WO2017208891A1 - ゴム組成物、タイヤおよびゴム組成物の製造方法 - Google Patents

ゴム組成物、タイヤおよびゴム組成物の製造方法 Download PDF

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    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition, particularly a tire rubber composition, and a tire tread and a tire produced using the rubber composition, and a rubber composition, particularly a method for producing a tire rubber composition.
  • the tire is composed of various members such as a tread and an inner liner, and various performances are given according to each member.
  • the tread that contacts the road surface is required to have wet grip performance from the viewpoint of safety and the like, and a method for improving the performance by adding aluminum hydroxide has been proposed (Patent Document 1).
  • the present invention provides (1) a rubber composition, in particular, a tire rubber composition having improved wet grip performance and wear resistance, and improved fuel economy characteristics, and a tire tread produced using the rubber composition It is an object of the present invention to provide a tire, and (2) a rubber composition, in particular, a method for producing a rubber composition for a tire that has improved wet grip performance and wear resistance and improved fuel efficiency.
  • the present inventor blended a predetermined rubber component with a filler containing silica and a silane coupling agent, and further replaced with predetermined aluminum organic instead of aluminum hydroxide. It discovered that the subject of said (1) could be solved by mix
  • a rubber composition comprising a rubber component containing styrene-butadiene rubber, a filler containing silica, a silane coupling agent, and a raw material chemical containing an aluminum organic compound
  • the silane coupling agent is a silane coupling agent having a mercapto group, It is selected from the group consisting of a silane coupling agent comprising a binding unit A represented by the following formula (I) and a coupling unit B represented by the following formula (II) and a silane coupling agent represented by the following formula (III)
  • R 1 is hydrogen, halogen, branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or The terminal hydrogen of the alkyl group is substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group.
  • R 2 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 may form a ring structure.
  • a monovalent group selected from (OSiR 1006 R 1007 R 1008 ) (R 1006 , R 1007 and R 1008 may be the same or different and each is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1002 is R 1001 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1003 is R 1001 , R 1002 , a hydrogen atom or [O (R 1009 O) j ] 0.5 -group (R 1009 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4).
  • R 1004 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1005 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • the CTAB specific surface area of silica is 100 m 2 / g or more, preferably 165 m 2 / g or more, more preferably 170 m 2 / g or more, and the BET specific surface area by nitrogen adsorption is 110 m 2 / g or more, preferably 175 m 2.
  • the CTAB specific surface area of silica is 180 to 600 m 2 / g, preferably 190 to 300 m 2 / g, more preferably 195 to 300 m 2 / g, still more preferably 195 to 250 m 2 / g, and still more preferably. 197 to 250 m 2 / g, and BET specific surface area by nitrogen adsorption is 185 to 600 m 2 / g, preferably 190 to 300 m 2 / g, more preferably 195 to 300 m 2 / g, more preferably 200 to 300 m 2 / g.
  • the rubber composition according to the above [3], [5] The rubber composition according to any one of the above [1] to [4], wherein the filler further contains carbon black, [6]
  • the amount of silica is 50 to 150 parts by weight, preferably 60 to 120 parts by weight, more preferably 60 to 110 parts by weight, and the amount of carbon black is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. 5 to 35 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, still more preferably 8 to 20 parts by mass, and the amount of the aluminum organic compound is 5 to 45 parts by mass, preferably 5 to 40 parts by mass, and more preferably.
  • the aluminum organic compound has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • the first half step is a production method wherein the temperature for discharging the kneaded product is set to a temperature within a predetermined range in order to remove the alcohol generated during the kneading, and the kneaded product is held at the temperature for a time within a predetermined range.
  • a method for producing a rubber composition comprising a rubber component containing styrene-butadiene rubber, a filler containing silica, a silane coupling agent, and a raw material chemical containing an aluminum organic compound
  • the kneading step is composed of at least two stages of a first half stage of kneading raw material chemicals not containing a vulcanizing agent and a second half stage of adding a vulcanizing agent to the kneaded product obtained in the first half stage and kneading, Production of a rubber composition, wherein the first half is a step of kneading by adding a basic vulcanization accelerator in addition to the rubber component, the filler, the silane coupling agent, and the raw material chemical containing the aluminum organic compound Method, About.
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a tire rubber composition having improved wet grip performance and wear resistance, and improved fuel economy characteristics, and produced using the same Tire treads and tires, and rubber compositions having excellent characteristics, in particular, a method for producing a tire rubber composition with improved wet grip performance and wear resistance and improved fuel economy characteristics can do.
  • Examples of the present invention include the first to fifth embodiments. Hereinafter, the first to fifth embodiments will be described.
  • the first embodiment is [1] Raw chemical containing rubber component (A-1) containing styrene butadiene rubber, filler containing silica (B1-1), silane coupling agent (C-1), and aluminum organic compound (D-1)
  • a rubber composition comprising: [2] The rubber composition according to the above [1], wherein the filler further contains carbon black (B2-1), [3]
  • the amount of silica (B1-1) is 50 to 150 parts by weight, preferably 60 to 120 parts by weight, more preferably 60 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component (A-1), carbon
  • the blending amount of black (B2-1) is 5 to 50 parts by mass, preferably 5 to 35 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, further preferably 8 to 20 parts by mass, and the aluminum organic compound (D-1).
  • the amount of the silane coupling agent (C-1) is 1 to 20 parts by mass, preferably 1.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass, still more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably.
  • the aluminum organic compound (D-1) has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a tire rubber composition having improved wet grip performance and wear resistance and improved fuel economy characteristics, and A tire tread and a tire produced by using the tire can be provided.
  • the rubber component (A-1) contains styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified products thereof (modified S-SBR, modified E-SBR). Can be used.
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • modified products thereof modified S-SBR, modified E-SBR.
  • the modified SBR include modified SBR having a terminal and / or main chain modified, modified SBR coupled with tin, a silicon compound, or the like (condensate, one having a branched structure, or the like).
  • the vinyl content of SBR is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the vinyl content is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of good wear resistance.
  • the vinyl content of SBR is a value measured by an infrared absorption spectrum analysis method.
  • the styrene content of SBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of good wear resistance and temperature dependency (state in which performance change with respect to temperature change is suppressed). Is 45 mass% or less.
  • the glass transition point (Tg) of SBR is preferably ⁇ 60 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher, from the viewpoint of good wet grip performance and dry grip performance.
  • the Tg is preferably 0 ° C. or less, more preferably ⁇ 10 ° C. or less, from the viewpoint of good initial grip performance and wear resistance.
  • the content of SBR is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component (A-1), from the viewpoint of sufficient heat resistance and wear resistance. More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the rubber component (A-1) may contain other rubber components in addition to SBR.
  • examples of such other rubber components include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
  • examples include diene rubbers, and non-diene rubbers such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler contains silica (B1-1). This is because inclusion of silica (B1-1) can be expected to improve wet grip performance and fuel consumption characteristics.
  • silica (B1-1) for example, dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica) and the like can be used. Of these, wet-process silica is preferred because it has many silanol groups.
  • the BET specific surface area (N 2 SA) due to nitrogen adsorption of silica (B1-1) is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of improvement in fuel resistance and wear resistance accompanying improvement in reinforcement. It is 70 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 120 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more.
  • N 2 SA of silica (B1-1) from the viewpoint of suppressing to ensure good dispersibility aggregation, preferably 500 meters 2 / g or less, preferably 400 meters 2 / g or less, more preferably 300 meters 2 / g or less.
  • N 2 SA of silica (B1-1) is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
  • Silica (B1-1) may be of a specific type, or two or more types may be used in combination.
  • fillers other than silica (B1-1) any of those normally used in this field can be suitably used as long as they do not contradict the purpose of the first embodiment.
  • examples thereof include carbon black (B2-1). Addition of carbon black (B2-1) can be expected to improve wear resistance.
  • the filler is preferably composed of silica (B1-1) and carbon black (B2-1).
  • Examples of carbon black (B2-1) include carbon black produced by an oil furnace method, and two or more types having different colloidal characteristics may be used in combination. Specific examples include GPF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (B2-1) is preferably from 70 to 250 m 2 / g, because it can provide good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance, and 110 to 200 m 2 / g is more preferable.
  • the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of carbon black (B2-1) is preferably 50 to 250 ml / 100 g for the same reason.
  • N 2 SA of carbon black (B2-1) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001
  • DBP is a value measured according to JIS K 6217-4: 2001.
  • Carbon black (B2-1) may be a specific type, or two or more types may be used in combination.
  • the compounding amount of silica (B1-1) is 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1).
  • the blending amount is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, and more preferably 110 parts by mass or less, from the viewpoints of good dispersion and thus good wear resistance.
  • the blending amount when carbon black (B2-1) is blended is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. It is 8 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more. On the other hand, the amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining good wet grip performance.
  • the blending amount of the filler is preferably 50 parts by mass or more, and 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1) from the viewpoints of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. Is more preferable, and it is 65 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is 170 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less, from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance.
  • the proportion of silica (B1-1) in the entire filler is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the first embodiment. Preferably it is 80 mass% or more. On the other hand, the ratio is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, for the same reason.
  • carbon black (B2) is calculated from the above-mentioned “total amount of filler” and “the amount of silica (B1-1)”. -1) may be determined, or the amount of silica (B1-1) may be determined from the above “total amount of filler” and “carbon black (B2-1)”. .
  • the silane coupling agent (C-1) is not particularly limited, and any of those usually used in this field can be suitably used.
  • Examples of the silane coupling agent (C-1) include bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) polysulfide, Examples thereof include bis (2-trimethoxysilylethyl) polysulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) polysulfide, and bis (4-trimethoxysilylbutyl) polysulfide.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide are preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide are preferable. Is more preferable.
  • the blending amount of the silane coupling agent (C-1) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (B1-1) from the viewpoint of good wear resistance. Part or more, more preferably 2 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more. On the other hand, the blending amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 12 parts by mass or less from the viewpoint of obtaining an improvement effect commensurate with an increase in cost.
  • a specific type of silane coupling agent (C-1) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the aluminum organic compound (D-1) is a complex composed of aluminum and an organic compound and generates aluminum hydroxide by a hydrolysis reaction. Therefore, when such an aluminum organic compound (D-1) is blended, at least a part of the aluminum organic compound (D-1) undergoes hydrolysis during kneading to produce aluminum hydroxide.
  • Examples of such an aluminum organic compound (D-1) include a compound represented by the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • the aluminum alcoholate shown by these is mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group has a branched or unbranched alkyl group, alkenyl group or alkynyl group as a skeleton, and may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 12 (C 1-12 ) carbon atoms (provided that the alkenyl group or alkynyl group is a skeleton, the lower limit of the carbon number must be at least 2. The same is preferred), more preferably C 1-10, more preferably C 1-8, more preferably C 2-6 .
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a , R b or R c include an ethyl group (C 2 ), an isopropyl group (C 3 ), a secondary butyl group (C 4 ), 3-ethoxycarbonyl-2- And propen-2-yl group (C 6 ).
  • Examples of the aluminum alcoholate include aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum diisopropylate / monosecondary butyrate, aluminum secondary butyrate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate, and aluminum trisethylacetoacetate.
  • the compounding amount of the aluminum organic compound (D-1) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1), from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance. It is 7 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, for the same reason.
  • the aluminum organic compound (D-1) As the aluminum organic compound (D-1), a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the rubber composition according to the first embodiment includes compounding agents generally used in the tire industry, such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • compounding agents generally used in the tire industry such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • Softeners can be expected to improve wet grip performance, dry grip performance, initial grip performance, etc. by blending.
  • Oil etc. are mentioned.
  • the oil include process oils such as paraffinic, aroma-based, and naphthenic process oils.
  • the blending amount is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1), from the viewpoint of obtaining a sufficient effect by addition It is.
  • the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining wear resistance.
  • the oil content includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
  • a specific kind of softener may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, and guanidine vulcanization accelerators.
  • Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-tert-butyl-2-benzo. And thiazylsulfenamide.
  • Examples of the thiazole vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and the like.
  • Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and the like.
  • Examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenylguanidine.
  • the content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-1) from the viewpoint of achieving sufficient vulcanization. More than a part.
  • the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, from the viewpoint of securing a sufficient scorch time.
  • a specific kind of vulcanization accelerator may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the rubber composition according to the first embodiment is manufactured by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like, and then vulcanizing if necessary.
  • the rubber composition according to the first embodiment can be used for various applications by taking advantage of its characteristics, and among them, it can be used as a rubber composition for tires.
  • the rubber composition according to the first embodiment can be used as a tire rubber composition, it can be used for various members constituting the tire, for example, a tread including a base tread, an inner liner, a sidewall, and the like. From the characteristics, it is preferably used for a tread (tire tread).
  • the tire can be manufactured from the rubber composition according to the first embodiment by a normal method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed.
  • a tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.
  • the effect of using the aluminum organic compound (D-1) in place of aluminum hydroxide is considered as follows. That is, although aluminum hydroxide contributes to the improvement of wet grip performance, it is inevitable that the wear resistance is deteriorated because the particle diameter is relatively large and there is no bonding point with rubber. The wear resistance can be expected to be improved to some extent by reducing the particle diameter, but there is a problem that the elongation of wet grip performance is reduced.
  • the aluminum organic compound (D-1) is a compound that generates aluminum hydroxide by hydrolysis, and the mode of hydrolysis is the same as that of the silane coupling agent (C-1).
  • the silane coupling agent (C-1) moisture on the filler surface is consumed with high efficiency, and the share during kneading increases. As a result, kneading deepens and filler dispersibility is considered to be improved.
  • the aluminum organic compound (D-1) is considered to improve the wear resistance by reacting with the rubber in the same manner as the reaction of the silane coupling agent (C-1) to increase its reinforcing effect.
  • the second embodiment is [1] Rubber component (A-2) containing styrene-butadiene rubber, filler containing silica (B1-2), silane coupling agent (C-2) having a mercapto group, and aluminum organic compound (D-2)
  • a rubber composition comprising a raw material chemical containing
  • the silane coupling agent (C-2) is a silane coupling agent containing a bonding unit A represented by the following formula (I) and a bonding unit B represented by the following formula (II), and represented by the following formula (III):
  • a rubber composition that is at least one selected from the group consisting of silane coupling agents [Where: x is an integer of 0 or more, and y is an integer of 1 or more.
  • R 1 is hydrogen, halogen, branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or The terminal hydrogen of the alkyl group is substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group.
  • R 2 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 may form a ring structure.
  • a monovalent group selected from (OSiR 1006 R 1007 R 1008 ) (R 1006 , R 1007 and R 1008 may be the same or different and each is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1002 is R 1001 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1003 is R 1001 , R 1002 , a hydrogen atom or [O (R 1009 O) j ] 0.5 -group (R 1009 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4).
  • R 1004 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1005 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • the amount of silica (B1-2) is 50 to 150 parts by weight, preferably 60 to 120 parts by weight, more preferably 60 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component (A-2), carbon
  • the compounding amount of black (B2-2) is 5 to 50 parts by mass, preferably 5 to 35 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, further preferably 8 to 20 parts by mass, and the aluminum organic compound (D-2).
  • the amount of the silane coupling agent (C-2) is 1 to 20 parts by mass, preferably 1.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass, still more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably.
  • the aluminum organic compound (D-2) has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a rubber composition for tires that improves rubber breaking strength, wet grip performance and wear resistance, and also improves fuel efficiency characteristics,
  • a tire tread and a tire made using the same can be provided.
  • the rubber component (A-2) contains styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified products thereof (modified S-SBR, modified E-SBR). Can be used.
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • modified products thereof modified S-SBR, modified E-SBR.
  • the modified SBR include modified SBR having a terminal and / or main chain modified, modified SBR coupled with tin, a silicon compound, or the like (condensate, one having a branched structure, or the like).
  • the vinyl content of SBR is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the vinyl content is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of good wear resistance.
  • the vinyl content of SBR is a value measured by an infrared absorption spectrum analysis method.
  • the styrene content of SBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of good wear resistance and temperature dependency (state in which performance change with respect to temperature change is suppressed). Is 45 mass% or less.
  • the glass transition point (Tg) of SBR is preferably ⁇ 60 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher, from the viewpoint of good wet grip performance and dry grip performance.
  • the Tg is preferably 0 ° C. or less, more preferably ⁇ 10 ° C. or less, from the viewpoint of good initial grip performance and wear resistance.
  • the content of SBR is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component (A-2), from the viewpoint of sufficient heat resistance and wear resistance. More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the rubber component (A-2) may contain other rubber components in addition to SBR.
  • examples of such other rubber components include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
  • examples include diene rubbers, and non-diene rubbers such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler contains silica (B1-2). This is because inclusion of silica (B1-2) can be expected to improve wet grip performance and fuel consumption characteristics.
  • silica (B1-2) for example, dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica) and the like can be used. Of these, wet-process silica is preferred because it has many silanol groups.
  • the BET specific surface area (N 2 SA) due to nitrogen adsorption of silica (B1-2) is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of improvement of fuel resistance and wear resistance accompanying improvement of reinforcement. It is 70 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 120 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more.
  • N 2 SA of silica (B1-2) from the viewpoint of suppressing to ensure good dispersibility aggregation, preferably 500 meters 2 / g or less, preferably 400 meters 2 / g or less, more preferably 300 meters 2 / g or less.
  • N 2 SA of silica (B1-2) is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
  • Silica (B1-2) may be of a specific type, or two or more types may be used in combination.
  • fillers other than silica (B1-2) any of those usually used in this field can be suitably used as long as it does not contradict the purpose of the second embodiment.
  • Examples thereof include carbon black (B2-2). Addition of carbon black (B2-2) can be expected to improve wear resistance.
  • the filler is preferably composed of silica (B1-2) and carbon black (B2-2).
  • Examples of carbon black (B2-2) include carbon black produced by an oil furnace method, and two or more types having different colloidal characteristics may be used in combination. Specific examples include GPF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (B2-2) is preferably 70 to 250 m 2 / g, because it can provide good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance, 200 m 2 / g is more preferable.
  • the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of carbon black (B2-2) is preferably 50 to 250 ml / 100 g.
  • N 2 SA of carbon black (B2-2) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001, and DBP is a value measured according to JIS K 6217-4: 2001.
  • Carbon black (B2-2) may be a specific type, or may be used in combination of two or more types.
  • the compounding amount of silica (B1-2) is 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2).
  • the blending amount is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, and more preferably 110 parts by mass or less, from the viewpoints of good dispersion and thus good wear resistance.
  • the blending amount when carbon black (B2-2) is blended is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. It is 8 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of maintaining good wet grip performance, the blending amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less.
  • the blending amount of the filler is preferably 50 parts by mass or more, and 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance, and wear resistance. Is more preferable, and it is 65 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is 170 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less, from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance.
  • the proportion of silica (B1-2) in the whole filler is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the second embodiment. Preferably it is 80 mass% or more. On the other hand, the ratio is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, for the same reason.
  • carbon black (B2) is calculated from the “total amount of filler” and “the amount of silica (B1-2)”. -2) may be determined, or the amount of silica (B1-2) may be determined from the above “total amount of filler” and "carbon black (B2-2)”. .
  • the silane coupling agent (C-2) is a silane coupling agent having a mercapto group, and specifically includes a binding unit A represented by the following formula (I) and a coupling unit represented by the following formula (II). It is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent containing B and a silane coupling agent represented by the following formula (III). [Where: x is an integer of 0 or more, and y is an integer of 1 or more.
  • R 1 is hydrogen, halogen, branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or The terminal hydrogen of the alkyl group is substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group.
  • R 2 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 may form a ring structure.
  • a monovalent group selected from (OSiR 1006 R 1007 R 1008 ) (R 1006 , R 1007 and R 1008 may be the same or different and each is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1002 is R 1001 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1003 is R 1001 , R 1002 , a hydrogen atom or [O (R 1009 O) j ] 0.5 -group (R 1009 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4).
  • R 1004 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 1005 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
  • silane coupling agent (C-2) since the sulfide portion is a C—S—C bond, polysulfide silane such as bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is used. In comparison, it is thermally stable. For this reason, it has the characteristic that it can knead
  • the silane coupling agent (C-2) suppresses the shortening of the scorch time as compared with mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • the silane coupling agent (C-2) containing the bond unit A and the bond unit B has a mercaptosilane structure in the bond unit B, but the —C 7 H 15 moiety of the bond unit A is a — This is probably because the SH group is covered, so that it hardly reacts with the polymer and scorch is hardly generated.
  • a silane coupling agent (C-2) containing a bond unit A represented by the formula (I) and a bond unit B represented by the formula (II) will be described.
  • the content of the bond unit A in the silane coupling agent (C-2) having the above-described structure can be enhanced because the effect of suppressing the increase in viscosity during processing and the effect of suppressing the shortening of the scorch time can be enhanced.
  • Is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, preferably 99 mol% or less, more preferably 90 mol% or less.
  • the content of the bond unit B is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, further preferably 10 mol% or more, preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, More preferably, it is 55 mol% or less.
  • the total content of the binding units A and B is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.
  • the content of the bond units A and B is an amount including the case where the bond units A and B are located at the terminal of the silane coupling agent (C-2).
  • the form in which the bonding units A and B are located at the terminal of the silane coupling agent (C-2) is not particularly limited, and forms units corresponding to the formulas (I) and (II) showing the bonding units A and B. If you do.
  • halogen for R 1 examples include chlorine, bromine and fluorine.
  • Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group and a decyl group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms of R 1 include vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group and 2-pentenyl. Group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group and the like.
  • the alkenyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms of R 1 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonynyl group, decynyl group, undecynyl group, And dodecynyl group.
  • the alkynyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 2 include ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, undecylene group, Examples include dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like.
  • the alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the branched or unbranched C 2-30 alkenylene group of R 2 include vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group. Group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like.
  • the alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms of R 2 include ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group, hexynylene group, heptynylene group, octynylene group, noninylene group, decynylene group, undecynylene group, And dodecynylene group.
  • the alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
  • the number of repeating units (x) of the bonding unit A and the repetition of the bonding unit B is preferably in the range of 3 to 300. Within this range, since the mercaptosilane of the bond unit B is covered with —C 7 H 15 of the bond unit A, it is possible to prevent the scorch time from being shortened, and to reduce the silica (B1-2) and the rubber component (A -2) and good reactivity can be secured.
  • Examples of the silane coupling agent (C-2) containing the binding unit A represented by the formula (I) and the coupling unit B represented by the formula (II) include NXT-Z30 and NXT- manufactured by Momentive Performance Materials. Z45, NXT-Z60, etc. can be used.
  • silane coupling agent (C-2) represented by the formula (III) will be described.
  • R 1005 , R 1006 , R 1007 and R 1008 each independently comprises a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • a group selected from the group is preferred.
  • R 1002 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group.
  • R 1009 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, particularly preferably a linear one.
  • R 1004 is, for example, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 18 carbon atoms, a cycloalkylalkylene group having 6 to 18 carbon atoms, or an arylene having 6 to 18 carbon atoms. And an aralkylene group having 7 to 18 carbon atoms.
  • the alkylene group and alkenylene group may be linear or branched, and the cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, arylene group and aralkylene group have a functional group such as a lower alkyl group on the ring. You may have.
  • R 1004 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly a linear alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group.
  • R 1002 , R 1005 , R 1006 , R 1007 and R 1008 in the above formula (III) include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec- Butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, vinyl group, propenyl group, allyl group, hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, Examples thereof include a cyclohexenyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group
  • R 1009 in the above formula (III) examples include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, a hexylene group and the like as a linear alkylene group. Isopropylene group, isobutylene group, 2-methylpropylene group and the like.
  • silane coupling agent (C-2) represented by the above formula (III) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and 3-decanoylthiopropyl.
  • the blending amount of the silane coupling agent (C-2) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (B1-2) from the viewpoint of good wear resistance. Part or more, more preferably 2 parts by weight or more, more preferably 5 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more. On the other hand, the blending amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 12 parts by mass or less from the viewpoint of obtaining an improvement effect commensurate with an increase in cost.
  • silane coupling agent (C-2) a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the aluminum organic compound (D-2) is a complex composed of aluminum and an organic compound and generates aluminum hydroxide by a hydrolysis reaction. Therefore, when such an aluminum organic compound (D-2) is blended, at least a part of the aluminum organic compound (D-2) undergoes hydrolysis during kneading to produce aluminum hydroxide.
  • an aluminum organic compound (D-2) for example, the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1)
  • R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aluminum alcoholate shown by these is mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group has a branched or unbranched alkyl group, alkenyl group or alkynyl group as a skeleton, and may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 12 (C 1-12 ) carbon atoms (provided that the alkenyl group or alkynyl group is a skeleton, the lower limit of the carbon number must be at least 2. The same is preferred), more preferably C 1-10, more preferably C 1-8, more preferably C 2-6 .
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a , R b or R c include an ethyl group (C 2 ), an isopropyl group (C 3 ), a secondary butyl group (C 4 ), 3-ethoxycarbonyl-2- And propen-2-yl group (C 6 ).
  • Examples of the aluminum alcoholate include aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum diisopropylate / monosecondary butyrate, aluminum secondary butyrate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate, and aluminum trisethylacetoacetate.
  • the amount of the aluminum organic compound (D-2) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2), from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance. It is 7 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, for the same reason.
  • the aluminum organic compound (D-2) As the aluminum organic compound (D-2), a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the rubber composition according to the second embodiment includes compounding agents generally used in the tire industry, such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • compounding agents generally used in the tire industry such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • Softeners can be expected to improve wet grip performance, dry grip performance, initial grip performance, etc. by blending.
  • Oil etc. are mentioned.
  • the oil include process oils such as paraffinic, aroma-based, and naphthenic process oils.
  • the blending amount is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2), from the viewpoint of obtaining a sufficient effect by addition It is.
  • the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining wear resistance.
  • the oil content includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
  • a specific kind of softener may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, and guanidine vulcanization accelerators.
  • Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-tert-butyl-2-benzo. And thiazylsulfenamide.
  • Examples of the thiazole vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and the like.
  • Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and the like.
  • Examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenylguanidine.
  • the content when blending the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-2) from the viewpoint of achieving sufficient vulcanization. More than a part.
  • the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, from the viewpoint of securing a sufficient scorch time.
  • a specific kind of vulcanization accelerator may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the rubber composition according to the second embodiment is manufactured by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like, and then vulcanizing if necessary.
  • the rubber composition according to the second embodiment can be used for various applications by taking advantage of its characteristics, and among them, it can be used as a rubber composition for tires.
  • the rubber composition according to the second embodiment can be used for various members constituting the tire, for example, an inner liner, a sidewall, etc. in addition to a tread including a base tread. From the characteristics, it is preferably used for a tread (tire tread).
  • the tire can be manufactured from the rubber composition according to the second embodiment by a normal method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed.
  • a tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.
  • the effect of using an aluminum organic compound (D-2) instead of aluminum hydroxide is considered as follows. That is, although aluminum hydroxide contributes to the improvement of wet grip performance, it is inevitable that the wear resistance is deteriorated because the particle diameter is relatively large and there is no bonding point with rubber. The wear resistance can be expected to improve as much as the particle size is reduced, but there is a problem that the elongation of wet grip performance is reduced.
  • the aluminum organic compound (D-2) is a compound that generates aluminum hydroxide by hydrolysis, and the mode of hydrolysis is the same as that of the silane coupling agent (C-2).
  • the moisture on the filler surface is consumed with high efficiency, and the share during kneading increases.
  • kneading deepens and filler dispersibility is considered to be improved.
  • the aluminum organic compound (D-2) is considered to improve the wear resistance by reacting with the rubber and increasing its reinforcing effect in the same manner as the reaction of the silane coupling agent (C-2).
  • the kneading can be performed at a higher temperature. For this reason, it becomes easy to sufficiently remove alcohol generated by hydrolysis of the aluminum organic compound (D-2) at the stage of kneading. If the alcohol cannot be sufficiently removed, a large amount of alcohol vapor is generated during vulcanization, and the volume of the rubber composition increases due to the influence of the vapor. For this reason, the ability to sufficiently remove alcohol before vulcanization is one of the merits of the second embodiment.
  • the third embodiment is [1] Rubber component (A-3) containing styrene butadiene rubber, CTAB specific surface area of 100 m 2 / g or more, preferably 165 m 2 / g or more, more preferably 170 m 2 / g or more and BET specific surface area by nitrogen adsorption 110 m 2 / g or more, preferably 175 m 2 / g or more, a filler containing silica (B1-3) of 180 m 2 / g or more, a silane coupling agent (C-3), and an aluminum organic compound (D -3) a rubber composition comprising a raw material chemical compound, [2] The rubber composition according to the above [1], wherein the filler further contains carbon black (B2-3), [3]
  • the amount of silica (B1-3) is 50 to 150 parts by weight, preferably 60 to 120 parts by weight, more preferably 60 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber
  • the rubber composition according, [4] has a CTAB specific surface area of 180 to 600 m 2 / g, preferably 190 to 300 m 2 / g, more preferably 195 to 300 m 2 / g, still more preferably 195 to 250 m 2 / g, More preferably, it is 197 to 250 m 2 / g and the BET specific surface area by nitrogen adsorption is 185 to 600 m 2 / g, preferably 190 to 300 m 2 / g, more preferably 195 to 300 m 2 / g, still more preferably 200 to 300 m 2.
  • the aluminum organic compound (D-3) has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a rubber composition for tires that has improved rubber fracture strength, wet grip performance and wear resistance, and also improved fuel efficiency characteristics,
  • a tire tread and a tire made using the same can be provided.
  • the rubber component (A-3) contains styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified products thereof (modified S-SBR, modified E-SBR). Can be used.
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • modified products thereof modified S-SBR, modified E-SBR.
  • the modified SBR include modified SBR having a terminal and / or main chain modified, modified SBR coupled with tin, a silicon compound, or the like (condensate, one having a branched structure, or the like).
  • the vinyl content of SBR is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the vinyl content is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of good wear resistance.
  • the vinyl content of SBR is a value measured by an infrared absorption spectrum analysis method.
  • the styrene content of SBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of good wear resistance and temperature dependency (state in which performance change with respect to temperature change is suppressed). Is 45 mass% or less.
  • the glass transition point (Tg) of SBR is preferably ⁇ 60 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher, from the viewpoint of good wet grip performance and dry grip performance.
  • the Tg is preferably 0 ° C. or less, more preferably ⁇ 10 ° C. or less, from the viewpoint of good initial grip performance and wear resistance.
  • the content of SBR is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component (A-3), from the viewpoint of sufficient heat resistance and wear resistance. More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the rubber component (A-3) may contain other rubber components in addition to SBR.
  • examples of such other rubber components include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
  • examples include diene rubbers, and non-diene rubbers such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler contains silica (B1-3). This is because inclusion of silica (B1-3) can be expected to improve wet grip performance and fuel consumption characteristics.
  • silica (B1-3) for example, dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica) and the like can be used. Of these, wet-process silica is preferred because it has many silanol groups.
  • Silica (B1-3) used in the third embodiment has a CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) specific surface area of 160 m 2 / g or more and a BET specific surface area (N 2 SA) by nitrogen adsorption of 170 m 2 / g or more.
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide
  • N 2 SA BET specific surface area
  • the aluminum organic compound (D-3) is used in combination, the filler dispersibility is reduced as described later. It is possible to sufficiently bring out the advantages of silica blending, that is, the improvement of fuel consumption characteristics and the improvement of wear resistance accompanying the improvement of reinforcement.
  • the CTAB specific surface area of the fine particle silica (B1-3) is preferably 165 m 2 / g or more, more preferably 170 m 2 / g or more, more preferably 180 m 2 / g or more, more preferably 190 m 2 / g or more, more preferably Is 195 m 2 / g or more, more preferably 197 m 2 / g or more.
  • the CTAB specific surface area is preferably 600 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, and still more preferably 250 m 2 / g or less from the viewpoint of ensuring good dispersibility and suppressing aggregation.
  • the CTAB specific surface area is measured according to ASTM D3765-92.
  • BET specific surface area of the finely-divided silica (B1-3) is preferably 175 m 2 / g or more, more preferably 180 m 2 / g or more, more preferably 190 m 2 / g or more, more preferably 195m 2 / g or more, more preferably 200 m 2 / g or more, still more preferably 210 m 2 / g or more.
  • the BET specific surface area is preferably 600 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, and still more preferably 260 m 2 / g or less, from the viewpoint of securing good dispersibility and suppressing aggregation.
  • the BET specific surface area of silica (B1-3) is measured according to ASTM D3037-81.
  • the average primary particle diameter of the fine particle silica (B1-3) is preferably 20 nm or less, more preferably 17 nm or less, still more preferably 16 nm or less, and particularly preferably 15 nm or less.
  • the lower limit of the average primary particle size is not particularly limited, but is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and further preferably 7 nm or more. Although it has such a small average primary particle size, it can form a structure like carbon black by aggregating, and the dispersibility of silica (B1-3) can be further improved. The sex can be further improved.
  • the average primary particle size of the fine particle silica (B1-3) is obtained by observing with a transmission or scanning electron microscope, measuring 400 or more primary particles of silica observed in the visual field, and calculating the average. it can.
  • Silica (B1-3) may be of a specific type or may be used in combination of two or more types. Such combinations also include combinations of particulate silica and other silicas.
  • fillers other than silica (B1-3) any of those normally used in this field can be suitably used as long as it does not contradict the purpose of the third embodiment.
  • examples thereof include carbon black (B2-3). Addition of carbon black (B2-3) can be expected to improve wear resistance.
  • the filler is preferably composed of silica (B1-3) and carbon black (B2-3).
  • Examples of carbon black (B2-3) include carbon black produced by an oil furnace method, and two or more types having different colloidal characteristics may be used in combination. Specific examples include GPF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (B2-3) is preferably from 70 to 250 m 2 / g, because it can provide good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance, and 110 to 200 m 2 / g is more preferable.
  • the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of carbon black (B2-3) is preferably 50 to 250 ml / 100 g for the same reason.
  • N 2 SA of carbon black (B2-3) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001
  • DBP is a value measured according to JIS K 6217-4: 2001.
  • Carbon black (B2-3) may be of a specific type or may be used in combination of two or more types.
  • the compounding amount of silica (B1-3) is 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3) from the viewpoint of sufficient wet grip performance.
  • the blending amount is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, and more preferably 110 parts by mass or less, from the viewpoints of good dispersion and thus good wear resistance.
  • the blending amount when carbon black (B2-3) is blended is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. It is 8 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more. On the other hand, the amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining good wet grip performance.
  • the blending amount of the filler is preferably 50 parts by mass or more, and 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3) from the viewpoints of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. Is more preferable, and it is 65 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is 170 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less, from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance.
  • the proportion of silica (B1-3) in the entire filler is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the third embodiment. Preferably it is 80 mass% or more. On the other hand, the ratio is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, for the same reason.
  • carbon black (B2) is calculated from the above-mentioned “total amount of filler” and “the amount of silica (B1-3)”. -3) may be determined, or the amount of silica (B1-3) may be determined from the above-mentioned “total amount of filler” and “the amount of carbon black (B2-3)”. .
  • the silane coupling agent (C-3) is not particularly limited, and any of those usually used in this field can be suitably used.
  • Examples of the silane coupling agent (C-3) include bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) polysulfide, Examples thereof include bis (2-trimethoxysilylethyl) polysulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) polysulfide, and bis (4-trimethoxysilylbutyl) polysulfide.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide are preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide are preferable. Is more preferable.
  • the blending amount of the silane coupling agent (C-3) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (B1-3) from the viewpoint of good wear resistance. Part or more, more preferably 2 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more. On the other hand, the blending amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 12 parts by mass or less from the viewpoint of obtaining an improvement effect commensurate with an increase in cost.
  • a specific type of silane coupling agent (C-3) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the aluminum organic compound (D-3) is a complex composed of aluminum and an organic compound and produces aluminum hydroxide by a hydrolysis reaction. Therefore, when such an aluminum organic compound (D-3) is blended, at least a part of the aluminum organic compound (D-3) undergoes hydrolysis during kneading to produce aluminum hydroxide.
  • an aluminum organic compound (D-3) for example, the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1)
  • R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aluminum alcoholate shown by these is mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group has a branched or unbranched alkyl group, alkenyl group or alkynyl group as a skeleton, and may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 12 (C 1-12 ) carbon atoms (provided that the alkenyl group or alkynyl group is a skeleton, the lower limit of the carbon number must be at least 2. The same is preferred), more preferably C 1-10, more preferably C 1-8, more preferably C 2-6 .
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a , R b or R c include an ethyl group (C 2 ), an isopropyl group (C 3 ), a secondary butyl group (C 4 ), 3-ethoxycarbonyl-2- And propen-2-yl group (C 6 ).
  • Examples of the aluminum alcoholate include aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum diisopropylate / monosecondary butyrate, aluminum secondary butyrate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate, and aluminum trisethylacetoacetate.
  • the compounding amount of the aluminum organic compound (D-3) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3), from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance. It is 7 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, for the same reason.
  • the aluminum organic compound (D-3) As the aluminum organic compound (D-3), a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the rubber composition according to the third embodiment includes compounding agents generally used in the tire industry, such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • compounding agents generally used in the tire industry such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • Softeners can be expected to improve wet grip performance, dry grip performance, initial grip performance, etc. by blending.
  • Oil etc. are mentioned.
  • the oil include process oils such as paraffinic, aroma-based, and naphthenic process oils.
  • the blending amount is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3), from the viewpoint of obtaining a sufficient effect by addition. It is.
  • the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining wear resistance.
  • the oil content includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
  • a specific kind of softener may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, and guanidine vulcanization accelerators.
  • Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-tert-butyl-2-benzo. And thiazylsulfenamide.
  • Examples of the thiazole vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and the like.
  • Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and the like.
  • Examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenylguanidine.
  • the content when blending the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-3) from the viewpoint of achieving sufficient vulcanization. More than a part.
  • the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, from the viewpoint of securing a sufficient scorch time.
  • a specific kind of vulcanization accelerator may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the rubber composition according to the third embodiment is manufactured by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like, and then vulcanizing if necessary.
  • the rubber composition according to the third embodiment can be used for various applications by taking advantage of its characteristics, and among these, it can be used as a rubber composition for tires.
  • the rubber composition according to the third embodiment can be used for various members constituting the tire, for example, a tread including a base tread, an inner liner, a sidewall, and the like. From the characteristics, it is preferably used for a tread (tire tread).
  • the tire can be manufactured from the rubber composition according to the third embodiment by an ordinary method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed.
  • a tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.
  • the effect of using an aluminum organic compound (D-3) in place of aluminum hydroxide is considered as follows. That is, although aluminum hydroxide contributes to the improvement of wet grip performance, it is inevitable that the wear resistance is deteriorated because the particle diameter is relatively large and there is no bonding point with rubber. The wear resistance can be expected to be improved to some extent by reducing the particle diameter, but there is a problem that the elongation of wet grip performance is reduced.
  • the aluminum organic compound (D-3) is a compound that generates aluminum hydroxide by hydrolysis, and the mode of hydrolysis is the same as that of the silane coupling agent (C-3).
  • the moisture on the filler surface is consumed with high efficiency, and the share during kneading increases.
  • kneading deepens and filler dispersibility is considered to be improved.
  • the aluminum organic compound (D-3) is considered to improve the wear resistance by reacting with the rubber and increasing its reinforcing effect in the same manner as the reaction of the silane coupling agent (C-3).
  • the improvement in filler dispersibility by blending the aluminum organic compound (D-3) as described above also contributes to improving the deterioration of workability that is a concern when blending silica. This is especially true when so-called fine particle silica having a small particle diameter is used. For this reason, by using silica, especially fine particle silica, in combination with the aluminum organic compound, it is possible to sufficiently bring out the advantages of silica blending, that is, improvement in fuel consumption characteristics and improvement in wear resistance accompanying improvement in reinforcement. .
  • the fourth embodiment is [1] Raw material chemical containing rubber component (A-4) containing styrene butadiene rubber, filler containing silica (B1-4), silane coupling agent (C-4), and aluminum organic compound (D-4)
  • a method for producing a rubber composition comprising: The kneading process includes a first half stage (X1-1) for kneading a raw material chemical not containing a vulcanizing chemical, and a second half stage (X1-2) for adding the vulcanizing chemical to the kneaded product obtained in the first half stage and kneading.
  • the discharge temperature of the kneaded product is set to a temperature within a predetermined range, and the kneaded product is held at the temperature for a time within a predetermined range.
  • X1-1 The method for producing a rubber composition according to the above [1], wherein the filler further contains carbon black (B2-4), [3]
  • the amount of silica (B1-4) is 50 to 150 parts by weight, preferably 60 to 120 parts by weight, more preferably 60 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component (A-4), carbon.
  • the blending amount of black (B2-4) is 5 to 50 parts by mass, preferably 5 to 35 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably 8 to 20 parts by mass.
  • Aluminum organic compound (D-4) 5 to 45 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 7 to 40 parts by weight, and even more preferably 10 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of silica (B1-4).
  • the amount of the silane coupling agent (C-4) is 1 to 20 parts by mass, preferably 1.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass, still more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably.
  • the aluminum organic compound (D-4) has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • the temperature within a predetermined range is 150 to 180 ° C., preferably 150 to 175 ° C., more preferably 155 to 175 ° C., and the time within the predetermined range is 10 to 120 seconds, preferably 15 to 100 seconds.
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a tire rubber composition having improved processability, wet grip performance and wear resistance, and also improved fuel efficiency characteristics.
  • the present invention can provide a method, a rubber composition produced by the production method, and a tire tread and a tire produced using the rubber composition.
  • the rubber component (A-4) contains styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified products thereof (modified S-SBR, modified E-SBR).
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • modified products thereof modified S-SBR, modified E-SBR.
  • the modified SBR include modified SBR having a terminal and / or main chain modified, modified SBR coupled with tin, a silicon compound, or the like (condensate, one having a branched structure, or the like).
  • the vinyl content of SBR is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the vinyl content is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of good wear resistance.
  • the vinyl content of SBR is a value measured by an infrared absorption spectrum analysis method.
  • the styrene content of SBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of good wear resistance and temperature dependency (state in which performance change with respect to temperature change is suppressed). Is 45 mass% or less.
  • the glass transition point (Tg) of SBR is preferably ⁇ 60 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher, from the viewpoint of good wet grip performance and dry grip performance.
  • the Tg is preferably 0 ° C. or less, more preferably ⁇ 10 ° C. or less, from the viewpoint of good initial grip performance and wear resistance.
  • the content of SBR is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component (A-4), from the viewpoint of sufficient heat resistance and wear resistance. More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the rubber component (A-4) may contain other rubber components in addition to SBR.
  • examples of such other rubber components include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
  • examples include diene rubbers, and non-diene rubbers such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler contains silica (B1-4). This is because inclusion of silica (B1-4) can be expected to improve wet grip performance and fuel consumption characteristics.
  • silica (B1-4) for example, dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica) and the like can be used. Of these, wet-process silica is preferred because it has many silanol groups.
  • the BET specific surface area (N 2 SA) due to nitrogen adsorption of silica (B1-4) is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of improvement in fuel resistance and wear resistance accompanying improvement in reinforcement. It is 70 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 120 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more.
  • N 2 SA of silica (B1-4) from the viewpoint of suppressing to ensure good dispersibility aggregation, preferably 500 meters 2 / g or less, preferably 400 meters 2 / g or less, more preferably 300 meters 2 / g or less.
  • N 2 SA of silica (B1-4) is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
  • Silica (B1-4) may be of a specific type or may be used in combination of two or more types.
  • fillers other than silica (B1-4) any of those normally used in this field can be suitably used as long as it does not contradict the purpose of the fourth embodiment.
  • Examples thereof include carbon black (B2-4). Addition of carbon black (B2-4) can be expected to improve wear resistance.
  • the filler is preferably composed of silica (B1-4) and carbon black (B2-4).
  • Examples of carbon black (B2-4) include carbon black produced by an oil furnace method, and two or more types having different colloidal characteristics may be used in combination. Specific examples include GPF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (B2-4) is preferably from 70 to 250 m 2 / g, because it can provide good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance, and from 110 to 200 m 2 / g is more preferable.
  • the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of carbon black (B2-4) is preferably 50 to 250 ml / 100 g.
  • N 2 SA of carbon black (B2-4) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001, and DBP is a value measured according to JIS K 6217-4: 2001.
  • Carbon black (B2-4) may be a specific type, or may be used in combination of two or more types.
  • the compounding amount of silica (B1-4) is 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4).
  • the blending amount is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, and more preferably 110 parts by mass or less, from the viewpoints of good dispersion and thus good wear resistance.
  • the blending amount when carbon black (B2-4) is blended is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. It is 8 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more. On the other hand, the amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining good wet grip performance.
  • the blending amount of the filler is preferably 50 parts by mass or more, and 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4), from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. Is more preferable, and it is 65 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is 170 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less, from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance.
  • the proportion of silica (B1-4) in the entire filler is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the fourth embodiment. Preferably it is 80 mass% or more. On the other hand, the ratio is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, for the same reason.
  • carbon black (B2) is calculated from the “total amount of filler” and “the amount of silica (B1-4)”. -4) may be determined, or the amount of silica (B1-4) may be determined from the above-mentioned “total amount of filler” and “the amount of carbon black (B2-4)”. .
  • the silane coupling agent (C-4) is not particularly limited, and any of those usually used in this field can be preferably used.
  • Examples of the silane coupling agent (C-4) include bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) polysulfide, Examples thereof include bis (2-trimethoxysilylethyl) polysulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) polysulfide, and bis (4-trimethoxysilylbutyl) polysulfide.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide are preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide are preferable. Is more preferable.
  • the blending amount of the silane coupling agent (C-4) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (B1-4) from the viewpoint of good wear resistance. Part or more, more preferably 2 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more. On the other hand, the blending amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 12 parts by mass or less from the viewpoint of obtaining an improvement effect commensurate with an increase in cost.
  • silane coupling agent (C-4) a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the aluminum organic compound (D-4) is a complex composed of aluminum and an organic compound and generates aluminum hydroxide by a hydrolysis reaction. Therefore, when such an aluminum organic compound (D-4) is blended, at least a part of the aluminum organic compound (D-4) undergoes hydrolysis during kneading to produce aluminum hydroxide.
  • an aluminum organic compound (D-4) for example, the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1)
  • R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aluminum alcoholate shown by these is mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group has a branched or unbranched alkyl group, alkenyl group or alkynyl group as a skeleton, and may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 12 (C 1-12 ) carbon atoms (provided that the alkenyl group or alkynyl group is a skeleton, the lower limit of the carbon number must be at least 2. The same is preferred), more preferably C 1-10, more preferably C 1-8, more preferably C 2-6 .
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a , R b or R c include an ethyl group (C 2 ), an isopropyl group (C 3 ), a secondary butyl group (C 4 ), 3-ethoxycarbonyl-2- And propen-2-yl group (C 6 ).
  • Examples of the aluminum alcoholate include aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum diisopropylate / monosecondary butyrate, aluminum secondary butyrate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate, and aluminum trisethylacetoacetate.
  • the compounding amount of the aluminum organic compound (D-4) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4), from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance. It is 7 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, for the same reason.
  • the aluminum organic compound (D-4) As the aluminum organic compound (D-4), a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the rubber composition according to the fourth embodiment includes a compounding agent generally used in the tire industry, such as a softener, an anti-aging agent, wax, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • a compounding agent generally used in the tire industry such as a softener, an anti-aging agent, wax, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
  • Softeners can be expected to improve wet grip performance, dry grip performance, initial grip performance, etc. by blending.
  • Oil etc. are mentioned.
  • the oil include process oils such as paraffinic, aroma-based, and naphthenic process oils.
  • the blending amount in the case of blending oil is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4) from the viewpoint of obtaining a sufficient effect by addition. It is.
  • the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining wear resistance.
  • the oil content includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
  • a specific kind of softener may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, and guanidine vulcanization accelerators.
  • Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-tert-butyl-2-benzo. And thiazylsulfenamide.
  • Examples of the thiazole vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and the like.
  • Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and the like.
  • Examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenylguanidine.
  • the content when blending the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-4) from the viewpoint of achieving sufficient vulcanization. More than a part.
  • the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, from the viewpoint of securing a sufficient scorch time.
  • a specific kind of vulcanization accelerator may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the kneading step is obtained in the first half stage (X1-1) and the first half stage (X1-1) of kneading raw material chemicals not containing a vulcanizing chemical.
  • the kneaded product is composed of at least two stages (X2-1) in which the vulcanized chemical is added and kneaded, and the first half stage (X1-1) is used to remove the alcohol generated during kneading. Therefore, the discharge temperature of the kneaded product is set to a temperature within a predetermined range, and the kneaded product is held at the temperature for a time within a predetermined range.
  • the rubber composition according to the fourth embodiment is manufactured by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like, and then vulcanizing if necessary.
  • the kneading step includes the first half stage (X1-1) of kneading the raw material chemical not containing a vulcanizing chemical, and the kneaded product obtained in the first half stage (X1-1). Is added to the second half stage (final stage) (X2-1). Further, the first half stage (X1-1) can be further divided into a plurality of stages as required.
  • the vulcanized chemical is a chemical related to so-called vulcanization (that is, cross-linking the polymer chain of the rubber component which is a plastic body in a network shape), specifically, a vulcanizing agent, Vulcanization accelerator, vulcanization acceleration aid, etc.
  • the first half stage (X1-1) of the kneading step is, for example, a rubber component (A-4), a filler (B1-4, B2-4), and a silane coupling agent (C-4). And an aluminum organic compound (D-4) are added and kneaded.
  • the first half (X1-1) may further contain a softening agent, stearic acid, or the like. Note that the step of preliminarily kneading only the rubber component (A-4) is not included in the first half (X1-1).
  • the discharge temperature of the kneaded product is set to a temperature within a predetermined range, and the kneaded product is set to a predetermined range at the temperature.
  • the reason for maintaining the time is to remove alcohol formed during kneading by hydrolysis of an aluminum organic compound or the like. If the removal of the alcohol is insufficient, the alcohol becomes a large amount of vapor during vulcanization and foams from the inside of the rubber composition. In order to prevent this and to bring out the effect of adding the aluminum organic compound (D-4) described later, it is effective to hold the time within the predetermined range at the temperature within the predetermined range.
  • the temperature within the predetermined range and the time within the predetermined range” for holding the kneaded product when discharging the kneaded product in the first half of the kneading process (X1-1) means “removing alcohol generated during the kneading. It is sufficient that the holding temperature and holding time are sufficient to achieve the above.
  • the holding temperature and holding time may vary depending on the type of aluminum organic compound (D-4) used, the type of other raw materials used, etc., but those skilled in the art can appropriately set for the above purpose.
  • the holding temperature can be set within a predetermined range by adjusting the number of rotations of the mixer, the pressure of the ram, the temperature of the cooling water circulating in the mixer, etc. Can be implemented.
  • the discharge temperature of the kneaded product in the first half of the kneading step (X1-1) is usually preferably 150 ° C. or higher and more preferably 155 ° C. or higher. This is because if the discharge temperature is less than 150 ° C., the reaction between the silica and the silane coupling agent is not sufficient, and improvement in wear resistance and fuel efficiency cannot be expected, but rather it tends to deteriorate.
  • the discharge temperature is usually preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 175 ° C. or lower. When the discharge temperature exceeds 180 ° C., gelation in the rubber is promoted too much, and the processability tends to deteriorate.
  • the holding time when discharging the kneaded product in the first half of the kneading step (X1-1) is usually preferably 10 seconds or more, and more preferably 15 seconds or more from the viewpoint of exhibiting the effect of the fourth embodiment.
  • the holding time is usually preferably 120 seconds or shorter, and more preferably 100 seconds or shorter. Even if it is made longer than 120 seconds, the improvement of the effect cannot be expected, and the productivity tends to decrease.
  • the first half stage (X1-1) of the kneading process can be further divided into a plurality of stages as desired.
  • the above-mentioned chemicals (A) to (D) may be kneaded stepwise in a plurality of times.
  • the kneaded product is discharged so as to achieve the purpose of removing alcohol generated from the blended aluminum organic compound (D-4).
  • the kneaded product is held at a temperature within a predetermined range and for a time within a predetermined range.
  • the first half of the kneading step (X1-1) can be carried out in accordance with a general method in the tire rubber industry, except for the above.
  • the latter half of the kneading process (X2-1) refers to the final stage of the kneading process in which the vulcanized chemicals and other remaining chemicals are added to the kneaded product obtained by kneading so far and kneaded.
  • the latter half of the kneading process (X2-1) can be carried out according to a general method in the field of tire rubber industry.
  • the rubber composition according to the fourth embodiment can be used for various applications by taking advantage of its characteristics, and among these, it can be used as a rubber composition for tires.
  • the rubber composition according to the fourth embodiment can be used for various members constituting the tire, for example, a tread including a base tread, an inner liner, a sidewall, and the like. From the characteristics, it is preferably used for a tread (tire tread).
  • the tire can be manufactured from the rubber composition according to the fourth embodiment by an ordinary method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed.
  • a tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.
  • the effect of using an aluminum organic compound (D-4) in place of aluminum hydroxide is considered as follows. That is, although aluminum hydroxide contributes to the improvement of wet grip performance, it is inevitable that the wear resistance is deteriorated because the particle diameter is relatively large and there is no bonding point with rubber. The wear resistance can be expected to be improved to some extent by reducing the particle diameter, but there is a problem that the elongation of wet grip performance is reduced.
  • the aluminum organic compound (D-4) is a compound that generates aluminum hydroxide by hydrolysis, and the mode of hydrolysis is the same as that of the silane coupling agent (C-4).
  • the silane coupling agent (C-4) moisture on the filler surface is consumed with high efficiency, and the share during kneading increases. As a result, kneading deepens and filler dispersibility is considered to be improved.
  • the aluminum organic compound (D-4) is considered to improve the wear resistance by reacting with the rubber and enhancing its reinforcing effect in the same manner as the reaction of the silane coupling agent (C-4).
  • the fifth embodiment [1] Raw material chemical containing rubber component (A-5) containing styrene butadiene rubber, filler containing silica (B1-5), silane coupling agent (C-5), and aluminum organic compound (D-5) A method for producing a rubber composition comprising: In the kneading step, the first half stage (X1-2) of kneading the raw material chemical not containing the vulcanizing agent, and the second half stage (X2-) of adding the vulcanizing agent to the kneaded product obtained in the first half stage (X1-2).
  • the first half stage (X1-2) includes at least two stages including a first stage and a final stage, The first step is a step of kneading raw material chemicals containing all or part of the rubber component (A-5), silica (B1-5), and all or part of the silane coupling agent (C-5).
  • the raw material chemical containing at least one of silica (B1-5) and silane coupling agent (C-5) is blended in the kneaded product obtained from the first stage to the previous stage.
  • the stage of kneading The method for producing a rubber composition according to the above [1], wherein the basic vulcanization accelerator (E-5) is compounded in at least one of the first to final stages.
  • the basic vulcanization accelerator (E-5) is selected from the group consisting of guanidine vulcanization accelerators, aldehyde / ammonia vulcanization accelerators, aldehyde / amine vulcanization accelerators, and thiourea accelerators.
  • the compounding amount of silica (B1-5) is 50 to 150 parts by mass, preferably 60 to 120 parts by mass, more preferably 60 to 110 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5).
  • the blending amount of black (B2-5) is 5 to 50 parts by mass, preferably 5 to 35 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, further preferably 8 to 20 parts by mass, and an aluminum organic compound (D-5).
  • the amount of the silane coupling agent (C-5) is 1 to 20 parts by mass, preferably 1.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass, still more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably.
  • the aluminum organic compound (D-5) has the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1) (In the formula, R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.)
  • a rubber composition having excellent characteristics in particular, a method for producing a tire rubber composition having improved wet grip performance and wear resistance and improved fuel efficiency characteristics, A rubber composition produced by the production method, and a tire tread and a tire produced using the rubber composition can be provided.
  • the rubber component (A-5) contains styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified products thereof (modified S-SBR, modified E-SBR).
  • E-SBR emulsion polymerized styrene butadiene rubber
  • S-SBR solution polymerized styrene butadiene rubber
  • modified products thereof modified S-SBR, modified E-SBR.
  • the modified SBR include modified SBR having a terminal and / or main chain modified, modified SBR coupled with tin, a silicon compound, or the like (condensate, one having a branched structure, or the like).
  • the vinyl content of SBR is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the vinyl content is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of good wear resistance.
  • the vinyl content of SBR is a value measured by an infrared absorption spectrum analysis method.
  • the styrene content of SBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint of sufficient wet grip performance and dry grip performance.
  • the styrene content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of good wear resistance and temperature dependency (state in which performance change with respect to temperature change is suppressed). Is 45 mass% or less.
  • the glass transition point (Tg) of SBR is preferably ⁇ 60 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher, from the viewpoint of good wet grip performance and dry grip performance.
  • the Tg is preferably 0 ° C. or less, more preferably ⁇ 10 ° C. or less, from the viewpoint of good initial grip performance and wear resistance.
  • the content of SBR is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component (A-5) from the viewpoint of sufficient heat resistance and wear resistance. More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is 100 mass%.
  • the rubber component (A-5) may contain other rubber components in addition to SBR.
  • examples of such other rubber components include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber (NBR).
  • examples include diene rubbers, and non-diene rubbers such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler contains silica (B1-5). This is because inclusion of silica (B1-5) can be expected to improve wet grip performance and fuel consumption characteristics.
  • silica (B1-5) for example, dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica) and the like can be used. Of these, wet-process silica is preferred because it has many silanol groups.
  • the BET specific surface area (N 2 SA) due to nitrogen adsorption of silica (B1-5) is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of improvement in fuel resistance and wear resistance accompanying improvement in reinforcement. It is 70 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 120 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more.
  • N 2 SA of silica (B1-5) from the viewpoint of suppressing to ensure good dispersibility aggregation, preferably 500 meters 2 / g or less, preferably 400 meters 2 / g or less, more preferably 300 meters 2 / g or less.
  • N 2 SA of silica (B1-5) is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
  • Silica (B1-5) may be of a specific type or may be used in combination of two or more types.
  • fillers other than silica (B1-5) any of those normally used in this field can be suitably used as long as it does not contradict the purpose of the fifth embodiment.
  • examples thereof include carbon black (B2-5). Addition of carbon black (B2-5) can be expected to improve wear resistance.
  • the filler is preferably composed of silica (B1-5) and carbon black (B2-5).
  • Examples of carbon black (B2-5) include carbon black produced by an oil furnace method, and two or more types having different colloidal characteristics may be used in combination. Specific examples include GPF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (B2-5) is preferably 70 to 250 m 2 / g, because it can provide good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance, and 110 to 200 m 2 / g is more preferable.
  • the dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of carbon black (B2-5) is preferably 50 to 250 ml / 100 g for the same reason.
  • N 2 SA of carbon black (B2-5) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001, and DBP is a value measured according to JIS K 6217-4: 2001.
  • Carbon black (B2-5) may be a specific type, or two or more types may be used in combination.
  • the compounding amount of silica (B1-5) is 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more, from the viewpoint of sufficient wet grip performance with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5).
  • the blending amount is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, and more preferably 110 parts by mass or less, from the viewpoints of good dispersion and thus good wear resistance.
  • the blending amount when carbon black (B2-5) is blended is preferably 5 with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5) from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. It is 8 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more. On the other hand, the amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining good wet grip performance.
  • the blending amount of the filler is preferably 50 parts by mass or more, and 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5), from the viewpoint of good wet grip performance, dry grip performance and wear resistance. Is more preferable, and it is 65 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is 170 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 120 parts by mass or less, from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance.
  • the proportion of silica (B1-5) in the entire filler is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the fifth embodiment. Preferably it is 80 mass% or more. On the other hand, the ratio is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, for the same reason.
  • carbon black (B2) is calculated from the “total amount of filler” and “the amount of silica (B1-5)”. ⁇ 5) may be determined, or the amount of silica (B1-5) may be determined from the above “total amount of filler” and “the amount of carbon black (B2-5)”. .
  • the silane coupling agent (C-5) is not particularly limited, and any of those usually used in this field can be suitably used.
  • Examples of the silane coupling agent (C-5) include bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) polysulfide, Examples thereof include bis (2-trimethoxysilylethyl) polysulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) polysulfide, and bis (4-trimethoxysilylbutyl) polysulfide.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide are preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide are preferable. Is more preferable.
  • the blending amount of the silane coupling agent (C-5) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (B1-5) from the viewpoint of good wear resistance. Part or more, more preferably 2 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more. On the other hand, the blending amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and more preferably 12 parts by mass or less from the viewpoint of obtaining an improvement effect commensurate with an increase in cost.
  • silane coupling agent (C-5) a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the aluminum organic compound (D-5) is a complex composed of aluminum and an organic compound and produces aluminum hydroxide by a hydrolysis reaction. Accordingly, when such an aluminum organic compound (D-5) is blended, at least a part of the aluminum organic compound (D-5) undergoes hydrolysis during kneading to produce aluminum hydroxide.
  • an aluminum organic compound (D-5) for example, the formula (1): Al (OR a ) (OR b ) (OR c ) 3 (1)
  • R a , R b and R c each independently represents an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aluminum alcoholate shown by these is mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group has a branched or unbranched alkyl group, alkenyl group or alkynyl group as a skeleton, and may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 12 (C 1-12 ) carbon atoms (provided that the alkenyl group or alkynyl group is a skeleton, the lower limit of the carbon number must be at least 2. The same is preferred), more preferably C 1-10, more preferably C 1-8, more preferably C 2-6 .
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a , R b or R c include an ethyl group (C 2 ), an isopropyl group (C 3 ), a secondary butyl group (C 4 ), 3-ethoxycarbonyl-2- And propen-2-yl group (C 6 ).
  • Examples of the aluminum alcoholate include aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum diisopropylate / monosecondary butyrate, aluminum secondary butyrate, aluminum ethylacetoacetate / diisopropylate, and aluminum trisethylacetoacetate.
  • the compounding amount of the organic organic compound (D-5) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5), from the viewpoint of good wet grip performance and wear resistance. It is 7 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more. On the other hand, the blending amount is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, for the same reason.
  • the aluminum organic compound (D-5) As the aluminum organic compound (D-5), a specific type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the vulcanization accelerator is usually a chemical compounded with the vulcanizing agent in the latter half of the kneading process (X2-2).
  • the fifth embodiment is characterized in that a predetermined vulcanization accelerator is blended in the first half (X1-2) of the kneading step.
  • examples of the predetermined vulcanization accelerator used in the first half (X1-2) of the kneading step include a guanidine vulcanization accelerator, an aldehyde / ammonia vulcanization accelerator, and an aldehyde / amine. And thiourea vulcanization accelerators.
  • these vulcanization accelerators are referred to as “basic vulcanization accelerators (E-5)” in order to distinguish them from other vulcanization accelerators.
  • basic vulcanization accelerators (E-5) are preferred because they have a relatively vulcanization promoting effect.
  • Examples of the guanidine vulcanization accelerator include 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1-o-tolylbiguanide, dicatechol borate di-o-tolylguanidine salt, 1,3- Di-o-cumenyl guanidine, 1,3-di-o-biphenyl guanidine, 1,3-di-o-cumenyl-2-propionyl guanidine and the like can be mentioned.
  • 1,3-diphenyl guanidine, 1,3-di -O-Tolylguanidine and 1-o-tolylbiguanide are preferred because of their high reactivity, and 1,3-diphenylguanidine is particularly preferred because of their higher reactivity.
  • Examples of the aldehyde / ammonia vulcanization accelerator include hexamethylenetetramine.
  • Examples of the aldehyde / amine vulcanization accelerator include n-butyraldehyde aniline.
  • Examples of the thiourea vulcanization accelerator include N, N′-diphenylthiourea, trimethylthiourea, N, N′-diethylthiourea and the like.
  • E-5 As the basic vulcanization accelerator (E-5), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the blending amount of the basic vulcanization accelerator (E-5) is based on 100 parts by mass of the rubber component (A-5) from the viewpoint of activating the polycondensation reaction of the silane coupling agent (C-5). 0.5 parts by mass, more preferably 1.0 parts by mass or more, and still more preferably 1.5 parts by mass or more.
  • the blending amount is preferably 3.5 parts by mass or less, more preferably 3.0 parts by mass or less, and still more preferably 2.5 parts by mass, from the viewpoint of not greatly affecting the vulcanization rate. Or less.
  • the rubber composition according to the fifth embodiment includes compounding agents generally used in the tire industry, such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators other than those described above, and the like can be appropriately blended.
  • compounding agents generally used in the tire industry such as softeners, anti-aging agents, waxes, stearic acid, zinc oxide, Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators other than those described above, and the like can be appropriately blended.
  • Softeners can be expected to improve wet grip performance, dry grip performance, initial grip performance, etc. by blending.
  • Oil etc. are mentioned.
  • the oil include process oils such as paraffinic, aroma-based, and naphthenic process oils.
  • the blending amount is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A-5) from the viewpoint of obtaining the effect of addition sufficiently. It is.
  • the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less from the viewpoint of maintaining wear resistance.
  • the oil content includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
  • a specific kind of softener may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Vulcanization accelerators other than those mentioned above include sulfenamide, thiazole, and thiuram vulcanization accelerators.
  • the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-tert-butyl-2-benzo. And thiazylsulfenamide.
  • the thiazole vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and the like.
  • thiuram vulcanization accelerator examples include tetramethylthiuram monosulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide and the like.
  • the content when blending the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts per 100 parts by mass of the rubber component (A-5) from the viewpoint of achieving sufficient vulcanization. More than part by mass.
  • the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, from the viewpoint of securing a sufficient scorch time.
  • the specific vulcanization accelerator may be used alone or in combination of two or more.
  • the kneading step vulcanizes the first half stage (X1-2) of kneading the raw material chemical not containing the vulcanizing agent and the kneaded product obtained in the first half stage. It is composed of at least two stages of the latter half stage (X2-2) in which the agent is added and kneaded, and the first half stage (X1-2) comprises the rubber component (A-5) and the filler (B1). -5) In addition to the raw material chemical containing the silane coupling agent (C-5) and the aluminum organic compound (D-5), a basic vulcanization accelerator (E-5) is added and kneaded.
  • the rubber composition according to the fifth embodiment is manufactured by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like, and then vulcanizing if necessary.
  • the vulcanizing agent in the kneading step, is added to the kneaded product obtained in the first half stage (X1-2) and the first half stage (X1-2) of kneading the raw material chemical not containing the vulcanizing agent. And kneading in the latter half (final stage) (X2-2).
  • the first half stage (X1-2) can be further divided into a plurality of stages as required.
  • the vulcanizing agent is a chemical related to so-called vulcanization (that is, cross-linking the polymer chain of the rubber component which is a plastic body in a network shape), and a typical one is sulfur.
  • the first half stage (X1-2) of the kneading step is, for example, a rubber component (A-5), a filler (B1-5), a silane coupling agent (C-5), and an aluminum organic compound.
  • the first half step may further contain a softener, stearic acid, or the like. Note that the step of preliminarily kneading only the rubber component (A-5) is not included in the first half.
  • the first half of the kneading process (X1-2) can be further divided into a plurality of stages as desired.
  • the above-mentioned chemicals (A-5) to (E-5) may be kneaded stepwise in a plurality of times.
  • the first half stage (X1-2) is divided into two stages consisting of a first stage and a final stage
  • the first stage is divided into a rubber component (A-5) and silica (B1-5).
  • the raw material chemical containing all or part of the silane coupling agent (C-5) is kneaded, and the final stage is performed by adding silica (B1) to the kneaded product obtained through the first stage.
  • the basic vulcanization accelerator (E-5) may be blended in at least one of the first stage and the final stage.
  • the first half stage (X1-2) of the kneading process can be divided into three or more stages including an intermediate stage between the first stage and the final stage.
  • the intermediate stage the kneaded material obtained in the first stage or immediately preceding stage is blended with a raw material chemical containing at least part of at least one of silica (B1-5) and silane coupling agent (C-5).
  • the basic vulcanization accelerator (E-5) may be blended in at least one of the first to final stages.
  • the first half stage (X1-2) of the kneading step can be carried out in accordance with a general method in the field of tire rubber industry except for the above.
  • the discharge temperature of the kneaded product is usually preferably 150 ° C. or higher, more preferably 155 ° C. or higher, from the viewpoint of favoring the above-described hydrolysis reaction or polycondensation reaction.
  • the discharge temperature is usually preferably 180 ° C. or less, and more preferably 175 ° C. or less from the viewpoint of preventing gelation in the rubber and ensuring good processability.
  • the kneading time is not particularly limited as long as the kneading can be sufficiently achieved, but is usually preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, and further preferably 60 seconds or more.
  • the kneading time is usually preferably 20 minutes or less, and more preferably 10 minutes or less. These discharge temperature and kneading time may vary depending on how many steps the first half is divided into and the type and amount of chemicals blended in each stage. The proper discharge temperature and kneading time can be appropriately determined.
  • the latter half of the kneading process (X2-2) refers to the final stage of the kneading process in which the vulcanizing agent and other remaining chemicals are added and kneaded to the kneaded product obtained by the kneading so far.
  • the latter half of the kneading process can be carried out according to a general method in the field of tire rubber industry.
  • the rubber composition according to the fifth embodiment can be used for various applications by taking advantage of its characteristics, and among them, it can be used as a rubber composition for tires.
  • the rubber composition according to the fifth embodiment can be used as a tire rubber composition, it can be used for various members constituting the tire, for example, a tread including a base tread, an inner liner, a sidewall, and the like. From the characteristics, it is preferably used for a tread (tire tread).
  • the tire can be manufactured from the rubber composition according to the fifth embodiment by an ordinary method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed.
  • a tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.
  • the effect of using an aluminum organic compound (D-5) in place of aluminum hydroxide is considered as follows. That is, although aluminum hydroxide contributes to the improvement of wet grip performance, it is inevitable that the wear resistance is deteriorated because the particle diameter is relatively large and there is no bonding point with rubber. The wear resistance can be expected to be improved to some extent by reducing the particle diameter, but there is a problem that the elongation of wet grip performance is reduced.
  • the aluminum organic compound (D-5) is a compound that generates aluminum hydroxide by hydrolysis, and the hydrolysis mode is the same as that of the silane coupling agent (C-5).
  • the moisture on the filler surface is consumed with high efficiency, and the share during kneading increases.
  • kneading deepens and filler dispersibility is considered to be improved.
  • the aluminum organic compound (D-5) reacts with the rubber in the same manner as the reaction of the silane coupling agent (C-5), and its reinforcing effect is enhanced, so that the wear resistance is improved.
  • the effect of the aluminum organic compound (D-5) is maintained, and Can be expected to complement. That is, the aluminum organic compound (D-5) has high reactivity with water and is relatively easily hydrolyzed, and brings about the desired effects as described above.
  • the silane coupling agent (C) There is concern that the polycondensation reaction of -5) will be delayed. Therefore, it is expected that the polycondensation reaction can be promoted by adding the basic vulcanization accelerator (E-5) in the first half (X1-2) of the kneading process.
  • Silica A ULTRASIL VN3 (CTAB specific surface area: 165 m 2 / g) manufactured by EVONIK (N 2 SA: 175 m 2 / g)
  • Silica B Zeolsil HRS1200MP (CTAB specific surface area: 195 m 2 / g) (SOLVY) (N 2 SA: 200 m 2 / g)
  • Silica C Zeosil Premium 200MP manufactured by SOLVAY (CTAB specific surface area: 200 m 2 / g) (N 2 SA: 220 m 2 / g)
  • Silica D Zeosil 1115MP (CTAB specific surface area: 105 m 2 / g) (SOLVAY) (N 2 SA
  • Silane coupling agent A Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by EVONIK
  • Silane coupling agent B NXT silane (3-octanoylthiopropyltriethoxysilane) manufactured by Momentive Performance Materials
  • Silane coupling agent C NXT-Z45 manufactured by Momentive Performance Materials (copolymer of bond unit A and bond unit B (bond unit A: 55 mol%, bond unit B 1-45 mol%)
  • Anti-aging agent NOCRACK 6C (N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine) (6PPD) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Wax Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.
  • Stearic acid Beads manufactured by NOF Corporation
  • Zinc stearate zinc oxide Zinc oxide type 2 vulcanization accelerator manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
  • A Noxeller NS manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator B Noxeller CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide: CBS) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Basic vulcanization accelerator Noxeller D (1,3-diphenylguanidine: DPG) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Sulfur Powdered sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
  • the obtained unvulcanized rubber composition is molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, which is vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes, and tested.
  • Tires (size: 195 / 65R15) were manufactured.
  • the obtained unvulcanized rubber composition is molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, which is vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes, and tested.
  • Tires (size: 195 / 65R15) were manufactured.
  • the obtained unvulcanized rubber composition is molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, which is vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes, and tested.
  • Tires (size: 195 / 65R15) were manufactured.
  • Coupleling agent unreacted ratio index (ratio of unreacted coupling agent amount of each formulation) / (ratio of unreacted coupling agent amount of reference comparative example) ⁇ 100

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Abstract

本発明の、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によれば、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、並びに、それ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。

Description

ゴム組成物、タイヤおよびゴム組成物の製造方法
 本発明は、ゴム組成物、とりわけ、タイヤ用ゴム組成物、並びに、それを用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤ、並びに、ゴム組成物、とりわけ、タイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。
 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、(1)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、並びに、それを用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤ、並びに、(2)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ことで、上記(1)の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。また、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、混練工程の前半段階の排出時に、混練物を高温で保持することで、上記(2)の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。さらに、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(2)の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、
[2]シランカップリング剤が、メルカプト基を有するシランカップリング剤であって、
下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤および下記式(III)で示されるシランカップリング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]記載のゴム組成物、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式中、
xは0以上の整数、yは1以上の整数である。
1は水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。R2は分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基、または分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基を示す。R1とR2とで環構造を形成してもよい。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、
1001は-Cl、-Br、-OR1006、-O(O=)CR1006、-ON=CR10061007、-ON=CR10061007、-NR10061007および(OSiR10061007h(OSiR100610071008)から選択される一価の基(R1006、R1007およびR1008は同一でも異なっていても良く、各々水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基であり、hは平均値が1~4である。)である。
1002はR1001、水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
1003はR1001、R1002、水素原子または[O(R1009O)j0.5-基(R1009は炭素数1~18のアルキレン基、jは1~4の整数である。)である。
1004は炭素数1~18の二価の炭化水素基である。
1005は炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。]
[3]シリカのCTAB比表面積が100m2/g以上、好ましくは165m2/g以上、より好ましくは170m2/g以上、かつ窒素吸着によるBET比表面積が110m2/g以上、好ましくは175m2/g以上、より好ましくは180m2/g以上である、上記[1]記載のゴム組成物、
[4]さらに、シリカのCTAB比表面積が180~600m2/g、好ましくは190~300m2/g、より好ましくは195~300m2/g、さらに好ましくは195~250m2/g、さらに好ましくは197~250m2/g、かつ窒素吸着によるBET比表面積が185~600m2/g、好ましくは190~300m2/g、より好ましくは195~300m2/g、さらに好ましくは200~300m2/g、さらに好ましくは200~260m2/g、さらに好ましくは210~260m2/gである、上記[3]記載のゴム組成物、
[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、
[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、
[7]アルミニウム有機化合物が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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、
[8]上記[1]~[7]のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッド、
[9]上記[8]のタイヤトレッドを有するタイヤ、
[10]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、加硫系薬品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系薬品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、混練中に生成したアルコール除去のため、混練物の排出温度を所定の範囲内の温度とし、かつ、該温度で混練物を所定の範囲内の時間保持する、製造方法、
[11]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、
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、並びに、それを用いて作製されたタイヤトレッドおよびタイヤ、並びに、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を提供することができる。
 本発明の実施形態としては、第1の実施形態から第5の実施形態が挙げられる。以下、第1の実施形態から第5の実施形態を説明する。
<第1の実施形態>
 第1の実施形態は、
[1]スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分(A-1)、シリカ(B1-1)を含む充填剤、シランカップリング剤(C-1)、およびアルミニウム有機化合物(D-1)を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物、
[2]充填剤が、さらにカーボンブラック(B2-1)を含むものである、上記[1]記載のゴム組成物、
[3]ゴム成分(A-1)100質量部に対し、シリカ(B1-1)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(B2-1)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(D-1)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(B1-1)100質量部に対し、シランカップリング剤(C-1)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[2]記載のゴム組成物、
[4]アルミニウム有機化合物(D-1)が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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]~[3]のいずれか1項に記載のゴム組成物、
[5]上記[1]~[4]のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッド、
[6]上記[5]のタイヤトレッドを有するタイヤ、
に関する。
 第1の実施形態によれば、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、並びに、それ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、第1の実施形態を実施するための形態について説明する。
<ゴム成分(A-1)>
 ゴム成分(A-1)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モル%以上、より好ましくは25モル%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モル%以下、より好ましくは70モル%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、さらに好ましくは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(A-1)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(A-1)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(B1-1)を含むものである。シリカ(B1-1)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(B1-1)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(B1-1)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、さらに好ましくは150m2/g以上である。一方、シリカ(B1-1)のN2SAは、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、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(B1-1)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(B1-1)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(B1-1)以外の充填剤としては、第1の実施形態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(B2-1)が挙げられる。カーボンブラック(B2-1)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(B1-1)とカーボンブラック(B2-1)とからなるものが好ましい。
 カーボンブラック(B2-1)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(B2-1)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(B2-1)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(B2-1)のN2SAは、JIS K 6217-2:2001に、DBPは、JIS K 6217-4:2001に準拠して測定される値である。
 カーボンブラック(B2-1)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(B1-1)の配合量は、ゴム成分(A-1)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(B2-1)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(A-1)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(A-1)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(B1-1)の割合は、第1の実施形態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(B1-1)とカーボンブラック(B2-1)とのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカ(B1-1)の配合量」からカーボンブラック(B2-1)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(B2-1)の配合量」からシリカ(B1-1)の配合量を定めてもよい。
<シランカップリング剤(C-1)>
 シランカップリング剤(C-1)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(C-1)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(C-1)の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ(B1-1)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(C-1)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(D-1)>
 アルミニウム有機化合物(D-1)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(D-1)が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物(D-1)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(D-1)としては、例えば、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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(C1-12)(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C1-10、より好ましくはC1-8、より好ましくはC2-6である。Ra、RbまたはRc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(D-1)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(A-1)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(D-1)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。
 第1の一実施形態に係るゴム組成物には、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、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(A-1)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。
 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、グアニジン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。グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジンなど挙げられる。
 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(A-1)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。
 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。
 第1の一実施形態に係るゴム組成物は、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。
<用途>
 第1の一実施形態に係るゴム組成物は、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。第1の一実施形態に係る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。
 第1の一実施形態に係るゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、第1の一実施形態に係る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(D-1)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(D-1)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(C-1)と同様である。したがって、シランカップリング剤(C-1)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(D-1)は、シランカップリング剤(C-1)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。
<第2の実施形態>
 第2の実施形態は、
[1]スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分(A-2)、シリカ(B1-2)を含む充填剤、メルカプト基を有するシランカップリング剤(C-2)、およびアルミニウム有機化合物(D-2)を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物であって、
前記シランカップリング剤(C-2)が、下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤および下記式(III)で示されるシランカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つである、ゴム組成物、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[式中、
xは0以上の整数、yは1以上の整数である。
1は水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。R2は分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基、または分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基を示す。R1とR2とで環構造を形成してもよい。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[式中、
1001は-Cl、-Br、-OR1006、-O(O=)CR1006、-ON=CR10061007、-ON=CR10061007、-NR10061007および(OSiR10061007h(OSiR100610071008)から選択される一価の基(R1006、R1007およびR1008は同一でも異なっていても良く、各々水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基であり、hは平均値が1~4である。)である。
1002はR1001、水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
1003はR1001、R1002、水素原子または[O(R1009O)j0.5-基(R1009は炭素数1~18のアルキレン基、jは1~4の整数である。)である。
1004は炭素数1~18の二価の炭化水素基である。
1005は炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。]
[2]充填剤が、さらにカーボンブラック(B2-2)を含むものである、上記[1]記載のゴム組成物、
[3]ゴム成分(A-2)100質量部に対し、シリカ(B1-2)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(B2-2)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(D-2)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(B1-2)100質量部に対し、シランカップリング剤(C-2)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[2]記載のゴム組成物、
[4]アルミニウム有機化合物(D-2)が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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]~[3]のいずれか1項に記載のゴム組成物、
[5]上記[1]~[4]のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッド、
[6]上記[5]のタイヤトレッドを有するタイヤ、
に関する。
 第2の実施形態によれば、優れた諸特性を有するゴム組成物、とりわけ、ゴム破壊強度、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、並びに、それ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、第2の実施形態を実施するための形態について説明する。
<ゴム成分(A-2)>
 ゴム成分(A-2)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モル%以上、より好ましくは25モル%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モル%以下、より好ましくは70モル%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、さらに好ましくは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(A-2)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(A-2)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(B1-2)を含むものである。シリカ(B1-2)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(B1-2)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(B1-2)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、さらに好ましくは150m2/g以上である。一方、シリカ(B1-2)のN2SAは、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、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(B1-2)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(B1-2)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(B1-2)以外の充填剤としては、第2の実施形態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(B2-2)が挙げられる。カーボンブラック(B2-2)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(B1-2)とカーボンブラック(B2-2)とからなるものが好ましい。
 カーボンブラック(B2-2)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(B2-2)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(B2-2)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(B2-2)のN2SAは、JIS K 6217-2:2001に、DBPは、JIS K 6217-4:2001に準拠して測定される値である。
 カーボンブラック(B2-2)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(B1-2)の配合量は、ゴム成分(A-2)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(B2-2)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(A-2)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(A-2)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(B1-2)の割合は、第2の実施形態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(B1-2)とカーボンブラック(B2-2)とのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカ(B1-2)の配合量」からカーボンブラック(B2-2)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(B2-2)の配合量」からシリカ(B1-2)の配合量を定めてもよい。
<シランカップリング剤(C-2)>
 シランカップリング剤(C-2)は、メルカプト基を有するシランカップリング剤であって、具体的には、下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤および下記式(III)で示されるシランカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式中、
xは0以上の整数、yは1以上の整数である。
1は水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。R2は分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基、または分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基を示す。R1とR2とで環構造を形成してもよい。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式中、
1001は-Cl、-Br、-OR1006、-O(O=)CR1006、-ON=CR10061007、-ON=CR10061007、-NR10061007および(OSiR10061007h(OSiR100610071008)から選択される一価の基(R1006、R1007およびR1008は同一でも異なっていても良く、各々水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基であり、hは平均値が1~4である。)である。
1002はR1001、水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
1003はR1001、R1002、水素原子または[O(R1009O)j0.5-基(R1009は炭素数1~18のアルキレン基、jは1~4の整数である。)である。
1004は炭素数1~18の二価の炭化水素基である。
1005は炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。]
 これら第2の一実施形態に係るシランカップリング剤(C-2)は、スルフィド部分がC-S-C結合であるため、ビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのポリスルフィドシランに比べ、熱的に安定である。このため、より高温で混練りすることができるという特徴を有する。したがって、後述するアルミニウム有機化合物の加水分解で生じるアルコールを、混練り時に十分除去することが可能となる。また、熱的に安定な第2の一実施形態に係るシランカップリング剤(C-2)を用いると、ムーニー粘度の上昇が少なく、加工中の粘度上昇が抑制されるというメリットが得られる。さらに、第2の一実施形態に係るシランカップリング剤(C-2)は、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシランに比べ、スコーチタイムの短縮が抑制される。結合単位Aと結合単位Bとを含むシランカップリング剤(C-2)は、結合単位Bにメルカプトシラン構造を持っているが、結合単位Aの-C715部分が結合単位Bの-SH基を覆うため、結果としてポリマーと反応しにくく、スコーチが発生しにくくなるためと考えられる。
 式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤(C-2)について説明する。
 上述した加工中の粘度上昇を抑制する効果や、スコーチタイムの短縮を抑制する効果を高めることができるという点から、上記構造のシランカップリング剤(C-2)において、結合単位Aの含有量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。また、結合単位Bの含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上であり、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下、さらに好ましくは55モル%以下である。また、結合単位AおよびBの合計含有量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%である。なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤(C-2)の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤(C-2)の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(I)、(II)と対応するユニットを形成していればよい。
 R1のハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素などがあげられる。
 R1の分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基としては、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、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などがあげられる。該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~12である。
 R1の分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、1-オクテニル基などがあげられる。該アルケニル基の炭素数は、好ましくは2~12である。
 R1の分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基などがあげられる。該アルキニル基の炭素数は、好ましくは2~12である。
 R2の分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などがあげられる。該アルキレン基の炭素数は、好ましくは1~12である。
 R2の分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、1-ペンテニレン基、2-ペンテニレン基、1-ヘキセニレン基、2-ヘキセニレン基、1-オクテニレン基などがあげられる。該アルケニレン基の炭素数は、好ましくは2~12である。
 R2の分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などがあげられる。該アルキニレン基の炭素数は、好ましくは2~12である。
 式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤(C-2)において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3~300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの-C715が覆うため、スコーチタイムが短くなることを抑制できるとともに、シリカ(B1-2)やゴム成分(A-2)との良好な反応性を確保することができる。
 式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤(C-2)としては、例えば、Momentive Performance Materials社製のNXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60などを使用することができる。
 式(III)で示されるシランカップリング剤(C-2)について説明する。
 上記式(III)において、R1005、R1006、R1007およびR1008はそれぞれ独立に、炭素数1~18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R1002が炭素数1~18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R1009は直鎖、環状または分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R1004は例えば炭素数1~18のアルキレン基、炭素数2~18のアルケニレン基、炭素数5~18のシクロアルキレン基、炭素数6~18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6~18のアリーレン基、炭素数7~18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基およびアルケニレン基は、直鎖状および枝分かれ状のいずれであってもよく、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基およびアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の官能基を有していてもよい。このR1004としては、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
 上記式(III)におけるR1002、R1005、R1006、R1007およびR1008の具体例としては、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、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。上記式(III)におけるR1009の例として、直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられ、分枝状アルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基、2-メチルプロピレン基等が挙げられる。
 上記式(III)で表されるシランカップリング剤(C-2)の具体例としては、3-ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。なかでも、加工性と低燃費性の両立の点で、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン(Momentive Performance Materials社製のNXTシラン)が特に好ましい。
 シランカップリング剤(C-2)の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ(B1-2)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、より好ましくは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(C-2)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(D-2)>
 アルミニウム有機化合物(D-2)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(D-2)が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物(D-2)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(D-2)としては、例えば、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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(C1-12)(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C1-10、より好ましくはC1-8、より好ましくはC2-6である。Ra、RbまたはRc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(D-2)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(A-2)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(D-2)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。
 第2の一実施形態に係るゴム組成物には、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、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(A-2)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。
 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、グアニジン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。グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジンなど挙げられる。
 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(A-2)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。
 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。
 第2の一実施形態に係るゴム組成物は、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。
<用途>
 第2の一実施形態に係るゴム組成物は、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。第2の一実施形態に係る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。
 第2の一実施形態に係るゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、第2の一実施形態に係る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(D-2)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の改善が度期待できるが、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(D-2)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(C-2)と同様である。したがって、シランカップリング剤(C-2)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える。また、アルミニウム有機化合物(D-2)は、シランカップリング剤(C-2)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。
 また、第2の一実施形態においては、熱的に安定な特定のシランカップリング剤(C-2)を使用するため、混練りをより高温で実施することができる。このため、アルミニウム有機化合物(D-2)の加水分解により生成するアルコールを、混練りの段階で十分除去することが容易となる。アルコールが十分除去できないと、加硫時に多量のアルコール蒸気が発生し、該蒸気の影響によりゴム組成物の体積が増大してしまうという問題が生ずる。このため、加硫前に、アルコールを十分除去できることは、第2の実施形態におけるメリットの一つである。
<第3の実施形態>
 第3の実施形態は、
[1]スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分(A-3)、CTAB比表面積が100m2/g以上、好ましくは165m2/g以上、より好ましくは170m2/g以上かつ窒素吸着によるBET比表面積が110m2/g以上、好ましくは175m2/g以上、より好ましくは180m2/g以上のシリカ(B1-3)を含む充填剤、シランカップリング剤(C-3)、およびアルミニウム有機化合物(D-3)を含む原料薬品を配合してなるゴム組成物、
[2]充填剤が、さらにカーボンブラック(B2-3)を含むものである、上記[1]記載のゴム組成物、
[3]ゴム成分(A-3)100質量部に対し、シリカ(B1-3)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(B2-3)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(D-3)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(B1-3)100質量部に対し、シランカップリング剤(C-3)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[2]記載のゴム組成物、
[4]シリカ(B1-3)のCTAB比表面積が180~600m2/g、好ましくは190~300m2/g、より好ましくは195~300m2/g、さらに好ましくは195~250m2/g、さらに好ましくは197~250m2/gかつ窒素吸着によるBET比表面積が185~600m2/g、好ましくは190~300m2/g、より好ましくは195~300m2/g、さらに好ましくは200~300m2/g、さらに好ましくは200~260m2/g、さらに好ましくは210~260m2/gである、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載のゴム組成物、
[5]アルミニウム有機化合物(D-3)が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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]~[4]のいずれか1項に記載のゴム組成物、
[6]上記[1]~[5]のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッド、
[7]上記[6]のタイヤトレッドを有するタイヤ、
に関する。
 第3の実施形態によれば、優れた諸特性を有するゴム組成物、とりわけ、ゴム破壊強度、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、並びに、それ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、第3の実施形態を実施するための形態について説明する。
<ゴム成分(A-3)>
 ゴム成分(A-3)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モル%以上、より好ましくは25モル%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モル%以下、より好ましくは70モル%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、さらに好ましくは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(A-3)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(A-3)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(B1-3)を含むものである。シリカ(B1-3)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(B1-3)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。
 第3の一実施形態で用いるシリカ(B1-3)は、CTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)比表面積が160m2/g以上かつ窒素吸着によるBET比表面積(N2SA)が170m2/g以上のシリカ(以下、「微粒子シリカ」ともいう)である。このような微粒子シリカを用いる場合、加工性の悪化が特に懸念されるが、第3の一実施形態においては、アルミニウム有機化合物(D-3)を併用するため、後述するようにフィラー分散性が向上し、シリカ配合による利点、すなわち、燃費特性の向上や、補強性向上に伴う耐摩耗性の向上を十分に引き出すことが可能となる。
 微粒子シリカ(B1-3)のCTAB比表面積は、165m2/g以上が好ましく、より好ましくは170m2/g以上、より好ましくは180m2/g以上、より好ましくは190m2/g以上、より好ましくは195m2/g以上、さらに好ましくは197m2/g以上である。一方、該CTAB比表面積は、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、好ましくは600m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、さらに好ましくは250m2/g以下である。なお、CTAB比表面積は、ASTM D3765-92に準拠して測定される。
 微粒子シリカ(B1-3)のBET比表面積(N2SA)は、好ましくは175m2/g以上、より好ましくは180m2/g以上、より好ましくは190m2/g以上、より好ましくは195m2/g以上、より好ましくは200m2/g以上、さらに好ましくは210m2/g以上である。一方、該BET比表面積は、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、好ましくは600m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、さらに好ましくは260m2/g以下である。なお、シリカ(B1-3)のBET比表面積は、ASTM D3037-81に準じて測定される。
 微粒子シリカ(B1-3)の平均一次粒子径は、好ましくは20nm以下、より好ましくは17nm以下、さらに好ましくは16nm以下、特に好ましくは15nm以下である。該平均一次粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは3nm以上、より好ましくは5nm以上、さらに好ましくは7nm以上である。このような小さい平均一次粒子径を有しているものの、アグリゲートすることで、カーボンブラックのような構造を形成し、シリカ(B1-3)の分散性をより改善でき、補強性、耐摩耗性をさらに改善できる。なお、微粒子シリカ(B1-3)の平均一次粒子径は、透過型または走査型電子顕微鏡により観察し、視野内に観察されたシリカの一次粒子を400個以上測定し、その平均により求めることができる。
 シリカ(B1-3)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。このような組み合わせは、微粒子シリカと他のシリカとの組み合わせも含むものである。
 シリカ(B1-3)以外の充填剤としては、第3の実施形態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(B2-3)が挙げられる。カーボンブラック(B2-3)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(B1-3)とカーボンブラック(B2-3)とからなるものが好ましい。
 カーボンブラック(B2-3)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(B2-3)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(B2-3)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(B2-3)のN2SAは、JIS K 6217-2:2001に、DBPは、JIS K 6217-4:2001に準拠して測定される値である。
 カーボンブラック(B2-3)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(B1-3)の配合量は、ゴム成分(A-3)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(B2-3)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(A-3)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(A-3)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(B1-3)の割合は、第3の実施形態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(B1-3)とカーボンブラック(B2-3)とのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカ(B1-3)の配合量」からカーボンブラック(B2-3)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(B2-3)の配合量」からシリカ(B1-3)の配合量を定めてもよい。
<シランカップリング剤(C-3)>
 シランカップリング剤(C-3)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(C-3)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(C-3)の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ(B1-3)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(C-3)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(D-3)>
 アルミニウム有機化合物(D-3)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(D-3)が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物(D-3)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(D-3)としては、例えば、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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(C1-12)(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C1-10、より好ましくはC1-8、より好ましくはC2-6である。Ra、RbまたはRc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(D-3)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(A-3)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(D-3)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。
 第3の一実施形態に係るゴム組成物には、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、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(A-3)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。
 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、グアニジン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。グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジンなど挙げられる。
 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(A-3)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。
 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。
 第3の一実施形態に係るゴム組成物は、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。
<用途>
 第3の一実施形態に係るゴム組成物は、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。第3の一実施形態に係る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。
 第3の一実施形態に係るゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、第3の一実施形態に係る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(D-3)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(D-3)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(C-3)と同様である。したがって、シランカップリング剤(C-3)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える。また、アルミニウム有機化合物(D-3)は、シランカップリング剤(C-3)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。
 以上のような、アルミニウム有機化合物(D-3)を配合することによるフィラー分散性の向上は、シリカを配合する場合に懸念される加工性の悪化を改善することにも寄与する。特に、粒子径の小さい、いわゆる微粒子シリカを使用する場合には尚更である。このため、アルミニウム有機化合物にシリカ、とりわけ微粒子シリカを併用することで、シリカ配合による利点、すなわち、燃費特性の向上や、補強性向上に伴う耐摩耗性の向上を十分に引き出すことが可能となる。
<第4の実施形態>
 第4の実施形態は、
[1]スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分(A-4)、シリカ(B1-4)を含む充填剤、シランカップリング剤(C-4)、およびアルミニウム有機化合物(D-4)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、加硫系薬品を含まない原料薬品を混練する前半段階(X1-1)と、前半段階で得た混練物に加硫系薬品を加えて混練する後半段階(X1-2)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(X1-1)が、混練中に生成したアルコール除去のため、混練物の排出温度を所定の範囲内の温度とし、かつ、該温度で混練物を所定の範囲内の時間保持する、製造方法、
[2]充填剤が、さらにカーボンブラック(B2-4)を含むものである、上記[1]記載のゴム組成物の製造方法、
[3]ゴム成分(A-4)100質量部に対し、シリカ(B1-4)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(B2-4)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(D-4)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(B1-4)100質量部に対し、シランカップリング剤(C-4)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[2]記載のゴム組成物の製造方法、
[4]アルミニウム有機化合物(D-4)が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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]~[3]のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法、
[5]所定の範囲内の温度が150~180℃、好ましくは150~175℃、より好ましくは155~175℃であり、所定の範囲内の時間が10~120秒、好ましくは15~100秒である、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]上記[1]~[5]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。
 第4の実施形態によれば、優れた諸特性を有するゴム組成物、とりわけ、加工性、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、第4の実施形態を実施するための形態について説明する。
<ゴム成分(A-4)>
 ゴム成分(A-4)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モル%以上、より好ましくは25モル%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モル%以下、より好ましくは70モル%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、さらに好ましくは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(A-4)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(A-4)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(B1-4)を含むものである。シリカ(B1-4)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(B1-4)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(B1-4)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、さらに好ましくは150m2/g以上である。一方、シリカ(B1-4)のN2SAは、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、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(B1-4)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(B1-4)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(B1-4)以外の充填剤としては、第4の実施形態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(B2-4)が挙げられる。カーボンブラック(B2-4)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(B1-4)とカーボンブラック(B2-4)とからなるものが好ましい。
 カーボンブラック(B2-4)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(B2-4)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(B2-4)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(B2-4)のN2SAは、JIS K 6217-2:2001に、DBPは、JIS K 6217-4:2001に準拠して測定される値である。
 カーボンブラック(B2-4)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(B1-4)の配合量は、ゴム成分(A-4)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(B2-4)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(A-4)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(A-4)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(B1-4)の割合は、第4の実施形態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(B1-4)とカーボンブラック(B2-4)とのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカ(B1-4)の配合量」からカーボンブラック(B2-4)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(B2-4)の配合量」からシリカ(B1-4)の配合量を定めてもよい。
<シランカップリング剤(C-4)>
 シランカップリング剤(C-4)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(C-4)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(C-4)の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ(B1-4)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(C-4)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(D-4)>
 アルミニウム有機化合物(D-4)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(D-4)が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物(D-4)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(D-4)としては、例えば、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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(C1-12)(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C1-10、より好ましくはC1-8、より好ましくはC2-6である。Ra、RbまたはRc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(D-4)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(A-4)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(D-4)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。
 第4の一実施形態に係るゴム組成物には、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、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(A-4)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。
 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、グアニジン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。グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジンなど挙げられる。
 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(A-4)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。
 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>
 第4の一実施形態に係るゴム組成物の製造方法は、混練工程が、加硫系薬品を含まない原料薬品を混練する前半段階(X1-1)と、前半段階(X1-1)で得た混練物に加硫系薬品を加えて混練する後半段階(X2-1)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(X1-1)が、混練中に生成したアルコール除去のため、混練物の排出温度を所定の範囲内の温度とし、かつ、該温度で混練物を所定の範囲内の時間保持することを特徴とする製造方法である。なお、該特徴点を有すること以外は、第4の一実施形態に係るゴム組成物は、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。
 第4の一実施形態において、混練工程は、加硫系薬品を含まない原料薬品を混練する前半段階(X1-1)と、前半段階(X1-1)で得た混練物に加硫系薬品を加えて混練する後半段階(最終段階)(X2-1)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(X1-1)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、加硫系薬品とは、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、具体的には、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等をいう。
(混練工程の前半段階(X1-1))
 混練工程の前半段階(X1-1)とは、より具体的には、例えば、ゴム成分(A-4)と充填材(B1-4、B2-4)とシランカップリング剤(C-4)とアルミニウム有機化合物(D-4)を加えて混練する段階をいう。該前半段階(X1-1)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(A-4)のみを予備練りする段階などは、該前半段階(X1-1)には含まない。第4の一実施形態において、混練工程の前半段階(X1-1)の混練物の排出時に、混練物の排出温度を所定の範囲内の温度とし、かつ、該温度で混練物を所定の範囲内の時間保持するのは、アルミニウム有機化合物等の加水分解により混練中に成生したアルコールを除去するためである。アルコールの除去が不十分であると、加硫時にアルコールが多量の蒸気となり、ゴム組成物内部から発泡する。これを防ぎ、後述するアルミニウム有機化合物(D-4)を配合することによる効果をより引き出すために、所定の範囲内の温度での所定の範囲内の時間の保持が有効となる。
 したがって、混練工程の前半段階(X1-1)の混練物の排出時に混練物を保持する「所定の範囲内の温度および所定の範囲内の時間」とは、「混練中に発生したアルコールを除去するのに充分な保持温度および保持時間」であればよいものである。かかる保持温度および保持時間は、用いるアルミニウム有機化合物(D-4)の種類、その他用いる原料の種類等により異なり得るが、当業者であれば、上記目的の下、適宜、設定可能である。
 上記保持温度は、ミキサーの回転数、ラムの降下圧力、ミキサー内を循環させる冷却水の温度などを調整することにより所定の範囲内とすることができるものであり、当業者であれば、適宜、実施可能である。
 混練工程の前半段階(X1-1)における混練物の排出温度は、通常、150℃以上が好ましく、155℃以上がより好ましい。排出温度が150℃未満になると、シリカとシランカップリング剤の反応が充分でなくなり、耐摩耗性や燃費特性の向上が望めず、むしろ悪化する傾向があるからである。一方、該排出温度は、通常、180℃以下が好ましく、175℃以下がより好ましい。排出温度が180℃超になるとゴム中のゲル化が促進され過ぎて、加工性が悪化する傾向がある。
 混練工程の前半段階(X1-1)における混練物排出時の保持時間は、第4の実施形態の効果を発揮するとの観点から、通常、10秒以上が好ましく、15秒以上がより好ましい。一方、該保持時間は、通常、120秒以下が好ましく、100秒以下がより好ましい。120秒超に長くしてもそれに応じた効果の向上は見込めず、却って生産性が低下する傾向がある。
 混練工程の前半段階(X1-1)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)~(D)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。いずれにしても、該前半段階(X1-1)においては、配合したアルミニウム有機化合物(D-4)から生成するアルコールの除去等を目的とした上でそれらを達成し得るよう、混練物の排出時に混練物を所定の範囲内の温度および所定の範囲内の時間保持する。
 混練工程の前半段階(X1-1)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。
(混練工程の後半段階(X2-1))
 混練工程の後半段階(X2-1)とは、それまでの混練により得られた混練物に、加硫系薬品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(X2-1)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>
 第4の一実施形態に係るゴム組成物は、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。第4の一実施形態に係る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。
 第4の一実施形態に係るゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、第4の一実施形態に係る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(D-4)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(D-4)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(C-4)と同様である。したがって、シランカップリング剤(C-4)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(D-4)は、シランカップリング剤(C-4)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。
<第5の実施形態>
 第5の実施形態は、
[1]スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分(A-5)、シリカ(B1-5)を含む充填剤、シランカップリング剤(C-5)、およびアルミニウム有機化合物(D-5)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(X1-2)と、前半段階(X1-2)で得た混練物に加硫剤を加えて混練する後半段階(X2-2)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(X1-2)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(E-5)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(X1-2)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(A-5)、シリカ(B1-5)の全部または一部、およびシランカップリング剤(C-5)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(B1-5)およびシランカップリング剤(C-5)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(E-5)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(X1-2)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(E-5)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(B2-5)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(A-5)100質量部に対し、シリカ(B1-5)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(B2-5)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(D-5)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(B1-5)100質量部に対し、シランカップリング剤(C-5)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(D-5)が、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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。
 第5の実施形態によれば、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、第5の実施形態を実施するための形態について説明する。
<ゴム成分(A-5)>
 ゴム成分(A-5)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モル%以上、より好ましくは25モル%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モル%以下、より好ましくは70モル%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、さらに好ましくは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(A-5)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(A-5)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(B1-5)を含むものである。シリカ(B1-5)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(B1-5)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(B1-5)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、さらに好ましくは150m2/g以上である。一方、シリカ(B1-5)のN2SAは、良好な分散性を確保し凝集を抑制する観点から、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(B1-5)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(B1-5)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(B1-5)以外の充填剤としては、第5の実施形態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(B2-5)が挙げられる。カーボンブラック(B2-5)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(B1-5)とカーボンブラック(B2-5)とからなるものが好ましい。
 カーボンブラック(B2-5)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(B2-5)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(B2-5)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(B2-5)のN2SAは、JIS K 6217-2:2001に、DBPは、JIS K 6217-4:2001に準拠して測定される値である。
 カーボンブラック(B2-5)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(B1-5)の配合量は、ゴム成分(A-5)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(B2-5)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(A-5)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(A-5)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(B1-5)の割合は、第5の実施形態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(B1-5)とカーボンブラック(B2-5)とのみからなる時は、上記「充填剤の総量」と「シリカ(B1-5)の配合量」からカーボンブラック(B2-5)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(B2-5)の配合量」からシリカ(B1-5)の配合量を定めてもよい。
<シランカップリング剤(C-5)>
 シランカップリング剤(C-5)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(C-5)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(C-5)の配合量は、良好な耐摩耗性の観点から、シリカ(B1-5)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(C-5)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(D-5)>
 アルミニウム有機化合物(D-5)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(D-5)が配合されると、混練り中に、アルミニウム有機化合物(D-5)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(D-5)としては、例えば、式(1):
 Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
(式中、Ra、RbおよびRc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(C1-12)(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C1-10、より好ましくはC1-8、より好ましくはC2-6である。Ra、RbまたはRc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(D-5)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(A-5)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(D-5)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(E-5)>
 加硫促進剤は、通常、混練工程の後半段階(X2-2)において、加硫剤と共に配合される薬品である。しかし、第5の一実施形態は、加硫促進剤のうち所定のものを、混練工程の前半段階(X1-2)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(X1-2)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。
 第5の一実施形態において、混練工程の前半段階(X1-2)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(E-5)」という。これら塩基性加硫促進剤(E-5)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-トリルグアニジンおよび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(E-5)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(E-5)の配合量は、シランカップリング剤(C-5)の重縮合反応を活性化するとの観点から、ゴム成分(A-5)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。
 第5の一実施形態に係るゴム組成物には、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(A-5)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(A-5)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>
 第5の一実施形態に係る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(X1-2)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(X2-2)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(X1-2)が、該ゴム成分(A-5)、該充填剤(B1-5)、該シランカップリング剤(C-5)、該アルミニウム有機化合物(D-5)を含む原料薬品に加え、塩基性加硫促進剤(E-5)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、第5の一実施形態に係るゴム組成物は、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。
 第5の一実施形態において、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(X1-2)と、前半段階(X1-2)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)(X2-2)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(X1-2)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(X1-2))
 混練工程の前半段階(X1-2)とは、より具体的には、例えば、ゴム成分(A-5)と充填材(B1-5)とシランカップリング剤(C-5)とアルミニウム有機化合物(D-5)と塩基性加硫促進剤(E-5)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(A-5)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(X1-2)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-5)~(E-5)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(X1-2)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(A-5)、シリカ(B1-5)の全部または一部、およびシランカップリング剤(C-5)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(B1-5)およびシランカップリング剤(C-5)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(E-5)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(X1-2)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(B1-5)およびシランカップリング剤(C-5)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(E-5)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(X1-2)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(X1-2)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秒以上がさらに好ましい。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(X2-2))
 混練工程の後半段階(X2-2)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>
 第5の一実施形態に係るゴム組成物は、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。第5の一実施形態に係る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。
 第5の一実施形態に係るゴム組成物をタイヤに使用する場合、通常の方法により、第5の一実施形態に係る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(D-5)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(D-5)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(C-5)と同様である。したがって、シランカップリング剤(C-5)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(D-5)は、シランカップリング剤(C-5)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、第5の一実施形態において、塩基性加硫促進剤を混練工程の前半段階(X1-2)で配合することで、アルミニウム有機化合物(D-5)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(D-5)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(C-5)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(E-5)を混練工程の前半段階(X1-2)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モル%、Tg=-49℃)
シリカA:EVONIK社製のULTRASIL VN3(CTAB比表面積:165m2/g)(N2SA:175m2/g)
シリカB:SOLVAY社製のZeosil HRS1200MP(CTAB比表面積:195m2/g)(N2SA:200m2/g)
シリカC:SOLVAY社製のZeosil Premium200MP(CTAB比表面積:200m2/g)(N2SA:220m2/g)
シリカD:SOLVAY社製のZeosil 1115MP(CTAB比表面積:105m2/g)(N2SA:115m2/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A:EVONIK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)
シランカップリング剤B:Momentive Performance Materials社製のNXTシラン(3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン)
シランカップリング剤C:Momentive Performance Materials社製のNXT-Z45(結合単位Aと結合単位Bとの共重合体(結合単位A:55モル%、結合単位B1-45モル%)
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
加硫促進剤A:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
加硫促進剤B: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)
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-ジフェニルグアニジン:DPG)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
<第1の実施形態>
 第1の実施形態に関する実施例1~3および比較例1~5を示す。
<タイヤ用ゴム組成物の製造>
 表1に示す配合処方に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤Aを添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、2mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
<評価>
(ウェットグリップ指数)
 日邦産業(株)製のダイナミック・フリクション・テスター(DFテスター)を用いる公知の測定方法に従い、上記で得た加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、該試験片にゆっくりと散水し上部に水膜ができることを確認し、該試験体の線速度を7km/hまで上げながら、動的摩擦係数(μ)を測定した。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、各配合の動的摩擦係数(μ)をそれぞれ指数表示した。動的摩擦係数(μ)が大きいほど、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μ)÷(基準比較例のμ)×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(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。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
(ゴム破壊強度指数)
 得られた加硫ゴム組成物について、JIS K 6251に準じて3号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、破断強度(TB)および破断時伸び(EB)(%)を測定した。そして、TB×EB1-2の数値を破壊強度とし、各配合の破壊強度を、基準比較例の破壊強度を100として下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど破壊強度に優れる。

 (破壊強度指数)=(各配合のTB×EB1-2)/(基準比較例のTB×EB1-2)×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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
<第2の実施形態>
 第2の実施形態に関する実施例4~10および比較例6~8を示す。
<タイヤ用ゴム組成物の製造>
 表2に示す配合処方に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤Aを添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、2mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
<評価>
(ウェットグリップ指数)
 日邦産業(株)製のダイナミック・フリクション・テスター(DFテスター)を用いる公知の測定方法に従い、上記で得た加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、該試験片にゆっくりと散水し上部に水膜ができることを確認し、該試験体の線速度を7km/hまで上げながら、動的摩擦係数(μ)を測定した。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、各配合の動的摩擦係数(μ)をそれぞれ指数表示した。動的摩擦係数(μ)が大きいほど、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μ)÷(基準比較例のμ)×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(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。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
(ゴム破壊強度指数)
 得られた加硫ゴム組成物について、JIS K 6251に準じて3号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、破断強度(TB)および破断時伸び(EB)(%)を測定した。そして、TB×EB1-2の数値を破壊強度とし、各配合の破壊強度を、基準比較例の破壊強度を100として下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど破壊強度に優れる。

 (破壊強度指数)=(各配合のTB×EB1-2)/(基準比較例のTB×EB1-2)×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2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
<第3の実施形態>
 第3の実施形態に関する実施例11~13および比較例9~17を示す。
<タイヤ用ゴム組成物の製造>
 表3に示す配合処方に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤Aを添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、2mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
<評価>
(カップリング剤未反応率指数)
 未加硫ゴム組成物を細かく切り、エタノール中で24時間抽出を行った。抽出液中に抽出された未反応のカップリング剤量をガスクロマトグラフィで測定し、配合したカップリング剤量から未反応のカップリング剤の割合(質量%)を算出した。基準比較例のカップリング剤未反応率指数を100とし、以下の計算式により、各配合のカップリング剤未反応率をそれぞれ指数表示した。未反応のカップリング剤の割合が低いほど、またカップリング剤未反応率指数が低いほど、混練工程終了後の未加硫ゴム組成物中に未反応で存在するカップリング剤量が少ないことを意味する。すなわち、混練工程中により多くのカップリング剤が反応したことを意味し、良好であることを示す。

 (カップリング剤未反応率指数)=(各配合の未反応のカップリング剤量の割合)÷(基準比較例の未反応のカップリング剤量の割合)×100
(ウェットグリップ指数)
 日邦産業(株)製のダイナミック・フリクション・テスター(DFテスター)を用いる公知の測定方法に従い、上記で得た加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、該試験片にゆっくりと散水し上部に水膜ができることを確認し、該試験体の線速度を7km/hまで上げながら、動的摩擦係数(μ)を測定した。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、各配合の動的摩擦係数(μ)をそれぞれ指数表示した。動的摩擦係数(μ)が大きいほど、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μ)÷(基準比較例のμ)×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(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。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
(ゴム破壊強度指数)
 得られた加硫ゴム組成物について、JIS K 6251に準じて3号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、破断強度(TB)および破断時伸び(EB)(%)を測定した。そして、TB×EB1-2の数値を破壊強度とし、各配合の破壊強度を、基準比較例の破壊強度を100として下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど破壊強度に優れる。

 (破壊強度指数)=(各配合のTB×EB1-2)÷(基準比較例のTB×EB1-2)×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3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
<第4の実施形態>
 第4の実施形態に関する実施例14~17および比較例18~21を示す。
<タイヤ用ゴム組成物の製造>
(工程I(混練工程の前半段階))
 表4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、表4に示す所定の排出温度でかつ所定の保持時間混練物を保持した後排出し、混練物を得た。
(工程II(混練工程の後半段階))
 次いで、上記で得た混練物に、表4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>
(加工性)
 1kgの未加硫ゴム組成物を、8インチのオープンロールに、幅20cm、厚み4mmで巻きつかせ、該未加硫ゴム組成物の温度が50℃±10℃になるまで練った。その後、該未加硫ゴム組成物をシート状にカットし、その生地肌を目視で観察し、下記基準により評価した。
  ○:平滑、かつ、エッヂもスムーズ
  △:表面が荒れており、エッヂも波打っている(シート成型は可能)
  ×:表面荒れが酷く、シート成型しづらい
(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4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
<第5の実施形態>
 第5の実施形態に関する実施例18~20および比較例22を示す。
<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5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5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5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5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5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017

Claims (11)

  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。
  2. シランカップリング剤が、メルカプト基を有するシランカップリング剤であって、
    下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤および下記式(III)で示されるシランカップリング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記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、
    xは0以上の整数、yは1以上の整数である。
    1は水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。R2は分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基、または分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基を示す。R1とR2とで環構造を形成してもよい。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、
    1001は-Cl、-Br、-OR1006、-O(O=)CR1006、-ON=CR10061007、-ON=CR10061007、-NR10061007および(OSiR10061007h(OSiR100610071008)から選択される一価の基(R1006、R1007およびR1008は同一でも異なっていても良く、各々水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基であり、hは平均値が1~4である。)である。
    1002はR1001、水素原子または炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
    1003はR1001、R1002、水素原子または[O(R1009O)j0.5-基(R1009は炭素数1~18のアルキレン基、jは1~4の整数である。)である。
    1004は炭素数1~18の二価の炭化水素基である。
    1005は炭素数1~18の一価の炭化水素基である。
    x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。]
  3. シリカのCTAB比表面積が100m2/g以上かつ窒素吸着によるBET比表面積が110m2/g以上である、請求項1記載のゴム組成物。
  4. さらに、シリカのCTAB比表面積が180m2/g以上かつ窒素吸着によるBET比表面積が185m2/g以上である、請求項3記載のゴム組成物。
  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。
  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。
  7. アルミニウム有機化合物が、式(1):
     Al(ORa)(ORb)(ORc3  (1)
    (式中、Ra、RbおよびRc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。
  8. 請求項1~7のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されたタイヤトレッド。
  9. 請求項8のタイヤトレッドを有するタイヤ。
  10. 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、加硫系薬品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系薬品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、混練中に生成したアルコール除去のため、混練物の排出温度を所定の範囲内の温度とし、かつ、該温度で混練物を所定の範囲内の時間保持する、製造方法。
  11. 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。
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