度を得るためには加熱下で反応させることが好ましく、このような観点から、反応温度は４０〜１１０℃がより好ましく、４０〜９０℃がより一層好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、通常、１〜６０時間程度であるが、本発明の効果がより優れる理由から、１〜３０時間が好ましく、１〜２０時間がより好ましい。
〔含有量〕
本発明の組成物において、特定有機ケイ素化合物の含有量は、上述したブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である。以下、ブタジエンゴムの含有量に対する特定有機ケイ素化合物の含有量を「特定Ｓｉ／ＢＲ」とも言う。
特定Ｓｉ／ＢＲは、本発明の効果がより優れる理由から、１５．０〜１４０．０質量％であることが好ましく、４０．０〜１３５．０質量％であることがより好ましい。
本発明の組成物において、特定有機ケイ素化合物の含有量は、上述したブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である。以下、ブタジエンゴムの含有量に対する特定有機ケイ素化合物の含有量を「特定Ｓｉ／ＢＲ」とも言う。
特定Ｓｉ／ＢＲは、本発明の効果がより優れる理由から、１５．０〜１４０．０質量％であることが好ましく、４０．０〜１３５．０質量％であることがより好ましい。
本発明の組成物において、特定有機ケイ素化合物の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、上述したシリカの含有量に対して、１．０〜２０．０質量％であることが好ましく、２．０〜１５．０質量％であることがより好ましく、５．０〜１０．０質量％であることがさらに好ましい。
本発明の組成物において、特定有機ケイ素化合物の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、１〜２０質量部であることが好ましい。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、１０質量部以上であることが好ましい。
［任意成分］
本発明の組成物は、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲で上述した成分以外の成分（任意成分）を含有することができる。
そのような成分としては、例えば、シリカ以外の充填剤（例えば、カーボンブラック）、シランカップリング剤、テルペン樹脂（好ましくは、芳香族変性テルペン樹脂）、熱膨張性マイクロカプセル、酸化亜鉛（亜鉛華）、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加工助剤、プロセスオイル、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、加硫剤（例えば、硫黄）、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤などが挙げられる。
本発明の組成物は、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲で上述した成分以外の成分（任意成分）を含有することができる。
そのような成分としては、例えば、シリカ以外の充填剤（例えば、カーボンブラック）、シランカップリング剤、テルペン樹脂（好ましくは、芳香族変性テルペン樹脂）、熱膨張性マイクロカプセル、酸化亜鉛（亜鉛華）、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加工助剤、プロセスオイル、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、加硫剤（例えば、硫黄）、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤などが挙げられる。
〔カーボンブラック〕
本発明の組成物は、本発明の効果がより優れる理由から、カーボンブラックを含有するのが好ましい。上記カーボンブラックは、１種のカーボンブラックを単独で用いても、２種以上のカーボンブラックを併用してもよい。
上記カーボンブラックは特に限定されず、例えば、ＳＡＦ−ＨＳ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＩＩＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＬＳ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ等の各種グレードのものを使用することができる。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、５０〜２００ｍ２／ｇであることが好ましく、７０〜１５０ｍ２／ｇであることがより好ましい。
ここで、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、カーボンブラック表面への窒素吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−２：２００１「第２部：比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
本発明の組成物は、本発明の効果がより優れる理由から、カーボンブラックを含有するのが好ましい。上記カーボンブラックは、１種のカーボンブラックを単独で用いても、２種以上のカーボンブラックを併用してもよい。
上記カーボンブラックは特に限定されず、例えば、ＳＡＦ−ＨＳ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＩＩＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＬＳ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ等の各種グレードのものを使用することができる。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、５０〜２００ｍ２／ｇであることが好ましく、７０〜１５０ｍ２／ｇであることがより好ましい。
ここで、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、カーボンブラック表面への窒素吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−２：２００１「第２部：比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
本発明の組成物において、カーボンブラックの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、１〜１００質量部であることが好ましく、２〜１０質量部であることがより好ましい。
〔シランカップリング剤〕
本発明の組成物は、本発明の効果がより優れる理由から、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。シランカップリング剤は、加水分解性基および有機官能基を有するシラン化合物であれば特に制限されない。
上記加水分解性基は特に制限されないが、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、アルコキシ基であることが好ましい。加水分解性基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素数は、本発明の効果がより優れる理由から、１〜１６であることが好ましく、１〜４であることがより好ましい。炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
本発明の組成物は、本発明の効果がより優れる理由から、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。シランカップリング剤は、加水分解性基および有機官能基を有するシラン化合物であれば特に制限されない。
上記加水分解性基は特に制限されないが、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、アルコキシ基であることが好ましい。加水分解性基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素数は、本発明の効果がより優れる理由から、１〜１６であることが好ましく、１〜４であることがより好ましい。炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
上記有機官能基は特に制限されないが、有機化合物と化学結合を形成し得る基であることが好ましく、例えば、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、スルフィド基、メルカプト基、ブロックメルカプト基（保護メルカプト基）（例えば、オクタノイルチオ基）などが挙げられ、なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、スルフィド基（特に、ジスルフィド基、テトラスルフィド基）、メルカプト基、ブロックメルカプト基が好ましい。
シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記シランカップリング剤は、本発明の効果がより優れる理由から、硫黄含有シランカップリング剤であることが好ましい。
上記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（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−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピ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、トリメトキシシリルプロピル−メルカプトベンゾチアゾールテトラスルフィド、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、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらのうち１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記シランカップリング剤は、本発明の効果がより優れる理由から、下記式（Ｓ）で表される化合物が好ましい。
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３−Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１ 式（Ｓ）
式（Ｓ）中、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは１〜５の整数（好ましくは、２〜４の整数）を表し、ｋは１〜１５の整数（好ましくは、５〜１０の整数）を表す。
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３−Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１ 式（Ｓ）
式（Ｓ）中、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは１〜５の整数（好ましくは、２〜４の整数）を表し、ｋは１〜１５の整数（好ましくは、５〜１０の整数）を表す。
本発明の組成物において、シランカップリング剤の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、上述したシリカの含有量に対して２〜２０質量％であることが好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。
［２］空気入りタイヤ
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造された空気入りタイヤである。なかでも、本発明の組成物をタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤであることが好ましい。
図１に、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を表す空気入りタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明の空気入りタイヤは図１に示す態様に限定されるものではない。
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造された空気入りタイヤである。なかでも、本発明の組成物をタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤであることが好ましい。
図１に、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を表す空気入りタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明の空気入りタイヤは図１に示す態様に限定されるものではない。
図１において、符号１はビード部を表し、符号２はサイドウォール部を表し、符号３はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部１間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架されており、このカーカス層４の端部はビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。
また、ビード部１においては、リムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
なお、タイヤトレッド部３は上述した本発明の組成物により形成されている。
また、左右一対のビード部１間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架されており、このカーカス層４の端部はビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。
また、ビード部１においては、リムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
なお、タイヤトレッド部３は上述した本発明の組成物により形成されている。
本発明の空気入りタイヤは、例えば、従来公知の方法に従って製造することができる。また、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。
以下、実施例により、本発明について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。
〔特定有機ケイ素化合物の製造〕
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた１Ｌセパラブルフラスコに、Ｒｉｃｏｎ１３０（Ｃｒａｙ Ｖａｌｌｙ社製、数平均分子量：２，５００、上述した式（ＩＩ）で表されるポリブタジエン、式（ＩＩ）中、（ｆ＋ｇ）／（ｅ＋ｆ＋ｇ）＝０．２８）１００ｇ、トルエン２００ｇ、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液（白金原子として０．５２×１０−４モル）、および酢酸０．３１ｇ（０．５２×１０−２モル）を納めた。この中に、トリエトキシシラン８５ｇ（０．５２モル）を内温７５〜８５℃で２時間かけて滴下した後、８０℃で１時間撹拌した。
撹拌終了後、減圧濃縮および濾過し、特定有機ケイ素化合物（式（Ｉ）中、ｅ＝３３、ｆ＝０、ｇ＝１３、粘度：２，０００ｍＰａ・ｓ、数平均分子量：４，６００）を得た。
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた１Ｌセパラブルフラスコに、Ｒｉｃｏｎ１３０（Ｃｒａｙ Ｖａｌｌｙ社製、数平均分子量：２，５００、上述した式（ＩＩ）で表されるポリブタジエン、式（ＩＩ）中、（ｆ＋ｇ）／（ｅ＋ｆ＋ｇ）＝０．２８）１００ｇ、トルエン２００ｇ、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液（白金原子として０．５２×１０−４モル）、および酢酸０．３１ｇ（０．５２×１０−２モル）を納めた。この中に、トリエトキシシラン８５ｇ（０．５２モル）を内温７５〜８５℃で２時間かけて滴下した後、８０℃で１時間撹拌した。
撹拌終了後、減圧濃縮および濾過し、特定有機ケイ素化合物（式（Ｉ）中、ｅ＝３３、ｆ＝０、ｇ＝１３、粘度：２，０００ｍＰａ・ｓ、数平均分子量：４，６００）を得た。
〔ゴム組成物の調製〕
下記表１に示される成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで混練りし、所定時間の経過後、ミキサーから放出して室温冷却させた。これを１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに投入し硫黄及び加硫促進剤を加えて混合することにより、ゴム組成物を調製した。
下記表１に示される成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで混練りし、所定時間の経過後、ミキサーから放出して室温冷却させた。これを１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに投入し硫黄及び加硫促進剤を加えて混合することにより、ゴム組成物を調製した。
下記表１における各成分の値は質量部である。
なお、ジエン系ゴムが油展品である場合、下記表１のジエン系ゴムの質量部は油展オイルを除いた正味のゴムの量（質量部）を表す。
なお、ジエン系ゴムが油展品である場合、下記表１のジエン系ゴムの質量部は油展オイルを除いた正味のゴムの量（質量部）を表す。
〔評価〕
得られたゴム組成物について下記のとおり評価を行った。
得られたゴム組成物について下記のとおり評価を行った。
＜未加硫ペイン効果＞
得られたゴム組成物（未加硫）について、歪せん断応力測定機（ＲＰＡ２０００、α−テクノロジー社製）により、歪０．２８％の歪せん断弾性率Ｇ′と歪３０．０％の歪せん断弾性率Ｇ′とを測定し、その差Ｇ′０．２８（ＭＰａ）−Ｇ′３０．０（ＭＰａ）を未加硫ペイン効果として算出した。
結果を表１に示す。結果は比較例１を１００とする指数で表した。指数が小さいほどシリカ分散性に優れることを意味する。
得られたゴム組成物（未加硫）について、歪せん断応力測定機（ＲＰＡ２０００、α−テクノロジー社製）により、歪０．２８％の歪せん断弾性率Ｇ′と歪３０．０％の歪せん断弾性率Ｇ′とを測定し、その差Ｇ′０．２８（ＭＰａ）−Ｇ′３０．０（ＭＰａ）を未加硫ペイン効果として算出した。
結果を表１に示す。結果は比較例１を１００とする指数で表した。指数が小さいほどシリカ分散性に優れることを意味する。
＜ｔａｎδ（０℃）＞
得られたゴム組成物（未加硫）を金型（１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍ）中で、１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に準じて、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度０℃の条件で、ｔａｎδ（０℃）を測定した。
結果を表１に示す。結果は比較例１を１００とする指数で表した。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを意味する。
得られたゴム組成物（未加硫）を金型（１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍ）中で、１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に準じて、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度０℃の条件で、ｔａｎδ（０℃）を測定した。
結果を表１に示す。結果は比較例１を１００とする指数で表した。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを意味する。
上記表１に示される各成分の詳細は以下のとおりである。なお、ＳＢＲ１〜３は、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超である溶液重合ＳＢＲである。一方、ＳＢＲ４は、スチレン単位含有量が４０質量％以下であるが、ビニル構造の割合が４０モル％以下である溶液重合ＳＢＲである。また、ＢＲ及びＳＢＲ１〜４の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０，０００以上である。
・ＢＲ：日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・ＳＢＲ１：旭化成社製ＴＵＦＤＥＮＥ Ｅ５８１（末端にヒドロキシ基を有する末端変性溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：４０質量％、ビニル構造の割合：４４モル％）
・ＳＢＲ２：ＪＳＲ社製ＨＰＲ８５０（溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：２７．０質量％、ビニル構造の割合：５８．８モル％）
・ＳＢＲ３：日本ゼオン社製ＮＳ６１６（末端にヒドロキシ基を有する末端変性溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：２０．９質量％、ビニル構造の割合：６３．３モル％）
・ＳＢＲ４：日本ゼオン社製ＮＳ６１２（溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：１６質量％、ビニル構造の割合：３１モル％）
・シリカ１：ローディア社製ＺＥＯＳＩＬ ２００ＭＰ、ＣＴＡＢ＝２００ｍ２／ｇ
・シリカ２：ローディア社製ＺＥＯＳＩＬ １１６５ＭＰ、ＣＴＡＢ＝１５５ｍ２／ｇ
・カーボンブラック：キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３９、窒素吸着比比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝９０ｍ２／ｇ）
・特定有機ケイ素化合物：上述のとおり製造された特定有機ケイ素化合物
・シランカップリング剤１：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製ＮＸＴ Ｓｉｌａｎｅ、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン、上述した式（Ｓ）で表される化合物
・シランカップリング剤２：エボニックデグッサ社製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
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・プロセスオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・硫黄：軽井沢精錬所社製油処理イオウ
・加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・加硫促進剤ＤＰＧ：Ｆｌｅｘｓｙｓ社製Ｐｅｒｋａｃｉｔ ＤＰＧ
・ＢＲ：日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・ＳＢＲ１：旭化成社製ＴＵＦＤＥＮＥ Ｅ５８１（末端にヒドロキシ基を有する末端変性溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：４０質量％、ビニル構造の割合：４４モル％）
・ＳＢＲ２：ＪＳＲ社製ＨＰＲ８５０（溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：２７．０質量％、ビニル構造の割合：５８．８モル％）
・ＳＢＲ３：日本ゼオン社製ＮＳ６１６（末端にヒドロキシ基を有する末端変性溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：２０．９質量％、ビニル構造の割合：６３．３モル％）
・ＳＢＲ４：日本ゼオン社製ＮＳ６１２（溶液重合ＳＢＲ、スチレン単位含有量：１６質量％、ビニル構造の割合：３１モル％）
・シリカ１：ローディア社製ＺＥＯＳＩＬ ２００ＭＰ、ＣＴＡＢ＝２００ｍ２／ｇ
・シリカ２：ローディア社製ＺＥＯＳＩＬ １１６５ＭＰ、ＣＴＡＢ＝１５５ｍ２／ｇ
・カーボンブラック：キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３９、窒素吸着比比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝９０ｍ２／ｇ）
・特定有機ケイ素化合物：上述のとおり製造された特定有機ケイ素化合物
・シランカップリング剤１：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製ＮＸＴ Ｓｉｌａｎｅ、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン、上述した式（Ｓ）で表される化合物
・シランカップリング剤２：エボニックデグッサ社製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
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・プロセスオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・硫黄：軽井沢精錬所社製油処理イオウ
・加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・加硫促進剤ＤＰＧ：Ｆｌｅｘｓｙｓ社製Ｐｅｒｋａｃｉｔ ＤＰＧ
表１中、「特定Ｓｉ／ＢＲ」は、上述した「特定Ｓｉ／ＢＲ」を表す。
表１から分かるように、特定有機ケイ素化合物を含有しない比較例２と比較して、特定有機ケイ素化合物を含有する実施例１〜１３は、優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性能を示した。
一方、特定有機ケイ素化合物を含有するが「特定Ｓｉ／ＢＲ」が１０．０質量％に満たない比較例６、特定有機ケイ素化合物を含有するがＳＢＲとして、ビニル構造の割合が４０モル％超である溶液重合ＳＢＲを含有しない（ＳＢＲとしてビニル構造の割合が４０モル以下である溶液重合ＳＢＲを含有する）比較例１、及び、ブタジエンゴムを含有しない比較例３は、シリカ分散性及びウェットグリップ性能が不十分であった。
ここで、実施例１と実施例９〜１３と比較例６との対比から分かるように、「特定Ｓｉ／ＢＲ」を１０．０質量％以上にすることでシリカ分散性及びウェットグリップ性能が大幅に向上した。すなわち、「特定Ｓｉ／ＢＲ」とシリカ分散性及びウェットグリップ性能との間に顕著な臨界性が見られた。
一方、特定有機ケイ素化合物を含有するが「特定Ｓｉ／ＢＲ」が１０．０質量％に満たない比較例６、特定有機ケイ素化合物を含有するがＳＢＲとして、ビニル構造の割合が４０モル％超である溶液重合ＳＢＲを含有しない（ＳＢＲとしてビニル構造の割合が４０モル以下である溶液重合ＳＢＲを含有する）比較例１、及び、ブタジエンゴムを含有しない比較例３は、シリカ分散性及びウェットグリップ性能が不十分であった。
ここで、実施例１と実施例９〜１３と比較例６との対比から分かるように、「特定Ｓｉ／ＢＲ」を１０．０質量％以上にすることでシリカ分散性及びウェットグリップ性能が大幅に向上した。すなわち、「特定Ｓｉ／ＢＲ」とシリカ分散性及びウェットグリップ性能との間に顕著な臨界性が見られた。
実施例１と９〜１３との対比（特定有機ケイ素化合物の含有量のみが異なる態様同士の対比）から、「特定Ｓｉ／ＢＲ」が１５．０質量％以上である実施例１及び１０〜１３は、より優れたシリカ分散性を示した。なかでも、「特定Ｓｉ／ＢＲ」が１３０．０質量％以下である実施例１及び１０〜１２は、より優れたウェットグリップ性能を示した。そのなかでも、「特定Ｓｉ／ＢＲ」が３０．０質量％以上である実施例１及び実施例１１〜１２は、さらに優れたシリカ分散性を示した。そのなかでも、「特定Ｓｉ／ＢＲ」が９０．０質量％以下である実施例１及び１１は、さらに優れたウェットグリップ性を示した。そのなかでも、「特定Ｓｉ／ＢＲ」が６０．０質量％以上である実施例１１は、さらに優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性を示した。
実施例１と２との対比（ＢＲ及びＳＢＲ１の含有量のみが異なる態様同士の対比）から、ジエン系ゴム中のブタジエンゴムの含有量が２０質量％以下である実施例１は、より優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性能を示した。
実施例１と３と４との対比（シリカの含有量のみが異なる態様同士の対比）から、シリカの含有量がジエン系ゴム１００質量部に対して１４０質量部以下である実施例１及び３は、より優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性能を示した。なかでも、シリカの含有量がジエン系ゴム１００質量部に対して１００質量部以下である実施例１は、さらに優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性能を示した。
実施例１と５と６との対比（ＳＢＲの種類のみが異なる態様同士の対比）から、ＳＢＲが末端変性ＳＢＲである実施例１及び６は、より優れたシリカ分散性を示した。なかでも、ＳＢＲのビニル構造の割合が５０モル％以上である実施例６は、より優れたウェットグリップ性能を示した。
実施例３と８との対比（シランカップリング剤の種類のみが異なる態様同士の対比）から、シランカップリング剤がテトラスルフィド基を有するシランカップリング剤である実施例８は、より優れたシリカ分散性及びウェットグリップ性を示した。
実施例４と７との対比（シリカの種類が異なる態様同士の対比）から、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１８０〜２８０ｍ２／ｇである実施例４は、より優れたシリカ分散性を示した。
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ タイヤトレッド部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ リムクッション
２ サイドウォール部
３ タイヤトレッド部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ リムクッション
Claims (3)
- ブタジエンゴム及び溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムと、シリカと、下記式（Ｉ）で表される有機ケイ素化合物とを含有し、
前記溶液重合スチレンブタジエンゴムが、スチレン単位含有量が４０質量％以下であり、ビニル構造の割合が４０モル％超であり、
前記ジエン系ゴム中、前記ブタジエンゴムの含有量が１０〜５０質量％であり、前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量が５０〜９０質量％であり、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、６０〜２００質量部であり、
前記有機ケイ素化合物の含有量が、前記ブタジエンゴムの含有量に対して、１０．０〜１５０．０質量％である、ゴム組成物。
- 前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１８０〜２８０ｍ２／ｇである、請求項１に記載のゴム組成物。
- 請求項１又は２に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006047070A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | シリカ凝集性の評価法及びゴム組成物 |
| JP2010168528A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-08-05 | Ube Ind Ltd | 共役ジエン重合体変性物及びその製造方法、その共役ジエン重合体変性物が含まれたゴム補強剤配合ゴム組成物及びその製造方法、並びにそのゴム補強剤配合ゴム組成物が含まれたタイヤ |
| JP2011122057A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物 |
| JP2012107141A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
| WO2016199910A1 (ja) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2017008252A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物およびそれを用いる空気入りタイヤ |
-
2017
- 2017-09-08 JP JP2017172673A patent/JP7006046B2/ja active Active
Patent Citations (6)
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| WO2016199910A1 (ja) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2017008252A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物およびそれを用いる空気入りタイヤ |
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