(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム、シリカおよび２種以上のシランカップリング剤を配合してなるタイヤトレッドゴム組成物であって、少なくとも１種のシランカップリング剤が一般式（１）：
【化１】
0003908368.tif 000008
（式中、Ｒ1は水素原子またはメチル基、Ｒ2はアルキレン基、Ｒ3はアルキル基、Ｘはアルコキシ基、ｍは１〜１００の整数）で示される化合物であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電気抵抗、低転がり抵抗性能（低燃費性）、ウェットグリップ性能、機械的強度、および加工性にバランスよく優れたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、タイヤの分野においては、低転がり抵抗性能（低燃費性）およびウェットグリップ性能を向上させるために、補強剤としてシリカを用いることが行なわれているが、シリカを用いた配合は、電気抵抗が大きくなってラジオノイズなどが発生してしまう、混練り時にシリカが均一に分散しにくく加工性に劣る、えられるゴム組成物の機械的強度が低下するなどの問題がある。
【０００３】
そこで、たとえば特開平９−１１１０４４号公報には、非イオン系界面活性剤を配合する技術が提案されているが、えられるゴム組成物の機械的強度が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
また、特開平１−１１１０４４号公報には、ポリシロキサンを用いてシリカの分散性を向上させ、加工性と耐摩耗性などの物性とをバランスよく向上させているが、電気抵抗があがってしまうという問題がある。
【０００５】
さらに、特開平８−７３６５７号および特開平９−３２４５号各公報には、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類、およびポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールを配合する技術が記載されているが、ムーニー粘度が上がるという問題があり、低転がり抵抗性能（低燃費性）、ウェットグリップ性能、機械的強度、および加工性にバランスよく優れたタイヤトレッド用ゴム組成物はえられていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事実に鑑み、本発明の目的は、低電気抵抗、低転がり抵抗性能（低燃費性）、ウェットグリップ性能、機械的強度、および加工性にバランスよく優れたタイヤトレッド用ゴム組成物をうることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジエン系ゴム、シリカおよび２種以上のシランカップリング剤を配合してなるタイヤトレッドゴム組成物であって、少なくとも１種のシランカップリング剤が一般式（１）：
【０００９】
【化２】
0003908368.tif 000002
【００１０】
（式中、Ｒ1は水素原子またはメチル基、Ｒ2はアルキレン基、Ｒ3はアルキル基、Ｘはアルコキシ基、ｍは１〜１００の整数）で示される化合物であるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において用いるジエン系ゴムとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンブタジエンゴム（ＩＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、ゴムの強度、他のタイヤ材料との接着という点から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、ＢＲを用いるのが好ましい。
【００１２】
つぎに、本発明において用いるシリカとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はない。
【００１３】
かかるシリカについて市販されているものとしては、たとえば日本シリカ（株）製のニップルシールＶＮ３、ＡＱ、ＥＲ、ＮＳ、デクサジャパン社製のウルトラジルＶＮ３などがあげられる。
【００１４】
本発明におけるシリカの配合量としては、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜８０重量部であればよいが、ゴム強度という点から、４０〜８０重量部であるのが好ましく、さらに、硬すぎないという点から、４０〜７０重量部であるのが特に好ましい。
【００１５】
つぎに、本発明のゴム組成物には、２種以上のシランカップリング剤を配合する。そして、少なくとも１種は前記主鎖骨格がポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであって末端にアルコキシシリル基をもつ化合物（以下、「特定の化合物」ともいう。）である。
【００１６】
この化合物が本発明のゴム組成物中に当該化合物が存在すると、末端のアルコキシシリル基がシリカ表面の官能基と反応し、シリカ表面でグラフト反応が起こり、シリカの表面にポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコール分子がグラフト結合して毛がはえたようになり、そのことにより、ゴム組成物中におけるシリカの凝集を抑制することができ、そして分散性を向上させることができるものと考えられる。
【００１７】
また、主鎖骨格がポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであるため、シリカへの加硫促進剤の吸着を防止してえられるゴム組成物の物性を向上させることができる。さらに、主鎖骨格上の酸素原子の非共有電子対がイオン導電性をあげるという理由により、えられるゴム組成物の電気抵抗を下げることができる。
【００１８】
かかる化合物としては、式（１）：
【００１９】
【化３】
0003908368.tif 000003
【００２０】
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基、Ｒ2 はアルキレン基、Ｒ3 はアルキル基、Ｘはアルコキシ基、ｍは１〜１００の整数）で示される化合物を用いるのが好ましい。
【００２１】
前記式（１）中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基である。Ｒ2 はメチレン、エチレン、プロピレンなどのアルキレン基である。Ｒ3 はメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基である。Ｘはメトキシ、エトキシなどのアルコキシ基である。また、ｍは１〜１００の整数であるが、電気抵抗を下げるという点から２〜４０の整数であるのが好ましい。
【００２２】
具体的に式（１）で示される化合物としては、たとえば日本ユニカー（株）製のシランカップリング剤Ａ１２３０などがあげられる。
【００２３】
つぎに、本発明のゴム組成物において配合する前記特定の化合物以外のシランカップリング剤としては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえば式（２）：Ｚ−Ｒ4 −Ｓn −Ｒ4 −Ｚまたは式（３）：Ｚ−Ｒ4 −ＳＨ（式中、Ｒ4 は炭素数１〜１８の２価の炭化水素基、ｎは２〜８の整数、Ｚは−Ｓｉ（Ｒ5 ）6 Ｒ6 、−Ｓｉ（Ｒ6 ）2 Ｒ5 または−Ｓｉ（Ｒ6 ）3 （ただし、Ｒ5 は炭素数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基もしくはフェニル基、Ｒ6 は炭素数１〜８のアルコキシ基もしくは炭素数５〜８のシクロアルコキシ基である）で示される化合物などがあげられる。
【００２４】
前記式（２）によって示される化合物としては、たとえば３，３′−ビス（トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド（たとえば、デグサ社製のＳｉ６９）などがあげられる。
【００２５】
また、前記式（３）によって示される化合物としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（たとえば信越化学工業（株）製のＫＢＭ８０３）などがあげられる。
【００２６】
前記式（２）または式（３）で示される化合物のうちでも、スコーチに問題がないという点から、Ｓｉ６９を用いるのが特に好ましい。
【００２７】
本発明のゴム組成物において、前記シランカップリング剤の配合量としては、前記シリカの配合量の２〜２０重量％に相当する量であればよいが、物性という点から、４〜２０重量％に相当する量であるのが好ましく、さらに、経済性という点から、４〜１６重量％に相当する量であるのが特に好ましい。
【００２８】
また、このばあい、前記特定の化合物とその他のシランカップリング剤の配合割合は、物性という点から、１：６〜１：１（重量比）であるのが好ましく、さらに、電気抵抗を下げるという点から、１：３〜１：１であるのが特に好ましい。
【００２９】
本発明のゴム組成物には、前記成分のほかに、たとえばタルク、クレー、カーボンブラックなどの充填剤、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与剤、イオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤、老化防止剤などを、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて適宜配合することができる。
【００３０】
特に、電気抵抗をさらに低減させるという点からは、カーボンブラックを配合するのが好ましいが、このばあいの配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して、０〜８０重量部であるのが好ましく、さらに、電気抵抗を下げるという点から２０〜８０重量部であるのが特に好ましい。
【００３１】
本発明のゴム組成物は、バンバリーミキサー、オープンロールなどを用いて、常法によりうることができる。
【００３２】
以上のようにしてえられる本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができる。
【００３３】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００３４】
【実施例】
まず、実施例において用いた各成分を表１にまとめて示す。
【００３５】
【表１】
0003908368.tif 000004
【００３６】
実施例１〜２
ジエン系ゴム１００重量部に対して表２に示す配合割合にしたがい、まず、イオウおよび加硫促進剤を除く成分と亜鉛華３重量部およびステアリン酸２重量部とを開閉型バンバリーミキサーを用いて１５０℃にまで加熱しながら３〜５分間混合した。ついでえられた混合物とイオウを１．５重量部、加硫促進剤Ａを１重量部、および加硫促進剤Ｂを０．５重量部とをオープンロールで混合して未加硫のゴム組成物をえた。この未加硫のゴム組成物を１７０℃で１２分間加硫することによって、加硫後の本発明のゴム組成物１〜２をえた。
【００３７】
［試験方法］
▲１▼ムーニー粘度およびスコーチタイム：ＪＩＳ  Ｋ６３００にしたがって１３０℃で測定した。
▲２▼引張り試験：ＪＩＳ  Ｋ６３０１にしたがって、３号ダンベルの形状のサンプルを作製し、引張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎで引張り試験を行ない、Ｍ１００、Ｍ２００、Ｍ３００、ＴB 、ＥB およびＨｓを測定した。
▲３▼損失正接（ｔａｎδ）：岩本製作所（株）製のＶＥＳ−ＳＩＩＩ２を用いて、周波数１０Ｈｚで０℃と７０℃におけるｔａｎδを測定した。０℃におけるｔａｎδの値が大きいほどウェットグリップ性に優れており、７０℃におけるｔａｎδの値が小さいほど低転がり抵抗性に優れている。
▲４▼摩耗試験：岩本製作所（株）製のＦＴ−７０２を用いて、荷重２．５ｋｇｆ、スリップ比４０％の条件で摩耗性を測定した。評価は、後述する比較例１のばあいの値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れている。
▲５▼体積固有抵抗値：アドバンテスト社製の絶縁抵抗測定試験箱と超絶縁測定計を用いて、印加電極１０００Ｖで体積固有抵抗値を測定した。
【００３８】
前記試験の結果を表２にまとめて示す。
【００３９】
比較例１〜６
表２に示す配合割合にかえたほかは、実施例１と同様にして比較ゴム組成物１〜６をえ、実施例１と同様の試験を行なった。結果を表２に示す。
【００４０】
ただし、比較例６においては、界面活性剤を用いず、ポリメチルハイドロジェンシロキサン（信越化学工業（株）製のＫＦ９９）２００ｇ、メタノール８５ｇを混ぜ、塩化白金酸１％イソプロピルアルコール溶液４０μｌを添加し、８０℃で１０時間反応させて混合した化合物を２．２重量部用いた。なお、この化合物の構造は、式（４）：
【００４１】
【化４】
0003908368.tif 000005
【００４２】
（式中、ｐ：ｑ＝２１：７９、ｐ＋ｑ＝３０）で示されるものと考えられる。
【００４３】
【表２】
0003908368.tif 000006
【００４４】
実施例１と比較例２〜６の評価結果より、電気抵抗を下げ、またＭ１００、Ｍ３００などの物性がよく、ムーニー粘度も上がらず、０℃と７０℃のｔａｎδがよい傾向を示すのは実施例１だけということがわかる。また、実施例２と比較例１の評価結果より、前記と同様電気抵抗が下がり、物性が改善されるばかりか、ムーニー粘度が下がり、摩耗もよくなり、０℃と７０℃のｔａｎδも改善されるということがわかる。
【００４５】
実施例３〜４
シリカの一部をカーボンブラック（ＩＳＡＦクラスのＮ２２０）にかえて用い、表３に示す配合割合にかえたほかは実施例１と同様にしてゴム組成物３〜４をえ、試験を行なった。結果を表３に示す。
【００４６】
比較例７〜９
表３に示す配合割合にかえたほかは、実施例１と同様にして比較ゴム組成物７〜９をえ、試験を行なった。結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
0003908368.tif 000007
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、シリカの分散性に優れることにより、低電気抵抗、低転がり抵抗性能（低燃費性）、ウェットグリップ性能、機械的強度、および加工性にバランスよく優れたタイヤトレッド用ゴム組成物をうることができる。