KR101686612B1 - 중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어 - Google Patents

중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어 Download PDF

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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 타이어로 하였을 때에 내마모성, 내커트성 및 저발열성에 뛰어난 중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 중하중 타이어용 고무 조성물은, 천연 고무를 60질량% 이상 포함하는 디엔계 고무와 실리카와 카본 블랙과 실란 커플링제를 함유하고, 상기 실란 커플링제가, 특정의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산이고, 상기 실리카의 함유량이, 상기 디엔계 고무 100질량부에 대하여 5 ~ 50질량부이고, 상기 카본 블랙의 함유량이, 상기 디엔계 고무 100질량부에 대하여 5 ~ 40질량부이고, 상기 실리카와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량이, 상기 디엔계 고무 100질량부에 대하여 30 ~ 70질량부이고, 상기 실란 커플링제의 함유량이, 상기 실리카의 함유량에 대하여 2 ~ 20질량%이다.

Description

중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE FOR HEAVY LOADS, AND PNEUMATIC TIRE}
본 발명은, 중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어에 관한 것이다.
트럭이나 버스 등의 중하중 차량의 타이어(중하중 타이어)에는, 내마모성, 내커트성, 저발열성 등의 특성이 요구된다. 이러한 가운데, 일반적으로, 중하중 타이어용 고무 조성물로서, 천연 고무를 주성분으로 한 고무 성분에 카본 블랙이나 실리카를 배합한 고무 조성물이 사용되고 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1에는, 천연 고무를 50중량% 이상 포함하는 디엔계 고무와 실리카와 특정의 카본 블랙과 실란 커플링제를 함유하는, 중하중용 공기입 타이어에 호적(好適)한 타이어 트레드용 고무 조성물이 개시되어 있다(청구항, 단락 [0031]). 그리고, 실시예에서는 상기 실란 커플링제로서 Si69(비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 에보닉 데구사사(Evonik Degussa)제)가 사용되고 있다. 특허 문헌 1에 의하면, 이와 같은 구성의 고무 조성물을 이용하는 것으로 타이어의 내마모성 및 저발열성을 양립시킬 수 있는 취지가 기재되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개2011-57967호
또한, 근년(近年), 중하중 차량의 안전성이나 연비 등의 향상을 위하여, 중하중 타이어에 관하여, 내마모성, 내커트성, 저발열성 등의 특성의 가일층의 향상이 요망되고 있다.
본 발명자가 특허 문헌 1을 참고로, 천연 고무를 50중량% 이상 포함하는 디엔계 고무와 실리카와 카본 블랙과 실란 커플링제를 함유하는 고무 조성물에 관하여 검토하였는데, 얻어지는 타이어는 내마모성에는 뛰어나지만, 내커트성 및 저발열성은, 차후 중하중 타이어에 보다 높은 레벨의 성능이 요구되었을 경우에 반드시 그 요구를 만족시키는 것은 아닌 것이 밝혀졌다.
그래서, 본 발명은, 상기 실정을 감안하여, 타이어로 하였을 때에 내마모성, 내커트성 및 저발열성에 뛰어난 중하중 타이어용 고무 조성물 및 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제에 관하여 예의(銳意) 검토한 결과, 실란 커플링제로서 특정의 폴리실록산을 사용하는 것으로, 타이어로 하였을 때에 내마모성, 내커트성 및 저발열성에 뛰어난 중하중 타이어용 고무 조성물이 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명에 이르렀다.
(1) 천연 고무를 60질량% 이상 포함하는 디엔계 고무(P)와 실리카(Q)와 카본 블랙(R)과 실란 커플링제(S)를 함유하고,
상기 실란 커플링제(S)가, 하기 식 (1)의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산이고,
상기 실리카(Q)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 50질량부이고,
상기 카본 블랙(R)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 40질량부이고,
상기 실리카(Q)와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 30 ~ 70질량부이고,
상기 실란 커플링제(S)의 함유량이, 상기 실리카(Q)의 함유량에 대하여 2 ~ 20질량%인, 중하중 타이어용 고무 조성물.
　　(A)a(B)b(C)c(D)d(E)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/ 2　　　(1)
(식 (1) 중, A는 하기 식 (2)로 나타내지는 기이다. B는 탄소수 5 ~ 10의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. C는 가수 분해성기를 나타낸다. D는 하기 식 (4)로 나타내지는 기이다. E는 탄소수 1 ~ 4의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. a ~ e는, 0≤a<1, 0≤b<1, 0<c<3, 0<d<1, 0≤e<2, 0<2a+b+c+d+e<4의 관계식을 만족시킨다(단, a와 b 중 어느 일방(一方)은 0이 아니다).)
*-(CH2)n-Sx-(CH2)n-*　　　(2)
(상기 식 (2) 중, n은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, x는 1 ~ 6의 정수를 나타내고, *는 결합 위치를 나타낸다.)
*-(CH2)m-SH　　　(4)
(상기 식 (4) 중, m은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, *는 결합 위치를 나타낸다.)
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 카본 블랙(R)의 질소 흡착 비표면적이 60 ~ 150m2/g인, 중하중 타이어용 고무 조성물.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 식 (1) 중, a가 0보다도 큰, 중하중 타이어용 고무 조성물.
(4) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 식 (1) 중, b가 0보다도 큰, 중하중 타이어용 고무 조성물.
(5) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 타이어 트레드에 이용되는, 중하중 타이어용 고무 조성물.
(6) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 비드 필러에 이용되는, 중하중 타이어용 고무 조성물.
(7) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조한 공기입 타이어.
(8) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 타이어 트레드에 이용하여 제조한 공기입 타이어.
(9) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 비드 필러에 이용하여 제조한 공기입 타이어.
이하에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 타이어로 하였을 때에 내마모성, 내커트성 및 저발열성에 뛰어난 중하중 타이어용 고무 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 공기입 타이어의 실시 태양의 일례를 나타내는 타이어의 부분 단면 개략도이다.
이하에, 본 발명의 중하중 타이어용 고무 조성물, 및, 본 발명의 중하중 타이어용 고무 조성물을 이용한 공기입 타이어에 관하여 설명한다.
[중하중 타이어용 고무 조성물]
본 발명의 중하중 타이어용 고무 조성물(이하, 본 발명의 조성물이라고도 한다)은, 천연 고무를 60질량% 이상 포함하는 디엔계 고무(P)와 실리카(Q)와 카본 블랙(R)과 실란 커플링제(S)를 함유하고, 상기 실란 커플링제(S)가, 후술하는 식 (1)의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산이고, 상기 실리카(Q)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 50질량부이고, 상기 카본 블랙(R)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 40질량부이고, 상기 실리카(Q)와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 30 ~ 70질량부이고, 상기 실란 커플링제(S)의 함유량이, 상기 실리카(Q)의 함유량에 대하여 2 ~ 20질량%이다.
본 발명의 조성물은 이와 같은 구성을 취하기 때문에, 타이어로 하였을 때에 뛰어난 내마모성, 내커트성 및 저발열성을 나타내는 것이라고 생각된다.
그 이유는 분명하지 않지만, 대략 이하대로라고 추측된다.
후술하는 대로, 식 (1)의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산(이하, 특정 폴리실록산이라고도 한다)은, 가수 분해성기와 메르캅토기를 가진다.
본 발명의 조성물은, 천연 고무를 주성분으로 하는 디엔계 고무와 상기 특정 폴리실록산을 함유하기 때문에, 특정 폴리실록산의 메르캅토기가 천연 고무와 상호 작용하고, 또한, 특정 폴리실록산의 가수 분해성기와 폴리실록산 구조가 실리카와 상호 작용하여, 고무 성분 중에서 실리카가 미립자의 상태로 균일하게 분산된다. 결과적으로, 히스테리시스 로스(hysteresis loss)가 감소하여, 뛰어난 저발열성을 나타내는 것이라고 생각된다. 또한, 고무 성분 중에서 실리카가 미립자의 상태로 균일하게 분산되기 때문에 인성(靭性)이 향상하고, 결과적으로, 뛰어난 내커트성을 나타내는 것이라고 생각된다.
이것은, 후술하는 비교예 1이 나타내는 바와 같이, 실란 커플링제로서 종래의 실란 커플링제를 사용하였을 경우에는, 저발열성 및 내커트성이 불충분하게 되는 것으로부터도 추측된다.
또한, 본 발명의 조성물은, 실리카와 카본 블랙의 합계의 함유량이 상기 디엔계 고무에 대하여 특정의 양이기 때문에, 뛰어난 내마모성을 나타내고, 카본 블랙 및 실리카의 양을 특정량으로 하는 것에 의하여 뛰어난 내마모성과 저발열성의 양립을 나타내는 것이라고 생각된다. 또한, 본 발명의 조성물은, 특정의 폴리실록산을 함유하기 때문에 종래의 실란 커플링제보다도 낮은 온도로 혼합이 가능하기 때문에, 천연 고무의 열에 의한 분자 절단을 억제할 수 있고, 결과적으로 뛰어난 내마모성 및 내커트성을 나타내는 것이라고 생각된다.
이하, 본 발명의 조성물에 함유되는 각 성분에 관하여 상술한다.
〔디엔계 고무(P)〕
본 발명의 조성물에 함유되는 디엔계 고무(P)는, 천연 고무를 60질량% 이상 포함하는 디엔계 고무이다. 디엔계 고무 중의 천연 고무의 함유량은, 얻어지는 타이어의 내커트성이 보다 뛰어난 이유로부터, 70 ~ 100질량%인 것이 바람직하고, 80 ~ 100질량%인 것이 보다 바람직하다.
디엔계 고무(P)는, 천연 고무를 60질량% 이상 포함하고 있으면, 천연 고무 이외의 디엔계 고무를 포함하고 있어도 무방하다.
천연 고무 이외의 디엔계 고무로서는 특별히 제한되지 않지만, 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 고무(NBR), 부틸고무(IIR), 할로겐화 부틸고무(Br-IIR, Cl-IIR), 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 타이어의 내마모성이 보다 뛰어난 이유로부터, 부타디엔 고무(BR)인 것이 바람직하다.
〔실리카(Q)〕
본 발명의 조성물에 함유되는 실리카(Q)는 특별히 제한되지 않고, 타이어 등의 용도로 고무 조성물에 배합되어 있는 종래 공지의 임의의 실리카를 이용할 수 있다.
상기 실리카(Q)로서는, 예를 들어, 습식 실리카, 건식 실리카, 흄드(fumed) 실리카, 규조토 등을 들 수 있다. 상기 실리카(Q)는, 1종의 실리카를 단독으로 이용하여도, 2종 이상의 실리카를 병용하여도 무방하다.
실리카(Q)의 함유량은, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 50질량부이고, 저발열성 및 내마모성의 밸런스가 보다 뛰어난 이유로부터, 10 ~ 50질량부인 것이 바람직하다.
〔카본 블랙(R)〕
본 발명의 조성물에 함유되는 카본 블랙(R)은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, FEF 등의 각종 그레이드의 것을 사용할 수 있다.
상기 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적(N2SA)은, 얻어지는 타이어의 내마모성이 보다 뛰어난 이유로부터, 60 ~ 150m2/g인 것이 바람직하고, 60m2/g 초과 150m2/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 90 ~ 150m2/g인 것이 한층 더 바람직하다.
여기서, 질소 흡착 비표면적(N2SA)은, 카본 블랙 표면으로의 질소 흡착량을 JIS K6217-2: 2001 「제2부: 비표면적을 구하는 방법 - 질소 흡착법 - 단점법(單點法)」에 따라서 측정한 값이다.
카본 블랙(R)의 함유량은, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 40질량부이고, 저발열성 및 내마모성의 밸런스가 보다 뛰어난 이유로부터, 5 ~ 20질량부인 것이 바람직하다.
상기 실리카(Q)와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량은, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 30 ~ 70질량부이고, 저발열성 및 내마모성의 밸런스가 보다 뛰어난 이유로부터, 40 ~ 60질량부인 것이 바람직하다.
상기 실리카(Q)와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량이 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 30질량부를 하회하면 내커트성 및 내마모성이 불충분하게 된다.
〔실란 커플링제(S)〕
본 발명의 조성물에 함유되는 실란 커플링제(S)는, 하기 식 (1)의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산(특정 폴리실록산)이다.
　　(A)a(B)b(C)c(D)d(E)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/ 2　　　(1)
상기 식 (1) 중, A는 술피드기를 함유하는 2가의 유기기(이하, 술피드기 함유 유기기라고도 한다)를 나타낸다. 그 중에서도, 하기 식 (2)로 나타내지는 기인 것이 바람직하다.
　　*-(CH2)n-Sx-(CH2)n-*　　　(2)
상기 식 (2) 중, n은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, 그 중에서도, 2 ~ 4의 정수인 것이 바람직하다.
상기 식 (2) 중, x는 1 ~ 6의 정수를 나타내고, 그 중에서도, 2 ~ 4의 정수인 것이 바람직하다.
상기 식 (2) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
상기 식 (2)로 나타내지는 기의 구체예로서는, 예를 들어, *-CH2-S2-CH2-*, *-C2H4-S2-C2H4-*, *-C3H6-S2-C3H6-*, *-C4H8-S2-C4H8-*, *-CH2-S4-CH2-*, *-C2H4-S4-C2H4-*, *-C3H6-S4-C3H6-*, *-C4H8-S4-C4H8-* 등을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, B는 탄소수 5 ~ 10의 1가의 탄화수소기를 나타내고, 그 구체예로서는, 예를 들어, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, C는 가수 분해성기를 나타내고, 그 구체예로서는, 예를 들어, 알콕시기, 페녹시기, 카르복실기, 알케닐옥시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 하기 식 (3)으로 나타내지는 기인 것이 바람직하다.
　　*-OR2　　　(3)
상기 식 (3) 중, R2는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 탄소수 6 ~ 10의 아릴기, 탄소수 6 ~ 10의 아랄킬기(아릴알킬기) 또는 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기를 나타내고, 그 중에서도, 탄소수 1 ~ 5의 알킬기인 것이 바람직하다. 상기 탄소수 1 ~ 20의 알킬기의 구체예로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 옥타데실기 등을 들 수 있다. 상기 탄소수 6 ~ 10의 아릴기의 구체예로서는, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기 등을 들 수 있다. 상기 탄소수 6 ~ 10의 아랄킬기의 구체예로서는, 예를 들어, 벤질기, 페닐에틸기 등을 들 수 있다. 상기 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기의 구체예로서는, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 펜테닐기 등을 들 수 있다.
상기 식 (3) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
상기 식 (1) 중, D는 메르캅토기를 함유하는 유기기를 나타낸다. 그 중에서도, 하기 식 (4)로 나타내지는 기인 것이 바람직하다.
　　*-(CH2)m-SH　　　(4)
상기 식 (4) 중, m은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, 그 중에서도, 1 ~ 5의 정수인 것이 바람직하다.
상기 식 (4) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
상기 식 (4)로 나타내지는 기의 구체예로서는, *-CH2SH, *-C2H4SH, *-C3H6SH, *-C4H8SH, *-C5H10SH, *-C6H12SH, *-C7H14SH, *-C8H16SH, *-C9H18SH, *-C10H20SH를 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, E는 탄소수 1 ~ 4의 1가의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 식 (1) 중, a ~ e는, 0≤a<1, 0≤b<1, 0<c<3, 0<d<1, 0≤e<2, 0<2a+b+c+d+e<4의 관계식을 만족시킨다(단, a와 b 중 어느 일방은 0이 아니다).
상기 특정 폴리실록산은, 얻어지는 타이어의 내커트성 및 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, a가 0보다도 큰(0<a) 것이 바람직하다. 즉, 술피드기 함유 유기기를 가지는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 저발열성에 보다 뛰어나다고 하는 이유로부터, 0<a≤0.50인 것이 바람직하다.
상기 식 (1) 중, b는, 얻어지는 타이어의 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, b가 0보다도 큰(0<b) 것이 바람직하고, 0.10≤b≤0.89인 것이 바람직하다.
상기 식 (1) 중, c는, 얻어지는 타이어의 저발열성 및 실리카의 분산성이 보다 뛰어난 이유로부터, 1.2≤c≤2.0인 것이 바람직하다.
상기 식 (1) 중, d는, 얻어지는 타이어의 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, 0.1≤d≤0.8인 것이 바람직하다.
상기 특정 폴리실록산은, 실리카의 분산성이 보다 양호하다고 하는 이유로부터, 상기 식 (1) 중, A가 상기 식 (2)로 나타내지는 기이고, 상기 식 (1) 중의 C가 상기 식 (3)으로 나타내지는 기이고, 상기 식 (1) 중의 D가 상기 식 (4)로 나타내지는 기인 폴리실록산인 것이 바람직하다.
상기 특정 폴리실록산의 중량 평균 분자량은, 얻어지는 타이어의 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, 500 ~ 2000인 것이 바람직하고, 600 ~ 1800인 것이 보다 바람직하다. 본원에 있어서의 특정 폴리실록산의 분자량은, 톨루엔을 용매로 하는 겔·투과·크로마토그래피(GPC)에 의하여 폴리스티렌 환산으로 구한 것이다.
상기 특정 폴리실록산의 초산/요오드화칼륨/요오드산칼륨 첨가-티오황산나트륨 용액 적정법에 의한 메르캅토 당량은, 가류 반응성에 뛰어나다고 하는 관점으로부터, 550 ~ 1900g/mol인 것이 바람직하다.
상기 특정 폴리실록산은, 얻어지는 타이어의 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, 실록산 단위(-Si-O-)를 2 ~ 50개 가지는 것인 것이 바람직하다.
덧붙여, 상기 특정 폴리실록산의 골격에는, 규소 원자 이외의 금속(예를 들어, Sn, Ti, Al)은 존재하지 않는다.
상기 특정 폴리실록산을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 제1의 호적한 태양(態樣)으로서는, 하기 식 (6)으로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물을 가수 분해 축합하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제2의 호적한 태양으로서는, 하기 식 (5)로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (6)으로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물을 가수 분해 축합하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제3의 호적한 태양으로서는, 하기 식 (5)로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (6)으로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물과, 하기 식 (8)로 나타내지는 유기 규소 화합물을 가수 분해 축합하는 방법을 들 수 있다.
그 중에서도, 얻어지는 타이어의 내커트성 및 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, 상기 제2의 호적한 태양인 것이 바람직하다.
Figure 112015080752002-pct00001
상기 식 (5) 중, R51은 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 탄소수 6 ~ 10의 아릴기 또는 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기를 나타내고, 그 중에서도, 탄소수 1 ~ 5의 알킬기인 것이 바람직하다. 상기 탄소수 1 ~ 20의 알킬기의 구체예로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 옥타데실기 등을 들 수 있다. 상기 탄소수 6 ~ 10의 아릴기의 구체예로서는, 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기의 구체예로서는, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 펜테닐기 등을 들 수 있다.
상기 식 (5) 중, R52는 탄소수 1 ~ 10의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 10의 아릴기를 나타낸다. 상기 탄소수 1 ~ 10의 알킬기의 구체예로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등을 들 수 있다. 상기 탄소수 6 ~ 10의 아릴기의 구체예는 상기 R51과 같다.
상기 식 (5) 중, n의 정의 및 호적한 태양은, 상기 n과 같다.
상기 식 (5) 중, x의 정의 및 호적한 태양은, 상기 x와 같다.
상기 식 (5) 중, y는 1 ~ 3의 정수를 나타낸다.
상기 식 (5)로 나타내지는 유기 규소 화합물의 구체예로서는, 예를 들어, 비스(트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(트리메톡시실릴프로필)디술피드, 비스(트리에톡시실릴프로필)디술피드 등을 들 수 있다.
Figure 112015080752002-pct00002
상기 식 (6) 중, R61의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R51과 같다.
상기 식 (6) 중, R62의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R52와 같다.
상기 식 (6) 중, z의 정의는 상기 y와 같다.
상기 식 (6) 중, p는 5 ~ 10의 정수를 나타낸다.
상기 식 (6)으로 나타내지는 유기 규소 화합물의 구체예로서는, 예를 들어, 펜틸트리메톡시실란, 펜틸메틸디메톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 펜틸메틸디에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실메틸디메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 헥실메틸디에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸메틸디메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 옥틸메틸디에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실메틸디메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 데실메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다.
Figure 112015080752002-pct00003
상기 식 (7) 중, R71의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R51과 같다.
상기 식 (7) 중, R72의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R52와 같다.
상기 식 (7) 중, m의 정의 및 호적한 태양은, 상기 m과 같다.
상기 식 (7) 중, w의 정의는 상기 y와 같다.
상기 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물의 구체예로서는, 예를 들어, α-메르캅토메틸트리메톡시실란, α-메르캅토메틸메틸디메톡시실란, α-메르캅토메틸트리에톡시실란, α-메르캅토메틸메틸디에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다.
Figure 112015080752002-pct00004
상기 식 (8) 중, R81의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R51과 같다.
상기 식 (8) 중, R82의 정의, 구체예 및 호적한 태양은, 상기 R52와 같다.
상기 식 (8) 중, v의 정의는 상기 y와 같다.
상기 식 (8) 중, q는 1 ~ 4의 정수를 나타낸다.
상기 식 (8)로 나타내지는 유기 규소 화합물의 구체예로서는, 예를 들어, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸에틸디에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필메틸디메톡시실란, 프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 특정 폴리실록산을 제조할 때에는 필요에 따라서 용매를 이용하여도 무방하다. 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 펜탄, 헥산, 헵탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 1,4-디옥산 등의 에테르계 용매, 포름아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드계 용매, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알코올계 용매 등을 들 수 있다.
상기 특정 폴리실록산을 제조할 때에는 필요에 따라서 촉매를 이용하여도 무방하다. 촉매로서는, 예를 들어, 염산, 초산 등의 산성 촉매, 암모늄 플루오라이드 등의 루이스산 촉매, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 초산나트륨, 초산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼슘, 나트륨 메톡시드, 나트륨 에톡시드 등의 알칼리 금속염, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 피리딘, 4-디메틸아미노피리딘 등의 아민 화합물 등을 들 수 있다.
상기 촉매는, 금속으로서 Sn, Ti 또는 Al을 함유하는 유기 금속 화합물이 아닌 것이 바람직하다. 이와 같은 유기 금속 화합물을 사용하였을 경우, 폴리실록산 골격에 금속이 도입되어, 상기 특정 폴리실록산(골격에는, 규소 원자 이외의 금속(예를 들어, Sn, Ti, Al)은 존재하지 않는다)이 얻어지지 않는 일이 있다.
상기 특정 폴리실록산을 제조할 때에 사용되는 유기 규소 화합물로서, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제[예를 들어, 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물] 및 술피드기 또는 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제 이외의 실란 커플링제[예를 들어, 식 (6)이나 식 (8)로 나타내지는 유기 규소 화합물]를 병용할 때, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제와 술피드기 또는 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제 이외의 실란 커플링제와의 혼합비(몰비)(메르캅토기를 가지는 실란 커플링제/술피드기 또는 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제 이외의 실란 커플링제)는, 웨트 성능, 저구름 저항성, 가공성에 보다 뛰어나다고 하는 관점으로부터, 1.1/8.9 ~ 6.7/3.3인 것이 바람직하고, 1.4/8.6 ~ 5.0/5.0인 것이 보다 바람직하다.
상기 특정 폴리실록산을 제조할 때에 사용되는 유기 규소 화합물로서, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제[예를 들어, 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물] 및 술피드기를 가지는 실란 커플링제[예를 들어, 식 (5)로 나타내지는 유기 규소 화합물]를 병용할 때, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제와 술피드기를 가지는 실란 커플링제와의 혼합비(몰비)(메르캅토기를 가지는 실란 커플링제/술피드기를 가지는 실란 커플링제)는, 웨트 성능, 저구름 저항성, 가공성에 보다 뛰어나다고 하는 관점으로부터, 2.0/8.0 ~ 8.9/1.1인 것이 바람직하고, 2.5/7.5 ~ 8.0/2.0인 것이 보다 바람직하다.
상기 특정 폴리실록산을 제조할 때에 사용되는 유기 규소 화합물로서, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제[예를 들어, 식 (7)로 나타내지는 유기 규소 화합물], 술피드기를 가지는 실란 커플링제[예를 들어, 식 (5)로 나타내지는 유기 규소 화합물], 및 술피드기 또는 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제 이외의 실란 커플링제[예를 들어, 식 (6)이나 식 (8)로 나타내지는 유기 규소 화합물]를 병용할 때, 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제의 양은, 앞의 3개의 합계량(몰) 중의 10.0 ~ 73.0%인 것이 바람직하다. 술피드기를 가지는 실란 커플링제의 양은, 앞의 3개의 합계량 중의 5.0 ~ 67.0%인 것이 바람직하다. 술피드기 또는 메르캅토기를 가지는 실란 커플링제 이외의 실란 커플링제의 양은, 앞의 3개의 합계량 중의 16.0 ~ 85.0%인 것이 바람직하다.
상기 실란 커플링제(S)의 함유량은, 상기 실리카(Q)의 함유량에 대하여 2 ~ 20질량%이고, 얻어지는 타이어의 저발열성이 보다 뛰어난 이유로부터, 4 ~ 18질량%인 것이 바람직하고, 5 ~ 14질량%인 것이 보다 바람직하고, 8 ~ 12질량%인 것이 한층 더 바람직하다.
〔임의 성분〕
본 발명의 조성물에는, 필요에 따라서, 그 효과나 목적을 해치지 않는 범위에서 한층 더 첨가제를 함유할 수 있다.
상기 첨가제로서는, 예를 들어, 본 발명의 조성물에 함유되는 실란 커플링제(S) 이외의 실란 커플링제, 산화아연(아연화), 스테아린산, 노화 방지제, 가공 조제, 아로마 오일, 프로세스 오일, 액상(液狀) 폴리머, 테르펜 수지, 열경화성 수지, 가류제, 가류 촉진제 등의 타이어용 고무 조성물에 일반적으로 사용되는 각종 첨가제를 들 수 있다.
〔굳기〕
본 발명의 조성물은, 저발열성 및 내마모성의 밸런스가 보다 뛰어난 이유로부터, 가류 후에 JIS K6253에 준거하여 20℃에서 측정한 타입 A 듀로미터(durometer) 굳기(이하, 단지 「듀로미터 굳기」라고도 한다.)가 60 이상인 것이 바람직하다.
듀로미터 굳기의 상한값은, 특별히 제한되지 않지만, 90 이하인 것이 바람직하고, 85 이하인 것이 보다 바람직하다.
〔중하중 타이어용 고무 조성물의 제조 방법〕
본 발명의 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로서는, 예를 들어, 상술한 각 성분을, 공지의 방법, 장치(예를 들어, 밴버리 믹서, 니더, 롤 등)를 이용하여, 혼련하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은, 종래 공지의 가류 또는 가교 조건으로 가류 또는 가교할 수 있다.
〔용도〕
본 발명의 조성물은 중하중 타이어의 제조에 이용된다. 그 중에서도, 내마모성, 내커트성 및 저발열성이 뛰어난 이유로부터, 중하중 타이어의 타이어 트레드에 호적하게 이용된다. 또한, 본 발명의 조성물은, 내피로성에도 뛰어나기 때문에, 중하중 타이어의 비드 필러에도 호적하게 이용된다.
[공기입 타이어]
본 발명의 공기입 타이어는, 상술한 본 발명의 조성물을 타이어(바람직하게는 타이어 트레드 및/또는 비드 필러)에 사용한 공기입 타이어이다.
도 1에, 본 발명의 공기입 타이어의 실시 태양의 일례를 나타내는 타이어의 부분 단면 개략도를 도시하지만, 본 발명의 공기입 타이어는 도 1에 도시하는 태양에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 있어서, 공기입 타이어는 좌우 한 쌍의 비드부(1) 및 사이드 월부(2)와, 양 사이드 월부(2)에 이어지는 타이어 트레드부(3)로 이루어지고, 좌우 한 쌍의 비드부(1) 사이에 스틸 코드가 매설된 카커스층(4)이 장가(裝架)되며, 카커스층(4)의 단부가 비드 코어(5) 및 비드 필러(6)의 둘레에 타이어 내측으로부터 외측으로 되접어 꺾여 감아올려져 있다. 타이어 트레드부(3)에 있어서는, 카커스층(4)의 외측에, 벨트층(7)이 타이어 1주에 걸쳐 배치되어 있다. 벨트층(7)의 양 단부에는, 벨트 쿠션(8)이 배치되어 있다. 공기입 타이어의 내면에는, 타이어 내부에 충전된 공기가 타이어 외부로 새는 것을 방지하기 위하여, 이너 라이너(9)가 설치되고, 이너 라이너(9)를 접착하기 위한 타이(tie) 고무(10)가, 카커스층(4)과 이너 라이너(9)와의 사이에 적층되어 있다.
본 발명의 공기입 타이어는, 예를 들어 종래 공지의 방법에 따라서 제조할 수 있다. 또한, 타이어에 충전하는 기체로서는, 통상의 또는 산소 분압을 조정한 공기 외에, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의하여, 본 발명에 관하여 한층 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
(합성예 1: 특정 폴리실록산 1)
교반기, 환류 냉각기, 적하(滴下) 깔때기 및 온도계를 구비한 2L 세퍼러블 플라스크에 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라술피드(신에츠 카가쿠 코교(信越化學工業)제　KBE-846) 107.8g(0.2mol), γ-메르캅토프로필트리에톡시실란(신에츠 카가쿠 코교제　KBE-803) 190.8g(0.8mol), 옥틸트리에톡시실란(신에츠 카가쿠 코교제　KBE-3083) 442.4g(1.6mol), 에탄올 190.0g을 넣은 후, 실온에서 0.5N 염산 37.8g(2.1mol)과 에탄올 75.6g의 혼합 용액을 적하하였다. 그 후, 80℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 여과, 5% KOH/EtOH 용액 17.0g을 적하하고 80℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 감압 농축, 여과하는 것으로 갈색 투명 액체의 폴리실록산 480.1g을 얻었다. GPC에 의하여 측정한 결과, 평균 분자량은 840이고, 평균 중합도는 4.0(설정 중합도 4.0)이었다. 또한, 초산/요오드화칼륨/요오드산칼륨 첨가-티오황산나트륨 용액 적정법에 의하여 메르캅토 당량을 측정한 결과, 730g/mol이고, 설정대로의 메르캅토기 함유량인 것이 확인되었다. 이상으로부터, 하기 평균 조성식으로 나타내진다.
(-C3H6-S4-C3H6-)0.071(-C8H17)0.571(-OC2H5)1.50(-C3H6SH)0.286SiO0.75
얻어진 폴리실록산을 특정 폴리실록산 1로 한다.
(합성예 2: 특정 폴리실록산 2)
교반기, 환류 냉각기, 적하 깔때기 및 온도계를 구비한 2L 세퍼러블 플라스크에 γ-메르캅토프로필트리에톡시실란(신에츠 카가쿠 코교제　KBE-803) 190.8g(0.8mol), 옥틸트리에톡시실란(신에츠 카가쿠 코교제　KBE-3083) 442.4g(1.6mol), 에탄올 162.0g을 넣은 후, 실온에서 0.5N 염산 32.4g(1.8mol)과 에탄올 75.6g의 혼합 용액을 적하하였다. 그 후, 80℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 여과, 5% KOH/EtOH 용액 14.6g을 적하하고 80℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 감압 농축, 여과하는 것으로 무색 투명 액체의 폴리실록산 412.3g을 얻었다. GPC에 의하여 측정한 결과, 평균 분자량은 850이고, 평균 중합도는 4.0(설정 중합도 4.0)이었다. 또한, 초산/요오드화칼륨/요오드산칼륨 첨가-티오황산나트륨 용액 적정법에 의하여 메르캅토 당량을 측정한 결과, 650g/mol이고, 설정대로의 메르캅토기 함유량인 것이 확인되었다. 이상으로부터, 하기 평균 조성식으로 나타내진다.
(-C8H17)0.667(-OC2H5)1.50(-C3H6SH)0.333SiO0.75
얻어진 폴리실록산을 특정 폴리실록산 2로 한다.
(합성예 3: 비교 폴리실록산 1)
3-메르캅토프로필트리메톡시실란(0.1mol)을 물 및 농염산 수용액으로 가수 분해하고, 그 후, 에톡시메틸폴리실록산(100g)을 첨가하여, 축합하는 것으로 폴리실록산을 얻었다. 얻어진 폴리실록산을 비교 폴리실록산 1로 한다.
상기 비교 폴리실록산 1은, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란의 메톡시기와 에톡시메틸폴리실록산의 에톡시기가 축합된 구조를 가진다. 즉, 상기 비교 폴리실록산 1이 가지는 1가의 탄화수소기는 메틸기뿐이다. 또한, 상기 비교 폴리실록산 1은 술피드기를 함유하는 2가의 유기기를 가지지 않는다.
(합성예 4: 비교 폴리실록산 2)
비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)테트라술피드(0.1mol)를 물 및 농염산 수용액으로 가수 분해하고, 그 후, 에톡시메틸폴리실록산(100g)을 첨가하여, 축합하는 것으로 폴리실록산을 얻었다. 얻어진 폴리실록산을 비교 폴리실록산 2로 한다.
상기 비교 폴리실록산 2는, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)테트라술피드의 에톡시기와 에톡시메틸폴리실록산의 에톡시기가 축합된 구조를 가진다. 즉, 상기 비교 폴리실록산 2가 가지는 1가의 탄화수소기는 메틸기뿐이다. 또한, 상기 비교 폴리실록산 2는 메르캅토기를 함유하는 유기기를 가지지 않는다.
하기 제1표에 나타내는 성분을, 하기 제 1표에 나타내는 비율(질량부)로 배합하였다.
구체적으로는, 우선, 하기 제1표에 나타내는 성분 중 유황 및 촉진제를 제외하는 성분을, 1.7리터의 밀폐식 밴버리 믹서를 이용하여 5분간 혼합하여, 140±5℃에 이르렀을 때에 방출하고, 실온까지 냉각하여 마스터 배치를 얻었다. 나아가, 상기 밴버리 믹서를 이용하여, 얻어진 마스터 배치에 유황 및 촉진제를 혼합하여, 고무 조성물을 얻었다.
제1표 중, 실란 커플링제에 관하여 괄호 안의 숫자는, 실리카의 함유량에 대한 실란 커플링제의 함유량(질량%)을 나타낸다.
＜평가용 가류 고무 시트의 제작＞
조제한 타이어용 고무 조성물(미가류)을, 금형(15cm×15cm×0.2cm) 안에서, 160℃에서 20분간 프레스 가류하여, 가류 고무 시트를 제작하였다.
＜굳기＞
상술대로 제작한 가류 고무 시트에 관하여, JIS K6253에 준거하여, 20℃에서, 타입 A 듀로미터 굳기를 측정하였다. 결과를 제1표에 나타낸다.
＜내마모성＞
상술대로 제작한 가류 고무 시트에 관하여, JIS K6264-1, 2: 2005에 준거하여, 램본(Lambourn) 마모 시험기(이와모토 세이사쿠쇼(岩本製作所)제)를 이용하여, 온도 20℃, 슬립률 50%의 조건으로 마모 감량을 측정하였다.
결과를 제1표에 나타낸다. 결과는 비교예 1의 마모량을 100으로 하여, 다음 식에 의하여 지수화한 것을 나타내었다. 지수가 클수록 마모량이 작아, 타이어로 하였을 때에 내마모성에 뛰어나다.
　내마모성 = (비교예 1의 마모량/다른 비교예 또는 실시예의 마모량)×100
＜내커트성＞
상술대로 제작한 가류 고무 시트에, 선단(先端)의 각도가 90°, 길이 40mm 및 직경 4mm의 바늘을 높이 150mm로부터 하중 29.4N으로 낙하시켜, 바늘이 박힌 깊이를 측정하였다. 결과를 제1표에 나타낸다. 결과는 비교예 1의 깊이를 100으로 하여, 다음 식에 의하여 지수화한 것을 나타내었다. 지수가 클수록, 타이어로 하였을 때에 내커트성에 뛰어나다.
　내커트성 = (비교예 1의 바늘이 박힌 깊이/다른 비교예 또는 실시예의 바늘이 박힌 깊이)×100
＜저발열성＞
상술대로 제작한 가류 고무 시트에 관하여, JIS K6394: 2007에 준거하여, 점탄성 스펙트로미터(이와모토 세이사쿠쇼샤제)를 이용하여, 신장 변형 왜율(歪率) 10%±2%, 진동수 20Hz, 온도 60℃의 조건으로, tanδ(60℃)를 측정하였다.
결과를 제1표에 나타낸다. 결과는 비교예 1의 tanδ(60℃)를 100으로 하는 지수로 나타내었다. 지수가 작을수록 tanδ(60℃)가 작아, 타이어로 하였을 때에 저발열성에 뛰어나다.
＜내피로성＞
상술대로 제작한 가류 고무 시트에 관하여, JIS K6270: 2001에 준거하여, JIS 3호 덤벨형 시험편을 뚫어, 60%의 일그러짐을 반복하여 가하고, 파단 횟수를 측정하였다.
결과를 제1표에 나타낸다. 결과는 비교예 1의 결과를 100으로 하는 지수로 나타내었다. 지수가 클수록 타이어로 하였을 때에 내피로성에 뛰어나다. 실용상, 105 이상인 것이 바람직하다.
Figure 112015080752002-pct00005
Figure 112015080752002-pct00006
Figure 112015080752002-pct00007
상기 제1표에 나타내져 있는 각 성분의 상세는 이하대로이다.
·NR: 천연 고무(STR20)
·BR: Nipol BR1220(닛폰 제온샤(ZEON CORPORATION)제)
·실리카: ULTRASIL VN3GR(N2SA=170m2/g, 에보닉사제)
·CB 1: 쇼블랙 N234(ISAF, N2SA: 123m2/g, 캐봇 재팬사(Cabot Japan Co., Ltd.)제)
·CB 2: 쇼블랙 N339(HAF, N2SA: 88m2/g, 캐봇 재팬사제)
·CB 3: 쇼블랙 N330T(HAF, N2SA: 68m2/g, 캐봇 재팬사제)
·실란 커플링제 1: 상술대로 합성된 특정 폴리실록산 1
·실란 커플링제 2: 상술대로 합성된 특정 폴리실록산 2
·실란 커플링제 X1: Si69(비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 에보닉 데구사사제)
·실란 커플링제 X2: 상술대로 합성된 비교 폴리실록산 1
·실란 커플링제 X3: 상술대로 합성된 비교 폴리실록산 2
·스테아린산: 비즈 스테아린산 YR(니치유샤(日油社)제)
·유황: 금화인(金華印) 유입(油入) 미분(微粉) 유황(츠루미 카가쿠 코교샤(鶴見化學工業社)제)
·촉진제: SANTOCURE CBS(플렉스시스(FLEXSYS)제)
실란 커플링제로서 특정 폴리실록산을 사용하는 본원 실시예는 모두 뛰어난 내마모성, 내커트성 및 저발열성을 나타내었다. 게다가, 뛰어난 내피로성을 나타내었다. 그 중에서도, 카본 블랙(R)의 질소 흡착 비표면적이 90 ~ 150m2/g인 실시예 1 및 2는, 보다 뛰어난 내마모성을 나타내었다. 그 중에서도, 특정 폴리실록산이 술피드기 함유 유기기를 가지는(상기 식 (1) 중, a가 0보다도 크다) 특정 폴리실록산인 실시예 1은 보다 뛰어난 내커트성 및 저발열성을 나타내었다.
한편, 실란 커플링제로서 종래의 실란 커플링제(특정 폴리실록산 이외의 실란 커플링제)를 사용한 비교예 1은 내커트성 및 저발열성이 불충분하였다. 또한, 디엔계 고무 중의 천연 고무의 함유량이 60질량%를 하회하는 비교예 2는 내커트성이 불충분하였다. 또한, 디엔계 고무 100질량부에 대한 실리카와 카본의 합계의 함유량이 30질량부를 하회하는 비교예 4는 내마모성 및 내커트성이 불충분하였다. 또한, 실란 커플링제로서, 「술피드기를 함유하는 2가의 유기기」 및 「탄소수 5 ~ 10의 1가의 탄화수소기」 모두 가지지 않는 비교 폴리실록산 1을 사용한 비교예 5, 및, 「메르캅토기를 함유하는 유기기」를 가지지 않는 비교 폴리실록산 2를 사용한 비교예 6은, 내커트성이 불충분하였다.
1: 비드부
2: 사이드 월부
3: 타이어 트레드부
4: 카커스층
5: 비드 코어
6: 비드 필러
7: 벨트층
8: 벨트 쿠션
9: 이너 라이너
10: 타이 고무

Claims (9)

  1. 천연 고무를 60질량% 이상 포함하는 디엔계 고무(P)와 실리카(Q)와 카본 블랙(R)과 실란 커플링제(S)를 함유하고,
    상기 실란 커플링제(S)가, 하기 식 (1)의 평균 조성식으로 나타내지는 폴리실록산이고,
    상기 실리카(Q)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 50질량부이고,
    상기 카본 블랙(R)의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 5 ~ 40질량부이고,
    상기 실리카(Q)와 상기 카본 블랙(R)의 합계의 함유량이, 상기 디엔계 고무(P) 100질량부에 대하여 30 ~ 70질량부이고,
    상기 실란 커플링제(S)의 함유량이, 상기 실리카(Q)의 함유량에 대하여 2 ~ 20질량%인, 중하중 타이어용 고무 조성물.
    　　(A)a(B)b(C)c(D)d(E)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2　　　(1)
    (식 (1) 중, A는 하기 식 (2)로 나타내지는 기이다. B는 탄소수 5 ~ 10의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. C는 가수 분해성기를 나타낸다. D는 하기 식 (4)로 나타내지는 기이다. E는 탄소수 1 ~ 4의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. a ~ e는, 0≤a<1, 0≤b<1, 0<c<3, 0<d<1, 0≤e<2, 0<2a+b+c+d+e<4의 관계식을 만족시킨다(단, a와 b 중 어느 일방(一方)은 0이 아니다).)
    *-(CH2)n-Sx-(CH2)n-*　　　(2)
    (상기 식 (2) 중, n은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, x는 1 ~ 6의 정수를 나타내고, *는 결합 위치를 나타낸다.)
    *-(CH2)m-SH　　　(4)
    (상기 식 (4) 중, m은 1 ~ 10의 정수를 나타내고, *는 결합 위치를 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카본 블랙(R)의 질소 흡착 비표면적이 60 ~ 150m2/g인, 중하중 타이어용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 식 (1) 중, a가 0보다도 큰, 중하중 타이어용 고무 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 식 (1) 중, b가 0보다도 큰, 중하중 타이어용 고무 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    타이어 트레드에 이용되는, 중하중 타이어용 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    비드 필러에 이용되는, 중하중 타이어용 고무 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조한 공기입 타이어.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 타이어 트레드에 이용하여 제조한 공기입 타이어.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 중하중 타이어용 고무 조성물을 비드 필러에 이용하여 제조한 공기입 타이어.
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