(57)【要約】【課題】シランカップリング剤の反応率の簡便な算出方法を提供する。【解決手段】シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法であって、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物１を混練し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定する重量変化測定工程と、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出するＸ２算出工程と、前記重量変化量（Ｘ３）と、前記水分量（Ｘ２）とに基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出するＸ１算出工程と、前記重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出するｙ算出工程とを含むシリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法に関する。【選択図】図１
2020143229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法であって、
シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物１を混練し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定する重量変化測定工程と、
混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出するＸ２算出工程と、
前記重量変化量（Ｘ３）と、前記水分量（Ｘ２）とに基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出するＸ１算出工程と、
前記重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出するｙ算出工程と
を含むシリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法。
【請求項２】
前記Ｘ２算出工程において、下記式１により前記水分量（Ｘ２）を算出する請求項１記載のシランカップリング剤の反応率の算出方法。
Ｘ２＝ｂ×Ｂ      （式１）
ｂ：シリカ配合量（ｇ）
Ｂ：混練温度におけるシリカから蒸発する水分の割合
【請求項３】
前記Ｘ１算出工程において、下記式２により前記重量変化量（Ｘ１）を算出する請求項１又は２記載のシランカップリング剤の反応率の算出方法。
Ｘ１＝Ｘ３−Ｘ２−ｚ      （式２）
ｚ：シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量
【請求項４】
前記ｙ算出工程において、下記式３によりシランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出する請求項１〜３のいずれかに記載のシランカップリング剤の反応率の算出方法。
ｙ＝（Ｘ１−ａ／Ａ×（アルコール分子量（ｇ／ｍｏｌ））×ｘ）／（ａ／Ａ×（水分子量（＝１８ｇ／ｍｏｌ））×ｎ）      （式３）
ａ：シランカップリング剤の配合量（ｇ）
Ａ：シランカップリング剤の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
ｎ：シランカップリング剤の反応箇所
ｘ:シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合＝（シリカを含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物２を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量−ｚ）／ａ×Ａ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより、自動車の燃費削減を目的として、タイヤには転がり抵抗の低減が求められている。
【０００３】
一般に、転がり抵抗を低減するためには、トレッド用ゴム組成物にシリカを配合するが、シリカは混練後のムーニー粘度が高く、加工性が低いという課題がある。
【０００４】
シリカは表面がシラノール基に覆われた親水性の素材であるため、タイヤ用ゴム組成物に使用されるジエン系ゴムには混ざりにくい。そこで、従来より、シリカと共にシランカップリング剤（例えば、アルコキシ基を有するシランカップリング剤）をゴム組成物に用いることにより、シリカとシランカップリング剤を重縮合によって結合させてシリカの表面を疎水化し、ジエン系ゴムとの混和性を改善する試みがなされている。
【０００５】
特許文献１では、混練温度が低い場合には、シリカとシランカップリング剤との反応が不充分となり、混練後に行われる押出し工程等において、ゴム中の水分と未反応のシランカップリング剤中のアルコキシ基が反応してアルコールが生成し、ゴム中にポーラスが生成するエアイン不具合が発生することが記載されている。
【０００６】
また、シリカとシランカップリング剤の反応率がゴム物性に影響を与えることも知られており、シリカとシランカップリング剤との反応が不充分な場合、得られるゴム組成物の性能が不充分となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、シリカとシランカップリング剤との反応の副生成物であるアルコールは、混練中に揮発するため、このアルコールを捕集し、定量することにより、シリカとシランカップリング剤の反応率を測定することは可能である。しかしながら、この手法を用いるためには、多額の設備投資を必要とし、簡便な方法ではない。
本発明は、前記課題を解決し、シランカップリング剤の反応率の簡便な算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法であって、
シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物１を混練し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定する重量変化測定工程と、
混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出するＸ２算出工程と、
上記重量変化量（Ｘ３）と、上記水分量（Ｘ２）とに基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出するＸ１算出工程と、
上記重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出するｙ算出工程と
を含むシリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法に関する。
【００１０】
上記Ｘ２算出工程において、下記式１により上記水分量（Ｘ２）を算出することが好ましい。
Ｘ２＝ｂ×Ｂ      （式１）
ｂ：シリカ配合量（ｇ）
Ｂ：混練温度におけるシリカから蒸発する水分の割合
【００１１】
上記Ｘ１算出工程において、下記式２により上記重量変化量（Ｘ１）を算出することが好ましい。
Ｘ１＝Ｘ３−Ｘ２−ｚ      （式２）
ｚ：シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量
【００１２】
上記ｙ算出工程において、下記式３によりシランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出することが好ましい。
ｙ＝（Ｘ１−ａ／Ａ×（アルコール分子量（ｇ／ｍｏｌ））×ｘ）／（ａ／Ａ×（水分子量（＝１８ｇ／ｍｏｌ））×ｎ）      （式３）
ａ：シランカップリング剤の配合量（ｇ）
Ａ：シランカップリング剤の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
ｎ：シランカップリング剤の反応箇所
ｘ: シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合＝（シリカを含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物２を上記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量−ｚ）／ａ×Ａ
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法であって、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物１を混練し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定する重量変化測定工程と、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出するＸ２算出工程と、上記重量変化量（Ｘ３）と、上記水分量（Ｘ２）とに基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出するＸ１算出工程と、上記重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出するｙ算出工程とを含むシリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物のシランカップリング剤の反応率の算出方法であるので、シランカップリング剤の反応率の簡便な算出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、シランカップリング剤の反応機構の概要を模式的に示した図である。
【図２】図２は、シリカ表面の様子を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明の概要について説明する。
シリカとシランカップリング剤（例えば、アルコキシ基を有するシランカップリング剤）を含むゴム組成物を混練すると、図１の通り、まず、シランカップリング剤が有するアルコキシ基が、シリカ表面の吸着水などの水により加水分解されて水酸基となり、これに付随して加水分解されたアルコキシ基の数と同一の数のアルコール分子（例えば、エタノール分子）が生成される。次に、シランカップリング剤の水酸基とシリカ表面の水酸基が反応（脱水縮合反応）し、シランカップリング剤とシリカが結合すると共に、水分子が生成される。このように、アルコキシ基を有するシランカップリング剤とシリカとの反応の際には、アルコール（例えば、エタノール）と水が生成する。
【００１６】
更に、シリカは、図２の通り、シリカ表面に存在する吸着水が熱により蒸発する。
同様に、シリカとシランカップリング剤との反応により生成したアルコール（例えば、エタノール）、水も熱により蒸発する。このように、シリカとシランカップリング剤（例えば、アルコキシ基を有するシランカップリング剤）を含むゴム組成物を混練すると、通常、混練温度は１００℃以上であるため、（１）シリカ表面に存在する吸着水が蒸発する、（２）シランカップリング剤の加水分解反応により生成するアルコール（例えば、エタノール）が蒸発する、（３）シランカップリング剤のシリカとの反応により生成する水が蒸発することにより、混練前後での重量変化が生じる。更に、シリカ、シランカップリング剤以外の混練される成分によっても混練前後での重量変化が生じる。
【００１７】
本発明者は、混練前後での重量変化に着目し、混練前後での重量変化に基づいてシリカとシランカップリング剤の反応率を算出することにより、簡便にシランカップリング剤の反応率が算出可能であることに想到した。また、混練物の重量をリアルタイムで計測することにより、混練中のゴム組成物について、リアルタイムでシランカップリング剤の反応率を算出することも可能である。
【００１８】
具体的には、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定し、該測定結果に基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出し、該重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出すればよい。
ここで、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）は、上記（２）シランカップリング剤の加水分解反応により生成するアルコール（例えば、エタノール）が蒸発すること、及び上記（３）シランカップリング剤のシリカとの反応により生成する水が蒸発することに起因する重量変化量であり、下記式で表される。
Ｘ１＝ａ／Ａ×（水分子量（＝１８ｇ／ｍｏｌ））×ｎ×ｙ＋ａ／Ａ×（アルコール分子量（例えば、エタノール分子量（＝４６ｇ／ｍｏｌ）））×ｘ
ａ：シランカップリング剤の配合量（ｇ）
Ａ：シランカップリング剤の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
ｎ：シリカとシランカップリング剤の反応箇所
ｙ：シリカとシランカップリング剤の反応率
ｘ: シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合
【００１９】
次に、本発明の実施形態について具体的に説明する。
以下において、各工程について説明するが、本発明では、効果が得られる限り、各工程を行う順序は特に限定されない。
【００２０】
（重量変化測定工程）
重量変化測定工程では、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物１を混練し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を測定する。
重量変化測定工程では、まず、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤等の成分を含むゴム組成物１の重量（混練前のゴム組成物の重量）を測定する。この際に、実際に重量を測定せずに混練する薬品の合計量を算出することにより、混練前のゴム組成物の重量を決定してもよい。次に、混練機を用いて、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤等の成分を含むゴム組成物１を混練する。そして、混練終了後に得られたゴム組成物の重量を測定し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を算出する。
ここで、混練機としては従来公知のものを使用でき、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどが挙げられる。なお、以下に述べる練り工程でも同様の混練機を使用できる。
【００２１】
混練前後での重量変化量（Ｘ３）は、上記重量変化測定工程により既知となったが、混練前後での重量変化量（Ｘ３）は、「シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）」、「シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）」、「混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）」の和である。上記の通り、本発明では、重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出するため、重量変化量（Ｘ１）を算出する必要がある。よって、重量変化量（Ｘ１）を算出するためには、上記重量変化測定工程により既知となった重量変化量（Ｘ３）に加えて、重量変化量（ｚ）、水分量（Ｘ２）を算出する必要がある。
ここで、重量変化測定工程における混練温度により、重量変化量（ｚ）、水分量（Ｘ２）は変動するため、事前に様々な温度における重量変化量（ｚ）、水分量（Ｘ２）を調査しておけばよい。これにより、重量変化測定工程において採用された混練温度に対応する重量変化量（ｚ）、水分量（Ｘ２）を用意することができる。
【００２２】
（Ｘ２算出工程）
Ｘ２算出工程では、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出する。具体的には、下記式１により水分量（Ｘ２）を算出すればよい。
Ｘ２＝ｂ×Ｂ      （式１）
ｂ：シリカ配合量（ｇ）
Ｂ：混練温度におけるシリカから蒸発する水分の割合
ここで、Ｂは、混練温度により変動するため、様々な温度におけるシリカから蒸発する水分の割合を測定しておけばよい。一方、混練時間は通常５分〜１時間程度であるため、混練時間の違いによるＢの変動は無視できるほど小さいため、考慮しなくてもよい。もちろん、より精度良くシランカップリング剤の反応率を算出したい場合は、混練時間も考慮に入れてＢを用意しておけばよい。
そして、重量変化測定工程において混練されるシリカの配合量と、重量変化測定工程において採用される混練温度に対応するＢに基づいて、式１により、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出すればよい。
【００２３】
（シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）の算出）
通常、ゴム組成物には、後述するように、シリカ、シランカップリング剤以外にもゴム成分、オイル等の成分が配合される。シリカ、シランカップリング剤以外の原料が、混練前後での重量変化量（Ｘ３）に影響を及ぼす場合、例えば、加熱により減量したり、揮発したりする場合は、シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）を算出しておく必要がある。
重量変化量（ｚ）の算出方法としては、各原材料の加熱減量、揮発成分の含有量等により算出する方法、シリカ、シランカップリング剤を含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量を計測する方法等が挙げられる。
ここで、重量変化量（ｚ）は、混練温度により変動するため、様々な温度における重量変化量（ｚ）を測定しておけばよい。一方、混練時間は通常５分〜１時間程度であるため、混練時間の違いによる重量変化量（ｚ）の変動は無視できるほど小さいため、考慮しなくてもよい。もちろん、より精度良くシランカップリング剤の反応率を算出したい場合は、混練時間も考慮に入れて重量変化量（ｚ）を用意しておけばよい。
【００２４】
（Ｘ１算出工程）
Ｘ１算出工程では、前記重量変化量（Ｘ３）と、前記水分量（Ｘ２）とに基づいて、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出する。具体的には、下記式２により前記重量変化量（Ｘ１）を算出する。
Ｘ１＝Ｘ３−Ｘ２−ｚ      （式２）
ｚ：シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量
上記の通り、混練前後での重量変化量（Ｘ３）、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）、シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）は既に既知となっているため、式２により、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出できる。
【００２５】
（ｙ算出工程）
ｙ算出工程では、算出した重量変化量（Ｘ１）に基づいて、シランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出する。具体的には、Ｘ１＝ａ／Ａ×（水分子量（＝１８ｇ／ｍｏｌ））×ｎ×ｙ＋ａ／Ａ×（アルコール分子量（例えば、エタノール分子量（＝４６ｇ／ｍｏｌ）））×ｘであるため、下記式３によりシランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出する。
ｙ＝（Ｘ１−ａ／Ａ×（アルコール分子量（ｇ／ｍｏｌ））×ｘ）／（ａ／Ａ×（水分子量（＝１８ｇ／ｍｏｌ））×ｎ）      （式３）
ａ：シランカップリング剤の配合量（ｇ）
Ａ：シランカップリング剤の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
ｎ：シランカップリング剤の反応箇所
ｘ: シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合＝（シリカを含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物２を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量−ｚ）／ａ×Ａ
【００２６】
式３におけるアルコール分子量は、重量変化測定工程において混練されるシランカップリング剤が有するアルコキシ基の種類に応じて決定すればよい。例えば、エトキシ基を有するシランカップリング剤を使用する場合、生成するアルコールはエタノールであるため、アルコール分子量は、４６である。
【００２７】
重量変化測定工程において混練されるシランカップリング剤の配合量と、種類に基づいて、ａ及びＡは算出可能である。
【００２８】
シランカップリング剤の反応箇所（ｎ）は、シリカとシランカップリング剤の反応箇所を意味し、当業者であれば、重量変化測定工程において混練されるシランカップリング剤の構造から算出可能である。例えば、図１に示すエボニック社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）の場合、２である。
【００２９】
シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合（ｘ）は、重量変化測定工程において混練されるシランカップリング剤の種類、温度により変動するため、事前に調査しておく必要がある。
具体的には、シリカを含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物２を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量を前記重量変化測定工程と同様に算出する。
そして、下記式により、シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合（ｘ）を算出すればよい。
ｘ＝（シリカを含まない点以外はゴム組成物１と同一の組成を有するゴム組成物２を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量−ｚ）／ａ×Ａ
【００３０】
以上の通り、式３の右辺の変数は全て既知であるため、式３によりシランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出できる。このように、本発明では、事前にｚ等の値を準備しておくだけで、混練前後での重量変化に基づいてシリカとシランカップリング剤の反応率を算出できる。すなわち、混練前と混練後にゴム組成物の重量を測定するだけで混練物のシランカップリング剤の反応率を簡便かつ迅速に算出可能である。これにより、ゴム組成物の品質を管理できると共に、安定した品質のゴム組成物を製造できる。
【００３１】
本発明の方法が適用できるゴム組成物は、シリカとシランカップリング剤を含むゴム組成物であれば特に限定されない。
【００３２】
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ（無水シリカ）、湿式法シリカ（含水シリカ）などが挙げられる。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。
【００３３】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは４０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは７０ｍ２／ｇ以上、更に好ましくは１１０ｍ２／ｇ以上である。また、シリカのＮ２ＳＡは、好ましくは２５０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは２００ｍ２／ｇ以下である。
なお、シリカのＮ２ＳＡは、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−９３に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００３４】
シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは２０質量部以上である。該シリカの含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１２０質量部以下である。
【００３５】
シランカップリング剤としては、アルコキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。このようなシランカップリング剤としては、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド系、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系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。なかでも、スルフィド系が好ましく、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドがより好ましい。
【００３６】
シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上である。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。
【００３７】
使用できるゴム成分としては、例えば、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シリカとシランカップリング剤との反応率をより簡便に算出するために、ゴム成分として非変性のゴム成分を使用することが好ましい。
【００３８】
シリカ、シランカップリング剤、ゴム成分以外に使用可能な成分としては、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、樹脂、カーボンブラック、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、オイル等の軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜２００質量部が好ましい。
【００３９】
上記ゴム組成物は、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、必要に応じてその後加硫する方法等により製造できる。
【００４０】
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常１００〜１８０℃、好ましくは１２０〜１７０℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常１２０℃以下、好ましくは８０〜１１０℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常１４０〜１９０℃、好ましくは１５０〜１８５℃である。加硫時間は、通常５〜１５分である。
【００４１】
上記ゴム組成物は、トレッド、サイドウォール、ウイング、ベーストレッド、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッション、インナーライナー、チェーファー等のタイヤの各部材、ゴムクローラ、ゴム防舷材等に好適に使用できるが、タイヤ用ゴム組成物、特に、シリカが配合されることの多いトレッド用ゴム組成物であることがより好ましい。
【００４２】
空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、上記ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型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。
【００４３】
上記空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型ＳＵＶ用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ、スタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）、オールシーズンタイヤ、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、鉱山用タイヤ等として好適に用いられる。
【実施例】
【００４４】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４５】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：住化ポリカーボネート（株）製のＳＬＲ６４３０
ブタジエンゴム（ＢＲ）：ＪＳＲ（株）製のＢＲ７３０（シス１、４含有率９７％）
カーボンブラック：三菱ケミカル（株）製のシーストＮ２２０
シリカ：エボニック社製のウルトラシルＶＮ３（平均一次粒子径：１７ｎｍ）
オイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４０
シランカップリング剤：エボニック社製Ｓｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
【００４６】
（実施例１）
（重量変化測定工程）
（株）神戸製鋼所製の１６Ｌ接線式ミキサー（ニーダー）を用いて、ＳＢＲ８０質量部、ＢＲ２０質量部、カーボンブラック５質量部、シリカ９０質量部、オイル１０部、シランカップリング剤７．２質量部、老化防止剤２質量部、ワックス２質量部、ステアリン酸２質量部、酸化亜鉛１．５質量部を１５０℃の条件下で１０分間混練りし、混練り物を得た。
そして、混練終了後に得られたゴム組成物（混練り物）の重量を測定し、混練前後での重量変化量（Ｘ３）を算出した。ここで、混練前のゴム組成物の重量は、ミキサーに投入した薬品の重量から算出した。算出した混練前後での重量変化量（Ｘ３）は、４．９７質量部であった。
【００４７】
（Ｘ２算出工程）
重量変化測定工程において混練されたシリカの配合量と、重量変化測定工程において採用された混練温度に対応するＢに基づいて、式１により、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）を算出した。算出した混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）は、３．６０質量部であった。なお、混練温度におけるシリカから蒸発する水分の割合（Ｂ）は、予め実験により求めておいた。混練温度１５０℃の場合のＢは、４％であった。
【００４８】
（シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）の算出）
シリカ、シランカップリング剤を含まない点以外は、重量変化測定工程において混練されたゴム組成物と同一の組成を有するゴム組成物を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量を計測することにより、シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）を算出した。算出した重量変化量（ｚ）は、０．１５質量部であった。
【００４９】
（Ｘ１算出工程）
上記の通り、混練前後での重量変化量（Ｘ３）、混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）、シリカ、シランカップリング剤以外の原料に由来する重量変化量（ｚ）は既に既知となっているため、式２により、シランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）を算出した。算出したシランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）は、１．２２質量部であった。
【００５０】
（ｙ算出工程）
式３によりシランカップリング剤の反応率（ｙ）を算出した。
ここで、式３におけるアルコール分子量は、エトキシ基を有するシランカップリング剤を使用しているため、生成するアルコールはエタノールであるため、アルコール分子量は、４６である。
重量変化測定工程において混練されるシランカップリング剤の配合量と、種類に基づいて、ａ及びＡを算出した。ａ＝７．２質量部、Ａ＝４７５ｇ／ｍｏｌであった。
シランカップリング剤の反応箇所（ｎ）は、使用するシランカップリング剤がＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）であるため、２である。
更に、シリカを含まない点以外は重量変化測定工程において混練されたゴム組成物と同一の組成を有するゴム組成物を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量を計測し、下記式により、シランカップリング剤の加水分解反応箇所の割合（ｘ）を算出した。算出したｘは１００％（すなわち１）であった。
ｘ＝（シリカを含まない点以外は重量変化測定工程において混練されたゴム組成物と同一の組成を有するゴム組成物を前記重量変化測定工程と同一の条件で混練した際の、混練前後での重量変化量−ｚ）／ａ×Ａ
式３により算出したシランカップリング剤の反応率（ｙ）は、９５％（すなわち０．９５）であった。
【００５１】
次に、式３により算出したｙに誤りがないことを確認するために、以下の実験を行った。
重量変化測定工程において混練されたゴム組成物からサンプリングした試料について固体分解能２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定を行った。得られたゴム中のシリカのスペクトルの帰属から、−８５〜−９５ｐｐｍ付近にピークを持つＱ２構造、−９６〜−１０５ｐｐｍ付近にピークを持つＱ３構造、及び−１０６〜−１１５ｐｐｍ付近にピークを持つＱ４構造のピーク面積をそれぞれ、ＳＱ２、ＳＱ３、ＳＱ４とし、下式よりシリカとシランカップリング剤の反応量を算出した。
反応量＝ＳＱ４／（ＳＱ２＋ＳＱ３）×１００
その結果、式３により算出したｙに誤りがないことが分かった。
【００５２】
（実施例２）
エボニック社製Ｓｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）をエボニック社製Ｓｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）に変更した点を除いて、実施例１と同様に実施した。
算出した混練前後での重量変化量（Ｘ３）は、４．７９質量部、算出した混練中にシリカ表面より蒸発する水分量（Ｘ２）は、３．６０質量部、算出した重量変化量（ｚ）は、０．１５質量部、算出したシランカップリング反応による重量変化量（Ｘ１）は、１．０４質量部、算出したａは、７．２質量部、算出したＡは、５３９ｇ／ｍｏｌ、算出したｘは、１、シランカップリング剤の反応箇所（ｎ）は、２であった。そして、式３により算出したシランカップリング剤の反応率（ｙ）は、９０％（すなわち０．９０）であった。
また、２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定により算出したシリカとシランカップリング剤の反応量と対比した結果、式３により算出したｙに誤りがないことが分かった。
【００５３】
以上の通り、本発明では、事前にｚ等の値を準備しておくだけで、混練前後での重量変化に基づいてシリカとシランカップリング剤の反応率を算出できること、すなわち、混練前と混練後にゴム組成物の重量を測定するだけで混練物のシランカップリング剤の反応率を簡便かつ迅速に算出可能であることが分かった。
【図１】
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【図２】
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