(57)【要約】【課題】ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な新規化合物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる化合物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤ、更にかかる化合物を含むプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物を提供すること。【解決手段】本発明の有機ケイ素化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする。2010270054.tif 000008【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）：
【化１】
2010270054.tif 000007
［式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ4はそれぞれ独立して炭素数１〜８の２価炭化水素基であり、Ｒ2はそれぞれ独立して水素または炭素数１〜２０の１価炭化水素基（但し、ｎは１〜３である）であり、Ｒ3はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜２０の１価炭化水素基または−（ＣｌＨ2ｌ−Ｏ）ｍＲ6（ここで、ｌ及びｍはそれぞれ独立して１〜１０であり、Ｒ6はそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０の１価炭化水素である）であり、Ｘはそれぞれ独立してＯまたはＣＨ2であり、Ｚはそれぞれ独立してＮまたはＣＨであり、但し、ｎが１である場合には、Ｒ2の一部とＲ3の一部とが環を形成していてもよく、ｎが２または３である場合には、Ｒ1の一部とＲ2の一部とが環を形成していてもよく、Ｒ5はそれぞれ独立して炭素数１〜１０の１価炭化水素であり、ＹはＯまたはＳである］で表されることを特徴とする有機ケイ素化合物。
【請求項２】
前記Ｘの少なくとも一つがＯであることを特徴とする請求項１に記載の有機ケイ素化合物。
【請求項３】
前記Ｚの少なくとも一つがＮであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ケイ素化合物。
【請求項４】
天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）に対して、無機充填剤（Ｂ）と請求項１〜３のいずれかに記載の有機ケイ素化合物（Ｃ）とを配合してなるゴム組成物。
【請求項５】
天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）100質量部に対して、無機充填剤（Ｂ）5〜140質量部を配合してなり、更に、請求項１〜４のいずれかに記載の有機ケイ素化合物（Ｃ）を、前記無機充填剤（Ｂ）の配合量の1〜20質量％含むことを特徴とするゴム組成物。
【請求項６】
前記無機充填剤（Ｂ）がシリカ又は水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項４または５に記載のゴム組成物。
【請求項７】
前記シリカのＢＥＴ表面積が40〜350ｍ2/ｇであることを特徴とする請求項６に記載のゴム組成物。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかに記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含むプライマー組成物。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含む塗料組成物。
【請求項１１】
請求項１〜３のいずれかに記載の有機ケイ素化合物を含む接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ケイ素化合物、該有機ケイ素化合物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤ、並びに該有機ケイ素化合物を含むプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物に関し、特には、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させると共に、耐摩耗性を向上させることが可能な有機ケイ素化合物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、車両の安全性の観点から、タイヤの湿潤路面における安全性を向上させることが求められている。また、環境問題への関心の高まりに伴う二酸化炭素の排出量の削減の観点から、車両を更に低燃費化することも求められている。
【０００３】
これらの要求に対し、従来、タイヤの湿潤路面における性能の向上と転がり抵抗の低減とを両立する技術として、タイヤのトレッドに用いるゴム組成物の充填剤としてシリカ等の無機充填剤を用いる手法が有効であることが知られている。しかしながら、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物は、タイヤの転がり抵抗を低減し、湿潤路面における制動性を向上させ、操縦安定性を向上させるものの、未加硫粘度が高く、多段練り等を要するため、作業性に問題がある。そのため、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物においては、破壊強力及び耐摩耗性が大幅に低下し、加硫遅延や充填剤の分散不良等の問題を生じる。そこで、トレッド用ゴム組成物にシリカ等の無機充填剤を配合した場合、ゴム組成物の未加硫粘度を低下させ、モジュラスや耐摩耗性を確保し、また、ヒステリシスロスを更に低下させるためには、シランカップリング剤を添加することが必須となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３,８４２,１１１号明細書
【特許文献２】米国特許第３,８７３,４８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シランカップリング剤は高価であるため、シランカップリング剤の配合によって、配合コストが上昇してしまう。また、分散改良剤の添加によっても、ゴム組成物の未加硫粘度が低下し、作業性が向上するが、耐摩耗性が低下してしまう。更に、分散改良剤がイオン性の高い化合物の場合には、ロール密着等の加工性の低下も見られる。また更に、本発明者が検討したところ、充填剤としてシリカ等の無機充填剤を配合しつつ、従来のシランカップリング剤を添加しても、ゴム組成物のヒステリシスロスの低減と耐摩耗性の向上とを十分満足できるレベルにすることができず、依然として改良の余地が有ることが分かった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な新規化合物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる化合物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤ、更にかかる化合物を含むプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の式で表わされる有機ケイ素化合物は、シリカ等の無機充填剤との反応速度が高いため、該有機ケイ素化合物を無機充填剤と共にゴム成分に配合することで、カップリング反応の効率が向上して、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させつつ、耐摩耗性を大幅に向上させられることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の有機ケイ素化合物は、下記一般式（Ｉ）：
【化１】
2010270054.tif 000002
［式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ4はそれぞれ独立して炭素数１〜８の２価炭化水素基であり、Ｒ2はそれぞれ独立して水素または炭素数１〜２０の１価炭化水素基（但し、ｎは１〜３である）であり、Ｒ3はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜２０の１価炭化水素基または−（ＣｌＨ2ｌ−Ｏ）ｍＲ6（ここで、ｌ及びｍはそれぞれ独立して１〜１０であり、Ｒ6はそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０の１価炭化水素である）であり、Ｘはそれぞれ独立してＯまたはＣＨ2であり、Ｚはそれぞれ独立してＮまたはＣＨであり、但し、ｎが１である場合には、Ｒ2の一部とＲ3の一部とが環を形成していてもよく、ｎが２または３である場合には、Ｒ1の一部とＲ2の一部とが環を形成していてもよく、Ｒ5はそれぞれ独立して炭素数１〜１０の１価炭化水素であり、ＹはＯまたはＳである］で表されるのを特徴とする。
【０００９】
また、前記Ｘの少なくとも一つがＯであるのが望ましく、前記Ｚの少なくとも一つがＮであるのが望ましい。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）に対して、無機充填剤（Ｂ）と上記有機ケイ素化合物（Ｃ）とを配合してなることを特徴とする。
また、上記ゴム組成物は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）100質量部に対して、無機充填剤（Ｂ）5〜140質量部を配合してなり、更に、上記有機ケイ素化合物（Ｃ）を、前記無機充填剤（Ｂ）の配合量の1〜20質量％含んでいてもよく、前記無機充填剤（Ｂ）がシリカ又は水酸化アルミニウムであるのが望ましく、前記シリカのＢＥＴ表面積が40〜350ｍ2/ｇであるのが望ましい。
【００１０】
本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
また、本発明のプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物は、上記有機ケイ素化合物を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機ケイ素化合物によれば、上記式（Ｉ）で表されるように、−Ｃ(Ｒ5)2−Ｙ−結合を含む特定の置換基が結合している硫黄原子を有する特定の分子構造であるため、ゴム組成物のヒステリシスロスを大幅に低下させると共に、耐摩耗性を大幅に向上させることが可能な有機ケイ素化合物を提供することができる。また、かかる有機ケイ素化合物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤ、並びにプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物を提供することができる。
【００１２】
理由は必ずしも明らかではないが、上記式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物においては、ゴム成分と反応する−Ｃ(Ｒ5)2−Ｙ−結合を含む置換基が硫黄原子に結合しているため、加硫前では安定な構造を保持する一方、加硫時には−Ｓ・や・Ｃ(Ｒ5)2−Ｙ−のようなラジカル分子を発生してゴム成分と反応するが、かかる反応においても、該有機ケイ素化合物のシリカと反応する置換基が促進効果を発揮し、ゴム成分とのカップリング反応が効率良く起こるものと考えられる。結果的にシリカ等の無機充填剤表面及びゴム成分双方のカップリング効率が向上して、ヒステリシスロスを大幅に低下させつつ、耐摩耗性を向上させることができるものと考えられる。また、上記有機ケイ素化合物は、アミノ基、置換アミノ基等の含窒素官能基をはじめとした、シリカと反応する置換基がケイ素原子に少なくとも一つ結合しているため、シリカ等の無機充填剤の表面との親和性が高く、かつかかるシリカと反応する置換基が該有機ケイ素化合物のケイ素原子部位に分子内配位することによる触媒的な働きにより、反応性が向上し、カップリング効率が高くなると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
［有機ケイ素化合物］
本発明の有機ケイ素化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする。
【００１４】
【化２】
2010270054.tif 000003
【００１５】
上記一般式（Ｉ）中のＲ1及びＲ4は、それぞれ独立して炭素数１〜８の２価炭化水素基である。これら２価炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基、へキシレン基、オクチレン基等のアルキレン基が挙げられ、該アルキレン基には不飽和結合や三重結合を含んでいてもよい。また、これら２価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状構造を含んでいてもよい。ここでｎは１〜３である。原材料コストの点や、後述する式（Ｉ）中のＺがＮである場合にはケイ素原子や硫黄原子部位へ分子内配位しやすい点から、式（Ｉ）中のＲ1はエチレン基であり、Ｒ4はプロピレン基であることがより好ましい。
【００１６】
式（Ｉ）中のＲ2はそれぞれ独立して水素または炭素数１〜２０の１価炭化水素基である。炭素数１〜２０の１価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデカニル基、ヘキサデカニル基、オクタデカニル基等のアルキル基や、該アルキル基に１個または複数不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられる。これら１価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状でもあってもよく、また互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００１７】
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ3はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜２０の１価炭化水素基または−（ＣｌＨ2ｌ−Ｏ）ｍＲ6を示し、ここでｌおよびｍはそれぞれ独立して１〜１０であり、またＲ6はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜１０の１価炭化水素基である。炭素数１〜２０の１価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデカニル基、ヘキサデカニル基、オクタデカニル基等のアルキル基や、該アルキル基に１個または複数不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられる。これら１価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状であってもよい。
【００１８】
上記−ＣｌＨ2ｌ−は、ｌが１〜１０であるため炭素数１〜１０のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基、へキシレン基、デシレン基等が挙げられ、該アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、また環状構造を含んでいてもよい。また−（ＣｌＨ2ｌ−Ｏ）ｍは、ｍが１〜１０であり、エチレンオキシ基やプロピレンオキシ基、ジエチレンジオキシ基やジプロピレンジオキシ基等が挙げられる。ここで、Ｒ6の炭素数１〜１０の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基や、該アルキル基に不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられ、これら不飽和結合や三重結合は複数個含んでいてもよい。これら１価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状であってもよい。
【００１９】
特に式（Ｉ）のｎが２または３である場合、Ｒ1の一部とＲ2の一部とがそれぞれ連結して下記のように環を形成していてもよく、またｎが１である場合、Ｒ3の一部とＲ2の一部とが連結して下記のように環を形成していてもよい。
【００２０】
【化３】
2010270054.tif 000004
【００２１】
上記一般式（Ｉ）において、Ｘはそれぞれ独立してＯまたはＣＨ2であり、シリカ等の無機充填剤との反応性が高い点で、Ｘの少なくとも一つはＯであるのが好ましい。
【００２２】
上記一般式（Ｉ）において、Ｚはそれぞれ独立してＮまたはＣＨであり、カップリング効率をより向上させる点から、Ｚの少なくとも一つはＮであるのが好ましい。
このように、上記一般式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物は、分子内に、シリカと反応する少なくとも一つの置換基、すなわちシリカとの界面において加水分解反応や縮合反応等を充分に引き起こし得る良好な反応性を示す基、好ましくはケイ素原子と直接結合する酸素原子を含む基が結合しているケイ素原子を有している。かかる置換基によって有機ケイ素化合物のケイ素原子部位に分子内配位することによる触媒的作用を発揮して高い反応性を有し、カップリング効率を向上させることができるとともに、有機ケイ素化合物を含む組成物における各成分の分散性の向上にも大きく寄与することができる。
【００２３】
なお、上記式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物の[（Ｒ2）2Ｚ−Ｒ1−Ｘ−]ｎ（Ｒ3−Ｘ−）3-ｎＳi−の部分について、下記のものを代表例として例示する。
【００２４】
(EtO)3Si−、(MeO)2(Me2NC2H4O)Si−、(EtO)2(Me2NC2H4O)Si−、
(PrO)2(Me2NC2H4O)Si−、(BuO)2(Me2NC2H4O)Si−、
(C6H13O)2(Me2NC2H4O)Si−、(C6H12O)2(Me2NC2H4O)Si−、
(C8H17O)2(Me2NC2H4O)Si−、(C10H21O)2(Me2NC2H4O)Si−、
(C2H4O2)(Me2NC2H4O)Si−、Me(EtO)(Me2NC2H4O)Si−、
Me(C10H21O)(Me2NC2H4O)Si−、(MeO)(Me2NC2H4O)2Si−、
(EtO)(Me2NC2H4O)2Si−、(PrO)(Me2NC2H4O)2Si−、
(BuO)(Me2NC2H4O)2Si−、(C6H13O)(Me2NC2H4O)2Si−、
(C6H12O)(Me2NC2H4O)2Si−、(C8H17O)(Me2NC2H4O)2Si−、
(C10H21O)(Me2NC2H4O)2Si−、Me(Me2NC2H4O)2Si−、
(MeO)[MeN(C2H4)2O2]Si−、(EtO)[MeN(C2H4)2O2]Si−、
(PrO)[MeN(C2H4)2O2]Si−、(BuO)[MeN(C2H4)2O2]Si−、
(C6H13O)[MeN(C2H4)2O2]Si−、(C6H12O)[MeN(C2H4)2O2]Si−、
(C8H17O)[MeN(C2H4)2O2]Si−、(C10H21O)[MeN(C2H4)2O2]Si−、
(EtO)[C12H25N(C2H4)2O2]Si−、Me[MeN(C2H4)2O2]Si−、
(EtO）[C4H9N(C2H4)2O2]Si−、Me[C4H9N(C2H4)2O2]Si−、
Me[C12H25N(C2H4)2O2]Si−、[N(C2H4)3O3]Si−、
[Me(C2H4O)2][MeN(C2H4)2O2]Si−、[Me(C2H4O)6][MeN(C2H4)2O2]Si−、
[Me(C3H6O)6][MeN(C2H4)2O2]Si−
【００２５】
更に、上記一般式（Ｉ）中のＲ5は、それぞれ独立して炭素数１〜１０の１価炭化水素であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基や、該アルキル基に不飽和結合を含んだアリル基、ブテニル基等のアルケニル基、三重結合を含んだアルキニル基が挙げられ、これら不飽和結合や三重結合は複数個含んでいてもよい。これら１価炭化水素基は、直鎖状または分岐状であってもよく、環状であってもよい。式（Ｉ）中のＲ5は、同一でも異なってもよく、また互いに連結して環化していてもよい。
【００２６】
上記式（Ｉ）において、ＹはＯまたはＳであり、原料化合物のコストの点や取り扱いの容易さの点でＯであるのが好ましい。
【００２７】
このように、上記一般式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物は、分子内に、下記一般式（II）であらわされる置換基が結合している硫黄原子をも有しており、これにより、かかる硫黄原子と下記一般式（II）で表される置換基との結合部分が加熱等によって切れやすくなり、−Ｓ・や・Ｃ(Ｒ5)2−Ｙ−のようなラジカル分子を容易に発生する。そのため、上記シリカと反応する置換基とも相まって、カップリング効率をより向上させることができる。すなわち、上記一般式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物は、下記一般式（II）で表される置換基が結合している硫黄原子を有する点に最大の特徴点があり、カップリング剤としてはポリマーとシリカを繋ぐことができればその機能を充分に達成し得るといえるため、上述したようにケイ素原子に結合する置換基はシリカと結合し得るものであれば幅広く選択可能であり、本願発明の目的とする効果を充分に発揮し得るカップリング剤として有効に機能する。
【００２８】
【化４】
2010270054.tif 000005
【００２９】
なお、本発明の有機ケイ素化合物が有する硫黄原子に上記一般式（II）で表される置換基が結合している部分について、下記のものを代表例として例示する。
【００３０】
−S−C(CH3)2−OCH3、−S−C(CH3)2−OC2H5、−S−C(CH3)2−OC4H9、
−S−C(CH3)2−OC6H13、−S−C(CH3)2−OC8H17、−S−C(CH3)2−OC10H21、
−S−C(CH3)2−SC8H17、−S−C(CH3)(C4H9)−OCH3、
−S−C(CH3)(C4H9)−OC2H5、−S−C(CH3)(C4H9)−OC4H9、
−S−C(CH3)(C4H9)−OC6H13、−S−C(CH3)(C4H9)−OC8H17、
−S−C(CH3)(C4H9)−OC10H21、−S−C(CH3)(C4H9)−SC8H17、
−S−C(CH3)(C6H13)−OCH3、−S−C(CH3)(C6H13)−OC2H5、
−S−C(CH3)(C6H13)−OC4H9、−S−C(CH3)(C6H13)−OC6H13、
−S−C(CH3)(C6H13)−OC8H17、−S−C(CH3)(C6H13)−OC10H21、
−S−C(CH3)(C6H13)−SC8H17、−S−C(CH3)(C10H21)−OCH3、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC2H5、−S−C(CH3)(C10H21)−OC4H9、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC6H13、−S−C(CH3)(C10H21)−OC8H17、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC10H21、−S−C(CH3)(C10H21)−SC8H17、
−S−C(C2H5)2−OCH3、−S−C(C2H5)2−OC2H5、−S−C(C2H5)2−OC4H9、
−S−C(C2H5)2−OC6H13、−S−C(C2H5)2−OC8H17、
−S−C(C2H5)2−OC10H21、−S−C(C2H5)2−SC8H17、−S−C(C4H9)2−OCH3、
−S−C(C4H9)2−OC2H5、−S−C(C4H9)2−OC4H9、−S−C(C4H9)2−OC6H13、
−S−C(C4H9)2−OC8H17、−S−C(C4H9)2−OC10H21、
−S−C(C4H9)2−SC8H17、−S−C(C8H17)2−OCH3、−S−C(C8H17)2−OC2H5、
−S−C(C8H17)2−OC4H9、−S−C(C8H17)2−OC6H13、
−S−C(C8H17)2−OC8H17、−S−C(C8H17)2−OC10H21、
−S−C(C8H17)2−SC8H17、−S−C(CH3)(C10H21)−OCH3、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC2H5、−S−C(CH3)(C10H21)−OC4H9、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC6H13、−S−C(CH3)(C10H21)−OC8H17、
−S−C(CH3)(C10H21)−OC10H21、−S−C(CH3)(C10H21)−SC8H17、
−S−C(C5H10)−OCH3、−S−C(C5H10)−OC2H5、−S−C(C5H10)−OC4H9、
−S−C(C5H10)−OC6H13、−S−C(C5H10)−OC8H17、
−S−C(C5H10)−OC10H21、−S−C(C5H10)−SC8H17
【００３１】
さらに、上記一般式（Ｉ）で表される本発明の有機ケイ素化合物として、下記のものを代表例として例示する。
【００３２】
(MeO)2(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OCH3、
(EtO)2(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C4H9)−OC2H5、
(C10H21O)2(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OC10H21、
(C2H4O2)(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(C2H5)2−OC2H5、
Me(EtO)(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(C5H10)−OC2H5、
Me(C10H21O)(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(C2H5)2−OC10H21、
(MeO)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(C4H9)2−OCH3、
(EtO)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C6H13)−OC2H5、
(C6H13O)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C6H13)−OC6H13、
(C6H12O)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C4H9)−OC6H12、
(C8H17O)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(C2H5)2−OC8H17、
(C10H21O)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OC10H21、
Me(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−SC8H17、
(Me2NC2H4O)3Si−(CH2)3−S−C(C8H17)2−OC6H13、
(MeO)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(C8H17)2−OCH3、
(EtO)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OC2H5、
(C6H13O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C4H9)−OC6H13、
(C6H12O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(C5H10)−OC8H17、
(C8H17O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OC8H17、
(C10H21O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(C4H9)2−OC10H21、
Me[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−−S−C(CH3)2−SC8H17、
[Me(C2H4O)6][MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OC2H5、
[N(C2H4)3O3]Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C6H13)−OC6H13、
[N(C2H4)3O3]Si−(CH2)3−S−C(C5H10)−SC8H17
これら有機ケイ素化合物は一種単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
このような有機ケイ素化合物の製造法は特に限定されないが、例えば、3−メルカプトプロピルジエトキシ（N,N−ジメチルアミノエトキシ）シラン、3−メルカプトプロピルエトキシ（N−メチルアミノジエトキシ）シラン、3−メルカプトプロピルデカノキシ（N−メチルアミノジエトキシ）シラン、3−メルカプトプロピル（N−メチルアミノジエトキシ）メチルシラン、3−メルカプトプロピル（アミノトリエトキシ）シラン等の窒素含有基とメルカプト基とを有するシラン化合物と、アセタール化合物やジチオアセタール化合物、またはビニルエーテル化合物、ビニルチオエーテル化合物等との反応によって製造することができる。また、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等のメルカプト基を有するシラン化合物と、アセタール化合物やジチオアセタール化合物、またはビニルエーテル化合物、ビニルチオエーテル化合物等と反応によって得られた化合物に、さらにＮ、Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン等の含窒素化合物を反応させることによっても製造することができ、特に限定されない。
【００３４】
また、上記反応において触媒の使用は任意であり、例えば、ｐ―トルエンスルホン酸およびカルボン酸および無機酸などのプロトン性（ブレンステッド）酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、テトライソプロポキシチタン、ハフニウムトリフレート、塩化亜鉛、塩化スズなどの非プロトン性（ルイス）酸、さらにはゼオライト、アルミナ、イオン交換樹脂などの固体触媒等必要に応じて様々な触媒を用いることができ、特に限定されない。
【００３５】
また、上記反応の溶媒の使用は任意であり、たとえば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン塩化メチレンなど種々の炭化水素溶媒が挙げられ、特に限定されないが、製造コストの点で溶媒を使用しないことが最も好ましい。
【００３６】
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）に対して、無機充填剤（Ｂ）と上述の有機ケイ素化合物（Ｃ）とを配合してなることを特徴とし、好ましくは、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分（Ａ）100質量部に対して、無機充填剤（Ｂ）5〜140質量部を配合し、更に、上述の有機ケイ素化合物（Ｃ）を、前記無機充填剤（Ｂ）の配合量の1〜20質量％配合してなる。
【００３７】
ここで、有機ケイ素化合物（Ｃ）の含有量が無機充填剤（Ｂ）の配合量の1質量％未満では、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させる効果、並びに耐摩耗性を向上させる効果が不十分であり、一方、20質量％を超えると、効果が飽和してしまう。
【００３８】
本発明のゴム組成物のゴム成分（Ａ）は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン-プロピレン共重合体等が挙げられる。これらゴム成分（Ａ）は、一種単独で用いても、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３９】
本発明のゴム組成物に用いる無機充填剤（Ｂ）としては、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム等が挙げられ、これらの中でも、補強性の観点から、シリカ及び水酸化アルミニウムが好ましく、シリカが特に好ましい。無機充填剤（Ｂ）がシリカの場合は、有機ケイ素化合物（Ｃ）は、シリカ表面のシラノール基との親和力の高い官能基及び／又はケイ素原子（Ｓｉ）との親和性が高い官能基を有するため、カップリング効率が大幅に向上して、ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させ、耐摩耗性を向上させる効果が一層顕著になる。なお、シリカとしては、特に制限はなく、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）等を使用することができ、一方、水酸化アルミニウムとしては、ハイジライト（登録商標、昭和電工製）を用いることが好ましい。
【００４０】
上記シリカは、ＢＥＴ表面積が40〜350ｍ2/ｇであることが好ましい。シリカのＢＥＴ表面積が40ｍ2/ｇ未満では、該シリカの粒子径が大きすぎるために耐摩耗性が大きく低下してしまい、また、シリカのＢＥＴ表面積が350ｍ2/ｇを超えると、該シリカの粒子径が小さすぎるためにヒステリシスロスが大きく増加してしまう。
【００４１】
上記無機充填剤（Ｂ）の配合量は、上記ゴム成分（Ａ）100質量部に対して5〜140質量部の範囲である。無機充填剤（Ｂ）の配合量が上記ゴム成分（Ａ）100質量部に対して5質量部未満では、ヒステリシスを低下させる効果が不十分であり、一方、140質量部を超えると、作業性が著しく悪化するためである。
【００４２】
本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分（Ａ）、無機充填剤（Ｂ）、有機ケイ素化合物（Ｃ）の他に、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を目的に応じて適宜配合することができる。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。なお、本発明のゴム組成物は、ゴム成分（Ａ）に、無機充填剤（Ｂ）及び有機ケイ素化合物（Ｃ）と共に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００４３】
[タイヤ]
本発明のタイヤは、上述のゴム組成物を用いたことを特徴とし、上述のゴム組成物がトレッドに用いられていることが好ましい。本発明のタイヤは、転がり抵抗が大幅に低減されていることに加え、耐摩耗性も大幅に向上している。なお、本発明のタイヤは、従来公知の構造で、特に限定はなく、通常の方法で製造できる。また、本発明のタイヤが空気入りタイヤの場合、タイヤ内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。
【００４４】
[プライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物]
さらに、本発明のプライマー組成物、塗料組成物及び接着剤組成物は、上述の有機ケイ素化合物を含むことを特徴とし、ガラス、各種塗装面、多孔質面等の種々の被施工部材に対して良好な下塗り特性や塗工性、接着性を充分に発現することができる。
【実施例】
【００４５】
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。
【００４６】
＜有機ケイ素化合物の製造例１＞
200mlのナスフラスコに、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン23.8g、ウンデカノンジエチルアセタール51.6g、ｐ−トルエンスルホン酸を0.01g仕込み、90℃で2時間反応させた。得られた反応物を220℃/133Pa条件で分子蒸留を行い、留分36ｇ得た。このものを1Ｈ−ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳで分析したところ、下記有機ケイ素化合物（Ｃ−１a）が96％の純度であることが分かった。
（Ｃ−１a）：(EtO)3Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OEt
【００４７】
この有機ケイ素化合物（Ｃ−１a）22.5gにＮ、Ｎ−ジメチルエタノールアミン17.8g、テトラブトキシチタン0.01gを加え、120℃で6時間反応させた。得られた反応物を室温〜180℃/133Paで低沸点成分および未反応のアミン化合物を取り除き、このものを1Ｈ−ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳで分析したところ、下記有機ケイ素化合物（Ｃ−１Ａ）、（Ｃ−１Ｂ）及び（Ｃ−１Ｃ）がそれぞれ27/58/15の比で含まれる混合物であることが分かり、これら混合物（Ｃ−１Ａ〜Ｃ−１Ｃ）の純度は91％であった。
Ｃ−１Ａ：(EtO)2(Me2NC2H4O)Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OEt
Ｃ−１Ｂ：(EtO)(Me2NC2H4O)2Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OEt
Ｃ−１Ｃ：(Me2NC2H4O)3Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C10H21)−OEt
【００４８】
＜有機ケイ素化合物の製造例２＞
200mlのナスフラスコに、3−メルカプトプロピル（N−メチルアミノジエトキシ）メチルシラン23.5g、シクロヘキサノンジオクチルアセタール68.0g、ｐ−トルエンスルホン酸を0.02g仕込み、90℃で2時間反応させた。得られた反応物を室温〜180℃/133Paで低沸点成分および未反応のアセタール化合物を取り除き、このものを1Ｈ−ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳで分析したところ、下記有機ケイ素化合物（Ｃ−２）が81％の純度であることが分かった。
Ｃ−２：Me[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(C5H10)−OC8H17
【００４９】
＜有機ケイ素化合物の製造例３＞
200mlのナスフラスコに、3−メルカプトプロピル（アミノトリエトキシ）シラン24.9g、２−オクタノンジヘキシルアセタール62.8g、ｐ−トルエンスルホン酸0.03gを仕込み、90℃で2時間反応させた。得られた反応物を室温〜200℃/133Paで低沸点成分および未反応のアセタール化合物を取り除き、このものを1Ｈ−ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳで分析したところ、下記有機ケイ素化合物（Ｃ−３）が86％の純度であることが分かった。
Ｃ−３：[N(C2H4)3O3]Si−(CH2)3−S−C(CH3)(C6H13)−OC6H13
【００５０】
＜有機ケイ素化合物の製造例４＞
200mlのナスフラスコに、3−メルカプトプロピルデカノキシ（N−メチルアミノジエトキシ）シラン34.4g、アセトンジエチルアセタール26.4g、ｐ−トルエンスルホン酸0.02gを仕込み、90℃で2時間反応させた。得られた反応物を室温〜180℃/133Paで低沸点成分および未反応のアセタール化合物を取り除き、このものを1Ｈ−ＮＭＲ、ＧＣ−ＭＳで分析したところ、下記有機ケイ素化合物（Ｃ−４Ａ）、（Ｃ−４Ｂ）、（Ｃ−４Ｃ）がそれぞれ26/65/9の比で含まれる混合物であることが分かり、これら混合物（Ｃ−４Ａ〜Ｃ−４Ｃ）の純度は92％であった。
Ｃ−４Ａ：(EtO)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OEt
Ｃ−４Ｂ：(C10H21O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OEt
Ｃ−４Ｃ：(C10H21O)[MeN(C2H4)2O2]Si−(CH2)3−S−C(CH3)2−OC10H21
【００５１】
＜ゴム組成物の調製及び評価＞
表１に従う配合処方のゴム組成物を、バンバリーミキサーにて混練して調製した。次に、得られたゴム組成物の加硫物性を下記の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００５２】
（１）動的粘弾性
上島製作所製スペクトロメーター（動的粘弾性測定試験機）を用い、周波数52 Hz、初期歪10％、測定温度60℃、動歪1％で、加硫ゴムのtanδを測定し、比較例１のtanδの値を100として指数表示した。指数値が小さい程、tanδが低く、ゴム組成物が低発熱性であることを示す。
【００５３】
（２）耐摩耗性試験
ＪＩＳ Ｋ ６２６４−２：２００５に準拠し、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、スリップ率25％の条件で試験を行い、比較例１の摩耗量の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
【００５４】
【表１】
2010270054.tif 000006
【００５５】
*1  JSR製乳化重合ＳＢＲ, ＃１５００
*2  旭カーボン製 ＃８０
*3  日本シリカ工業（株）製、ニップシールＡＱ、ＢＥＴ表面積220ｍ２/g
*4  ビス(３−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド
*5  大内新興化学工業製、ノクラック６Ｃ
*6  大内新興化学工業製、ノクラック２２４
*7  三新化学工業製、サンセラーＤ
*8  三新化学工業製、サンセラーＤＭ
*9  三新化学工業製、サンセラーＮＳ
【００５６】
表１によれば、従来のシランカップリング剤（シラン化合物*4）に代えて、本発明の第一態様における有機ケイ素化合物（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）を配合することで、ゴム組成物のｔａｎδを大幅に低減、すなわちヒステリシスロスを大幅に低減して低発熱性を実現しつつ、耐摩耗性をも大幅に改善できることがわかる。