(57)【要約】【課題】転がり抵抗や加工性といった性能を損なわずに、湿潤路面での制動性を向上させることが可能なゴム組成物及びその製造方法、並びにそれを用いたタイヤを提供する。【解決手段】（Ａ）天然ゴム及び合成ジエン系ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分と、（Ｂ）シリカと、前記ゴム成分１００質量部に対し（Ｃ）金属石鹸を１質量部以上３０質量部以下とを含むとともに、（Ｄ）下記一般式（Ｉ）で表されるシランカップリグ剤等を含有してなるゴム組成物である。2011140567.tif 000024【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）天然ゴム及び合成ジエン系ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分と、（Ｂ）シリカと、前記ゴム成分１００質量部に対し（Ｃ）金属石鹸を１質量部以上３０質量部以下とを含むとともに、（Ｄ）下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表されるシランカップリグ剤から選ばれる少なくとも１種を含有してなるゴム組成物。
【化１】
2011140567.tif 000017
（式中、Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、ＺCはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ2、Ｒ2Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。）
【化２】
2011140567.tif 000018
（式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子及び炭素数１〜１８の一価の炭化水素基から選ばれるいずれか、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子及び−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）から選ばれるいずれか、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を各々示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。）
【請求項２】
前記（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の含有量が、前記（Ｂ）成分であるシリカの含有量に対して５質量％以上１５質量％以下である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記（Ｂ）成分であるシリカの含有量が、前記（Ａ）成分であるゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上１２０質量部以下である請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）で表される（Ｄ）成分が、構造式（III）、構造式（ＩＶ）及び構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤の中から選ばれる少なくとも一種である請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
【化３】
2011140567.tif 000019
【化４】
2011140567.tif 000020
【化５】
2011140567.tif 000021
（式中、Ｌはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、ｘ＝ｍ、ｙ＝ｎである。）
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項６】
（Ａ）天然ゴム及び合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に対し、（Ｂ）シリカ、（Ｃ）金属石鹸及び（Ｄ）下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表されるシランカップリグ剤を投入して混練りする工程を有し、
少なくとも前記（Ｃ）成分である金属石鹸及び（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階が異なるゴム組成物の製造方法。
【化６】
2011140567.tif 000022
（式中、Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、ＺCはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ2、Ｒ2Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。）
【化７】
2011140567.tif 000023
（式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子及び炭素数１〜１８の一価の炭化水素基から選ばれるいずれか、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子及び−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）から選ばれるいずれか、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を各々示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。）
【請求項７】
前記（Ｃ）成分である金属石鹸の混練り段階が、前記（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階より後である請求項６に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物及びその製造方法、並びにそれを用いたタイヤに関し、特にタイヤの操縦安定性を損なうことなく湿潤路面での制動性を向上させ、また転がり抵抗を大幅に低減することが可能で、さらに加工性の良好なタイヤのトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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更に強まりつつあることに加え、自動車の運転時の安全性を更に向上させるために、タイヤの転がり抵抗を大幅に低減しつつ、制動性を大幅に向上させる技術が必要となっている。これに対して、ゴム組成物に使用される多数の充填剤の中でも、シリカは、タイヤの転がり抵抗を低くでき、且つタイヤの湿潤路面での制動性を改善できることが知られている。
【０００３】
上記シリカを配合したゴム組成物において、シリカ充填量を増加することにより、湿潤路面での制動性はさらに向上するが、作業性が低下し、転がり抵抗も悪化する不具合があった。この場合、タイヤの転がり抵抗を低減させる方法としては、充填剤の配合量を低減する手法が知られているが、充填剤の配合量を減らすと、ゴム組成物の弾性率が低下するため、かかるゴム組成物をタイヤのトレッドに用いると、タイヤの操縦安定性が悪化してしまう問題がある。
【０００４】
また、トレッドに用いるゴム組成物のゴム成分のガラス転移温度を下げることで、タイヤの転がり抵抗を低減できることが知られているが、この場合、同時にタイヤの湿潤路面での制動性が悪化してしまう問題がある。逆に、ゴム成分のガラス転移温度を上げることで、湿潤路面での制動性は向上するが、転がり抵抗など他の性能を低下させてしまう。
【０００５】
一方、タイヤのトラクションや耐久性を向上させ、転がり抵抗を同程度に維持できるものとして、ジエン系ゴムに特定構造の金属石鹸を配合したゴム組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、近年、ポリマーの末端をシランカップリング剤と反応し易くした変性ポリマーが開発されているが、該変性ポリマーをゴム組成物のゴム成分として用いると、ゴム組成物の弾性率が低下して、タイヤの操縦安定性が悪化してしまう問題がある。
【０００６】
更に、シリカと共に、特定構造のシランカップリング剤を配合することで、ゴム成分とシランカップリング剤とのゲル化を抑制して、ゴム組成物の加工性が向上すると共に、シリカのゴム成分への分散性が改良されて、ゴム組成物が低ヒステリシスロス化することが知られているが（例えば、特許文献２参照）、この場合、同時にゴム組成物の弾性率が低下して、タイヤの操縦安定性が悪化してしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１８５２８１号公報
【特許文献２】特表２００１−５０５２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、転がり抵抗や加工性といった性能を損なわずに、湿潤路面での制動性を向上させることが可能なゴム組成物及びその製造方法、並びにそれを用いたタイヤ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】
上記課題は、下記本発明により解決される。
すなわち本発明は、
〔１〕  （Ａ）天然ゴム及び合成ジエン系ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分と、（Ｂ）シリカと、前記ゴム成分１００質量部に対し（Ｃ）金属石鹸を１質量部以上３０質量部以下とを含むとともに、（Ｄ）下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表されるシランカップリグ剤から選ばれる少なくとも１種を含有してなるゴム組成物である。
【００１０】
【化１】
2011140567.tif 000002
【００１１】
上記式中、Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、ＺCはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ2、Ｒ2Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。
【００１２】
【化２】
2011140567.tif 000003
【００１３】
上記式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子及び炭素数１〜１８の一価の炭化水素基から選ばれるいずれか、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子及び−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）から選ばれるいずれか、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を各々示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。
【００１４】
〔２〕  前記（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の含有量が、前記（Ｂ）成分であるシリカの含有量に対して５質量％以上１５質量％以下である〔１〕に記載のゴム組成物である。
〔３〕  前記（Ｂ）成分であるシリカの含有量が、前記（Ａ）成分であるゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上１２０質量部以下である〔１〕または〔２〕に記載のゴム組成物である。
〔４〕  前記一般式（Ｉ）で表される（Ｄ）成分が、構造式（III）、構造式（ＩＶ）及び構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤の中から選ばれる少なくとも一種である〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のゴム組成物。
【００１５】
【化３】
2011140567.tif 000004
【００１６】
【化４】
2011140567.tif 000005
【００１７】
【化５】
2011140567.tif 000006
【００１８】
上記式中、Ｌはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、ｘ＝ｍ、ｙ＝ｎである。）
〔５〕  〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のゴム組成物を用いたタイヤである。
【００１９】
〔６〕  （Ａ）天然ゴム及び合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に対し、（Ｂ）シリカ、（Ｃ）金属石鹸及び（Ｄ）下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表されるシランカップリグ剤を投入して混練りする工程を有し、
少なくとも前記（Ｃ）成分である金属石鹸及び（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階が異なるゴム組成物の製造方法である。
【００２０】
【化６】
2011140567.tif 000007
【００２１】
上記式中、Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、ＺCはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ2、Ｒ2Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。
【００２２】
【化７】
2011140567.tif 000008
【００２３】
上記式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子及び炭素数１〜１８の一価の炭化水素基から選ばれるいずれか、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子及び−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）から選ばれるいずれか、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を各々示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。
〔７〕  前記（Ｃ）成分である金属石鹸の混練り段階が、前記（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階より後である〔６〕に記載のゴム組成物の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、転がり抵抗や加工性といった性能を損なわずに、湿潤路面での制動性を向上させることが可能なゴム組成物及びその製造方法、並びにそれを用いたタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施形態により説明する。
＜ゴム組成物＞
本実施形態のゴム組成物は、（Ａ）天然ゴム及び合成ジエン系ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分と、（Ｂ）シリカと、前記ゴム成分１００質量部に対し（Ｃ）金属石鹸を１質量部以上３０質量部以下とを含むとともに、（Ｄ）下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表されるシランカップリグ剤から選ばれる少なくとも１種を含有してなることを特徴とする。
【００２６】
【化８】
2011140567.tif 000009
【００２７】
上記式中、Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、ＺCはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ2、Ｒ2Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。
【００２８】
【化９】
2011140567.tif 000010
【００２９】
上記式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子及び炭素数１〜１８の一価の炭化水素基から選ばれるいずれか、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子及び−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）から選ばれるいずれか、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を各々示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。
【００３０】
＜（Ａ）ゴム成分＞
本実施形態のゴム組成物に使用可能なゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）及び種々の合成ジエン系ゴムから選択される少なくとも１種が挙げられる。上記合成ジエン系ゴムの具体例としては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、架橋ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム及びニトリルゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
また上記のうちでは、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）などのジエン系ゴムを用いることが、より低発熱性、耐摩耗性などの特性が得られる点で好ましい。
【００３１】
＜（Ｂ）シリカ＞
本実施形態における（Ｂ）成分であるシリカとしては、例えば湿式シリカ（含水ケイ酸），乾式シリカ（無水ケイ酸）が挙げられるが、中でも破壊特性の改良効果並びにウェットグリップ性及び低転がり抵抗性の両立効果が最も顕著である湿式シリカが好ましい。
なお、本実施形態におけるシリカは、狭義の二酸化珪素のみを示すものではなく、ケイ酸系充填剤を意味し、具体的には、無水ケイ酸の他に、含水ケイ酸、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩を含む。
【００３２】
前記湿式シリカは、補強性、加工性、ウェットグリップ性、耐摩耗性のバランス等の面から、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１４０〜２８０ｍ2／ｇの範囲であることが好ましく、１７０〜２５０ｍ2／ｇの範囲であることがより好ましい。好適な湿式シリカとしては、例えば東ソー・シリカ（株）製のＡＱ、ＶＮ３、ＬＰ、ＮＡ等、デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ2ＳＡ：２１０ｍ2／ｇ）等が挙げられる。
この（Ｂ）成分であるシリカは、（Ａ）成分であるゴム成分１００質量部に対し、２０質量部以上１２０質量部以下、より好ましくは２０質量部以上１００質量部以下、さらに好ましくは４０質量部以上９０質量部以下で配合される。当該シリカの配合量が２０質量部以上１２０質量部以下であれば、作業性の低下や転がり抵抗が悪化を招くことなく、湿潤路面での制動性を向上させることができる。
【００３３】
本実施形態におけるゴム組成物には、必要に応じ、前記（Ｂ）成分であるシリカ以外の無機充填剤を適宜配合することができる。該シリカ以外の無機充填剤としては、例えば下記一般式（ＩＸ）で表される化合物の中から選ばれる少なくとも一種を含むものである。
ｎＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ    ・・・（ＩＸ）
（式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる金属、並びに、これらの金属の酸化物または水酸化物、それらの水和物及び前記金属の炭酸塩の中から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。）
上記一般式（ＩＸ）で表される化合物やシリカを用いることにより、補強効果を効率的に高めることができ、タイヤとしたときの耐摩耗性及び低発熱性（低燃費性）の両立を図ることができる。
【００３４】
前記一般式（ＩＸ）で表される化合物としては、具体的には、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）3］、炭酸アルミニウム［Ａｌ2（ＣＯ3）2］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5 、Ａｌ4・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ2・ＳｉＯ4等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）2・ｎＨ2Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ3）2］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、一般式（ＩＸ）で表される化合物としては、Ｍがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、それらの水和物、及びアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種のものが好ましい。
一般式（ＩＸ）で表されるこれらの化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
＜（Ｃ）金属石鹸＞
本実施形態における（Ｃ）成分である金属石鹸は、２価以上の金属イオンと有機酸とからなる有機酸金属塩である。該金属石鹸の具体例としては、例えば、単一金属石鹸としては、カルシウム石鹸、マグネシウム石鹸、アルミニウム石鹸、亜鉛石鹸などが挙げられ、マグネシウム石鹸、アルミニウム石鹸、亜鉛石鹸が好ましく、アルミニウム石鹸が特に好ましい。また、コンプレックス型金属石鹸としては、カルシウムコンプレックス石鹸、バリウムコンプレックス石鹸、アルミニウムコンプレックス石鹸などが挙げられる。これらの金属石鹸のうち、ケン化反応を用いることなく、プレソープの混合法による添加が可能な単一金属石鹸が好ましい。
【００３６】
また金属石鹸の有機酸の部分は、直鎖またはヒドロキシ基を有する脂肪酸が好ましく、直鎖の飽和脂肪酸がより好ましい。この場合、前記有機酸をカルボン酸とすると、その構造はＭ（Ｏ2ＣＲ）nで表され（Ｍは金属元素）、Ｒとしては例えばＣ２からＣ５の酸、Ｃ６からＣ２２の脂肪酸としてもよく、あるいはＣ２３からＣ５０のような高級脂肪酸を使用してもよい。またｎは使用する金属によって１〜６の整数であることが好ましく、１〜３の整数であることがより好ましい。
【００３７】
このような脂肪酸金属石鹸としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸亜鉛、モンタン酸マグネシウム、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸マグネシウム、リシノール酸バリウム、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、２−エチルヘキソイン酸バリウム、リシノール酸バリウム、ジラウリン酸アルミニウム、ジエチルヘキサン酸アルミニウムなどが挙げられ、ステアリン酸アルミニウム、ジラウリン酸アルミニウム、ジエチルヘキサン酸アルミニウムが特に好ましい。
これらは１種を用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３８】
この（Ｃ）成分である金属石鹸は、（Ａ）成分であるゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上３０質量部以下とする。当該金属石鹸の配合量が１質量未満では、湿潤路面の制動性改良効果が十分に得られない。３０質量部を超えると作業性が悪化する。金属石鹸の配合量は２質量部以上２５質量部以下とすることが好ましく、５質量部以上２０質量部以下とすることがより好ましい。
【００３９】
＜（Ｄ）シランカップリング剤＞
本実施形態における（Ｄ）成分としては、前記シリカと結合可能な元素もしくは官能基、及び保護されたメルカプト基を少なくとも含むシランカップリング剤が用いられる。保護されたメルカプト基を有することで、加硫工程以前の加工中に初期加硫（スコーチ）の発生を防止することができるため、加工性が良好になり、かつ、シリカや無機充填剤と結合可能な元素もしくは官能基を有しているため、ゴム成分へのこれらの分散性が良好となる。この中でも、シリカと結合可能な官能基としては、アルコキシシラン基であると、上記効果に優れているため好ましい。
【００４０】
前述のように、ゴム成分に前記（Ｃ）成分である金属石鹸を適用することにより、湿潤路面での制動性を向上させることができる。しかしこの場合、同時にゴム組成物の粘度が上がり、ヒステリシスロスも上がってしまうため、タイヤとしたときの転がり抵抗が悪化してしまう。本実施形態では、これに対して前記シリカ及び金属石鹸に上記特定構造の硫黄含有シランカップリング剤を組合わせることで、シリカのゴム成分への分散性及びシリカと重合体との反応性を改良し、弾性率を低下させることなくヒステリシスロスを低減させることが可能であることが見出された。これにより、単にシリカの分散性を通常のシランカップリング剤で向上させた場合のみに比べて、加工性の維持に加えて転がり抵抗及び湿潤路面の制動性をともに向上させることや、乾燥路面の操縦安定性の向上が可能となった。
【００４１】
具体的には、まず一般式（Ｉ）で表される保護化メルカプトシランからなるシランカップリング剤が用いられる。
【００４２】
【化１０】
2011140567.tif 000011
【００４３】
一般式（Ｉ）において、式中Ｒ1は炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基であり、Ｇはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、Ｚaはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−]0.5、[−Ｏ−Ｇ−]0.5及び[−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5から選ばれるいずれかの基であり、Ｚbはそれぞれ独立して二つの珪素原子と結合することのできる基で、 [−Ｏ−Ｇ−Ｏ−] 0.5で表される官能基であり、Ｚcはそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＲ7、Ｒ7Ｃ(＝Ｏ)Ｏ−、Ｒ2Ｒ3Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ2Ｒ3Ｎ−、Ｒ2−及びＨＯ−Ｇ−Ｏ−で表される官能基から選ばれるいずれかであり、Ｇは上記表記と一致し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の直鎖もしくは、分岐、環状のアルキル基である。また、ｍ、ｎ、ｕ、ｖ、ｗはそれぞれ独立して１≦ｍ≦２０、０≦ｎ≦２０、０≦ｕ≦３、０≦ｖ≦２、０≦ｗ≦１の実数であり、かつ（ｕ／２）＋ｖ＋２ｗ＝２又は３である。
なお、Ａ部が複数である場合、複数のＡ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、Ｂ部が複数である場合、複数のＢ部におけるＺau、Ｚbv及びＺcwそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。
【００４４】
上記一般式（Ｉ）で得られるシランカップリング剤としては、以下の構造式（III）、構造式（ＩＶ）及び構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤の中から選ばれる少なくとも一種が好適である。
【００４５】
【化１１】
2011140567.tif 000012
【００４６】
【化１２】
2011140567.tif 000013
【００４７】
【化１３】
2011140567.tif 000014
【００４８】
上記式中、Ｌはそれぞれ独立して炭素数１〜９のアルカンジイル基又はアルケンジイル基であり、ｘ＝ｍ、ｙ＝ｎである。
【００４９】
前記構造式（III）で表されるシランカップリング剤としては、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、商品名「ＮＸＴ  Ｌｏｗ−Ｖ  Ｓｉｌａｎｅ（登録商標）」が市販品として入手できる。
また、構造式（ＩＶ）で表されるシランカップリング剤としては、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、商品名「ＮＸＴ  Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ−Ｖ  Ｓｉｌａｎｅ（登録商標）」が同様に市販品として入手することができる。
さらに、構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤としては、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、商品名「ＮＸＴ  Ｚ（登録商標）」として挙げることができる。
【００５０】
本実施形態におけるゴム組成物に、上記の構造式（III）、（ＩＶ）及び（Ｖ）で表されるシランカップリング剤（以下、「ＮＸＴシラン」という場合がある）の中から選ばれる少なくとも一種を用いることにより、未加硫のゴムの粘度が低下することによるゴム加工時の作業性に優れると共に、金属石鹸の配合量を増やすことが可能となり、その結果として転がり抵抗及び湿潤路面の制動性がより向上し、加えて乾燥路面の操縦安定性が向上したタイヤを与えることができる。
【００５１】
また、構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤（特に、商品名「ＮＸＴ  Ｚ（登録商標）」）は、アルコキシシラン炭素数が多い、即ちエトキシ基の数が少ないため、揮発性化合物ＶＯＣ（特にアルコール）の発生が少なく、環境負荷が小さいので好ましい。この構造式（Ｖ）で表されるシランカップリング剤（特に、商品名「ＮＸＴ  Ｚ（登録商標）」）は、タイヤ性能として低発熱性に優れ、転がり抵抗及び湿潤路面の制動性能が大幅に向上すると共に、耐摩耗性も向上するゴム組成物が得られることからさらに好ましい。
本実施形態では、さらに（Ｄ）成分として、一般式（II）で表されるシランカップリング剤も用いることができる。
【００５２】
【化１４】
2011140567.tif 000015
【００５３】
式中、Ｒ4は−Ｃｌ、−Ｂｒ、Ｒ9Ｏ−、Ｒ9Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、Ｒ9Ｒ10Ｃ＝ＮＯ−、Ｒ9Ｒ10ＣＮＯ−、Ｒ9Ｒ10Ｎ−及び−（ＯＳｉＲ9Ｒ10）h（ＯＳｉＲ9Ｒ10Ｒ11）から選択される一価の基（Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基であり、ｈは平均値として１〜４である。）であり、Ｒ5はＲ4、水素原子又は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基、Ｒ6はＲ4、Ｒ5、水素原子又は−[Ｏ（Ｒ12Ｏ）j]0.5 −基（Ｒ12は炭素数１〜１８のアルキレン基、ｊは１〜４の整数である。）、Ｒ7は炭素数１〜１８の二価の炭化水素基、Ｒ8は炭素数１〜１８の一価の炭化水素基を示し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす整数である。
【００５４】
上記一般式（II）において、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10及びＲ11は同一でも異なっていても良く、好ましくは各々炭素数１〜１８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、Ｒ5が炭素数１〜１８の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。Ｒ12は直鎖、環状又は分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。Ｒ7は例えば炭素数１〜１８のアルキレン基、炭素数２〜１８のアルケニレン基、炭素数５〜１８のシクロアルキレン基、炭素数６〜１８のシクロアルキルアルキレン基、炭素数６〜１８のアリーレン基、炭素数７〜１８のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであっても良く、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の置換基を有していても良い。このＲ7としては、炭素数１〜６のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。
【００５５】
上記一般式（II）におけるＲ5、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10及びＲ11の炭素数１〜１８の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔｅｒｔ−ブチル基，ペンチル基，ヘキシル基，オクチル基，デシル基，ドデシル基，シクロペンチル基，シクロヘキシル基，ビニル基，プロぺニル基，アリル基，ヘキセニル基，オクテニル基，シクロペンテニル基，シクロヘキセニル基，フェニル基，トリル基，キシリル基，ナフチル基，ベンジル基，フェネチル基，ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式（II）におけるＲ12の例としては、メチレン基，エチレン基，トリメチレン基，テトラメチレン基，ペンタメチレン基，ヘキサメチレン基，オクタメチレン基，デカメチレン基，ドデカメチレン基等が挙げられる。
【００５６】
前記一般式（II）で表されるシランカップリング剤（Ｄ）の具体例としては、３−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、２−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、２−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、２−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、２−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、３−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、３−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、３−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、２−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、２−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、２−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、２−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社製、登録商標：ＮＸＴシラン）が特に好ましい。
本実施形態のゴム組成物においては、（Ｄ）成分として、このようなシランカップリング剤を用いることにより、ゴム加工時の作業性に優れると共に、湿潤路面の制動性及び転がり抵抗の良好なタイヤを与えることができる。
【００５７】
本実施形態においては、この（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の配合量は、前述の（Ｂ）成分であるシリカに対して、５質量％以上１５質量％以下で選定されることが好ましい。当該シランカップリング剤の配合量が上記範囲にあると、未加硫ゴムの粘度低下が十分なため望ましい作業性が得られるとともに、転がり抵抗と湿潤路面の制動性向上効果が得られる。
好ましい配合量は５質量％以上１２質量％以下であり、より好ましい配合量は６質量％以上１０質量％以下である。
【００５８】
本実施形態では、（Ｄ）成分である一般式（Ｉ）で示されるシランカップリング剤に加えて、これ以外のシランカップリング剤（以下、「他のシランカップリング剤」ということがある）を用いることができる。また、その配合量を（Ｂ）成分であるシリカに対して１質量％以上２０質量％以下とすることが好ましい。当該他のシランカップリング剤は、（Ｂ）成分であるシリカの補強性、分散性をさらに向上させることができるため好ましい。
【００５９】
本実施形態で用いられる他のシランカップリング剤は、好ましくは下記一般式（ＶＩ）〜（ＶIII）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種である。シリカ等とゴムとの結合橋をより好適に作用し、より好適な補強相を形成するからである。
【００６０】
ＡaＢ3-aＳｉ−Ｘ−Ｓb−Ｘ−ＳｉＡaＢ3-a  ・・・（ＶＩ）
（式中、ＡはＣcＨ2c+1Ｏ（ｃは１〜３の整数）または塩素原子、Ｂは炭素数１〜３のアルキル基、Ｘは炭素数１〜９の飽和または不飽和アルキレン基あるいは炭素数７〜１５のアリーレン基であり、ａは１〜３の整数、ｂは１以上の整数で分布を有することもある。但し、ａが１のときは２つのＢは同じであっても異なっていてもよく、ａが２または３のときは２つまたは３つのＡは同じであっても異なっていてもよい。）
ＡaＢ3-aＳｉ−Ｘ−Ｙ  ・・・（ＶII）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｘ、ａは前記と同様であり、Ｙはメルカプト基、ビニル基、アミノ基、グリシドキシ基及びエポキシ基のいずれかである。）
ＡaＢ3-aＳｉ−Ｘ−Ｓb−Ｚ  ・・・（ＶIII）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｘ、ａ、ｂは前記と同様であり、Ｚはベンゾチアゾリル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル基、メタクリロイル基及び炭素数１〜１５の飽和又は不飽和の炭化水素基のいずれかである。）
【００６１】
具体的には、前記一般式（ＶＩ）で表されるシランカップリング剤としては、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフイド、ビス−（３−トリメトキシンリルプロピル）テトラスルフイド、ビス−（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフイド、ビス−（３−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフイド、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフイド、ビス−（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフイド、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフイド等が挙げられる。
【００６２】
一般式（ＶII）で表されるシランカップリング剤としては、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、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリンドキンプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【００６３】
一般式（ＶIII）で表されるシランカップリング剤としては、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イド、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イド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモノスルフイド、３−トリエトキシシリルプロピルｎ−オクチルジスルフィド等が挙げられる。
【００６４】
上記他のシランカップリング剤の使用量は、（Ｂ）成分であるシリカの量に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。使用量が上記範囲にあることにより、ポリマーのゲル化を引き起こすことなく、十分なカップリング効果を得ることができる。配合効果及び経済性などを考慮すると、より好ましい使用量は３質量％以上１５質量％以下である。
なお、本実施形態においては、上記他のシランカップリング剤は一種を単独で用いても良く、二種以上を組み合わせて用いても良い。
【００６５】
また本実施形態におけるゴム組成物では、このような他のシランカップリング剤を用いることにより未加硫ゴムの粘度が低下するため、ゴム焦け（スコーチ）が発生するまでの時間が長くなることによって長時間の混練りが可能となり、ゴム組成物の混練り加工時の作業性を向上させることができる。また、シリカ等のゴム成分への分散が改良され、かつシリカ等とポリマーとの反応性が改良されることによりヒステリシスロスを低減させることができる。この改善分を活用して補強性充填剤の配合量を増やすことが可能となり、その結果として耐摩耗性の良好なタイヤを得ることができる。
【００６６】
更に、前記シランカップリング剤とポリマーとをカップリングするためにＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）などに代表されるプロトンドナーを脱保護化剤として最終混練工程に配合することが好ましい。その使用量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜５．０質量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．２〜３．０質量部の範囲である。
【００６７】
（その他の成分）
本実施形態に係るゴム組成物においては、更にカーボンブラックを配合しても良い。上記カーボンブラックの配合量としては、前述のゴム成分１００質量部に対して、５〜１００質量部の範囲とすることが好ましく、５〜８０質量部の範囲とすることがより好ましく、５〜５０質量部の範囲とすることが特に好ましい。また、シリカとの質量比（シリカ：カーボンブラック）が（１０：９０）〜（９５：５）の範囲であれば、破壊特性を確保し、優れた低ヒステリシスロス性を得ることができる。この観点から、質量比（３０：７０）〜（９５：５）がより好ましく、質量比（５０：５０）〜（９５：５）が特に好ましい。
【００６８】
カーボンブラックは、ＨＡＦ級グレード、Ｎ３３９グレード、ＩＩＳＡＦグレード、ＩＳＡＦ級グレード及びＳＡＦ級グレードの中から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、補強性を確保するために、ＳＡＦ級グレード及びＩＳＡＦ級グレードを、低ヒステリシスロスを確保するために、ＨＡＦ級グレード、Ｎ３３９グレード及びＩＩＳＡＦグレードを用いることが好ましい。
【００６９】
本実施形態におけるゴム組成物には、本実施形態の目的が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを含有させることができる。
上記加硫剤としては、硫黄等が挙げられ、その使用量は、ゴム成分１００質量部に対し、硫黄分として０．１〜１０．０質量部の範囲が好ましく、更に好ましくは１．０〜５．０質量部の範囲である。０．１質量部未満では加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、低発熱性が低下するおそれがあり、１０．０質量部を超えるとゴム弾性が失われる原因となる。
【００７０】
前記加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系、あるいはＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜５．０質量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．２〜３．０質量部の範囲である。
【００７１】
また、前記プロセス油としては、例えばパラフィン系、ナフテン系、アロマチック系等を挙げることができる。引張強度、耐摩耗性を重視する用途にはアロマチック系が、ヒステリシスロス、低温特性を重視する用途にはナフテン系又はパラフィン系が用いられる。その使用量は、ゴム成分１００質量部に対して、０〜１００質量部の範囲が好ましく、１００質量部を超えると加硫ゴムの引張強度、低発熱性が悪化する傾向がある。
【００７２】
さらに、前記老化防止剤としては、例えば３Ｃ（Ｎ−イソプロピル−Ｎ'−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、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］、ＡＷ（６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン）、ジフェニルアミンとアセトンの高温縮合物などを挙げることができる。その使用量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．３〜３．０質量部の範囲である。
【００７３】
＜ゴム組成物の製造方法＞
本実施形態のゴム組成物は、上記各成分を、例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、インターナルミキサー等の混練り機等により混練りすることにより製造することができる。この場合、通常、混練り段階Ａ（「ノンプロ練り段階」ともいう。）でゴム成分及び充填材を混練りした後、常温までゴム組成物を冷却し、一定時間放置した後、混練り段階Ｂ（「プロ練り段階」ともいう。）を行なう。
【００７４】
本実施形態では、まず、上記混練り段階Ａでゴム成分、シリカ及び金属石鹸等を混練りした後、混練り段階Ｂで加硫系配合剤等を混練りすることが好ましい。特に、ゴム成分とシリカ等の充填剤とを混練り段階Ａで混練することにより、充填剤が補強されたゴム成分として機能し、ウエット性能向上に寄与すると共に耐破壊性を向上させることができる。
また、混練り段階Ａと、混練り段階Ｂとの間に、混練り段階Ｃ（「第２ノンプロ練り段階」ともいう）または混練り段階Ｄ（「Ｘ−ミル」ともいう）を設けてもよい。混練り段階Ｃは主に、充填剤を分割投入する場合に実施される。混練り段階Ｄは、混練り段階Ａまたは混練り段階Ｃで得られたゴム組成物の粘度を下げる目的や、充填剤の分散性を向上する目的で混練りするものである。通常、混練り段階Ｂにおいて、前段階の混練りで得られたゴム組成物に、加硫系配合剤（亜鉛華、硫黄、加硫促進剤）等が配合されるが、発泡剤等を配合する場合は、加硫系配合剤と別の練り段階で混練りしてもよい。
【００７５】
本実施形態では、少なくとも前記（Ｃ）成分である金属石鹸及び（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階が異なることが好ましい。前記金属石鹸は酸性を示すため、混練り系にシランカップリング剤と同時に投入した場合にはシランカップリング剤の反応を阻害してしまう可能性があるが、混練り段階が異なればこれを回避することができるからである。
また、上記観点からは、前記（Ｃ）成分である金属石鹸の混練り段階が、前記（Ｄ）成分であるシランカップリング剤の混練り段階より後であることが好ましい。金属石鹸が投入される前にシランカップリング剤の混練りを行うことで、シランカップリング剤の反応をある程度促進できるからである。
【００７６】
具体的に、前記金属石鹸及びシランカップリング剤の混練り段階を異ならせるためには、混練り系への金属石鹸及びシランカップリング剤の投入時期を異ならせればよい。より具体的には、例えば前記ノンプロ練り段階として混練り段階Ａ及び混練り段階Ｃを設け、金属石鹸及びシランカップリング剤をこれらの２つの段階で投入して別々に混練りすればよい。
また、前記金属石鹸の混練り段階をシランカップリング剤の混練り段階より後とするためには、例えば、前記混練り段階Ａでシランカップリング剤を投入して混練りし、前記混練り段階Ｃで金属石鹸を投入して混練りすればよい。
【００７７】
このように構成される本実施形態のゴム組成物では、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも１種のゴム成分に対して、シリカ、金属石鹸及びシランカップリング剤を含有せしめることにより、作業性及び転がり抵抗特性にも優れ、しかも、従来よりも更に湿潤路面の制動性に優れたゴム組成物が得られることとなる。
【００７８】
＜タイヤ＞
本実施形態のタイヤは、前記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。即ち、必要に応じて、上記のように各種薬品を含有させたゴム組成物が未加硫の段階でトレッドゴムに加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
【００７９】
以上、実施形態により本発明を説明したが、本発明は、上記の形態に限定されず、その発明の目的から逸脱しない範囲内において、任意の変更、改変を行うことができる。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例により本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。なお以下において、特に断りのない限り、「部」は質量部を、「％」は質量％を各々意味する。
【００８１】
＜実施例１〜７及び比較例１〜５＞
下記第１表に示す配合処方とした各混合物を、バンバリーミキサーを使用して混練りし、未加硫のゴム組成物を得た。ここで、上記混練りは第１表におけるＳＢＲから金属石鹸までを混練りするノンプロ練りを２つの段階に分け（各々「第１ノンプロ練り」及び「第２ノンプロ練り」とする）、金属石鹸の混練りをいずれかの混練り段階で行った（表中「第１」あるいは「第２」で示す）。得られたゴム組成物について、下記に示す方法で加工性を評価した。
【００８２】
また、得られた上記１２種のゴム組成物を夫々乗用車用空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ１９５／６０Ｒ１５）のトレッド（トレッドキャップ部）に配設して、１２種類の乗用車用空気入りラジアルタイヤを常法に従って製造し、それら１２種類のタイヤを用い、下記の方法に従い、転がり抵抗及び湿潤路面の制動性能を評価した。評価結果を第１表に示す。
【００８３】
（ゴム組成物の加工性）
ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠し、１３０℃にてムーニー粘度（ＭＬ1+4／１３０℃）を測定して、その逆数を求め、比較例１の値を１００として指数表示した。指数値が大きい程、未加硫粘度が低く、加工性が良好であることを示す。
【００８４】
（転がり抵抗）
前記試作したタイヤを、３．９２ｋＮの荷重の作用下で、直径１７００ｍｍの回転ドラムを用いて８０ｋｍ／ｈの速度で回転させたときの転がり抵抗を、惰行法により測定し、比較例１を１００とした指数として示した。転がり抵抗の指数が大きいほど、転がり抵抗は小さく良好であることを示す。
【００８５】
（湿潤路面における制動性能）
前記試作したタイヤを、排気量２０００ｃｃの乗用車に４本装着し、テストコースの湿潤アスファルト路面にて、初速度７０ｋｍ／ｈｒからの制動距離を測定した。比較例１の測定値を１００とし、他例の値については、比較例１の制動距離÷供試タイヤの制動距離×１００にて指数を求め指数表示した。従って、数値が大なる程良好である。
【００８６】
（乾燥路面における操縦安定性）
前記試作したタイヤを乗用車の４輪に装着し、このテスト車輌にてテストドライバーがテストコース走行を行った。テストドライバーによる各タイヤの乾燥路面における操縦安定性および乗り心地についてのフィーリング結果につき、コントロールタイヤ（比較例１）を１００として評点付けを行った。評点が高いほど、操縦安定性が良好であることを示す。
【００８７】
【表１】
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［注］
１）  ＳＢＲ：乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ＪＳＲ（株）製、商品名「ＳＢＲ１５００」
２）  シリカ：日本シリカ工業（株）製  ニップシールＡＱ（ＳHg＝１４０ｍ2 ／ｇ：ニップシールＶＮ３を顆粒にしたもの）
３）  カーボンブラック：デグッサ社製、商品名「Ｎ２３４」
４）  デグッサ社製、商品名「Ｓｉ６９」
５）  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製、商品名「ＮＸＴ  ｓｉｌａｎｅ」（３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン）
６）  老化防止剤：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、大内新興化学（株）製、商品名「ノクラック  ６Ｃ」
７）  ジラウリル酸アルニニウム石鹸
８）  加硫促進剤ＤＰＧ：ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラー  Ｄ」
９）  加硫促進剤ＣＺ： Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾジアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラー  ＣＺ」
１０）  加硫促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業（株）製、商品名「ノクセラー  ＤＭ」
【００８８】
第１表に示す結果から明らかなように、実施例の一定範囲量の金属石鹸及び特定構造のシランカップリング剤を含むゴム組成物では、これらを同時に含まない以外同様の配合の比較例１〜５に比べ、加工性に優れるだけでなく、転がり抵抗を維持しつつ湿潤路面の制動性能が向上していることがわかる。