(57)【要約】【課題】原料ゴム及びセルロースウィスカー（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｗｈｉｓｋｅｒ）を含むタイヤ用ゴム組成物及び諸物性に優れたタイヤを提供する。【解決手段】本発明によるタイヤ用ゴム組成物は、ゴム補強材よりも優れた補強性を有するセルロースウィスカーを含むことで、既存のゴム補強材を用いたタイヤに比べて著しく向上した物性を有するタイヤを提供し、さらに、セルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に適用する場合に既存のゴム補強材の含量を低減でき、その結果、既存のゴム補強材による低伸び率及び低燃費性能なども十分な水準で確保するようになり、軽量化されたタイヤを提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ゴム及びセルロースウィスカーを含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記セルロースウィスカーは、１０〜５０ｎｍの平均長さを持つことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記セルロースウィスカーは、前記原料ゴム１００重量部に対して０．１〜５重量部で含まれることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させてセルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階と、
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を原料ゴムに添加する段階と、を含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項５】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階は、前記有機溶媒としてＴＤＡＥオイル、液状老化防止剤、液状ゴム及びこれらの混合物のうち何れか１つの有機溶媒を使用することを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項６】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階は、有機溶媒１００重量部に対して１〜３０重量部のセルロースウィスカーを分散させることを含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項７】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階は、前記有機溶媒に界面活性剤をさらに添加することを含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項８】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階は、有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させ、分散された溶液を超音波処理することを含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項９】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階の前に、セルロースウィスカーを製造する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記セルロースウィスカーを製造する段階は、セルロースを酸または塩基で加水分解することを含むことを特徴とする請求項９に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記セルロースウィスカーを製造する段階は、４０％〜７０％の酸性または塩基性水溶液１００重量部に対して１０〜３０重量部のセルロースを添加することを含むことを特徴とする請求項９に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記セルロースウィスカーを製造する段階は、５０〜１００℃で５〜１０時間セルロースを酸または塩基で加水分解することを含むことを特徴とする請求項９に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記セルロースウィスカーを製造する段階は、加水分解された反応混合物を中和することをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いて製造することを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物及びその製造方法と前記組成物を用いて製造したタイヤに関するものであって、セルロースウィスカーを含むタイヤ用ゴム組成物及びその製造方法と前記組成物を用いて製造したタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースは広く知られているバイオポリマーであって、バイオポリマーとは再生可能な有機資源からなる高分子物質をいう。セルロースは一般的に生分解性を持つため、「バイオベース（Ｂｉｏ−Ｂａｓｅｄ）」であり、かつ「バイオ分解可能（Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ）」であるといえる。それらは自然界の資源からなり、使用後は自然界内の微生物によって水と二酸化炭素に分解される。したがって、セルロースは、その生産から廃棄まで環境に対する負荷が低い環境に優しい製品である。世界的に環境保護と原油高の解決策に関する関心が高まっているところ、環境に優しく、再生可能な資源から高分子を生産し、環境を汚染せずに安全に廃棄できるため、バイオポリマーは非常に画期的なアイテムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、優れた諸性能を有するタイヤを提供できるタイヤ用ゴム組成物及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いて製造したタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例によるタイヤ用ゴム組成物は原料ゴム及びセルロースウィスカー（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｗｈｉｓｋｅｒ）を含む。
【０００５】
前記セルロースウィスカーは、例えば、１０〜５０ｎｍの平均長さを有するものであり得る。また、前記セルロースウィスカーは、例えば、前記原料ゴム１００重量部に対して０．１〜５重量部で含まれることができる。
【０００６】
本発明の他の一実施例によるタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させてセルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階と、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を原料ゴムに添加する段階と、を含む。
【０００７】
前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階において、前記有機溶媒としてはＴＤＡＥオイル、液状老化防止剤、液状ゴム、及びこれらの混合物のうち何れか１つの有機溶媒を用いることができる。また、前記段階は、有機溶媒１００重量部に対して１〜３０重量部のセルロースウィスカーを分散させて行うことができる。そして、前記段階は、前記有機溶媒に界面活性剤をさらに添加するか；または有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させ、分散された溶液を超音波処理することを含むことができる。
【０００８】
前記タイヤ用ゴム組成物の製造方法は、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階の前にセルロースウィスカーを製造する段階をさらに含むことができる。
【０００９】
前記セルロースウィスカーを製造する段階は、セルロースを酸または塩基で加水分解することを含むことができる。そして前記段階は、例えば、４０％〜７０％の酸性または塩基性水溶液１００重量部に対して１０〜３０重量部のセルロースを添加することを含むことができる。また、前記段階は、例えば、５０〜１００℃で５〜１０時間セルロースを酸または塩基で加水分解することを含むことができる。前記セルロースウィスカーを製造する段階は、加水分解された反応混合物を中和することをさらに含むことができる。
【００１０】
本発明のまた他の一実施例によるタイヤは、前記タイヤ用ゴム組成物を用いて製造したものである。
【００１１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１２】
本発明の一実施例によるタイヤ用ゴム組成物は、原料ゴム及びセルロースウィスカーを含む。
【００１３】
前記原料ゴムは、天然ゴム、合成ゴム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００１４】
前記天然ゴムは、一般的な天然ゴムまたは変性天然ゴムであり得る。
【００１５】
前記一般的な天然ゴムは、天然ゴムとして知らされているものであれば何れもよく、原産地などが限定されることはない。前記天然ゴムは、シス−１，４−ポリイソプレンを主体として含むが、要求特性によってトランス−１，４−ポリイソプレンを含んでもよい。したがって、前記天然ゴムは、シス−１，４−ポリイソプレンを主体として含む天然ゴムの他に、例えば南米産のアカテツ（Ｓａｐｏｔａｃｅａｅ）科のゴムの一種となるバラタなど、トランス−１，４−イソプレンを主体として含む天然ゴムも含むことができる。
【００１６】
前記変性天然ゴムは、前記一般的な天然ゴムを変性または精製したものを意味する。例えば、前記変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、脱タンパク天然ゴム（ＤＰＮＲ）、水素化天然ゴムなどが挙げられる。
【００１７】
前記合成ゴムは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、変性スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、変性ブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、変性ニトリルブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、スチレンエチレンブチレンスチレン（ＳＥＢＳ）ゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴム、ハイパロンゴム、クロロプレンゴム、エチレンビニルアセテートゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、ビニルベンジルクロリドスチレンブタジエンゴム、ブロモメチルスチレンブチルゴム、マレイン酸スチレンブタジエンゴム、カルボン酸スチレンブタジエンゴム、エポキシイソプレンゴム、マレイン酸エチレンプロピレンゴム、カルボン酸ニトリルブタジエンゴム、臭素化ポリイソブチルイソプレン−コ−パラメチルスチレン（ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ  ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌ  ｉｓｏｐｒｅｎｅ−ｃｏ−ｐａｒａｍｅｔｈｙｌ  ｓｔｙｒｅｎｅ、ＢＩＭＳ）及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００１８】
セルロースは、Ｄ−グルコースが（１→４）−β−型のグリコシド結合により連結された直鎖状高分子である。多数のセルロース分子は繊維を形成するが、その最小単位をミセルという。Ｘ線の解析結果、ミセルは結晶構造を形成し、ミセルとミセルの連結部分は非結晶領域であることが明らかになった。
【００１９】
前記セルロースウィスカーは、結晶領域と非結晶領域を含むセルロースから分離されたセルロース結晶を意味し、前記セルロース結晶は猫のひげのような棒形状を持つ。すなわち、本明細書に記載された用語「セルロースウィスカー」は棒形状のセルロース結晶をいう。
【００２０】
前記セルロースウィスカーは、当業界に知られている通常の方法で得られる。その中、タイヤ用ゴム組成物に適する物性を有するセルロースウィスカーを製造するために、特定の条件下でセルロースを加水分解してセルロースウィスカーを製造することができる。
【００２１】
一例としてセルロースウィスカーの製造方法は、セルロースを酸または塩基で加水分解することを含むことができる。
【００２２】
セルロースを酸または塩基で加水分解するために、酸性または塩基性水溶液にセルロースを添加することができる。
【００２３】
前記酸性または塩基性水溶液の濃度は４０％〜７０％、５０％〜７０％または５５％〜６５％程度に調節される。酸性または塩基性水溶液の濃度が前記範囲を超えるとセルロースがグルコースに分解される量が増加し、酸性または塩基性水溶液の濃度が前記範囲未満であればセルロースの非結晶領域の加水分解が十分に行われないことがある。したがって、酸性または塩基性水溶液の濃度を前記範囲に制御してセルロースウィスカーを高収率及び高効率で製造することができる。
【００２４】
前記酸性水溶液としては、例えば、塩酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液またはこれらの混合物などを用いることができる。一例として酸性水溶液として塩酸及び硝酸水溶液を１：１の重量比で混合した水溶液を使用する場合、高収率及び高効率でセルロースウィスカーを製造することができる。
【００２５】
前記塩基性水溶液としては、例えば、過酸化水素水溶液、水酸化アンモニウム水溶液またはこれらの混合物などを用いることができる。一例として塩基性水溶液として過酸化水素及び水酸化アンモニウム水溶液を１：１の重量比で混合した水溶液を使用する場合、高収率及び高効率でセルロースウィスカーを製造することができる。
【００２６】
前記セルロースウィスカーを製造するために用いられるセルロースは、当業界でセルロース材料として採用するものを制限することなく使用することができる。例えば、綿セルロース、ヘミセルロース、セルロースアセテートまたはこれらの混合物を用いることができる。
【００２７】
セルロースウィスカーを製造するために用いられるセルロースは、酸性または塩基性水溶液に添加される前に適切な前処理過程を行ったものであり得る。一例として前処理したセルロースは、セルロースを室温の食塩水に約１２時間浸漬・膨潤させたセルロースであり得る。膨潤されたセルロースは、膨潤しなかったものに比べてさらに効果的な加水分解が可能となる。本明細書で、室温は加温または減温しなかった自然そのままの温度を意味し、例えば、約１５〜３５℃、約２０〜２５℃、約２５℃または２３℃の温度を意味する。
【００２８】
前記酸性または塩基性水溶液に添加されるセルロースの含量は、酸性または塩基性水溶液１００重量部に対して１０〜３０重量部、１０〜２０重量部、１５〜３０重量部、１５〜２０重量部または１７〜１８重量部であり得る。セルロースの含量が前記範囲を超えると加水分解速度が低下し、セルロースの含量が前記範囲未満であれば製造効率が減少する。したがって、セルロースの含量を前記範囲に調節して短時間内に高効率でセルロースウィスカーを製造することができる。
【００２９】
セルロースは、酸または塩基下で熱処理され、セルロースウィスカーに加水分解されることができる。前記熱処理の温度及び時間は、セルロースウィスカーの製造収率及び効率に影響を及ぼす因子であって、温度及び時間が増加するほどセルロースの加水分解が活発になり、温度及び時間が減少するほどセルロースの加水分解があまり起きない。セルロースがグルコース水準までに分解されず、適切な水準に分解されてセルロースウィスカーを製造するために、熱処理の温度及び時間を調節する必要がある。一例として前記セルロースが添加された酸性または塩基性水溶液は、例えば、５０〜１００℃、６０〜１００℃、７０〜１００℃、８０〜１００℃または８５〜９５℃に加熱されることができる。また、前記熱処理は、例えば、５〜１０時間、６〜１０時間、７〜１０時間、５〜９時間、７〜９時間または約８時間行われる。加水分解温度及び時間が前記範囲を超えると、セルロースがグルコースに分解され、製造収率が低下する問題があり、前記範囲未満であれば、加水分解時間が長くなるか、加水分解が不十分になる問題がある。したがって、前記範囲の温度及び時間条件でセルロースを加水分解でき、特に前記条件でセルロースウィスカーを製造する場合はタイヤ用ゴム組成物に適するセルロースウィスカーを得ることができる。
【００３０】
前記セルロースウィスカーの製造方法において、セルロースを酸性または塩基性水溶液に添加する工程及び／または熱処理する工程は攪拌を伴うことができる。例えば、セルロースを酸性または塩基性水溶液に添加する工程で攪拌を行うと、攪拌中の酸性または塩基性水溶液にセルロースを添加して行うことができる。また、例えば、セルロースを熱処理する工程で攪拌を行うと、セルロースが添加された酸性または塩基性水溶液は加熱する間及び／または加熱されている状態で攪拌されることができる。
【００３１】
前述したセルロースの加水分解が終了すると、加水分解された反応混合物を冷却させることができる。この時、反応混合物を急速に冷却させてセルロースウィスカーの製造収率が低下することを防止することができる。しかし、製造方法または目的とするセルロースウィスカーの物性によって、加水分解された反応混合物を冷却せず、後続処理過程を行ってもよい。
【００３２】
前記セルロースウィスカーの製造方法は加水分解された反応混合物を中和することをさらに含むことができる。前記反応混合物を中和する方法は特に制限することはない。例えば、反応混合物を濾過して得られた固体を蒸留水で洗浄して反応混合物を中和することができる。また、反応混合物を中和する方法として、反応混合物に酸または塩基を加える中和滴定方法を採用してもよい。後者の場合は、反応混合物を滴定中和した後、反応混合物を濾過する過程を行うことができる。一例として反応混合物を中和する方法としては製造収率の側面で反応混合物を濾過し、得られた固体を蒸留水で洗浄する前者の方法が採用されてもよい。
【００３３】
前記中和したセルロースウィスカーは、タイヤ用ゴム組成物に配合するために完全に乾燥させることができる。セルロースウィスカーの乾燥方法としてはデシケーターなどを用いるか、または真空乾燥方法などが採用される。
【００３４】
上述した方法から得られたセルロースウィスカーは、約１０〜５０ｎｍ、２０〜５０ｎｍ、１０〜４０ｎｍまたは２０〜４０ｎｍの平均長さを有することができる。前記範囲の平均長さを有するセルロースウィスカーは単位体積当たり高補強性の構造を持つ。その結果、このようなセルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に適用する場合、従来確保できなかった優れた物性を有するタイヤを提供することができる。
【００３５】
前記タイヤ用ゴム組成物は、セルロースウィスカーを前記原料ゴム１００重量部に対して０．１〜５重量部、０．１〜４重量部、０．１〜３重量部、０．５〜３重量部または１〜２重量部で含むことができる。セルロースウィスカーの含量が前記範囲未満であればタイヤ用ゴム組成物の補強性が不充分となり、前記範囲を超えるとセルロースウィスカーの分散が不均一となって他の問題を招くことがある。
【００３６】
原料ゴムそのものは、タイヤの要求物性を満たすことができないため、タイヤ用ゴム組成物はゴム補強材をさらに含むことが一般的である。しかし、タイヤ用ゴム組成物に配合されるゴム補強材の含量が増加するほどタイヤゴムの伸び率などの機械的物性が低下し、タイヤの低発熱性能が低下する問題がある。
【００３７】
この問題は、高補強性のセルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に配合することによって解決することができる。少量のセルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に配合する場合、ゴム補強材を既存に比べて少量使用しても、このゴム補強材によって向上できる物性を既存に比べて十分に確保することができる。また、ゴム補強材の配合量を減少させ、このゴム補強材のため低下された物性も高度の水準に向上させることができる。その結果、前記セルロースウィスカーを配合したタイヤ用ゴム組成物は、諸性能に優れ、既存に比べて軽いタイヤを提供することができる。
【００３８】
一例としてタイヤ用ゴム組成物は原料ゴム１００重量部に対して３０〜４５重量部または３０〜４０重量部のゴム補強材を使用しても既存と同等または高度の水準のタイヤを提供することができる。
【００３９】
前記ゴム補強材として当業界で用いられるものを制限することなく使用することができる。例えば、前記ゴム補強材は、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、粘土（水和ケイ酸アルミニウム）、水酸化アルミニウム、リグニン、ケイ酸塩、タルク、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つであり得る。
【００４０】
前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｐｅｒ  ｇｒａｍ、Ｎ２ＳＡ）が３０〜３００ｍ２／ｇで、ＤＢＰ（ｎ−ｄｉｂｕｔｙｌ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）吸油量が６０〜１８０ｃｃ／１００ｇであることもあるが、本発明がこれによって限定されることはない。
【００４１】
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が３００ｍ２／ｇを超えると、タイヤ用ゴム組成物の加工性に問題が生じ、３０ｍ２／ｇ未満であれば、カーボンブラックによる補強性能に問題が生じることがある。また、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が１８０ｃｃ／１００ｇを超えるとゴム組成物の加工性が低下し、６０ｃｃ／１００ｇ未満であればカーボンブラックによる補強性能が悪くなる。
【００４２】
前記カーボンブラックの代表的な例は、Ｎ１１０、Ｎ１２１、Ｎ１３４、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２４２、Ｎ２９３、Ｎ２９９、Ｓ３１５、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３２、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ５８２、Ｎ６３０、Ｎ６４２、Ｎ６５０、Ｎ６８３、Ｎ７５４、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、Ｎ７８７、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０またはＮ９９１などが挙げられる。
【００４３】
前記シリカは、窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｐｅｒ  ｇｒａｍ、Ｎ２ＳＡ）が１００〜１８０ｍ２／ｇで、ＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌ  ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）吸着比表面積が１１０〜１７０ｍ２／ｇであることもあるが、本発明がこれによって限定されることはない。
【００４４】
前記シリカの窒素吸着比表面積が１００ｍ２／ｇ未満であればシリカによる補強性能が低下し、１８０ｍ２／ｇを超えるとゴム組成物の加工性が低下する。また、前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１１０ｍ２／ｇ未満であればシリカによる補強性能が低下し、１７０ｍ２／ｇを超えるとゴム組成物の加工性が低下する。
【００４５】
前記シリカは、湿式法または乾式法で製造されたものを両方とも使用でき、市販品としてウルトラシルＶＮ２（Ｄｅｇｕｓｓａ  Ａｇ社製）、ウルトラシルＶＮ３（Ｄｅｇｕｓｓａ  Ａｇ社製）、Ｚ１１６５ＭＰ（Ｒｈｏｄｉａ社製）またはＺ１６５ＧＲ（Ｒｈｏｄｉａ社製）などを用いることができる。
【００４６】
前記ゴム補強材にシリカを使用する場合はシリカの分散性の向上のためにタイヤ用ゴム組成物にカップリング剤をさらに含むことができる。
前記カップリング剤は、スルフィド系シラン化合物、メルカプト系シラン化合物、ビニル系シラン化合物、アミノ系シラン化合物、グリシドキシ系シラン化合物、ニトロ系シラン化合物、クロロ系シラン化合物、メタクリル系シラン化合物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つを使用でき、スルフィド系シラン化合物が好ましい。
【００４７】
前記スルフィド系シラン化合物は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）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、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）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（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）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）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、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、２−トリメ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ールテトラスルフィド、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、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、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００４８】
前記メルカプトシラン化合物は、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、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、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つであり得る。前記ビニル系シラン化合物は、エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。前記アミノ系シラン化合物は、３−アミノプロピ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−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００４９】
前記グリシドキシ系シラン化合物は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシ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、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。前記ニトロ系シラン化合物は、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。前記クロロ系シラン化合物は、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００５０】
前記メタクリル系シラン化合物は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つであり得る。
【００５１】
前記カップリング剤は、前記シリカの分散性の向上のために前記原料ゴム１００重量部に対して１〜２０重量部で含まれる。前記カップリング剤の含量が１重量部未満であればシリカの分散性の向上が不足してゴムの加工性または低燃費性能が低下することがあり、２０重量部を超えるとシリカとゴムとの相互作用が強すぎて低燃費性能は優れるようになるが、制動性能が非常に低下する。
【００５２】
前記タイヤ用ゴム組成物は、選択的にさらなる加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤または粘着剤などの各種の添加剤をさらに含むことができる。前記各種の添加剤は、本発明が属する分野で通常的に使用されるものであれば何れも使用でき、これらの含量は通常的なタイヤ用ゴム組成物で用いられる配合比に従い、特に限定されることはない。
【００５３】
前記加硫剤は硫黄系加硫剤が好ましい。前記硫黄系加硫剤は、粉末硫黄（Ｓ）、不溶性硫黄（Ｓ）、沈降硫黄（Ｓ）、コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ）硫黄などの無機加硫剤と、テトラメチルチウラムジスルフィド（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｔｈｉｕｒａｍ  ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｔｒｉｕｒａｍ  ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＴＥＴＤ）、ジチオジモルホリン（ｄｉｔｈｉｏｄｉｍｏｒｐｈｏｌｉｎｅ）などの有機加硫剤を用いることができる。前記硫黄加硫剤は、具体的に元素硫黄または硫黄を作り出す加硫剤、例えばアミンジスルフィド（ａｍｉｎｅ  ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）、高分子硫黄などを用いることができる。
【００５４】
前記加硫剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜４．０重量部で含まれることが適切な加硫効果が得られ、原料ゴムが熱に対して鈍感になり、化学的に安定している点で好ましい。
【００５５】
前記加硫促進剤は、加硫速度を促進するか、初期加硫段階で遅延作用を促進する促進剤（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）を意味する。
【００５６】
前記加硫促進剤は、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサントゲン酸系及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。
【００５７】
前記スルフェンアミド系加硫促進剤は、例えばＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのスルフェンアミド系化合物を用いることができる。
【００５８】
前記チアゾール系加硫促進剤は、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）、２−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールの銅塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（２，４−ジニトロフェニル）メルカプトベンゾチアゾール、２−（２，６−ジエチル４−モルホリノチオ）ベンゾチアゾール及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのチアゾール系化合物を用いることができる。
【００５９】
前記チウラム系加硫促進剤は、例えばテトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのチウラム系化合物を用いることができる。
【００６０】
前記チオウレア系加硫促進剤は、例えばチオカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルソトリルチオ尿素及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのチオウレア系化合物を用いることができる。
【００６１】
前記グアニジン系加硫促進剤は、例えばジフェニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルソトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレート及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのグアニジン系化合物を用いることができる。
【００６２】
前記ジチオカルバミン酸系加硫促進剤は、例えばエチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシルイソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、オクタデシルイソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン、ジメチルジチオカルバミン酸セレニウム、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウム及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つのジチオカルバミン酸系化合物を用いることができる。
【００６３】
前記アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系加硫促進剤は、例えばアセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物を用いることができる。
【００６４】
前記イミダゾリン系加硫促進剤は、例えば２−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物が挙げられ、前記キサントゲン酸系加硫促進剤は、例えばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサントゲン酸系化合物を用いることができる。
【００６５】
前記加硫促進剤は、加硫速度の促進による生産性及びゴム物性の増進を極大化させるために、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜４．０重量部で含まれる。
【００６６】
前記加硫促進助剤は、前記加硫促進剤と併用してその促進効果を完全にするために用いられる配合剤であって、無機系加硫促進助剤、有機系加硫促進助剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。
【００６７】
前記無機系加硫促進助剤は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸亜鉛（ｚｉｎｃ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉛（ｌｅａｄ  ｏｘｉｄｅ）、水酸化カリウム及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。前記有機系加硫促進助剤は、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ラウリン酸、オレイン酸ジブチルアンモニウム（ｄｉｂｕｔｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｏｌｅａｔｅ）、これらの誘導体及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。
【００６８】
特に、前記加硫促進助剤として前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸を共に使用でき、その場合、前記酸化亜鉛が前記ステアリン酸に溶けて前記加硫促進剤と共に有効な複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ）を形成し、加硫反応中に有利な硫黄を作り出すことによってゴムの架橋反応を容易にする。
【００６９】
前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸を共に使用する場合、適切な加硫促進助剤の役割を行うためにそれぞれ前記原料ゴム１００重量部に対して１〜５重量部及び０．５〜３重量部を使用することができる。前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸の含量が前記範囲未満であれば加硫速度が遅くて生産性が低下することがあり、前記範囲を超えるとスコーチ現象が発生して物性が低下することがある。
【００７０】
前記軟化剤は、ゴムに可塑性を与えて加工を容易にするために、または加硫ゴムの硬度を低下させるためにゴム組成物に添加されるもので、ゴムの配合時や製造時に用いられるオイル類やその他の材料を意味する。前記軟化剤は、加工オイル（Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｏｉｌ）またはその他のゴム組成物に含まれるオイル類を意味する。前記軟化剤は、石油系オイル、植物油脂及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができるが、本発明がこれによって限定されることはない。
【００７１】
前記石油系オイルは、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。
【００７２】
前記パラフィン系オイルの代表的な例は美昌石油工業株式会社のＰ−１、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４、Ｐ−５、Ｐ−６などが挙げられ、前記ナフテン系オイルの代表的な例は美昌石油工業株式会社のＮ−１、Ｎ−２、Ｎ−３などが挙げられ、前記芳香族系オイルの代表的な例は美昌石油工業株式会社のＡ−２、Ａ−３などが挙げられる。
【００７３】
しかし、最近、環境意識の高まりに伴い、前記芳香族系オイルに含まれた多環芳香族炭化水素（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ、以下、ＰＡＨｓという）の含量が３重量％以上であれば、癌を誘発する可能性が高いと知られており、ＴＤＡＥ（ｔｒｅａｔｅｄ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｅｘｔｒａｃｔ）オイル、ＭＥＳ（ｍｉｌｄ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｓｏｌｖａｔｅ）オイル、ＲＡＥ（ｒｅｓｉｄｕａｌ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｅｘｔｒａｃｔ）オイルまたは重質ナフテン系オイルが好ましい。
【００７４】
特に、前記軟化剤として用いるオイルは、前記オイル全体に対してＰＡＨｓ成分の総含量が３重量％以下で、動粘度が９５以上（２１０°Ｆ  ＳＵＳ）、軟化剤内の芳香族成分が１５〜２５重量％、ナフテン系成分が２７〜３７重量％及びパラフィン系成分が３８〜５８重量％のＴＤＡＥオイルが好ましい。
【００７５】
前記ＴＤＡＥオイルは、前記ＴＤＡＥオイルを含むタイヤの低温特性、燃費性能を向上させると共にＰＡＨｓの癌を誘発する可能性などの環境的要因に対しても有利な特性がある。
【００７６】
前記植物油脂は、ヒマシ油、綿実油、亜麻仁油、菜種油、大豆油、パーム油、ヤシ油、落花生油、パイン油、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、紅花油、ゴマ油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを用いることができる。
【００７７】
前記軟化剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して０〜１５０重量部を含むことが原料ゴムの加工性を向上させるという点で好ましい。
【００７８】
前記老化防止剤は、酸素によってタイヤが自動酸化される連鎖反応を停止させるために用いられる添加剤である。前記老化防止剤は、アミン系、フェノール系、キノリン系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩、ワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つを適切に選択して使用することができる。
【００７９】
前記アミン系老化防止剤は、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチル）−ｐ−フェニレンジアミン、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、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジアリール−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−シクロヘキシルｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−オクチル−ｐ−フェニレンジアミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つを用いることができる。
【００８０】
前記フェノール系老化防止剤は、フェノール系の２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−イソブチリデン−ビス（４，６−ジメチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つを用いることができる。
【００８１】
前記キノリン系老化防止剤は、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、及びその誘導体を使用でき、具体的に６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、６−アニリノ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、６−ドデシル−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された何れか１つを用いることができる。前記ワックスは、好ましくは含ろう炭化水素を用いることができる。
【００８２】
前記老化防止剤は、老化防止作用の他、ゴムに対する高溶解度、低揮発性、ゴムに対して非活性である必要があり、加硫を阻害してはいけないなどの条件を考慮して前記原料ゴム１００重量部に対して１〜１５重量部で含まれる。
【００８３】
前記粘着剤は、ゴムとゴムとの間の接着（ｔａｃｋ）性能をさらに向上させ、充填剤のようなその他の添加剤の混合性、分散性、及び加工性を改善させてゴム物性の向上に寄与する。
【００８４】
前記粘着剤は、ロジン（ｒｏｓｉｎ）系樹脂またはテルペン（ｔｅｒｐｅｎｅ）系樹脂のような天然樹脂系粘着剤と石油樹脂、コールタール（ｃｏａｌ  ｔａｒ）またはアルキルフェノール系樹脂などの合成樹脂系粘着剤を用いることができる。
【００８５】
前記ロジン系樹脂は、ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水素添加ロジンエステル樹脂、これらの誘導体及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。前記テルペン系樹脂は、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００８６】
前記石油樹脂は、脂肪族系樹脂、酸改質脂肪族系樹脂、指環族系樹脂、水素添加指環族系樹脂、芳香族系（Ｃ９）樹脂、水素添加芳香族系樹脂、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂、スチレン樹脂、スチレン共重合樹脂及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００８７】
前記コールタールは、クマロン−インデン樹脂（ｃｏｕｍａｒｏｎｅ−ｉｎｄｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ）であり得る。
【００８８】
前記アルキルフェノール樹脂は、ｐ−ｔｅｒｔ−アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂またはレゾルシノールホルムアルデヒド樹脂であってもよく、前記ｐ−ｔｅｒｔ−アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂はｐ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェノールホルムアルデヒド樹脂、ｐ−ｔｅｒｔ−オクチル−フェノールホルムアルデヒド及びこれらの組み合わせからなる群から選択される何れか１つであり得る。
【００８９】
前記粘着剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して２〜４重量部で含まれる。前記粘着剤の含量が前記原料ゴム１００重量部に対して２重量部未満であれば接着性能が低下し、４重量部を超えるとゴム物性が低下することがある。
【００９０】
前記タイヤ用ゴム組成物は、タイヤを構成する多様なゴム構成要素に含まれることができる。前記ゴム構成要素は、トレッド（トレッドキャップ及びトレッドベース）、サイドウォール、サイドウォール挿入物、アペックス（ａｐｅｘ）、チェーファー（ｃｈａｆｅｒ）、ワイヤコートまたはインナーライナーなどが挙げられる。
【００９１】
本発明の他の一実施例によるタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、セルロースウィスカーを原料ゴムに添加することを含む。前記原料ゴムは、原料ゴムそのものであるか、またはタイヤ用ゴム組成物に含まれている原料ゴムであってもよい。
【００９２】
セルロースウィスカーは、親水性基を多量含んでいるため、疏水性の原料ゴムまたはこれを含むタイヤ用ゴム組成物に均一に配合させることが難しい。
【００９３】
したがって、原料ゴムまたはこれを含むゴム組成物にセルロースウィスカーの分散を容易にするために、前記タイヤ用ゴム組成物の製造方法は、有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させてセルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階を含むことができる。
【００９４】
前記有機溶媒は、タイヤ用ゴム組成物に含まれる成分からタイヤの諸物性に影響を与えることなく、セルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に配合することができる。
【００９５】
このような有機溶媒は、例えば、前述したＴＤＡＥオイル、液状の老化防止剤、液状のゴム及びこれらの混合物のうち何れか１つを用いることができる。
【００９６】
有機溶媒に配合されるセルロースウィスカーの含量は、有機溶媒１００重量部に対して１〜３０重量部であり得る。セルロースウィスカーの量が前記範囲を超えると有機溶媒への分散が困難となり、前記範囲未満であればタイヤ用ゴム組成物に有機溶媒が過量含まれてタイヤの諸性能に影響を及ぼす。
【００９７】
また、前記有機溶媒には、セルロースウィスカーの分散度をより高めるために界面活性剤がさらに含まれることができる。
【００９８】
前記界面活性剤は、一般的に使用可能なアニオン、カチオンまたは両側性界面活性剤を両方とも使用することができる。一例として界面活性剤は、アニオン界面活性剤を使用することがセルロースウィスカーの分散度の向上に有利である。
【００９９】
前記界面活性剤は、例えば、有機溶媒１００重量部に対して１〜１０重量部で含まれる。界面活性剤の含量が前記範囲未満であれば界面活性剤による分散度の向上程度が微々たるものであり、前記範囲を超えると分散効率が低下する問題がある。
【０１００】
また、有機溶媒に対するセルロースウィスカーの分散度をさらに向上させるために、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階は、有機溶媒にセルロースウィスカーを分散させ、分散された溶液を超音波処理することを含むことができる。
【０１０１】
前記超音波処理は、超音波分散器を用いて行うことができる。超音波分散器は、当業界で使用するものを制限することなく使用できる。例えば、超音波分散器は、ホーンタイプ超音波分散器とバスタイプ超音波分散器を用いることができる。前記ホーンタイプ超音波分散器を用いる場合、セルロースウィスカーが添加された有機溶媒は約５００ワット／リットルの強さで約１時間超音波処理される。また、前記バスタイプ超音波分散器を用いる場合、セルロースウィスカーが添加された有機溶媒は約１０〜２５℃の硬水または蒸留水内で約１００ワット／リットルの強さで約４時間超音波処理される。前記バスタイプ超音波分散器の場合は水の温度を前記範囲を超えて調節すると分散効率に低下する問題がある。
【０１０２】
前記タイヤ用ゴム組成物の製造方法は、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階の前にセルロースウィスカーを製造する段階をさらに含むことができる。前記セルロースウィスカーを製造する段階は、前述したセルロースウィスカーの製造方法を参考する。
【０１０３】
また、前記タイヤ用ゴム組成物の製造方法は、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を製造する段階の後、前記セルロースウィスカーが分散された溶液を原料ゴムに添加する段階をさらに含むことができる。前記原料ゴムは、原料ゴムそのものであるか、またはタイヤ用ゴム組成物に含まれている原料ゴムであり得る。原料ゴム及びタイヤ用ゴム組成物の具体的な成分及び種類は前述した内容を参考する。
【０１０４】
前記タイヤ用ゴム組成物の製造方法は、上述した内容の他に当業界で採用する方式を制限することなく採用して行うことができる。例えば、前記タイヤ用ゴム組成物は、通常の２段階の連続製造工程で製造されることができる。具体的には、１１０〜１９０℃に達する最大温度、好ましくは１３０〜１８０℃の高温で熱機械的処理または混錬させる第１段階及び架橋結合システムが混合される仕上げ段階で、典型的に１１０℃未満、例えば４０〜１００℃の低温で機械的処理する第２段階をもって適当な混合器で製造することができるが、本発明がこれによって限定されることはない。
【０１０５】
本発明のまた他の一実施例によるタイヤは、前記タイヤ用ゴム組成物を用いて製造したものである。前記タイヤ用ゴム組成物を用いてタイヤを製造する方法は、従来のタイヤの製造に用いられる方法であれば何れも適用が可能であり、本明細書で詳細な説明は省略する。
【０１０６】
前記タイヤは、乗用車用タイヤ、競走用タイヤ、飛行機タイヤ、農機械用タイヤ、オフロード（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｒｏａｄ）タイヤ、トラックタイヤまたはバスタイヤなどであり得る。また、前記タイヤは、ラジアル（ｒａｄｉａｌ）タイヤまたはバイアス（ｂｉａｓ）タイヤであってもよいが、ラジアルタイヤであることが好ましい。
【発明の効果】
【０１０７】
本発明の１つの例示のタイヤ用ゴム組成物は、諸物性に優れたタイヤを提供することができる。具体的に、前記タイヤ用ゴム組成物は、ゴム補強材よりも優れた補強性を有するセルロースウィスカーを含むことによって、既存のゴム補強材を用いたタイヤに比べて顕著に向上した物性を有するタイヤを提供することができる。また、セルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に適用する場合、既存のゴム補強材の含量を低減することができる。その結果、既存のゴム補強材による低伸び率及び低燃費性能なども十分な水準で確保でき、軽量化され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】
【０１０８】
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現されることができ、ここに説明する実施例によって限定されることはない。
【０１０９】
［製造例：セルロースウィスカー及びタイヤ用ゴム組成物の製造］
製造例１．セルロースウィスカーの製造
綿セルロースを室温の食塩水に１２時間浸漬させて膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）された綿セルロースを準備した。また、セルロースの前処理とは別途に６０％塩酸水溶液及び６０％硝酸水溶液を１：１の重量比で混合した酸性水溶液を製造した。
前記酸性水溶液１００重量部に、膨潤された綿セルロース１８重量部を添加した。前記セルロースが添加された酸性水溶液をホットプレートを用いて約９０℃の温度で約８時間熱処理した。その後、熱処理された溶液を収容している反応容器を約２０℃の水を収容している水槽に入れて前記熱処理された溶液を急冷させた。次に、冷却された溶液を濾過し、得られたセルロースウィスカーを蒸留水で洗浄して中和した。分離されたセルロースウィスカーをデシケーターの中で４時間完全乾燥して平均長さが２０〜４０ｎｍのセルロースウィスカーを得た。
【０１１０】
製造例２．ゴム組成物の製造
ＴＤＡＥオイル１００重量部に、前記製造したセルロースウィスカー１８重量部及びアニオン界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩（ａｌｋｙｌｂｅｎｚｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）５重量部を添加した。次に、バスタイプ超音波分散器を用いて前記ＴＤＡＥオイルにセルロースウィスカーを分散させることで、セルロースウィスカーが分散された溶液を製造した。この時、前記分散器の水の温度は約２５℃で、分散時間は約４時間であった。
【０１１１】
前記製造されたセルロースウィスカーが分散された溶液を用いて下記表１のような組成で実施例及び比較例によるタイヤ用ゴム組成物を製造した。前記ゴム組成物の製造は通常のゴム組成物の製造方法による。
【０１１２】
【表１】
2015086388.tif 000002
（単位：重量部）
（１）原料ゴム：天然ゴム
（２）カーボンブラック：Ｎ２２０
（３）界面活性剤：アルキルベンゼンスルホン酸塩
【０１１３】
［実験例：製造されたゴム組成物の物性測定］
前記実施例及び比較例で製造したゴム組成物について物性を測定し、その結果を下記表２に示す。
【０１１４】
【表２】
2015086388.tif 000003
（１）硬度はショアＡ（Ｓｈｏｒｅ  Ａ）タイプの硬度計で測定した値である。硬度は操縦安定性を示すことで、その値が高いほど操縦安定性が向上することを示す。
（２）３００％モジュラス（単位：ｋｇｆ／ｃｍ２）は３００％伸長時の引張強度であって、ＩＳＯ  ３７規格によって測定し、数値が高いほど優れた強度を示す。
（３）引張強度（単位：ｋｇｆ／ｃｍ２）はＡＳＴＭ  Ｄ７９０の方法で測定し、数値が高いほど優れた強度を示す。
（４）破断時の伸び率（単位：％）は引張試験機で試験片が切れるまでの引っ張る（Ｓｔｒａｉｎ）値を％で示すものである。
（５）耐摩耗度はランボーン摩耗度（Ｌａｍｂｏｕｒｎ  ａｂｒａｓｉｏｎ  ｔｅｓｔｅｒ）の比であって、比較例１のゴム組成物から得られたゴム試片の損失量を１００とし、これを基準として指数化して示した値である。前記ゴム試片の損失量は室温で滑り率２５％、荷重１．５ｋｇでゴム試片を回転させて摩耗されたゴム量を測定した。耐摩耗度の数値が高いほど優れた耐摩耗性能を示す。
（６）６０℃  ｔａｎδは、タイヤの低燃費特性を示すもので、ＡＲＥＳ測定機を用いて０．５％変形（ｓｔｒａｉｎ）に１０Ｈｚ周波数で−６０℃から６０℃までＧ’、Ｇ’’、ｔａｎδを測定した。６０℃  ｔａｎδの値は比較例１を１００とし、これを基準として指数化して示した。前記指数が高いほど回転抵抗性能（低燃費性能）が優れたことがわかる。
【０１１５】
比較例１及び２を比較すると、タイヤゴムの引張物性及び耐摩耗性はカーボンブラックの含量が増加するほど向上することを確認することができた。しかし、セルロースウィスカーをタイヤ用ゴム組成物に適用した実施例１及び２は、実施例に比べて多量のカーボンブラックを用いた比較例１よりも優れた引張物性及び耐摩耗性を示した。
【０１１６】
また、比較例１及び２を比較すると、タイヤゴムの適切な引張物性及び耐摩耗性を確保するために、多量のカーボンブラックをゴム組成物に配合する場合に伸び率及びヒステリシスが低下することを確認することができた。しかし、実施例１及び２は、既存に比べて少量のカーボンブラックを用いてもタイヤゴムの諸性能が向上できるため、カーボンブラックの含量が増加するにつれて低い伸び率及びヒステリシスも十分な水準で確保できるということを確認することができた。
【０１１７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることはなく、次の請求範囲で定義する本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。