(57)【要約】【課題】改善された分散性、加工性、機械的特性、耐摩耗性能、及び回転抵抗特性を有するタイヤトレッド用ゴム組成物及びこれを用いて製造したタイヤを提供する。【解決手段】本発明によるタイヤトレッド用ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対して補強性充填剤１０〜１００重量部及び下式のシラン化合物１〜２０重量部を含み、原料ゴムはスチレンブタジエンゴム４０〜９０重量部及びブタジエンゴム１０〜６０重量部を含むことを特徴とする。【化１】2015040303.tif 000013（式中、Ｘ〜Ｚ、ａ〜ｃ及びｘは明細書で定義した通りである。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ゴム１００重量部に対して補強性充填剤１０〜１００重量部及び下記一般式（１）のシラン化合物１〜２０重量部を含み、
前記原料ゴムはスチレンブタジエンゴム４０〜９０重量部及びブタジエンゴム１０〜６０重量部を含むことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【化１】
2015040303.tif 000010
（式中、
Ｘはビニル基であり、
Ｙは下記一般式（２ａ）の官能基であり、
Ｚは下記一般式（２ｂ）の官能基であり、
【化２】
2015040303.tif 000011
【化３】
2015040303.tif 000012
（式中、ｄ及びｅはそれぞれ独立して０〜６の整数である。）
ａは０〜６の整数であり、
ｂ及びｃはそれぞれ独立して０〜２の整数であるが、かつ同時に０ではなく、そしてｘは１〜３の整数である。）
【請求項２】
前記シラン化合物は１８０〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記シラン化合物は、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン（ｖｉｎｙｌｔｒｉｓ（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｓｉｌａｎｅ）、トリエトキシビニルシラン（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｖｉｎｙｌｓｉｌａｎｅ）及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
前記補強性充填剤は、窒素吸着比表面積が３０〜３００ｍ２／ｇで、ＤＢＰ（ｎ−ｄｉｂｕｔｙｌ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）吸油量が６０〜１８０ｃｃ／１００ｇであるカーボンブラックと、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ２／ｇで、ＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌ  ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）吸着比表面積が１１０〜１７０ｍ２／ｇであるシリカと、これらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対して加硫剤０．５〜５重量部、加硫促進剤０．１〜１０重量部、加硫促進助剤１〜１０重量部、軟化剤１〜５０重量部、老化防止剤０．１〜１０重量部、粘着剤０．５〜１０重量部、及びこれらの混合物からなる群より選択される添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項６】
請求項１から５に記載のタイヤトレッド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、分散性、加工性、機械的特性、回転抵抗特性、及び耐摩耗性が向上されたタイヤトレッド用ゴム組成物及びこれを用いて製造したタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車に対する低燃費化の要求に伴い、タイヤの回転抵抗の減少による低燃費タイヤの開発が注目を浴びており、これを実現するためにシリカをタイヤトレッドゴムに用いる技術が開発されつつある。
【０００３】
タイヤトレッドゴムの充填剤として広く用いられてきたカーボンブラックは非極性であるが、それとは異なり、シリカは表面に数多くのシラノール基（−ＳｉＯＨ）が存在するため親水性であり、強い極性を有するため非極性のゴムとの混和性が良くない。そのため、シランカップリング剤を用いてこれら問題を解決してきた。
【０００４】
通常、シランカップリング剤は、シリカのシラノール基と反応してシリカの表面化学的特性の極性を非極性に変えてゴムとの混合を容易にする役割をする。しかしながら、従来用いられてきたシランカップリング剤は、スルフィド基（ｓｕｌｆｉｄｅ  ｇｒｏｕｐ）を含んでいるため、１５０℃以上の温度でスコーチ（ｓｃｏｒｃｈ）がたくさん発生して加工性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２０１１−７１６０７号
【特許文献２】大韓民国公開特許第２０１１−７３０６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、分散性、加工性、機械的特性、回転抵抗特性及び耐摩耗性が向上されたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、また、タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造した、低燃費性能が向上されたタイヤトレッド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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一実施例によるタイヤトレッド用ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対して補強性充填剤１０〜１００重量部及び下記一般式（１）のシラン化合物１〜２０重量部を含み、前記原料ゴムはスチレンブタジエンゴム４０〜９０重量部及びブタジエンゴム１０〜６０重量部を含む。
【０００９】
【化１】
2015040303.tif 000002
（式中、
Ｘはビニル基（ＣＨ２＝ＣＨ−）であり、
Ｙは下記一般式（２ａ）の官能基であり、
Ｚは下記一般式（２ｂ）の官能基であり、
【化２】
2015040303.tif 000003
【化３】
2015040303.tif 000004
（式中、ｄ及びｅはそれぞれ独立して０〜６の整数である。）
ａは０〜６の整数であり、
ｂ及びｃはそれぞれ独立して０〜２の整数であるが、かつ同時に０ではなく、そしてｘは１〜３の整数である。）
前記シラン化合物は１８０〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有するものであり得る。
【００１０】
前記シラン化合物は、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン（ｖｉｎｙｌｔｒｉｓ（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｓｉｌａｎｅ）、トリエトキシビニルシラン（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｖｉｎｙｌｓｉｌａｎｅ）及びこれらの混合物からなる群より選択されるものであり得る。
【００１１】
前記補強性充填剤は、窒素吸着比表面積が３０〜３００ｍ２／ｇで、ＤＢＰ（ｎ−ｄｉｂｕｔｙｌ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）吸油量が６０〜１８０ｃｃ／１００ｇであるカーボンブラックと、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ２／ｇで、ＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌ  ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）吸着比表面積が１１０〜１７０ｍ２／ｇであるシリカと、これらの混合物から選択されるものであり得る。
【００１２】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対して加硫剤０．５〜５重量部、加硫促進剤０．１〜１０重量部、加硫促進助剤１〜１０重量部、軟化剤１〜５０重量部、老化防止剤０．１〜１０重量部、粘着剤０．５〜１０重量部、及びこれらの混合物からなる群より選択される添加剤をさらに含むものであり得る。
【００１３】
本発明の他の一実施例によるタイヤは、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造したものである。
【００１４】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１５】
従来、タイヤトレッド用ゴム組成物を製造する場合、用いられたシランカップリング剤は、分子内にスルフィド基を含んでいるため、高温混合時にスコーチを発生させ、その結果、混合温度の上昇を抑制してタイヤゴム組成物内の補強性充填剤の均一な分散が困難であった。
【００１６】
本発明では、従来のスルフィド基を含むシラン系化合物の代りに、シリコーンにビニル基（ｖｉｎｙｌ  ｇｒｏｕｐ）が置換された構造を有するシラン系化合物をカップリング剤として用いることによって原料ゴム内の均一な分散が可能となり、その結果、ゴム組成物の加工性を向上させ、また、従来のスルフィド基を含むシランカップリング剤の使用によるスコーチの発生を防止できるため、高温混合が可能となり、補強性充填剤の分散度を高めてゴム組成物の機械的特性、耐摩耗性能、及び回転抵抗特性を向上させることができる。
【００１７】
具体的には、本発明の一実施例によるタイヤトレッド用ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対して補強性充填剤１０〜１００重量部及び下記一般式（１）のシラン化合物（ｓｉｌａｎｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）１〜２０重量部を含み、前記原料ゴムはスチレンブタジエンゴム（ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｒｕｂｂｅｒ、ＳＢＲ）４０〜９０重量部、及びブタジエンゴム（ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｒｕｂｂｅｒ、ＢＲ）１０〜６０重量部を含む。
【００１８】
【化４】
2015040303.tif 000005
（式中、
Ｘはビニル基（ＣＨ２＝ＣＨ−）であり、
Ｙは下記一般式（２ａ）の官能基であり、
Ｚは下記一般式（２ｂ）の官能基であり、
【化５】
2015040303.tif 000006
【化６】
2015040303.tif 000007
（式中、ｄ及びｅはそれぞれ独立して０〜６の整数である。）
ａは０〜６の整数であり、
ｂ及びｃはそれぞれ独立して０〜２の整数であるが、かつ同時に０ではなく、そしてｘは１〜３の整数である。）
また、前記シラン化合物は耐摩耗性能の改善効果という点で１８０〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することが好ましい。
【００１９】
好ましくは前記シラン化合物は、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン（ｖｉｎｙｌｔｒｉｓ（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｓｉｌａｎｅ）、トリエトキシビニルシラン（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｖｉｎｙｌｓｉｌａｎｅ）またはこれらの混合物などであり得る。
【００２０】
上述したシラン化合物は、原料ゴム１００重量部に対して１〜２０重量部の含量であることが好ましい。シラン化合物の含量が１重量部未満であればシラン化合物の添加による効果が微々たるものであり、２０重量部を超えると配合ゴムの機械的物性が低下する虞がある。より好ましくは前記シラン化合物は原料ゴム１００重量部に対して５〜１０重量部で含まれる。
【００２１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、前記原料ゴムは、機械的剛性の高いスチレンブタジエンゴム４０〜９０重量部と耐摩耗性に優れたブタジエンゴム１０〜６０重量部を含むものであり得る。上述した最適配合比を含むことによって、ゴムを製造する際、摩耗性能、制動性能、及び燃費性能を向上させることができる。前記ブタジエンゴムの含量が１０重量部未満であれば耐摩耗性が低下することがあり、６０重量部を超えると混合加工性の低下によってムーニー粘度が上昇し、伸率及び引張強度などの機械的物性と耐摩耗性能が低下する虞がある。好ましくはスチレンブタジエンゴム６０〜８０重量部とブタジエンゴム２０〜４０重量部を含むものであり得る。
【００２２】
また、前記原料ゴムに使用可能なスチレンブタジエンゴムは、具体的にスチレン含量が２２〜２５重量％、ビニル含量が１５〜１８重量％、数平均分子量（Ｍｎ）５５，０００〜５９，０００、重量平均分子量（Ｍｗ）２６０，０００〜３２０，０００であり、分子量分布（ＭＷＤ）が３．８〜４．２であり得る。上述した物性的特徴を有するスチレンブタジエンゴムを用いることにより、ゴム組成物内の補強性充填剤の分散性、加工性、回転抵抗特性、及び耐摩耗性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記ブタジエンゴムは、シス−１，４ブタジエンの含量が９６重量％以上で、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０４〜−１０７℃の高シス−ブタジエンゴム（Ｈｉｇｈ  ｃｉｓ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｒｕｂｂｅｒ）であり得る。また、前記ブタジエンゴムは、１００℃でのムーニー粘度が４３〜４７のものであり得る。上述したように高シスブタジエンゴムを用いる場合、耐摩耗性能及び動的応力（ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｔｒｅｓｓ）下での熱蓄積制御（Ｈｅａｔ  Ｂｕｉｌｄ  Ｕｐ）に有利である。
【００２４】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、前記補強性充填剤はカーボンブラック、シリカ、及びこれらの混合物からなる群より選択されるものであり得る。
【００２５】
前記補強剤としてシリカを用いる場合、シリカの窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｐｅｒ  ｇｒａｍ、Ｎ２ＳＡ）が低すぎる場合、具体的に１００ｍ２／ｇ未満であれば、充填剤のシリカによる補強性能が低下する虞があり、シリカの窒素吸着比表面積が高すぎる場合、具体的に１８０ｍ２／ｇを超えると、ゴム組成物の加工性が低下する虞がある。また、前記シリカのＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌ  ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）吸着比表面積が低すぎる場合、具体的に１１０ｍ２／ｇ未満であれば、充填剤のシリカによる補強性能が低下する虞があり、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が高すぎる場合、具体的に１７０ｍ２／ｇを超えると、ゴム組成物の加工性が低下する虞がある。これによって、ゴム組成物の補強性能及び加工性に及ぼす影響を考慮して窒素吸着比表面積１００〜１８０ｍ２／ｇ、ＣＴＡＢ吸着比表面積１１０〜１７０ｍ２／ｇのシリカを用いることがより好ましい。
【００２６】
前記シリカは、湿式または乾式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（Ｅｖｏｎｉｋ社製）、ウルトラシルＶＮ３（Ｅｖｏｎｉｋ社製）、ウルトラシル７０００Ｇｒ（Ｅｖｏｎｉｋ社製）、Ｚ１１６５ＭＰ（Ｒｈｏｄｉａ社製）またはＺ１６５ＧＲ（Ｒｈｏｄｉａ社製）などが挙げられる。
【００２７】
また、前記補強剤としてカーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｐｅｒ  ｇｒａｍ、Ｎ２ＳＡ）が低すぎる場合、具体的に３０ｍ２／ｇ未満であれば、充填剤のカーボンブラックによる補強性能が低下する虞があり、カーボンブラックの窒素吸着比表面積が高すぎる場合、具体的に３００ｍ２／ｇを超えると、タイヤ用ゴム組成物の加工性が低下する虞がある。また、前記カーボンブラックのＤＢＰ（ｎ−ｄｉｂｕｔｙｌ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）吸油量が低すぎる場合、具体的に６０ｃｃ／１００ｇ未満であれば、充填剤のカーボンブラックによる補強性能が低下する虞があり、ＤＢＰ吸油量が高すぎる場合、具体的に１８０ｃｃ／１００ｇを超えると、ゴム組成物の加工性が低下する虞がある。これによって、ゴム組成物の補強性能及び加工性に及ぼす影響を考慮して窒素吸着比表面積が３０〜３００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が６０〜１８０ｃｃ／１００ｇのカーボンブラックを使用することがさらに好ましい。
【００２８】
具体的に、前記カーボンブラックは、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。
【００２９】
上述した補強性充填剤は、タイヤトレッド用ゴム組成物の機械的特性の改善効果及び加工性を考慮して原料ゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部で含まれることが好ましい。補強性充填剤の含量が１０重量部未満であれば、機械的特性の改善効果があまりなく、補強性充填剤の含量が１００重量部を超えると、ゴム組成物の加工性が低下する虞がある。
【００３０】
本発明によるタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記成分の他、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤または粘着剤など通常のタイヤトレッド用ゴム組成物の物性的特性の改善のために用いられる添加剤を１種単独または２種以上混合してさらに含んでもよい。
【００３１】
具体的に、前記加硫剤は、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、樹脂加硫剤、酸化マグネシウムなどの金属酸化物を用いることができる。
【００３２】
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使用でき、その他、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）、高分子硫黄などを使用してもよい。
【００３３】
また、前記有機過酸化物は、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシプロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルペルオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、１，１−ジブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチルシロキサン、またはｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルペルオキシバレレートなどを用いることができる。
【００３４】
前記加硫剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜５重量部を含むことによって適切な加硫効果が得られ、原料ゴムは、熱に対する感受性が低く、化学的に安定化させるという点で好ましい。
【００３５】
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。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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−モルフォリノチオ）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。
【００３８】
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。
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。
【００３９】
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、ジオルトトリルグアニジン、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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０．１〜１０重量部で含まれる。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
前記酸化亜鉛とステアリン酸を共に使用する場合、適切な加硫促進助剤としての役割を行うために、前記原料ゴム１００重量部に対して１〜１０重量部でそれぞれ使用することが好ましい。
【００４８】
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、ゴム配合時やゴム製造時に用いられるオイル類その他の材料を意味する。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、本発明がこれに限定されることはない。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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」）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いるため、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。
【００５２】
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％以下であり、動粘度が９５℃以上（２１０°ＦＳＵＳ）、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。
【００５３】
前記ＴＤＡＥオイルは、前記ＴＤＡＥオイルを含むタイヤトレッドの低温特性、燃費性能を高め、さらに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。
【００５４】
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。
【００５５】
前記軟化剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して１〜５０重量部を含むことが原料ゴムの加工性を良くするという点で好ましい。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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０．１〜１０重量部で含まれる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
前記粘着剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜１０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０．５重量部未満であれば接着性能が低下し、１０重量部を超えるとゴム物性が低下するため好ましくない。
【００６９】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、前記成分を通常の方法で混合して製造することができる。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層で一般的に１１０℃未満、例えば４０〜１００℃の低温で機械的処理する第２段階を含む２段階の連続工程によって製造されるが、本発明がこれに限定されることはない。
【００７０】
上述した方法によって製造されるタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリコーンにビニル基が置換された構造を有するシラン系化合物を含むことで、タイヤトレッド用ゴム組成物内のシラン系化合物及び補強性充填剤の均一な分散が可能となり、その結果、ゴム組成物の加工性、耐摩耗性、及び低回転抵抗特性を向上させることができる。これによって前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、トレッド（トレッドキャップ及びトレッドベース）に限定されず、タイヤを構成する様々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、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。
【００７１】
本発明の他の一実施例によれば、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供する。
【００７２】
前記タイヤは、前記タイヤトレッド用ゴム組成物から製造されて改善された耐摩耗性能と低回転特性、そして長寿命特性を有する。
【００７３】
前記タイヤを製造する方法は、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いることを除いて、通常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るため、本明細書で詳細な説明は省略する。ただし、前記タイヤは、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造したタイヤトレッドを含むことができる。
【００７４】
前記タイヤは、乗用車用タイヤ、競走用タイヤ、飛行機用タイヤ、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】
【００７５】
本発明によるタイヤトレッド用ゴム組成物は、カップリング剤としてビニル基を有するシラン系化合物を含むことにより、原料ゴム内の補強性充填剤の均一な分散が可能となり、その結果、ゴム組成物の加工性を向上させ、また、従来のスルフィド基を含むシランカップリング剤の使用によるスコーチの発生を防止でき、高温混合が可能であるため補強性充填剤の分散度をさらに高めてゴム組成物の機械的特性、耐摩耗性能、及び回転抵抗特性を向上させることができる。
【００７６】
したがって、本発明によるタイヤトレッド用ゴム組成物から製造されたタイヤは、機械的特性、耐摩耗性能、及び回転抵抗特性が向上し、その結果、長寿命特性を有する。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
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。
【００７８】
比較例１
下記表１に示すように、スチレンブタジエンゴム８０重量部とブタジエンゴム２０重量部を混合した原料ゴム１００重量部に対してシリカ６０重量部、シランカップリング剤（ＴＥＳＰＴ）５重量部、軟化剤３５重量部、酸化亜鉛３重量部、ステアリン酸１重量部、老化防止剤２．５重量部、加硫促進剤１．８重量部、及び硫黄２重量部を添加してバンバリーミキサーで配合してタイヤトレッド用ゴム組成物を製造した。
【００７９】
比較例２〜４及び実施例１〜３
下記表１に示された構成及び含量でタイヤトレッド用ゴム組成物の成分を混合して使用することを除いては、前記比較例１と同じ方法で実施してタイヤトレッド用ゴム組成物を製造した。
【００８０】
【表１】
2015040303.tif 000008
【００８１】
試験例：物性測定
前記比較例１〜４及び実施例１〜３で製造したタイヤトレッド用ゴム組成物を用いてゴム試片を製造し、製造したゴム試片に対して下記のような方法で様々な物性的特性を評価した。その結果を下記表２に示す。
【００８２】
（１）ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１２５℃）：Ｍｏｏｎｅｙ  ＭＶ２０００（Ａｌｐｈａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器を用いてＬａｒｇｅ  Ｒｏｔｏｒ、予熱１分、ローター作動時間４分、温度１２５℃でムーニー粘度を測定した。
【００８３】
（２）引張物性：硬度はショアＡ（Ｓｈｏｒｅ  Ａ）硬度計を使用し、引張物性はＡＳＴＭ  Ｄ４１２試験法によりインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）試験機を用いて測定した。
【００８４】
（３）粘弾性：ＤＭＴＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）試験機を用いて１０Ｈｚ、静的歪み（ｓｔａｔｉｃ  ｓｔｒａｉｎ）５％、動的歪み（ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｔｒａｉｎ）０．５％条件で−６０℃から８０℃まで温度スウィープ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｗｅｅｐ）をしながら測定した。この際、０℃  ｔａｎδ値が高いほどぬれた路面での制動性能に優れており、６０℃  ｔａｎδ値が低いほど低回転抵抗性能を有する。
【００８５】
（４）耐摩耗性能：耐摩耗性能を予測するためにランボーン摩耗試験機を使用してスリップ率２５％条件で摩耗量を測定した後、比較例１を１００とし、これを基準として指数化して表現した。耐摩耗性能はその値が大きいほど良い。
【００８６】
【表２】
2015040303.tif 000009
【００８７】
前記表２の結果を参照して説明すると、ムーニー粘度は、ビニル基を含むシラン化合物をカップリング剤として含む実施例１〜３のゴム試片が、スルフィド基を含むシランカップリング剤を用いた比較例１及びシラン化合物の含量が本発明の範疇に含まれていない比較例２のゴム試片に比べて低い値を示した。実施例１〜３のゴム試片は、ビニル基を含むシラン化合物によってゴム内のシリカが均一に分散され、その結果、ムーニー粘度が低くなった。その結果から、ビニル基を含むシラン化合物を含む実施例１〜３のゴム組成物が加工性の側面でより優秀な効果をあることが分かる。
【００８８】
また、実施例１〜３のゴム試片は、原料ゴムの組成が本発明の条件を充足していない比較例４のゴム試片と比較して顕著に低いムーニー粘度を示した。比較例４は、ブタジエンゴムの含量が高すぎて混合加工性が低下してムーニー粘度が上昇した。
【００８９】
引張物性は、実施例１〜３のゴム試片が比較例１及び２のゴム試片と比較して全般的に上昇し、硬度、１００％モジュラス、３００％モジュラス、及び引張強度の側面で優れており、特に原料ゴムの条件を充足していない比較例３及び４のゴム試片と比較して伸率及び引張強度の側面で顕著に改善された。
【００９０】
また、粘弾性は、実施例１〜３が比較例１〜４に比べて０℃  ｔａｎδ値は高く、かつ６０℃  ｔａｎδ値は低いため回転抵抗性能が改善され、その点から自動車の燃費の向上も予想することができる。
【００９１】
耐摩耗性能も実施例１〜３が比較例１〜２よりも高く、優れた摩耗性能が得られた。また、原料ゴムの条件を充足していない比較例３〜４のゴム試片と比較して実施例１〜３がより改善された耐摩耗性能が得られた。これはブタジエンゴムの含量が多いほど耐摩耗性能に有利であるが、比較例３はこのようなブタジエンゴムを含んでおらず、比較例４はブタジエンの含量が高すぎるため、スチレン−ブタジエンゴムとの混和性が低下して均一に混合されず、耐摩耗性能が低下するからである。
【００９２】
上述した実験結果から本発明のようにビニル基を含有したシラン系カップリング剤を含み、かつ原料ゴムとゴム組成物の構成成分の最適の組み合わせ条件を充足する実施例１〜３が、加工性、機械的物性、回転抵抗特性、及び耐摩耗性の側面で顕著に改善された特性が得られることが分かる。
【００９３】
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。