WO2018056383A1 - ゴム組成物、及びタイヤ - Google Patents

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WO2018056383A1
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rubber composition
tire
mass
silica
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拓也 小笠原
孝典 辻
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株式会社ブリヂストン
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a tire.
  • Patent Document 2 discloses a technique for improving the wet performance by setting the tan ⁇ at 0 ° C. of the rubber composition for a tire tread to 0.95 or more.
  • the inventors of the present invention have studied to improve the wet performance by increasing the deformation of the tread rubber and improving the grip force on the wet road surface, but in order to increase the deformation of the tread rubber.
  • this invention makes it a subject to provide the rubber composition which can improve the steering stability and wet performance, solving the said problem of the said prior art and reducing the rolling resistance of a tire.
  • Another object of the present invention is to provide a tire having low rolling resistance and excellent steering stability and wet performance.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
  • the amount of the thermoplastic resin (B) is 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). According to such a rubber composition of the present invention, by applying it to a tread rubber of a tire, it is possible to improve steering stability and wet performance while reducing the rolling resistance of the tire.
  • the glass transition temperature (Tg) of the modified diene rubber (A2) can be measured by a temperature dispersion curve of tan ⁇ , for example, using a differential scanning calorimeter manufactured by TA Instruments. Thus, it can be measured under conditions of a sweep rate of 5 to 10 ° C./min.
  • the silica (C) has a cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of 150 m 2 / g or more, and the amount of the silica (C) is It is 50 to 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). In this case, the processability of the rubber composition is good, and the steering stability of the tire to which the rubber composition is applied can be further improved.
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area
  • the thermoplastic resin (B) is selected from the group consisting of a C 5 -C 9 resin, a C 5 resin, a C 9 resin, and a dicyclopentadiene resin. At least one selected.
  • the wet performance of the tire can be further improved by applying the rubber composition to the tire tread rubber.
  • the rubber composition of the present invention preferably has a storage elastic modulus (E ′ 0 ° C., 4% ) at a strain of 4% at 0 ° C. of 16.7 MPa or less.
  • E ′ 0 ° C., 4% storage elastic modulus
  • the wet performance of the tire can be further improved by applying the rubber composition to the tread of the tire.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition for a tread rubber.
  • the rubber composition is used for tread rubber, the rolling resistance is low, and the steering stability and wet performance are excellent.
  • the rubber composition which can improve steering stability and wet performance can be provided, reducing the rolling resistance of a tire.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (partial enlarged view) in the inner-center direction of silica particles.
  • the mercury intrusion curve (schematic diagram) of silica measured by a mercury porosimeter based on the mercury intrusion method, and the vertical axis represents the differential mercury intrusion amount ( ⁇ dV / d (loglod)) in the mercury intrusion curve C.
  • the mercury discharge curve D indicates the differential mercury discharge ( ⁇ dV / d (log d)), where V is the mercury intrusion amount (cc) in the mercury intrusion curve C and in the mercury discharge curve D.
  • Mercury emissions (cc) are meant, d means the diameter (nm) of the opening in the silica pores, and the horizontal axis shows this d (nm).
  • the amount of the thermoplastic resin (B) is 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).
  • the rubber component (A) contains a modified diene rubber (A2) having a glass transition temperature (Tg) of ⁇ 50 ° C. or less as a rubber component (A).
  • Tg glass transition temperature
  • the dispersibility of the tire is improved, and the wet performance can be improved while reducing the rolling resistance of the tire by applying the rubber composition to the tread rubber of the tire.
  • the elastic modulus in the high strain region can be lowered while increasing the elastic modulus in the low strain region. Therefore, by applying the rubber composition of the present invention to the tread rubber of a tire, it is necessary for the driving stability during driving while increasing the deformation volume of the tread rubber near the ground contact surface with the road surface with large distortion during driving. High rigidity can be ensured.
  • the coefficient of friction ( ⁇ ) on the wet road surface is proportional to the product of the rigidity of the entire tread rubber, the amount of deformation of the tread rubber, and tan ⁇ (loss tangent).
  • the applied tire increases the amount of deformation of the tread rubber while ensuring the rigidity of the entire tread rubber by applying the thermoplastic resin (B) even if the tan ⁇ is reduced by adopting the rubber component (A). Therefore, the friction coefficient ( ⁇ ) on the wet road surface can be sufficiently improved, and the wet performance is further improved by increasing the friction coefficient ( ⁇ ) on the wet road surface.
  • the rubber composition of the present invention by adding the silica (C), it is possible to improve the storage elastic modulus while suppressing an increase in tan ⁇ (loss tangent). Therefore, by applying the rubber composition of the present invention to the tread rubber, it is possible to secure the tire tread hardness while suppressing an increase in the rolling resistance of the tire, thereby improving the steering stability of the tire. .
  • the rubber composition of the present invention when applied to a tread rubber of a tire, it is possible to improve steering stability and wet performance while reducing the rolling resistance of the tire.
  • the rubber component (A) includes natural rubber (NR) (A1).
  • the ratio of the natural rubber (A1) in the rubber component (A) is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. is there.
  • tan ⁇ particularly tan ⁇ at 0 ° C. is decreased, and rolling of the tire to which the rubber composition is applied at low temperature is performed. Resistance can be further reduced.
  • the proportion of the natural rubber (A1) in the rubber component (A) is 60% by mass or less
  • the proportion of the modified diene rubber (A2) having a glass transition temperature (Tg) described below of ⁇ 50 ° C. or less is increased. be able to.
  • the rubber component (A) may be further abbreviated as a modified diene rubber (A2) having a glass transition temperature (Tg) of ⁇ 50 ° C. or lower [hereinafter referred to as “modified diene rubber (A2)”. ]including.
  • the ratio of the modified diene rubber (A2) in the rubber component (A) is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass. % Or less.
  • the proportion of the modified diene rubber (A2) in the rubber component (A) is 40% by mass or more, the dispersibility of the filler in the rubber composition is improved, and the rubber composition is applied to a tread rubber of a tire.
  • the wet performance can be further improved while further reducing the rolling resistance of the tire.
  • the ratio of the modified diene rubber (A2) in the rubber component (A) is 70% by mass or less
  • the ratio of the natural rubber (A1) can be increased.
  • Tg glass transition temperature
  • the glass transition temperature (Tg) of the modified diene rubber (A2) is preferably ⁇ 55 ° C. or lower, more preferably ⁇ 60 ° C. or lower, and preferably ⁇ 120 ° C. or higher, more preferably ⁇ 100 ° C. That's it.
  • modified functional group in the modified diene rubber (A2) examples include a nitrogen-containing functional group, a silicon-containing functional group, and an oxygen-containing functional group.
  • modified diene rubber (A2) a conjugated diene compound, or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound are used as monomers, and a polymer or copolymer of the conjugated diene compound, or a conjugated diene compound and an aromatic compound.
  • conjugated diene compounds include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1,3-
  • aromatic vinyl compound include styrene, ⁇ -methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, and the like. Examples include 2,4,6-trimethylstyrene.
  • modified diene rubber examples include modified synthetic isoprene rubber (IR), modified polybutadiene rubber (BR), modified styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and modified styrene-isoprene copolymer rubber (SIR). ) And the like.
  • a hydrocarbyloxysilane compound is preferable.
  • the hydrocarbyloxysilane compound include the following general formula (I): R 1 a -Si- (OR 2 ) 4-a (I) The compound represented by these is preferable.
  • R 1 and R 2 each independently represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a is an integer of 0 to 2, and when there are a plurality of OR 2 s , each OR 2 may be the same as or different from each other, and no active proton is contained in the molecule.
  • hydrocarbyloxysilane compound examples include the following general formula (II): The compound represented by these is also preferable.
  • n1 + n2 + n3 + n4 is 4 (where n2 is an integer of 1 to 4, and n1, n3 and n4 are integers of 0 to 3), and
  • a 1 is a saturated cyclic tertiary amine compound Residue, unsaturated cyclic tertiary amine compound residue, ketimine residue, nitrile group, isocyanate group, thioisocyanate group, epoxy group, thioepoxy group, isocyanuric acid trihydrocarbyl ester group, carbonic acid dihydrocarbyl ester group, pyridine group , Ketone group, thioketone group, aldehyde group, thioaldehyde group, amide group, carboxylic acid ester group, thiocarboxylic acid ester group, metal salt of
  • a hydrocarbon group or a halogen atom and when n3 is 2 or more, they may be the same or different, and R 22 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a carbon number 6 to 18 monovalent aromatic hydrocarbon groups, all of which contain a nitrogen atom and / or a silicon atom. May have, n2 when is 2 or more may be the same or different from each other, or may have taken together to form a ring, R 24 is from 1 to 20 carbon atoms A divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms may be the same or different when n4 is 2 or more.
  • hydrolyzable group in the primary or secondary amino group having a hydrolyzable group or a mercapto group having a hydrolyzable group a trimethylsilyl group and a tert-butyldimethylsilyl group are preferable, and a trimethylsilyl group is particularly preferable.
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (III): The compound represented by these is preferable.
  • p1 + p2 + p3 is 2 (provided that p2 is an integer of 1 to 2, p1 and p3 are integers of 0 to 1), and
  • a 2 is NRa (Ra is a monovalent A hydrocarbon group, a hydrolyzable group or a nitrogen-containing organic group), or sulfur, and R 25 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or 6 to 6 carbon atoms.
  • R 18 is a monovalent aromatic hydrocarbon group
  • R 27 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. Or a halogen atom
  • R 26 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a nitrogen-containing organic group.
  • R 28 is from 1 to 20 carbon atoms divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group or a number of 6 to 18 carbon atoms It is a divalent aromatic hydrocarbon group.
  • a trimethylsilyl group and a tert-butyldimethylsilyl group are preferable, and a trimethylsilyl group is particularly preferable.
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (IV): The compound represented by these is also preferable.
  • q1 + q2 is 3 (where q1 is an integer of 0 to 2, q2 is an integer of 1 to 3), and R 31 is a divalent aliphatic having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 31 is a divalent aliphatic having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 32 and R 33 are each independently a hydrolyzable group and a monovalent fat having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 34 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a carbon number
  • R 35 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms
  • a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms and when q2 is 2 or more, they may be the same or different.
  • the hydrolyzable group a trimethylsilyl group and a tert-butyldimethylsilyl group are preferable, and a trimethylsilyl group is particularly preferable.
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (V): The compound represented by these is also preferable.
  • r1 + r2 is 3 (provided that r1 is an integer of 1 to 3 and r2 is an integer of 0 to 2), and R 36 is a divalent aliphatic having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 37 is a dimethylaminomethyl group, dimethylaminoethyl group, diethylaminomethyl group, diethylaminoethyl group, methylsilyl (methyl) Aminomethyl group, methylsilyl (methyl) aminoethyl group, methylsilyl (ethyl) aminomethyl group, methylsilyl (ethyl) aminoethyl group, dimethylsilylaminomethyl group, dimethylsilylaminoethyl group, monovalent fat having 1 to 20 carbon atoms
  • R 38 is an hydrocarbyloxy group, monovalent 1-20 carbon atoms aliphatic or alicyclic hydrocarbon group or a monovalent
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (VI): The compound represented by these is also preferable.
  • R 40 is a trimethylsilyl group, a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms
  • 41 is a hydrocarbyloxy group, a monovalent aromatic hydrocarbon group of monovalent aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbon group or a C 6-18 having 1 to 20 carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms
  • R 42 Is a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • TMS represents a trimethylsilyl group (hereinafter the same).
  • R 43 and R 44 are each independently a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • R 45 is a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and each R 45 is the same or different. It may be.
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (VIII): The compound represented by these is also preferable.
  • r1 + r2 is 3 (provided that r1 is an integer of 0 to 2 and r2 is an integer of 1 to 3), and R 46 is a divalent aliphatic having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 46 is a divalent aliphatic having 1 to 20 carbon atoms.
  • a plurality of R 47 or R 48 may be the same or different.
  • Examples of the compound represented by the general formula (II) include the following general formula (IX): The compound represented by these is also preferable.
  • X is a halogen atom
  • R 49 is a divalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • R 50 and R 51 are each independently a hydrolyzable group, a monovalent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • R 50 and R 51 are combined to form a divalent organic group, and R 52 and R 53 are each independently a halogen atom, a hydrocarbyloxy group, or a group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 50 and R 51 are preferably hydrolyzable groups, and the hydrolyzable group is preferably a trimethylsilyl group or a tert-butyldimethylsilyl group, and particularly preferably a trimethylsilyl group.
  • Examples of the hydrocarbyloxysilane compound represented by the general formula (II) include the following general formulas (X) to (XIII): The compound represented by these is also preferable.
  • R 54 to 92 in the general formulas (X) to (XIII) may be the same or different, and may be a divalent or valent aliphatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number of 6 18 to 18 monovalent or divalent aromatic hydrocarbon groups.
  • ⁇ and ⁇ are integers of 0 to 5.
  • the polymerization initiator having the modified functional group is preferably a lithium amide compound.
  • the lithium amide compound include lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dibutylamide, lithium dipropylamide, Lithium diheptylamide, lithium dihexylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiperazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutylamide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide Etc.
  • the rubber component (A) may contain other rubber components in addition to the natural rubber (A1) and the modified diene rubber (A2) having a glass transition temperature (Tg) of ⁇ 50 ° C. or lower.
  • Such other rubber components include unmodified synthetic isoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), styrene-isoprene copolymer rubber (SIR), and the like. Examples thereof include modified synthetic diene rubbers and modified diene rubbers having a glass transition temperature (Tg) exceeding ⁇ 50 ° C.
  • the rubber composition of the present invention contains a thermoplastic resin (B).
  • blending a thermoplastic resin (B) with a rubber composition the elasticity modulus in a high distortion area
  • the blending amount of the thermoplastic resin (B) is 10 to 50 parts by weight, preferably 12.5 parts by weight or more, and preferably 40 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component (A). More preferably, it is 30 parts by mass or less.
  • the blending amount of the thermoplastic resin (B) is 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A)
  • the elastic modulus in the high strain region of the rubber composition can be lowered, and 50 If it is below a mass part, the fall of the elasticity modulus in the low distortion area
  • thermoplastic resin (B) examples include C 5 resin, C 9 resin, C 5 -C 9 resin, dicyclopentadiene resin, rosin resin, alkylphenol resin, terpene phenol resin, and the like.
  • C 5 -C 9 resin, C 5 resin, C 9 resin, and dicyclopentadiene resin are preferable, and C 5 -C 9 resin is particularly preferable.
  • C 5 -C 9 resin, C 5 resin, C 9 resin, and dicyclopentadiene resin are highly compatible with natural rubber (A1) and have a high elastic modulus in the low strain region of the rubber composition. The effect of reducing the elastic modulus in the high strain region of the rubber composition is further increased, and the wet performance of the tire can be further improved.
  • the said thermoplastic resin (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the C 5 -C 9 series resin refers to a C 5 -C 9 series synthetic petroleum resin.
  • Examples of the C 5 -C 9 series resin include C 5 fraction and C 9 fraction derived from petroleum. Solid polymers obtained by polymerization using Friedel-Crafts type catalysts such as AlCl 3 and BF 3 , and more specifically, styrene, vinyltoluene, ⁇ -methylstyrene, indene and the like as main components. And the like.
  • a resin having a small component of C 9 or more is preferable from the viewpoint of compatibility with the rubber component (A).
  • “there is little component of C 9 or more” means that the component of C 9 or more in the total amount of the resin is less than 50% by mass, preferably 40% by mass or less.
  • the C 5 -C 9 resin commercially available products can be used. For example, trade name “Quinton (registered trademark) G100B” (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), trade name “ECR 213” (ExxonMobil Chemical Co., Ltd.) And a trade name “T-REZ RD104” (manufactured by Tonen Chemical Co., Ltd.).
  • a C 5 resins refers to C 5 type synthetic petroleum resins, examples of the C 5 resin, for example, a C 5 fraction obtained by thermal cracking of petroleum chemical industry naphtha, AlCl 3, BF 3, etc. And aliphatic petroleum resins obtained by polymerization using a Friedel-Crafts type catalyst.
  • the C 5 fraction usually contains olefinic hydrocarbons such as 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene and 3-methyl-1-butene, 2-methyl 1,3-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, diolefin hydrocarbons such as 3-methyl-1,2-butadiene and the like are included.
  • examples of the C 5 resin may be commercially available products, for example, an ExxonMobil Chemical Co. aliphatic petroleum resin "Escorez (registered trademark) 1000 Series", Nippon Zeon Co., Ltd. aliphatic Among the “Quinton (registered trademark) 100 series”, which are petroleum-based petroleum resins, “A100, B170, M100, R100”, “T-REZ RA100” manufactured by Tonen Chemical Co., Ltd. and the like can be mentioned.
  • the C 9 resin is, for example, vinyl toluene, alkyl styrene, and indene, which are C 9 fractions by-produced together with petrochemical basic raw materials such as ethylene and propylene by thermal decomposition of naphtha of petrochemical industry. It is resin which polymerized the C9 aromatic.
  • specific examples of the C 9 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha include vinyl toluene, ⁇ -methyl styrene, ⁇ -methyl styrene, ⁇ -methyl styrene, o-methyl styrene, p-methyl styrene, indene, etc. Is mentioned.
  • the C 9 resin includes C 9 fraction, styrene as C 8 fraction, methyl indene and 1,3-dimethyl styrene as C 10 fraction, naphthalene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, p It can also be obtained by using -tert-butylstyrene as a raw material and copolymerizing these C 8 -C 10 fractions and the like as a mixture, for example, with a Friedel-Crafts catalyst. Further, the C 9 resin may be a modified petroleum resin modified with a compound having a hydroxyl group, an unsaturated carboxylic acid compound or the like. Commercially available products can be used as the C 9 resin.
  • the dicyclopentadiene resin is a petroleum resin produced using dicyclopentadiene (DCPD) obtained by dimerizing cyclopentadiene as a main raw material.
  • DCPD resin dicyclopentadiene resin obtained by dimerizing cyclopentadiene as a main raw material.
  • Commercially available products can be used as the dicyclopentadiene resin.
  • “1105, 1325,” of the trade name “Quinton (registered trademark) 1000 series” which is an alicyclic petroleum resin manufactured by ZEON CORPORATION. 1340 "and the like.
  • the rubber composition of the present invention is silica (C) in which the cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) (m 2 / g) and the ink bottle-like pore index (IB) satisfy the relationship of the above formula (Y). including.
  • cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (m 2 / g) means a value measured in accordance with ASTM D3765-92.
  • ASTM D3765-92 is a method for measuring CTAB of carbon black
  • a separate cetyltrimethylammonium bromide (hereinafter referred to as “CTAB”) is used.
  • CE-TRAB A standard solution (abbreviated as CE-TRAB) was prepared, and a silica OT (sodium di-2-ethylhexylsulfosuccinate) solution was standardized, and the adsorption cross section per CE-TRAB molecule on the silica surface was 0.35 nm. 2 , the specific surface area (m 2 / g) calculated from the adsorption amount of CE-TRAB is taken as the value of CTAB. This is because carbon black and silica have different surfaces, and it is considered that there is a difference in the adsorption amount of CE-TRAB even with the same surface area.
  • the ink bottle-like pore index (IB) is the silica having pores having openings on the outer surface in the diameter range of 1.2 ⁇ 10 5 nm to 6 nm.
  • silica particles have a large number of concave pores having openings on the outer surface thereof.
  • FIG. 1 is a schematic view simulating the shape of these pores in a cross section in the inner-center direction of silica particles. Pores exhibited a concave according nisin cross section in the particle are exhibited various shapes, and the pore diameter (inner diameter) R a in the inner diameter M a and particles of the opening in the outer surface of the particles of substantially the same If there is a pore A having a shape, that is, a substantially cylindrical shape in a cross section in the inner center direction of the particle, the diameter M b of the opening on the outer surface of the particle is narrower than the pore diameter (inner diameter) R b inside the particle.
  • pores B that have a shape, that is, an ink bottle shape in the cross section in the inner center direction of the particles.
  • the rubber molecular chain is difficult to penetrate from the outer surface of the particle to the inside.
  • Silica cannot be sufficiently adsorbed, and tan ⁇ may be increased.
  • the reinforcing property may be insufficient, and it may be difficult to improve the steering stability of the tire. Therefore, if the number of pores B exhibiting such an ink bottle shape is reduced and the number of pores A exhibiting a substantially cylindrical shape in the cross section in the inner center direction of the particle is increased, the penetration of rubber molecular chains can be efficiently promoted. It is possible to exhibit sufficient reinforcement without increasing tan ⁇ and contribute to improvement of the steering stability of the tire.
  • the silica bottle compounded in the rubber component defines the ink bottle-like pore index (IB) in order to reduce the number B of ink bottle-like pores in the cross section in the inner center direction of the particles.
  • IB ink bottle-like pore index
  • the substantially cylindrical pore A has an opening on the outer surface, so the mercury inside the pore.
  • the opening on the outer surface of the pore B having an ink bottle shape is closed, it is difficult for mercury to be injected into the pore.
  • mercury intrusion curve CD in the measurement using the mercury porosimeter based on the mercury intrusion method, hysteresis occurs in the mercury intrusion curve CD. That is, mercury is gradually injected into the pore A having a substantially cylindrical shape under a relatively low pressure, but when reaching a certain pressure, the pore having the shape of an ink bottle that has been difficult for mercury to invade until then. Mercury is also injected into pores other than the one having a substantially cylindrical shape, including B, and the amount of intrusion increases rapidly, and the vertical axis indicates the differential mercury intrusion amount ( ⁇ dV / d (loglod)). When the horizontal axis is the diameter M (nm) of the opening in the silica pores, a mercury intrusion curve C is drawn.
  • the difference between the diameter (M1) of the portion and the diameter (M2) of the opening showing the maximum value of the mercury discharge amount is shortened, and the IB value is reduced.
  • the larger the proportion of the ink bottle-shaped pores B the smaller the mercury discharge amount than the mercury intrusion amount.
  • the maximum diameter of the mercury intrusion amount (M1) and the mercury discharge amount The difference with the diameter (M2) of the opening showing the maximum value increases, and the IB value increases.
  • the silica (C) used in the present invention has the following formula (Y): IB ⁇ ⁇ 0.36 ⁇ CTAB + 86.8 (Y) It is necessary to satisfy.
  • IB and CTAB are silicas satisfying the above formula (Y)
  • the number of pores B exhibiting an ink bottle shape having a narrow opening is effectively reduced, and the existence ratio occupied by pores A exhibiting a substantially cylindrical shape is Therefore, it is possible to sufficiently penetrate the rubber molecular chains and adsorb them, exhibit sufficient reinforcement, and improve steering stability without increasing the rolling resistance of the tire. .
  • the silica (C) preferably has a cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of 150 m 2 / g or more, more preferably 150 to 300 m 2 / g, still more preferably 150 to 250 m 2 / g, particularly Preferably, it is 150 to 220 m 2 / g.
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area
  • the compounding amount of the silica (C) is preferably in the range of 50 to 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).
  • the storage elastic modulus of the rubber composition is further improved and the tire is applied with the rubber composition. Stability can be further improved, and if it is 75 parts by mass or less, the processability of the rubber composition is good.
  • the rubber composition of the present invention may contain other silica, and further carbon black, aluminum hydroxide, alumina, clay, calcium carbonate, and the like.
  • carbon black is preferred.
  • the carbon black include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF grade carbon black. From the viewpoint of improving the wet performance of the tire, ISAF and SAF grade carbon black are preferable.
  • These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.
  • the proportion of carbon black in the filler is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 5 to 10% by mass. By blending carbon black, the rigidity of the rubber composition is improved.
  • the ratio of silica [silica / (carbon black + silica)] in the total blending amount of carbon black and silica is preferably 90% by mass or more.
  • the total amount of carbon black and silica (carbon black + silica) is preferably in the range of 55 to 100 parts by weight, more preferably in the range of 57 to 85 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component (A). .
  • the blending amount of the filler is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, and preferably 100 parts by mass of the rubber component (A). 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less. If the blending amount of the filler in the rubber composition is 30 parts by mass or more, the wet performance is further improved while further reducing the rolling resistance of the tire by applying the rubber composition to the tread rubber of the tire. Moreover, if it is 100 mass parts or less, the processability of a rubber composition is favorable.
  • the rubber composition of the present invention preferably further contains a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, and bis (3-triethoxysilylpropyl).
  • Disulfide bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercapto Propyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpro -N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-
  • silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the silane coupling agent is preferably in the range of 2 to 20 parts by mass, more preferably in the range of 5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silica.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica, the compounding effect of silica is sufficiently improved, and the compounding amount of the silane coupling agent is with respect to 100 parts by mass of silica. If it is 20 parts by mass or less, the possibility of gelation of the rubber component (A) is low.
  • the rubber composition of the present invention may further contain a softening agent from the viewpoint of processability and workability.
  • the blending amount of the softener is preferably in the range of 1 to 5 parts by mass, more preferably in the range of 1.5 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).
  • examples of the softener include mineral-derived mineral oil, petroleum-derived aromatic oil, paraffin oil, naphthenic oil, natural-derived palm oil, and the like, among these, the viewpoint of the wet performance of the tire Therefore, a mineral-derived softener and a petroleum-derived softener are preferred.
  • the rubber composition of the present invention may further contain a fatty acid metal salt.
  • a fatty acid metal salt examples include Zn, K, Ca, Na, Mg, Co, Ni, Ba, Fe, Al, Cu, and Mn, and Zn is preferable.
  • the fatty acid used in the fatty acid metal salt includes a fatty acid having 4 to 30 carbon atoms, a saturated or unsaturated linear, branched or cyclic structure, or a mixture thereof. Saturated or unsaturated linear fatty acids of ⁇ 22 are preferred.
  • Examples of the saturated linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and the like, and examples of the unsaturated linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms include oleic acid and linoleic acid. Linolenic acid, arachidonic acid and the like.
  • the said fatty acid metal salt may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the amount of the fatty acid metal salt is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably in the range of 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).
  • Commonly used compounding agents for example, stearic acid, anti-aging agent, zinc oxide (zinc white), vulcanization accelerator, vulcanizing agent, etc. are appropriately selected and blended within the range not impairing the object of the present invention. May be.
  • these compounding agents commercially available products can be suitably used.
  • the rubber composition of the present invention has a storage elastic modulus (E ′ 0 ° C., 4% ) at a strain of 4% at 0 ° C. , preferably 16.7 MPa or less, more preferably 13.8 MPa or less, still more preferably 11. 5 MPa or less, more preferably 11.0 MPa or less, further preferably 10.5 MPa or less, even more preferably 8.7 MPa or less, even more preferably 8.0 MPa or less, particularly preferably 7.5 MPa or less, Preferably it is 3.5 MPa or more, More preferably, it is 4.0 MPa or more.
  • E ′ 0 ° C., 4% storage elastic modulus at 4% at 0 ° C.
  • tan ⁇ at 0 ° C. is preferably 0.7 or less, more preferably 0.6 or less, and even more preferably 0.5 or less.
  • the rubber composition of the present invention has a storage elastic modulus (E ′ 30 ° C., 1% ) at a strain of 1% at 30 ° C. of preferably 4.5 MPa or more, more preferably 5.0 MPa or more, still more preferably 5 It is 0.5 MPa or more, preferably 7.0 MPa or less, more preferably 6.5 MPa or less.
  • E ′ 30 ° C., 1% storage elastic modulus at 30 ° C. with a strain of 1% is 4.5 MPa or more
  • the steering stability of the tire is further improved by applying the rubber composition to the tire tread. be able to.
  • the rubber composition of the present invention described above is the rubber component (A), the thermoplastic resin (B), and the silica (C) except for a vulcanizing compound containing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator. And the like are preferably kneaded at 150 to 165 ° C. By kneading at 150 to 165 ° C. except for the vulcanizing compounding agent, compounding agents other than the vulcanizing compounding agent are uniformly dispersed in the rubber component (A) while avoiding early vulcanization (scorch).
  • the compounding effect of each compounding agent can be sufficiently exerted to increase the storage elastic modulus (E ′ 30 ° C., 1% ) at 30 % of strain at 30 ° C. of the rubber composition.
  • the storage elastic modulus at 4% strain at 0 ° C. (E ′ 0 ° C., 4% ) can be reduced.
  • the storage elastic modulus (E ′) of the rubber composition includes the above-mentioned kneading temperature, the type and blend ratio of the rubber component (A), the type and blending amount of the thermoplastic resin (B), and the silica (C). It can also be changed by adjusting the physical properties, blending amount, etc., and the type and amount of other blending agents.
  • the rubber composition is preferably kneaded at 150 to 165 ° C., and further kneaded by adding a vulcanizing compound at another temperature lower than 150 ° C.
  • the rubber composition contains a vulcanizing compound containing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator after sufficiently dispersing a compounding agent other than the vulcanizing compound in the rubber component (A).
  • the kneading is preferably performed at a temperature at which early vulcanization (scorch) can be prevented, for example, 90 to 120 ° C.
  • the kneading at each temperature is not limited in the kneading time, and can be appropriately set in consideration of the size of the kneading apparatus, the volume of the raw material, the type and state of the raw material, and the like. .
  • the amount of the vulcanizing agent is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably in the range of 1 to 4 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). If the compounding amount of the vulcanizing agent is 0.1 parts by mass or more in terms of sulfur content, the fracture strength, wear resistance, etc. of the vulcanized rubber can be secured, and if it is 10 parts by mass or less, the rubber elasticity is sufficiently It can be secured. In particular, the wet performance of the tire can be further improved by setting the blending amount of the vulcanizing agent to 4 parts by mass or less as the sulfur content.
  • the vulcanization accelerator is not particularly limited, and examples thereof include 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide ( CBS), thiazole vulcanization accelerators such as N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), and guanidine vulcanization accelerators such as 1,3-diphenylguanidine (DPG). .
  • the rubber composition of the present invention preferably contains three vulcanization accelerators.
  • the blending amount of the vulcanization accelerator is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass, more preferably in the range of 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).
  • the rubber composition of the present invention for example, using a Banbury mixer or a roll, as described above, the rubber component (A), the thermoplastic resin (B) and silica (C), and as necessary. It can be manufactured by mixing and kneading appropriately selected various compounding agents, followed by heating, extruding and the like.
  • the rubber composition of the present invention can be used for various rubber products including tires.
  • the rubber composition of the present invention is suitable as a tread rubber for tires.
  • the tire of the present invention is characterized by using the above-described rubber composition for a tread rubber.
  • the rubber composition is used for tread rubber, the rolling resistance is low, and the steering stability and wet performance are excellent.
  • the tire of the present invention can be used as a tire for various vehicles, but is preferable as a tire for passenger cars.
  • the tire of the present invention may be obtained by vulcanization after molding using an unvulcanized rubber composition according to the type of tire to be applied, or by using a semi-vulcanized rubber that has undergone a preliminary vulcanization process or the like. After molding, it may be obtained by further vulcanization.
  • the tire of the present invention is preferably a pneumatic tire, and as a gas filled in the pneumatic tire, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or the like other than normal or oxygen partial pressure adjusted air is used. Can be used.
  • the test tire is mounted on a test vehicle, and the driving stability is expressed by the driver's feeling score in an actual vehicle test on a dry road surface.
  • the tire feeling score of Comparative Example 1 is taken as 100. displayed. The larger the index value, the better the steering stability.
  • ⁇ Method for producing modified SBR> To an 800 mL pressure-resistant glass container that has been dried and purged with nitrogen, a cyclohexane solution of 1,3-butadiene and a cyclohexane solution of styrene are added to 67.5 g of 1,3-butadiene and 7.5 g of styrene, and 2,2 After adding 0.6 mmol of -ditetrahydrofurylpropane and 0.8 mmol of n-butyllithium, polymerization was carried out at 50 ° C. for 1.5 hours.
  • the neutralization reaction was carried out while maintaining the Na 2 O concentration in the reaction solution in the range of 0.005 to 0.035 mol / liter while adjusting the flow rate. From the middle of the reaction, the reaction solution began to become cloudy and increased in viscosity at 45 minutes to become a gel-like solution. Further, the addition was continued and the reaction was stopped after 100 minutes. The silica concentration in the resulting solution was 60 g / liter. Subsequently, the same sulfuric acid as described above was added until the pH of the solution became 3, to obtain a silicic acid slurry. The obtained silicic acid slurry was filtered with a filter press and washed with water to obtain a wet cake. Next, the wet cake was made into a slurry using an emulsifier and dried with a spray dryer to obtain silica-1.
  • ⁇ Method for producing silica-3> In a 180 liter jacketed stainless steel reaction vessel equipped with a stirrer, 65 liters of water and 1.25 liters of a sodium silicate aqueous solution (SiO 2 160 g / liter, SiO 2 / Na 2 O molar ratio 3.3) were placed. Heated to ° C. The concentration of Na 2 O in the resulting solution was 0.015 mol / liter. While maintaining the temperature of this solution at 96 ° C., a sodium silicate aqueous solution similar to the above was simultaneously added dropwise at a flow rate of 750 ml / min and sulfuric acid (18 mol / liter) at a flow rate of 33 ml / min.
  • a sodium silicate aqueous solution Similar to the above was simultaneously added dropwise at a flow rate of 750 ml / min and sulfuric acid (18 mol / liter) at a flow rate of 33 ml / min.
  • the neutralization reaction was carried out while maintaining the Na 2 O concentration in the reaction solution in the range of 0.005 to 0.035 mol / liter while adjusting the flow rate.
  • the reaction solution started to become cloudy from the middle of the reaction, and the viscosity increased to a gel solution at 30 minutes. Further, the addition was continued and the reaction was stopped after 100 minutes.
  • the silica concentration in the resulting solution was 85 g / liter.
  • the same sulfuric acid as described above was added until the pH of the solution became 3, to obtain a silicic acid slurry.
  • the obtained silicic acid slurry was filtered with a filter press and washed with water to obtain a wet cake. Next, the wet cake was made into a slurry using an emulsifier and dried with a spray dryer to obtain silica-3.
  • the physical properties of the obtained silica-1 and silica-3 were evaluated by the following methods.
  • the physical properties of the silica-2 were also evaluated in the same manner.
  • IB ink bottle-shaped pore index
  • CE-TRAB cetyltrimethylammonium bromide
  • Tables 1 and 2 show that the tires to which the rubber compositions of the examples according to the present invention are applied have low rolling resistance and excellent handling stability and wet performance.
  • the rubber composition of the present invention can be used for tire tread rubber.
  • the tire of the present invention can be used as a tire for various vehicles.
  • a pore having a substantially cylindrical shape B pore having an ink bottle shape, diameter of an opening on the outer surface of the M a and M b particles, pore diameter (inner diameter) inside the R a and R b particles, C Press-in curve, D Mercury discharge curve

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Abstract

本発明の課題は、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、操縦安定性及びウェット性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することであり、その解決手段は、天然ゴム(A1)と、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とインクボトル状細孔指数(IB)とが、式(Y):IB≦-0.36×CTAB+86.8の関係を満たすシリカ(C)と、を含み、前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して10~50質量部であることを特徴とするゴム組成物である。

Description

ゴム組成物、及びタイヤ
 本発明は、ゴム組成物、及びタイヤに関するものである。
 昨今の環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求が強まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても、転がり抵抗の低減が求められている。ここで、タイヤの転がり抵抗に寄与するタイヤのトレッド用ゴム組成物の開発にあたっては、通常走行時のタイヤの温度が60℃程度になることに鑑み、60℃付近での損失正接(tanδ)を指標とすることが一般に有効であり、具体的には、60℃付近でのtanδが低いゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの発熱を抑制して転がり抵抗を低減し、結果として、タイヤの燃費性能を向上させることができる(特許文献1)。
 また、自動車走行の安全性を高める見地から、湿潤路面でのグリップ性能(以下、「ウェット性能」と略称する。)を確保することも重要であり、タイヤの転がり抵抗を低減すると共にウェット性能を向上させることも求められている。これに対して、特許文献2には、タイヤトレッド用ゴム組成物の0℃におけるtanδを0.95以上にして、ウェット性能を向上させる技術が開示されている。
特開2012-92179号公報 特開2014-9324号公報
 しかしながら、タイヤのウェット性能を向上させるために、単純に0℃におけるtanδが高いゴム組成物をトレッドゴムに用いると、タイヤの転がり抵抗と関連する60℃でのtanδも高くなるため、タイヤの転がり抵抗が増大してしまう。また、逆に、タイヤの転がり抵抗を低減するために、単純に60℃でのtanδが低いゴム組成物をトレッドゴムに用いると、タイヤのウェット性能と関連する0℃でのtanδも低くなるため、タイヤのウェット性能が悪化してしまう。従って、タイヤの転がり抵抗の低減と、ウェット性能の向上とを両立するには限界があった。
 これに対して、本発明者らは、トレッドゴムの変形を大きくして、湿潤路面に対するグリップ力を向上させることで、ウェット性能を向上させることを検討したが、トレッドゴムの変形を大きくするために、トレッドゴムを単純に柔らかくすると、タイヤの操縦安定性が低下してしまうことが分かった。
 そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、操縦安定性及びウェット性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、転がり抵抗が低く、操縦安定性及びウェット性能に優れたタイヤを提供することを更なる課題とする。
 上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
 本発明のゴム組成物は、天然ゴム(A1)と、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、
 熱可塑性樹脂(B)と、
 セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とインクボトル状細孔指数(IB)とが、下記式(Y):
   IB≦-0.36×CTAB+86.8 ・・・ (Y)
[式(Y)中、インクボトル状細孔指数(IB)は、下記式(Z):
   IB=M2-M1 ・・・ (Z)
で求められる値であり、
 式(Z)中、M1は、直径1.2×105nm~6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有するシリカに対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(nm)であり、M2は、該測定において、圧力を32000PSIから1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(nm)である]の関係を満たすシリカ(C)と、を含み、
 前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して10~50質量部であることを特徴とする。
 かかる本発明のゴム組成物によれば、タイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、操縦安定性及びウェット性能を向上させることができる。
 ここで、本発明において、変性ジエン系ゴム(A2)のガラス転移温度(Tg)は、tanδの温度分散曲線により測定することができ、例えば、TAインスツルメント社製の示差走査熱量計を用いて、5~10℃/minの掃引速度の条件で測定することができる。
 本発明のゴム組成物の好適例においては、前記シリカ(C)は、前記セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)が150m2/g以上であり、当該シリカ(C)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して50~75質量部である。この場合、ゴム組成物の加工性が良好であり、また、該ゴム組成物を適用したタイヤの操縦安定性を更に向上させることができる。
 本発明のゴム組成物の他の好適例においては、前記熱可塑性樹脂(B)が、C5-C9系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、及びジシクロペンタジエン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である。この場合、該ゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。
 本発明のゴム組成物は、0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)が16.7MPa以下であることが好ましい。この場合、該ゴム組成物をタイヤのトレッドに適用することで、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。
 また、本発明のタイヤは、上記のゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物がトレッドゴムに用いられているため、転がり抵抗が低く、操縦安定性及びウェット性能に優れる。
 本発明によれば、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、操縦安定性及びウェット性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、転がり抵抗が低く、操縦安定性及びウェット性能に優れたタイヤを提供することができる。
シリカの粒子における内心方向断面概略図(部分拡大図)である。 水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定による、シリカの水銀の圧入排出曲線(概略図)であり、縦軸は、水銀の圧入曲線Cでは微分水銀圧入量(-dV/d(log d))を示し、水銀の排出曲線Dでは微分水銀排出量(-dV/d(log d))を示し、なおVは、水銀の圧入曲線Cでは水銀圧入量(cc)、水銀の排出曲線Dでは水銀排出量(cc)を意味し、dはシリカの細孔における開口部の直径(nm)を意味し、横軸はこのd(nm)を示す。
 以下に、本発明のゴム組成物、及びタイヤを、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
<ゴム組成物>
 本発明のゴム組成物は、天然ゴム(A1)と、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、
 熱可塑性樹脂(B)と、
 セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とインクボトル状細孔指数(IB)とが、下記式(Y):
   IB≦-0.36×CTAB+86.8 ・・・ (Y)
[式(Y)中、インクボトル状細孔指数(IB)は、下記式(Z):
   IB=M2-M1 ・・・ (Z)
で求められる値であり、
 式(Z)中、M1は、直径1.2×105nm~6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有するシリカに対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(nm)であり、M2は、該測定において、圧力を32000PSIから1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(nm)である]の関係を満たすシリカ(C)と、を含み、
 前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して10~50質量部であることを特徴とする。
 本発明のゴム組成物においては、ゴム成分(A)として、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)を含むことで、一般にゴム組成物に配合される充填剤の分散性が向上し、該ゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、ウェット性能を向上させることができる。
 また、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分(A)として、天然ゴム(A1)を含むことで、tanδが低下し、該ゴム組成物を適用したタイヤの転がり抵抗を更に低減することができる。
 更に、本発明のゴム組成物においては、熱可塑性樹脂(B)を配合することで、低歪領域での弾性率を高くしつつ、高歪領域での弾性率を低下させることができる。そのため、本発明のゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、走行時の歪が大きい路面との接地面近傍のトレッドゴムの変形体積を大きくしつつ、走行時の操縦安定性に必要な剛性を確保することができる。
 そして、湿潤路面での摩擦係数(μ)は、トレッドゴム全体の剛性と、トレッドゴムの変形量と、tanδ(損失正接)との積に比例するため、本発明のゴム組成物をトレッドゴムに適用したタイヤは、前記ゴム成分(A)の採用によりtanδを低下させても、前記熱可塑性樹脂(B)の適用により、トレッドゴム全体の剛性を確保しつつ、トレッドゴムの変形量を増加させることができるため、湿潤路面での摩擦係数(μ)を十分に向上させることができ、湿潤路面での摩擦係数(μ)が大きくなることで、ウェット性能が更に向上する。
 また、本発明のゴム組成物においては、前記シリカ(C)を配合することで、tanδ(損失正接)の上昇を抑制しつつ、貯蔵弾性率を向上させることができる。そのため、本発明のゴム組成物をトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗の増大を抑制しつつ、タイヤのトレッドの硬さを確保できるため、タイヤの操縦安定性を向上させることができる。
 従って、本発明のゴム組成物によれば、タイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、操縦安定性及びウェット性能を向上させることができる。
 前記ゴム成分(A)は、天然ゴム(NR)(A1)を含む。ゴム成分(A)中の天然ゴム(A1)の割合は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、また、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。ゴム成分(A)中の天然ゴム(A1)の割合を30質量%以上とすることで、tanδ、特には0℃でのtanδが低下し、該ゴム組成物を適用したタイヤの低温での転がり抵抗を更に低減できる。また、ゴム成分(A)中の天然ゴム(A1)の割合が60質量%以下であれば、後述するガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)の割合を増やすことができる。
 また、前記ゴム成分(A)は、更に、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)[以下、「変性ジエン系ゴム(A2)」と略記することがある。]を含む。ゴム成分(A)中の該変性ジエン系ゴム(A2)の割合は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、また、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。ゴム成分(A)中の変性ジエン系ゴム(A2)の割合が40質量%以上の場合、ゴム組成物中での充填剤の分散性が向上し、該ゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を更に低減しつつ、ウェット性能を更に向上させることができる。また、ゴム成分(A)中の変性ジエン系ゴム(A2)の割合が70質量%以下の場合、前述の天然ゴム(A1)の割合を増やすことができる。
 なお、ガラス転移温度(Tg)が-50℃を超える変性ジエン系ゴムでは、ゴム組成物中での充填剤の分散性を向上させる効果が小さい。また、変性ジエン系ゴム(A2)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-55℃以下、より好ましくは-60℃以下であり、また、好ましくは-120℃以上、より好ましくは-100℃以上である。
 前記変性ジエン系ゴム(A2)における変性官能基としては、例えば、含窒素官能基、含ケイ素官能基、含酸素官能基等が挙げられる。
 前記変性ジエン系ゴム(A2)としては、モノマーとして共役ジエン化合物、或いは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を使用し、該共役ジエン化合物の重合体又は共重合体、或いは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体の分子末端及び/又は主鎖を変性剤で変性して得たポリマーや、モノマーとして共役ジエン化合物、或いは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を使用し、変性官能基を有する重合開始剤を用いて、これらのモノマーを重合又は共重合させて得たポリマーを使用することができる。
 前記変性ジエン系ゴム(A2)の合成に用いるモノマーに関し、共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられ、また、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロヘキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン等が挙げられる。
 また、前記変性ジエン系ゴム(A2)としては、変性合成イソプレンゴム(IR)、変性ポリブタジエンゴム(BR)、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、変性スチレン-イソプレン共重合体ゴム(SIR)等が挙げられる。
 前記変性剤としては、ヒドロカルビルオキシシラン化合物が好ましい。
 前記ヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、下記一般式(I):
   R1 a-Si-(OR24-a ・・・ (I)
で表される化合物が好ましい。
 一般式(I)中、R1及びR2は、それぞれ独立して炭素数1~20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基を示し、aは0~2の整数であり、OR2が複数ある場合、各OR2は互いに同一でも異なっていてもよく、また、分子中には活性プロトンは含まれない。
 前記ヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、下記一般式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
で表される化合物も好ましい。
 一般式(II)中、n1+n2+n3+n4は4であり(但し、n2は1~4の整数であり、n1、n3及びn4は0~3の整数である)、A1は、飽和環状3級アミン化合物残基、不飽和環状3級アミン化合物残基、ケチミン残基、ニトリル基、イソシアナート基、チオイソシアナート基、エポキシ基、チオエポキシ基、イソシアヌル酸トリヒドロカルビルエステル基、炭酸ジヒドロカルビルエステル基、ピリジン基、ケトン基、チオケトン基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、アミド基、カルボン酸エステル基、チオカルボン酸エステル基、カルボン酸エステルの金属塩、チオカルボン酸エステルの金属塩、カルボン酸無水物残基、カルボン酸ハロゲン化合物残基、並びに加水分解性基を有する第一若しくは第二アミノ基又は加水分解性基を有するメルカプト基の中から選択される少なくとも1種の官能基であり、n4が2以上の場合には同一でも異なっていてもよく、A1は、Siと結合して環状構造を形成する二価の基であってもよく、R21は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、n1が2以上の場合には同一でも異なっていてもよく、R23は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基、炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基又はハロゲン原子であり、n3が2以上の場合には同一でも異なっていてもよく、R22は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、いずれも窒素原子及び/又はケイ素原子を含有していてもよく、n2が2以上の場合には、互いに同一若しくは異なっていてもよく、或いは、一緒になって環を形成していてもよく、R24は、炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、n4が2以上の場合には同一でも異なっていてもよい。前記加水分解性基を有する第一若しくは第二アミノ基又は加水分解性基を有するメルカプト基における加水分解性基としては、トリメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基が好ましく、トリメチルシリル基が特に好ましい。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
で表される化合物が好ましい。
 一般式(III)中、p1+p2+p3は2であり(但し、p2は1~2の整数であり、p1及びp3は0~1の整数である)、A2は、NRa(Raは、一価の炭化水素基、加水分解性基又は含窒素有機基である)、或いは、硫黄であり、R25は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、R27は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基、炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基又はハロゲン原子であり、R26は、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基、炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基又は含窒素有機基であり、いずれも窒素原子及び/又はケイ素原子を含有していてもよく、p2が2の場合には、互いに同一でも異なっていてもよく、或いは、一緒になって環を形成していてもよく、R28は、炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基である。前記加水分解性基として、トリメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基が好ましく、トリメチルシリル基が特に好ましい。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
で表される化合物も好ましい。
 一般式(IV)中、q1+q2は3であり(但し、q1は0~2の整数であり、q2は1~3の整数である)、R31は炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、R32及びR33はそれぞれ独立して加水分解性基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、R34は炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、q1が2の場合には同一でも異なっていてもよく、R35は炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、q2が2以上の場合には同一でも異なっていてもよい。前記加水分解性基としては、トリメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基が好ましく、トリメチルシリル基が特に好ましい。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
で表される化合物も好ましい。
 一般式(V)中、r1+r2は3であり(但し、r1は1~3の整数であり、r2は0~2の整数である)、R36は炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、R37はジメチルアミノメチル基、ジメチルアミノエチル基、ジエチルアミノメチル基、ジエチルアミノエチル基、メチルシリル(メチル)アミノメチル基、メチルシリル(メチル)アミノエチル基、メチルシリル(エチル)アミノメチル基、メチルシリル(エチル)アミノエチル基、ジメチルシリルアミノメチル基、ジメチルシリルアミノエチル基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、r1が2以上の場合には同一でも異なっていてもよく、R38は炭素数1~20のヒドロカルビルオキシ基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、r2が2の場合には同一でも異なっていてもよい。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(VI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
で表される化合物も好ましい。
 一般式(VI)中、R40はトリメチルシリル基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、R41は炭素数1~20のヒドロカルビルオキシ基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、R42は炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基である。ここで、TMSは、トリメチルシリル基を示す(以下、同じ。)。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(VII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
で表される化合物も好ましい。
 一般式(VII)中、R43及びR44はそれぞれ独立して炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、R45は炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であり、各R45は、同一でも異なっていてもよい。
 一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(VIII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
で表される化合物も好ましい。
 一般式(VIII)中、r1+r2は3であり(但し、r1は0~2の整数であり、r2は1~3の整数である)、R46は炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、R47およびR48はそれぞれ独立して炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基である。複数のR47又はR48は、同一でも異なっていてもよい。
 上記一般式(II)で表される化合物としては、下記一般式(IX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
で表される化合物も好ましい。
 一般式(IX)中、Xはハロゲン原子であり、R49は炭素数1~20の二価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の二価の芳香族炭化水素基であり、R50及びR51はそれぞれ独立して加水分解性基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基であるか、或いは、R50及びR51は結合して二価の有機基を形成しており、R52及びR53はそれぞれ独立してハロゲン原子、ヒドロカルビルオキシ基、炭素数1~20の一価の脂肪族若しくは脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の一価の芳香族炭化水素基である。R50及びR51としては、加水分解性基であることが好ましく、加水分解性基として、トリメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基が好ましく、トリメチルシリル基が特に好ましい。
 上記一般式(II)で表されるヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、下記一般式(X)~(XIII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
で表される化合物も好ましい。
 一般式(X)~(XIII)中、記号U、Vはそれぞれ0~2且つU+V=2を満たす整数である。一般式(X)~(XIII)中のR5492は同一でも異なっていてもよく、炭素数1~20の二一価若しくは価の脂肪族又は脂環式炭化水素基、或いは炭素数6~18の一価若しくは二価の芳香族炭化水素基である。一般式(XIII)中のα及びβは0~5の整数である。
 前記変性官能基を有する重合開始剤としては、リチウムアミド化合物が好ましい。該リチウムアミド化合物としては、例えば、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ-2-エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム-N-メチルピペラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。
 前記ゴム成分(A)は、上述した天然ゴム(A1)及びガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)の他、他のゴム成分を含んでもよい。かかる他のゴム成分としては、未変性の、合成イソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム(SIR)等の、未変性合成ジエン系ゴムや、ガラス転移温度(Tg)が-50℃を超える変性ジエン系ゴムが挙げられる。
 本発明のゴム組成物は、熱可塑性樹脂(B)を含む。ゴム組成物に熱可塑性樹脂(B)を配合することで、低歪領域での弾性率を高くしつつ、高歪領域での弾性率を低下させることができる。そのため、該熱可塑性樹脂(B)を配合したゴム組成物をタイヤのトレッドに適用することで、走行時の歪が大きい路面との接地面近傍のトレッドゴムの変形体積を大きくしつつ、走行時の操縦安定性に必要な剛性を確保することができ、その結果として、湿潤路面での摩擦係数(μ)が高くなり、タイヤのウェット性能を向上させることができる。
 前記熱可塑性樹脂(B)の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して、10~50質量部であり、好ましくは12.5質量部以上、また、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。熱可塑性樹脂(B)の配合量がゴム成分(A)100質量部に対して10質量部以上であれば、ゴム組成物の高歪領域での弾性率を低下させることができ、また、50質量部以下であれば、ゴム組成物の低歪領域での弾性率の低下を抑制することができる。そのため、熱可塑性樹脂(B)の配合量を、ゴム成分(A)100質量部に対して10~50質量部とすることで、タイヤのウェット性能を向上させることができる。
 前記熱可塑性樹脂(B)としては、C5系樹脂、C9系樹脂、C5-C9系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられ、これらの中でも、C5-C9系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、及びジシクロペンタジエン樹脂が好ましく、C5-C9系樹脂が特に好ましい。C5-C9系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、及びジシクロペンタジエン樹脂は、天然ゴム(A1)との相溶性が高く、ゴム組成物の低歪領域での弾性率を高くする効果、並びにゴム組成物の高歪領域での弾性率を低下させる効果が更に大きくなり、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。前記熱可塑性樹脂(B)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記C5-C9系樹脂とは、C5-C9系合成石油樹脂を指し、該C5-C9系樹脂としては、例えば、石油由来のC5留分とC9留分とを、AlCl3、BF3等のフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる固体重合体が挙げられ、より具体的には、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、インデン等を主成分とする共重合体等が挙げられる。該C5-C9系樹脂としては、C9以上の成分の少ない樹脂が、ゴム成分(A)との相溶性の観点から好ましい。ここで、「C9以上の成分が少ない」とは、樹脂全量中のC9以上の成分が50質量%未満、好ましくは40質量%以下であることを言うものとする。前記C5-C9系樹脂としては、市販品を利用することができ、例えば、商品名「クイントン(登録商標)G100B」(日本ゼオン株式会社製)、商品名「ECR213」(エクソンモービルケミカル社製)、商品名「T-REZ RD104」(東燃化学社製)等が挙げられる。
 前記C5系樹脂とは、C5系合成石油樹脂を指し、該C5系樹脂としては、例えば、石油化学工業のナフサの熱分解によって得られるC5留分を、AlCl3、BF3等のフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる脂肪族系石油樹脂が挙げられる。前記C5留分には、通常1-ペンテン、2-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-2-ブテン、3-メチル-1-ブテン等のオレフィン系炭化水素、2-メチル-1,3-ブタジエン、1,2-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,2-ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素等が含まれる。なお、前記C5系樹脂としては、市販品を利用することができ、例えば、エクソンモービルケミカル社製脂肪族系石油樹脂である「エスコレッツ(登録商標)1000シリーズ」、日本ゼオン株式会社製脂肪族系石油樹脂である「クイントン(登録商標)100シリーズ」の内「A100、B170、M100、R100」、東燃化学社製「T-REZ RA100」等が挙げられる。
 前記C9系樹脂は、例えば、石油化学工業のナフサの熱分解により、エチレン、プロピレン等の石油化学基礎原料と共に副生するC9留分である、ビニルトルエン、アルキルスチレン、インデンを主要なモノマーとする炭素数9の芳香族を重合した樹脂である。ここで、ナフサの熱分解によって得られるC9留分の具体例としては、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、γ-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、インデン等が挙げられる。該C9系樹脂は、C9留分と共に、C8留分であるスチレン等、C10留分であるメチルインデン、1,3-ジメチルスチレン等、更にはナフタレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、p-tert-ブチルスチレン等をも原料として用い、これらのC8~C10留分等を混合物のまま、例えばフリーデルクラフツ型触媒により共重合して得ることができる。また、前記C9系樹脂は、水酸基を有する化合物、不飽和カルボン酸化合物等で変性された変性石油樹脂であってもよい。なお、前記C9系樹脂としては、市販品を利用することができ、例えば、未変性C9系石油樹脂としては、商品名「日石ネオポリマー(登録商標)L-90」、「日石ネオポリマー(登録商標)120」、「日石ネオポリマー(登録商標)130」、「日石ネオポリマー(登録商標)140」(JX日鉱日石エネルギー株式会社製)等が挙げられる。
 前記ジシクロペンタジエン樹脂(DCPD樹脂)は、シクロペンタジエンを二量体化して得られるジシクロペンタジエン(DCPD)を主原料に製造された石油樹脂である。前記ジシクロペンタジエン樹脂としては、市販品を利用することができ、例えば、日本ゼオン株式会社製脂環式系石油樹脂である商品名「クイントン(登録商標)1000シリーズ」の内「1105、1325、1340」等が挙げられる。
 本発明のゴム組成物は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とインクボトル状細孔指数(IB)とが、上記式(Y)の関係を満たすシリカ(C)を含む。
 ここで、式(Y)において、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とは、ASTM D3765-92に準拠して測定された値を意味する。ただし、ASTM D3765-92はカーボンブラックのCTABを測定する方法であるため、本発明では、標準品であるIRB#3(83.0m2/g)の代わりに、別途セチルトリメチルアンモニウムブロミド(以下、CE-TRABと略記する)標準液を調製し、これによってシリカOT(ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム)溶液の標定を行い、上記シリカ表面に対するCE-TRAB1分子当たりの吸着断面積を0.35nm2として、CE-TRABの吸着量から算出される比表面積(m2/g)をCTABの値とする。これは、カーボンブラックとシリカとでは表面が異なるので、同一表面積でもCE-TRABの吸着量に違いがあると考えられるためである。
 また、式(Y)において、インクボトル状細孔指数(IB)とは、直径1.2×105nm~6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有するシリカに対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させた際における水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSIから1PSIまで下降させた際における水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(Z):
   IB=M2-M1 ・・・ (Z)
で求められる値を意味する。水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定は、従来より細孔の形態を評価するのに多く採用される電子顕微鏡を用いた測定よりも簡便であり、かつ定量性に優れるので、有用な方法である。
 一般に、シリカの粒子は、その外表面に開口部を具えた凹状を呈した細孔を多数有している。図1に、シリカの粒子における内心方向断面でのこれら細孔の形状を模した概略図を示す。粒子における内心方向断面でかかる凹状を呈した細孔は、様々な形状を呈しており、粒子の外表面における開口部の直径Maと粒子内部における細孔径(内径)Raとが略同一の形状、すなわち粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔Aもあれば、粒子内部における細孔径(内径)Rbよりも粒子の外表面における開口部の直径Mbの方が狭小である形状、すなわち粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bもある。しかしながら、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bであると、粒子の外表面から内部へとゴム分子鎖が侵入しにくいため、シリカをゴム成分に配合した際にゴム分子鎖がシリカを充分に吸着することができず、tanδが大きくなるおそれがあるとともに、補強性が不充分となって、タイヤの操縦安定性の向上を図るのが困難となるおそれがある。したがって、かかるインクボトル状を呈する細孔B数を低減し、粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔A数を増大させれば、ゴム分子鎖の侵入を効率的に促進することができ、tanδを増大させることなく、充分な補強性を発揮して、タイヤの操縦安定性の向上に寄与することが可能となる。
 上記観点から、本発明では、ゴム成分に配合するシリカに関し、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔B数を低減すべく、上記インクボトル状細孔指数(IB)を規定する。上述のように、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において圧力を上昇させた際、略円筒状を呈する細孔Aは外表面の開口部が開放的であるために細孔内部に水銀が圧入されやすいが、インクボトル状を呈する細孔Bは外表面の開口部が閉鎖的であるために細孔内部に水銀が圧入されにくい。一方、圧力を下降させた際には、同様の理由により、略円筒状を呈する細孔Aは細孔内部から細孔外部へ水銀が排出されやすいが、インクボトル状を呈する細孔Bは細孔内部から細孔外部へ水銀がほとんど排出されない。
 したがって、図2に示すように、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定では、水銀の圧入排出曲線C-Dにヒステリシスが生じる。すなわち、比較的低圧力下では略円筒状を呈する細孔A内に徐々に水銀が圧入されるが、ある圧力に達した時点で、それまで水銀が侵入しにくかったインクボトル状を呈する細孔Bを含む、略円筒状を呈する細孔以外の細孔内にも一気に水銀が圧入され、急激に圧入量が増大して、縦軸を微分水銀圧入量(-dV/d(log d))、横軸をシリカの細孔における開口部の直径M(nm)とした場合に水銀の圧入曲線Cを描くこととなる。一方、圧力を充分に上昇させた後に圧力を下降させていくと、比較的高圧力下では水銀が排出されにくい状態が継続するものの、ある圧力に達した時点で、細孔内に圧入されていた水銀が細孔外に一気に排出され、急激に排出量が増大して、縦軸を微分水銀排出量(-dV/d(log d))、横軸をシリカの細孔における開口部の直径M(nm)とした場合に水銀の排出曲線Dを描くこととなる。一旦細孔内に圧入された水銀は、圧力の下降時には細孔外に排出されにくい傾向にあるため、圧力の下降時では上昇時における圧入量の増大を示す直径(M1)の位置よりも大きい値を示す直径(M2)の位置で排出量の増大が見られ、これらの直径の差(M2-M1)が図2のIBに相当する。特にインクボトル状を呈する細孔Bにおいては、圧入された水銀が排出されにくい傾向が顕著であり、圧力上昇時には細孔B内に水銀が圧入されるものの、圧力下降時には細孔B外に水銀がほとんど排出されない。
 こうした測定方法を採用し、細孔の性質に起因して描かれる水銀圧入排出曲線C-Dを活用して、上記式(Z)に従い、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)と、圧力を32000PSIから1PSIまで下降させた際における水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)との差IBを求めれば、かかる値が見かけ上はこれらの直径の差(長さ:nm)を示すものの、実質的にはシリカに存在するインクボトル状を呈する細孔Bの存在割合を示す細孔指数を意味することとなる。すなわち、充分に狭小な開口部を有するインクボトル状を呈する細孔Bの占める存在割合が小さいほど、水銀圧入量と水銀排出量とがほぼ同量に近づき、水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)と水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)との差が短縮してIB値が小さくなる。一方、インクボトル状を呈する細孔Bの占める存在割合が大きいほど、水銀圧入量よりも水銀排出量が減少し、水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)と水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)との差が拡大してIB値が大きくなる。
 こうしたIBは、上記CTABの値によっても変動し得る性質を有しており、CTABが増大するにつれ、IB値が低下する傾向にある。したがって、本発明で用いる前記シリカ(C)は、下記式(Y):
   IB≦-0.36×CTAB+86.8 ・・・ (Y)
を満たす必要がある。IB及びCTABが上記式(Y)を満たすシリカであると、狭小な開口部を有するインクボトル状を呈する細孔B数が有効に低減され、略円筒状を呈する細孔Aが占める存在割合が増大するため、ゴム分子鎖を充分に侵入させて吸着させることができ、充分な補強性を発揮して、タイヤの転がり抵抗を増大させることなく、操縦安定性の向上を図ることが可能となる。
 前記シリカ(C)は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)が好ましくは150m2/g以上であり、より好ましくは150~300m2/g、より一層好ましくは150~250m2/g、特に好ましくは150~220m2/gである。CTABが150m2/g以上であれば、ゴム組成物の貯蔵弾性率が更に向上し、該ゴム組成物を適用したタイヤの操縦安定性を更に向上させることができる。また、CTABが300m2/g以下であれば、シリカ(C)をゴム成分(A)中で良好に分散させることができ、ゴム組成物の加工性が向上する。
 前記シリカ(C)の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して50~75質量部の範囲が好ましい。シリカ(C)の配合量が、ゴム成分(A)100質量部に対して50質量部以上であれば、ゴム組成物の貯蔵弾性率が更に向上し、該ゴム組成物を適用したタイヤの操縦安定性を更に向上させることができ、また、75質量部以下であれば、ゴム組成物の加工性が良好である。
 また、本発明のゴム組成物は、充填剤として、上述したシリカ(C)の他にも、他のシリカ、更には、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム等を含んでもよい。これら充填剤の中では、カーボンブラックが好ましい。該カーボンブラックとしては、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFグレードのカーボンブラックが挙げられ、タイヤのウェット性能を向上させる観点からは、ISAF、SAFグレードのカーボンブラックが好ましい。これらカーボンブラックは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、カーボンブラックの充填剤中の割合は、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下であり、より一層好ましくは5~10質量%である。カーボンブラックを配合することで、ゴム組成物の剛性が向上する。
 ここで、カーボンブラックとシリカの合計配合量に占める、シリカの割合[シリカ/(カーボンブラック+シリカ)]は、90質量%以上であることが好ましい。
 また、カーボンブラックとシリカの合計配合量(カーボンブラック+シリカ)は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して55~100質量部の範囲が好ましく、57~85質量部の範囲が更に好ましい。
 本発明のゴム組成物において、前記充填剤の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは40質量部以上であり、また、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。ゴム組成物中の充填剤の配合量が30質量部以上であれば、該ゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を更に低減しつつ、ウェット性能を更に向上させることができ、また、100質量部以下であれば、ゴム組成物の加工性が良好である。
 本発明のゴム組成物は、前記シリカの配合効果を向上させるために、更に、シランカップリング剤を含有することが好ましい。該シランカップリング剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド等が挙げられる。これらシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、前記シランカップリング剤の配合量は、前記シリカ100質量部に対して2~20質量部の範囲が好ましく、5~15質量部の範囲が更に好ましい。シランカップリング剤の配合量がシリカ100質量部に対して2質量部以上であれば、シリカの配合効果が十分に向上し、また、シランカップリング剤の配合量がシリカ100質量部に対して20質量部以下であれば、ゴム成分(A)のゲル化の可能性が低い。
 本発明のゴム組成物は、加工性、作業性の観点から、更に、軟化剤を含んでもよい。該軟化剤の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して1~5質量部の範囲が好ましく、1.5~3質量部の範囲が更に好ましい。軟化剤を1質量部以上配合することで、ゴム組成物の混練が容易となり、また、軟化剤を5質量部以下配合することで、ゴム組成物の剛性の低下を抑制できる。
 ここで、前記軟化剤としては、鉱物由来のミネラルオイル、石油由来のアロマチックオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル、天然物由来のパームオイル等が挙げられるが、これらの中でも、タイヤのウェット性能の観点から、鉱物由来の軟化剤及び石油由来の軟化剤が好ましい。
 本発明のゴム組成物は、更に、脂肪酸金属塩を含んでもよい。該脂肪酸金属塩に用いられる金属としては、Zn、K、Ca、Na、Mg、Co、Ni、Ba、Fe、Al、Cu、Mn等が挙げられ、Znが好ましい。一方、前記脂肪酸金属塩に用いられる脂肪酸としては、炭素数4~30の飽和又は不飽和の直鎖、分岐もしくは環状構造を有する脂肪酸、あるいはそれらの混合物が挙げられ、これらの中でも、炭素数10~22の飽和又は不飽和の直鎖脂肪酸が好ましい。炭素数10~22の飽和直鎖脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等が挙げられ、また、炭素数10~22の不飽和直鎖脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等が挙げられる。前記脂肪酸金属塩は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。前記脂肪酸金属塩の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1~10質量部の範囲が好ましく、0.5~5質量部の範囲が更に好ましい。
 本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分(A)、熱可塑性樹脂(B)、シリカ(C)等の充填剤、シランカップリング剤、軟化剤、脂肪酸金属塩の他、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛(亜鉛華)、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合してもよい。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
 本発明のゴム組成物は、0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)が、好ましくは16.7MPa以下、より好ましくは13.8MPa以下、更に好ましくは11.5MPa以下、更に好ましくは11.0MPa以下、更に好ましくは10.5MPa以下、より一層好ましくは8.7MPa以下、更により一層好ましくは8.0MPa以下、特に好ましくは7.5MPa以下であり、また、好ましくは3.5MPa以上、より好ましくは4.0MPa以上である。0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)が16.7MPa以下の場合、ゴム組成物をタイヤのトレッドに適用することで、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。
 また、本発明のゴム組成物は、0℃におけるtanδが0.7以下であることが好ましく、0.6以下が更に好ましく、0.5以下がより一層好ましい。
 本発明のゴム組成物は、30℃における歪1%時の貯蔵弾性率(E’30℃,1%)が、好ましくは4.5MPa以上、より好ましくは5.0MPa以上、より一層好ましくは5.5MPa以上であり、また、好ましくは7.0MPa以下、より好ましくは6.5MPa以下である。30℃における歪1%時の貯蔵弾性率(E’30℃,1%)が4.5MPa以上の場合、ゴム組成物をタイヤのトレッドに適用することで、タイヤの操縦安定性を更に向上させることができる。
 上述した本発明のゴム組成物は、加硫剤及び加硫促進剤を含む加硫系配合剤を除いて、前記ゴム成分(A)と、前記熱可塑性樹脂(B)と、前記シリカ(C)とを150~165℃で混練する工程を経て製造されることが好ましい。
 前記加硫系配合剤を除いて、150~165℃で混練することで、早期加硫(スコーチ)を避けつつ、加硫系配合剤以外の配合剤をゴム成分(A)に均一に分散させることができ、各配合剤の配合効果が十分に発揮されて、ゴム組成物の30℃における歪1%時の貯蔵弾性率(E’30℃,1%)を大きくしつつ、ゴム組成物の0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)を小さくすることができる。
 なお、ゴム組成物の貯蔵弾性率(E’)は、上述の混練温度の他、ゴム成分(A)の種類やブレンド比、熱可塑性樹脂(B)の種類や配合量、シリカ(C)の物性や配合量等、更には他の配合剤の種類及び量を調整することでも、変化させることができる。
 また、前記ゴム組成物は、150~165℃で混練した後、更に150℃未満の別の温度で加硫系配合剤を加えて混練されることが好ましい。ここで、該ゴム組成物は、加硫系配合剤以外の配合剤をゴム成分(A)に十分均一に分散させた後、加硫剤及び加硫促進剤を含む加硫系配合剤を配合して、早期加硫(スコーチ)を防止できる温度、例えば、90~120℃で混練されることが好ましい。
 なお、ゴム組成物の製造において、各温度での混練は、混練時間に制限はなく、混練装置の大きさ、原料の体積、原料の種類や状態等を勘案して、適宜設定することができる。
 前記加硫剤としては、硫黄等が挙げられる。該加硫剤の配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対し、硫黄分として0.1~10質量部の範囲が好ましく、1~4質量部の範囲が更に好ましい。加硫剤の配合量が硫黄分として0.1質量部以上であれば、加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性等を確保でき、また、10質量部以下であれば、ゴム弾性を十分に確保できる。特に、加硫剤の配合量を硫黄分として4質量部以下とすることで、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。
 また、前記加硫促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)等のチアゾール系加硫促進剤、1,3-ジフェニルグアニジン(DPG)等のグアニジン系加硫促進剤等が挙げられる。なお、本発明のゴム組成物は、3種の加硫促進剤を含むことが好ましい。前記加硫促進剤の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1~5質量部の範囲が好ましく、0.2~3質量部の範囲が更に好ましい。
 なお、本発明のゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、上述のように、ゴム成分(A)に、熱可塑性樹脂(B)及びシリカ(C)と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して混練した後、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
 本発明のゴム組成物は、タイヤを始めとする種々のゴム製品に利用できる。特には、本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドゴムとして好適である。
<タイヤ>
 本発明のタイヤは、上述したゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物がトレッドゴムに用いられているため、転がり抵抗が低く、操縦安定性及びウェット性能に優れる。また、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できるが、乗用車用タイヤとして好ましい。
 本発明のタイヤは、適用するタイヤの種類に応じ、未加硫のゴム組成物を用いて成形後に加硫して得てもよく、又は予備加硫工程等を経た半加硫ゴムを用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。なお、本発明のタイヤは、好ましくは空気入りタイヤであり、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<ゴム組成物の調製及び評価>
 表1~表2に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて、ゴム組成物を製造した。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で貯蔵弾性率(E’)及び損失正接(tanδ)を測定した。結果を表1~表2に示す。
(1)貯蔵弾性率(E’)及び損失正接(tanδ)
 ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得られた加硫ゴムに対して、株式会社上島製作所製スペクトロメーターを用いて、初期荷重160mg、周波数52Hzの条件下で、30℃における歪1%時の貯蔵弾性率(E’30℃,1%)と、0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)と、0℃における歪1%時の損失正接(tanδ0℃,1%)を測定した。
<タイヤの作製及び評価>
 上記のようにして得られたゴム組成物をトレッドゴムに用いて、サイズ195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤを作製し、該タイヤに対して、下記の方法で、ウェット性能(Wet Grip Index)、転がり抵抗、及び操縦安定性を評価した。結果を表1~2に示す。
(2)ウェット性能(Wet Grip Index)
 ISO23671に従い、トレーラ試験タイヤ軸に供試タイヤ1本を装着し、タイヤ軸に制動力を加えピークμ(Peakμ)を測定し、基準タイヤ(比較例1のタイヤ)に対するWet Grip Indexを算出した。指数値(Index)が大きい程、ウェット性能に優れることを示す。
(3)転がり抵抗
 供試タイヤを、回転ドラムにより80km/hrの速度で回転させ、荷重を4.82kNとして、転がり抵抗を測定し、比較例1のタイヤの転がり抵抗の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、転がり抵抗が低いことを示す。
(4)操縦安定性
 供試タイヤを試験車に装着し、乾燥路面での実車試験にて、操縦安定性をドライバーのフィーリング評点で表し、比較例1のタイヤのフィーリング評点を100として指数表示した。指数値が大きい程、操縦安定性に優れることを示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
*1 NR:天然ゴム、インドネシア製「SIR20」
*2 変性SBR:変性剤としてN,N-ビス(トリメチルシリル)-3-[ジエトキシ(メチル)シリル]プロピルアミンを使用して、下記の方法で製造した変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、Tg=-60℃
*3 シリカ-1:下記の方法で合成したシリカ、CTAB=180m2/g、-0.36×CTAB+86.8=22.0、IB=20.0
*4 シリカ-2:東ソー・シリカ工業株式会社製、商品名「ニップシールAQ」、CTAB=165m2/g、-0.36×CTAB+86.8=27.4、IB=34.1
*5 シリカ-3:下記の方法で合成したシリカ、CTAB=79m2/g、-0.36×CTAB+86.8=58.0、IB=55.0
*6 カーボンブラック:旭カーボン株式会社製、商品名「旭#78」
*7 老化防止剤TMDQ:精工化学株式会社製、商品名「ノンフレックスRD-S」
*8 老化防止剤6PPD:住友化学株式会社製、商品名「アンチゲン6C」
*9 C5-C9系樹脂:東燃化学社製、商品名「T-REZ RD104」
*10 C9系樹脂:JX日鉱日石エネルギー株式会社製、商品名「日石ネオポリマー(登録商標)140」
*11 DCPD樹脂:ジシクロペンタジエン樹脂、日本ゼオン株式会社製、商品名「クイントン(登録商標)1105」
*12 C5系樹脂:東燃化学社製、商品名「T-REZ RA100」
*13 硫黄:細井化学工業株式会社製、商品名「HK200-5」
*14 加硫促進剤:三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーCM-G」
*15 亜鉛華:ハクスイテック株式会社製、酸化亜鉛
<変性SBRの製造方法>
 乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3-ブタジエンのシクロヘキサン溶液およびスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3-ブタジエン67.5gおよびスチレン7.5gになるように加え、2,2-ジテトラヒドロフリルプロパン0.6mmolを加え、0.8mmolのn-ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率がほぼ100%となった重合反応系に対し、変性剤としてN,N-ビス(トリメチルシリル)-3-[ジエトキシ(メチル)シリル]プロピルアミンを0.72mmol添加し、50℃で30分間変性反応を行った。その後、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT)のイソプロパノール5質量%溶液2mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して、変性スチレン-ブタジエン共重合体ゴムを得た。
<シリカ-1の製造方法>
 撹拌機を備えた180リットルのジャケット付きステンレス反応槽に、水89リットルとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2160g/リットル、SiO2/Na2Oモル比3.3)1.70リットルを入れ、75℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.015mol/リットルであった。
 この溶液の温度を75℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量520ミリリットル/分で、硫酸(18mol/リットル)を流量23ミリリットル/分で、同時に滴下した。流量を調整しつつ、反応溶液中のNa2O濃度を0.005~0.035mol/リットルの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、45分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。さらに、添加を続けて100分で反応を停止した。生じた溶液中のシリカ濃度は60g/リットルであった。引き続いて、上記と同様の硫酸を溶液のpHが3になるまで添加してケイ酸スラリーを得た。得られたケイ酸スラリーをフィルタープレスで濾過、水洗を行って湿潤ケーキを得た。次いで湿潤ケーキを乳化装置を用いてスラリーとして、噴霧式乾燥機で乾燥し、シリカ-1を得た。
<シリカ-3の製造方法>
 撹拌機を備えた180リットルのジャケット付きステンレス反応槽に、水65リットルとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2160g/リットル、SiO2/Na2Oモル比3.3)1.25リットルを入れ、96℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.015mol/リットルであった。
 この溶液の温度を96℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量750ミリリットル/分で、硫酸(18mol/リットル)を流量33ミリリットル/分で同時に滴下した。流量を調整しつつ、反応溶液中のNa2O濃度を0.005~0.035mol/リットルの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、30分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。さらに、添加を続けて100分で反応を停止した。生じた溶液中のシリカ濃度は85g/リットルであった。引き続いて、上記と同様の硫酸を溶液のpHが3になるまで添加してケイ酸スラリーを得た。得られたケイ酸スラリーをフィルタープレスで濾過、水洗を行って湿潤ケーキを得た。次いで湿潤ケーキを乳化装置を用いてスラリーとして、噴霧式乾燥機で乾燥し、シリカ-3を得た。
 得られたシリカ-1及びシリカ-3の物性は、下記の方法で評価した。また、上記のシリカ-2の物性も同様に評価した。
(5)インクボトル状細孔指数(IB)の測定
 水銀ポロシメータPOREMASTER-33(Quantachrome社製)を用いて、上述したように、水銀圧入法に基づき、まず圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させて、シリカの外表面において開口部の直径1.2×105nm~6nmである細孔について水銀圧入量を測定し、図2に示したように圧入量のピークに位置する直径(M1)を求めた。次に、圧力を32000PSIから1PSIまで下降させて、水銀を細孔内から排出した。このときの排出曲線から得られた排出量のピークに位置する直径(M2)を求めた。これらM1及びM2の値から上記式(Z)によりIBを算出した。
(6)CTABの測定
 ASTM D3765-92記載の方法に準拠して実施した。この際、上述したように、カーボンブラックの標準品であるIRB#3(83.0m2/g)を使用せず、別途セチルトリメチルアンモニウムブロミド(以下、CE-TRABと略記する)標準液を調製し、これによってシリカOT(ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム)溶液の標定を行い、シリカ表面に対するCE-TRAB1分子当たりの吸着断面積を0.35nm2として、CE-TRABの吸着量から比表面積(m2/g)を算出した。
 表1~表2から、本発明に従う実施例のゴム組成物を適用したタイヤは、転がり抵抗が低く、操縦安定性及びウェット性能に優れることが分かる。
 本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドゴムに利用できる。また、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できる。
 A 略円筒状を呈する細孔、 B インクボトル状を呈する細孔、 Ma,Mb 粒子の外表面における開口部の直径、 Ra,Rb 粒子内部における細孔径(内径)、 C 水銀の圧入曲線、 D 水銀の排出曲線

Claims (5)

  1.  天然ゴム(A1)と、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下の変性ジエン系ゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、
     熱可塑性樹脂(B)と、
     セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)とインクボトル状細孔指数(IB)とが、下記式(Y):
       IB≦-0.36×CTAB+86.8 ・・・ (Y)
    [式(Y)中、インクボトル状細孔指数(IB)は、下記式(Z):
       IB=M2-M1 ・・・ (Z)
    で求められる値であり、
     式(Z)中、M1は、直径1.2×105nm~6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有するシリカに対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1PSIから32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(nm)であり、M2は、該測定において、圧力を32000PSIから1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(nm)である]の関係を満たすシリカ(C)と、を含み、
     前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して10~50質量部であることを特徴とする、ゴム組成物。
  2.  前記シリカ(C)は、前記セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)が150m2/g以上であり、当該シリカ(C)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して50~75質量部である、請求項1に記載のゴム組成物。
  3.  前記熱可塑性樹脂(B)が、C5-C9系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、及びジシクロペンタジエン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
  4.  0℃における歪4%時の貯蔵弾性率(E’0℃,4%)が16.7MPa以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載のゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする、タイヤ。
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