特許 6010662 ゴム組成物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010662

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】ゴム組成物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/20 20060101AFI20161006BHJP

   C08L 9/00 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 3/00 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 5/31 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 5/44 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 5/47 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 5/5419 20060101ALI20161006BHJP

   C08K 5/09 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   C08J3/20 BCEQ

   C08L9/00

   C08K3/00

   C08K5/31

   C08K5/44

   C08K5/47

   C08K5/5419

   C08K5/09

【請求項の数】16

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2015-116594(P2015-116594)

(22)【出願日】2015年6月9日

(62)【分割の表示】特願2012-536603(P2012-536603)の分割

【原出願日】2011年10月3日

(65)【公開番号】特開2015-178631(P2015-178631A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2015年6月10日

(31)【優先権主張番号】特願2010-224355(P2010-224355)

(32)【優先日】2010年10月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100078732

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 保

(74)【代理人】

【識別番号】100119666

【弁理士】

【氏名又は名称】平澤 賢一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 誠一

(72)【発明者】

【氏名】堀江 暁

【審査官】 久保田 葵

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５１４８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５７００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１２３３０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５３０４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３０９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０７８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９９８２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０４３８５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ３／００−３／２８、９９／００

Ｃ０８Ｋ ３／００−１３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００−１０１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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種からなるゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）を含む充填材、シランカップリング剤（Ｃ）、及びグアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤（Ｄ）、並びに有機酸化合物（Ｅ）を含むゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物を複数段階で混練し、混練の第一段階で該ゴム成分（Ａ）、該無機充填材（Ｂ）の全部又は一部、該シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部、該加硫促進剤（Ｄ）、及び該有機酸化合物（Ｅ）の一部または添加せず混練し、且つ該第一段階におけるゴム組成物中の該有機酸化合物（Ｅ）の分子数Ｘが該加硫促進剤（Ｄ）の分子数Ｙに対して以下の式［１］の関係にあり、該第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物（Ｅ）に含まれるステアリン酸が、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して１．５質量部以下であることを特徴とするゴム組成物の製造方法。
０≦Ｘ≦１．５×Ｙ、かつ、Ｙ≠０ ・・・［１］

【請求項2】

前記ゴム成分（Ａ）が、天然ゴム及び乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体から選ばれる少なくとも１種からなるゴム成分であり、且つ該第一段階におけるゴム組成物中の該有機酸化合物（Ｅ）の分子数Ｘが該加硫促進剤（Ｄ）の分子数Ｙに対して以下の式［１］の関係にある、請求項１に記載のゴム組成物の製造方法。
０＜Ｘ≦１．５×Ｙ ・・・［１］

【請求項3】

前記ゴム成分（Ａ）が、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムのみからなり、且つ該第一段階におけるゴム組成物中の該有機酸化合物（Ｅ）の分子数Ｘが該加硫促進剤（Ｄ）の分子数Ｙに対して以下の式［２］の関係にある、請求項１に記載のゴム組成物の製造方法。
０≦４．７Ｘ≦３．５Ｙ、かつ、Ｙ≠０ ・・・［２］

【請求項4】

前記第一段階におけるゴム組成物の最高温度が、１２０〜１９０℃である請求項１〜３のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項5】

前記シランカップリング剤（Ｃ）が、下記一般式（Ｉ）及び（II）で表わされる化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【化1】

[式中、Ｒ^１は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数２〜８の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基又は水素原子であり、Ｒ^２は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、Ｒ^３は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。ａは平均値として２〜６であり、ｐ及びｒは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として０〜３である。但しｐ及びｒの双方が３であることはない。]

【化2】

[式中、Ｒ^４は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数２〜８の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基又は水素原子であり、Ｒ^５は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、Ｒ^６は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。Ｒ^７は一般式
（−Ｓ−Ｒ^８−Ｓ−）、（−Ｒ^９−Ｓ_ｍ１−Ｒ^１０−）及び（−Ｒ^１１−Ｓ_ｍ２−Ｒ^１２−Ｓ_ｍ３−Ｒ^１３−）のいずれかの二価の基（Ｒ^８〜Ｒ^１３は各々炭素数１〜２０の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、又は硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、ｍ１、ｍ２及びｍ３は同一でも異なっていてもよく、各々平均値として１以上４未満である。）であり、複数あるｋは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として１〜６であり、ｓ及びｔは各々平均値として０〜３である。但しｓ及びｔの双方が３であることはない。]

【請求項6】

前記シランカップリング剤（Ｃ）が、上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物である請求項５に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項7】

前記無機充填材（Ｂ）がシリカである請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項8】

前記充填材中、前記無機充填材（Ｂ）が３０質量％以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項9】

前記混練の第一段階におけるゴム組成物中の前記加硫促進剤（Ｄ）の分子数がシランカップリング剤（Ｃ）の分子数の０．１〜１．０倍である請求項１〜８のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項10】

前記グアニジン類が、１,３−ジフェニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン及び１−ｏ−トリルビグアニドから選ばれる少なくとも１種の化合物である請求項１〜９のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項11】

前記スルフェンアミド類が、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドから選ばれる少なくとも１種の化合物である請求項１〜９のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項12】

前記チアゾール類が、２−メルカプトベンゾチアゾール及びジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドから選ばれる少なくとも１種の化合物である請求項１〜９のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項13】

前記混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる前記有機酸化合物中の５０モル％以上がステアリン酸である請求項１〜１２のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項14】

前記混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる前記有機酸化合物中の５０モル％以上が、ロジン酸及び脂肪酸から選ばれる少なくとも１種の化合物である請求項１〜１２のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項15】

前記第一段階において、前記ゴム成分（Ａ）、前記無機充填材（Ｂ）の全部又は一部及び前記シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部を混練した後に前記加硫促進剤（Ｄ）を加えて、さらに混練する請求項１〜１４のいずれか１項に記載のゴム組成物の製造方法。

【請求項16】

前記混練の第一段階において、前記ゴム成分（Ａ）、前記無機充填材（Ｂ）の全部又は一部、及び前記シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部を加えた後、前記第一段階の途中で該加硫促進剤（Ｄ）を加えるまでの時間が、１０〜１８０秒である、請求項１〜１５のいずれか１項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、低発熱性を向上する、無機充填材を含むゴム組成物の製造方法に関するものである。

【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の規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に関する要求が高まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても転がり抵抗の低減が求められている。従来、タイヤの転がり抵抗を減少する手法として、タイヤ構造を最適化する手法も検討されてきたが、タイヤに適用するゴム組成物としてより発熱性の低いゴム組成物を用いることが、現在、最も一般的な手法として行われている。
このような発熱性の低いゴム組成物を得る方法として、充填材としてシリカ等の無機充填材を使用する方法が知られている。
しかし、無機充填材配合ゴム組成物において、シリカ等の無機充填材を配合する際には、無機充填材、特にシリカはゴム組成物中で凝集してしまうため（シリカ表面の水酸基が原因で凝集してしまうため）、凝集を防止するためにシランカップリング剤が用いられる。
従って、シランカップリング剤を配合して上記問題を好適に解決するために、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める目的で種々の試みがなされている。

【0003】

例えば、特許文献１では、基本成分として、少なくとも(i)１種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)エナミン及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が提案されている。
また、特許文献２では、基本成分として、少なくとも(i)１種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)ジチオリン酸亜鉛及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が開示されている。
特許文献３では、少なくとも、(i) ジエンエラストマー、(ii) 強化充填剤としての無機充填剤、(iii)（無機充填剤／ジエンエラストマー）カップリング剤としての多硫化アルコキシシラン（ＰＳＡＳ）をベースとし、(iv) アルジミン（Ｒ−ＣＨ＝Ｎ−Ｒ）及び(v) グアニジン誘導体とが併用されているゴム組成物が記載されている。
さらに、特許文献４では、少なくとも：(ｉ)ジエンエラストマー、(ii)補強フィラーとしての無機フィラー、(iii)カップリング剤としての多硫化アルコキシシランに基づき、(iv)1,2-ジヒドロピリジン及び(ｖ)グアニジン誘導体を伴うゴム組成物が提案されている。
しかしながら、これらの発明は、混練条件についての考慮がなされていなかった。
また、混練条件を考慮して、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める例としては、特許文献５が挙げられるが、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める効果が他の配合剤により低減することを抑制する考慮がなされていなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００２−５２１５１５号公報

【特許文献2】特表２００２−５２１５１６号公報

【特許文献3】特表２００３−５３０４４３号公報

【特許文献4】特表２００３−５２３４７２号公報

【特許文献5】国際公開２００８／１２３３０６号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような状況下で、シランカップリング剤のカップリング機能の活性低減を好適に抑制し、カップリング機能の活性をさらに高めて、好適に低発熱となるゴム組成物を得ることが可能なゴム組成物の製造方法を提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、上記課題を解決するために、混練工程の第一段階において、ゴム成分と、無機充填材の全部又は一部と、シランカップリング剤の全部又は一部と、グアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤とを配合し、種々実験を進めた結果、グアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤を配合した場合であっても、カップリング機能の活性を高める効果が高い場合と低い場合が存在することを見出した。そして、効果を高める要因を種々実験的に解析した結果、カップリング機能の活性を高めるようにするためには、有機酸化合物の配合量とグアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤の配合量とを特定の関係にすればよいことを実験的に知見した。本発明者らは、行った実験の一部をグラフ上にプロットすることにより、グラフから臨界回帰式である後述する式［１］を導出して、本発明を完成させるに至った。図１に、得られた本発明に係る式［１］の臨界回帰式を示す。
即ち、本発明は、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種からなるゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）を含む充填材、シランカップリング剤（Ｃ）、及びグアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤（Ｄ）、並びに有機酸化合物（Ｅ）を含むゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物を複数段階で混練し、混練の第一段階で該ゴム成分（Ａ）、該無機充填材（Ｂ）の全部又は一部、該シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部、該加硫促進剤（Ｄ）、及び該有機酸化合物（Ｅ）の一部または添加せず混練し、且つ該第一段階におけるゴム組成物中の該有機酸化合物（Ｅ）の分子数Ｘが該加硫促進剤（Ｄ）の分子数Ｙに対して以下の式［１］の関係にあり、該第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物（Ｅ）に含まれるステアリン酸が、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して１．５質量部以下であることを特徴とするゴム組成物の製造方法である。
０≦Ｘ≦１．５×Ｙ、かつ、Ｙ≠０ ・・・［１］

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、シランカップリング剤のカップリング機能の活性低減を好適に抑制し、カップリング機能の活性をさらに高めて、低発熱性に優れたゴム組成物を得ることが可能であるゴム組成物の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る式［１］の臨界回帰式を示すグラフである。Ｘは混練の第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物（Ｅ）の分子数であり、Ｙはそのゴム組成物中の加硫促進剤（Ｄ）の分子数である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のゴム組成物の製造方法は、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種からなるゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）を含む充填材、シランカップリング剤（Ｃ）、及びグアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤（Ｄ）、並びに有機酸化合物（Ｅ）を含むゴム組成物の製造方法であって、該ゴム組成物を複数段階で混練し、混練の第一段階で該ゴム成分（Ａ）、該無機充填材（Ｂ）の全部又は一部、該シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部、該加硫促進剤（Ｄ）、及び該有機酸化合物（Ｅ）を混練し、且つ該第一段階におけるゴム組成物中の該有機酸化合物（Ｅ）の分子数Ｘが該加硫促進剤（Ｄ）の分子数Ｙに対して以下の式［１］の関係にあることを特徴とする。
０≦Ｘ≦１．５×Ｙ ・・・［１］
本発明において、混練の第一段階で加硫促進剤（Ｄ）を加えて混練するのは、シランカップリング剤（Ｃ）のカップリング機能の活性を高めるためであり、混練の第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物（Ｅ）の分子数（モル数）Ｘを加硫促進剤（Ｄ）の分子数（モル数）Ｙの１．５倍以下とするのは、加硫促進剤（Ｄ）配合によるカップリング機能の活性向上効果が低減するのを好適に抑制するためである。
なお、上記式［１］において、Ｘ＝０は有機化合物（Ｅ）を配合しないことを意味する。即ち、本発明に係る混練の第一段階において有機酸化合物（Ｅ）を加えなくてもよい。

【0010】

上記のシランカップリング剤（Ｃ）のカップリング機能の活性をより好適に高めるためには、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度が、１２０〜１９０℃であることが好ましく、１３０〜１７５℃であることがより好ましく、１４０〜１７０℃であることがさらに好ましい。
本発明に係る混練の第一段階において、前記ゴム成分（Ａ）、前記無機充填材（Ｂ）の全部又は一部及び前記シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部を混練した後に前記加硫促進剤（Ｄ）を加えて、さらに混練する場合では、混練の第一段階で、該ゴム成分（Ａ）、該無機充填材（Ｂ）の全部又は一部、及び該シランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部を加えた後、該第一段階の途中で該加硫促進剤（Ｄ）を加えるまでの時間を１０〜１８０秒とすることが好ましい。この時間は１０〜１５０秒がより好ましく、３０〜１５０秒が更に好ましく、３０〜１２０秒が特に好ましい。
この時間が１０秒以上であれば（Ｂ）と（Ｃ）の反応を十分に進行させることができる。この時間が１８０秒を超えても（Ｂ）と（Ｃ）の反応は既に十分に進行しているので、更なる効果は享受しにくく、上限値を１８０秒とすることが好ましい。

【0011】

本発明におけるゴム組成物の混練工程は、加硫促進剤（Ｄ）を除くその他の加硫系薬品を含まない混練の第一段階と、加硫系薬品を含む混練の最終段階の少なくとも２つの段階を含むものであり、必要に応じ、加硫促進剤（Ｄ）を除くその他の加硫系薬品を含まない混練の中間段階を含んでもよい。ここで、加硫系薬品とは、加硫に関わる薬品を示し、具体的には加硫剤及び加硫促進剤を示す。
なお、本発明における混練の第一段階とは、ゴム成分（Ａ）と無機充填材（Ｂ）とシランカップリング剤（Ｃ）とを混練する最初の段階をいい、最初の段階でゴム成分（Ａ）と無機充填材（Ｂ）以外の充填材とを混練する場合やゴム成分（Ａ）のみを予備練りする場合の段階は含まれない。
本発明において、第一段階、中間段階などの最終段階より前の混練段階とは、ゴム成分、無機充填剤、カップリング剤などの、加硫系薬品（加硫剤や加硫促進剤）以外の原材料を配合し、混練する工程であり、無機充填剤のゴム組成物への分散を行い、ゴム成分を補強する為の工程である。本発明では第一段階にて加硫促進剤（Ｄ）を配合することにより無機充填剤のゴム組成物への分散をより良好にすることを特徴としたものである。なお、中間段階でゴム成分や充填剤等を配合し、混練してもよい。
混練の第一段階より後、かつ最終段階より前の中間段階を含む場合には、中間混練段階におけるゴム組成物の最高温度は１２０〜１９０℃であることが好ましく、１３０〜１７５℃であることがより好ましく、１４０〜１７０℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は１０秒から２０分であることが好ましく、１０秒から１０分であることがより好ましく、３０秒から５分であることがさらに好ましい。なお、中間段階を含む際には、第一段階の混練段階後、ゴム組成物の温度を第一段階の混練終了後の温度より１０℃以上低下させてから次の段階へ進むことが好ましい。
また、混練の最終段階とは、加硫系薬品（加硫剤、加硫促進剤）を配合し、混練する工程をいう。この最終段階におけるゴム組成物の最高温度は６０〜１４０℃であることが好ましく、８０〜１２０℃であることがより好ましく、１００〜１２０℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は１０秒から２０分であることが好ましく、１０秒から１０分であることがより好ましく、２０秒から５分であることがさらに好ましい。
混練の第一段階、中間段階から最終段階に進む際には、ゴム組成物の温度を中間段階の混練終了後の温度より１０℃以上低下させてから次の段階へ進むことが好ましい。

【0012】

［シランカップリング剤（Ｃ）］
本発明のゴム組成物の製造方法に用いられるシランカップリング剤（Ｃ）は、下記一般式（Ｉ）及び（II）で表わされる化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
本発明方法に係るゴム組成物は、このようなシランカップリング剤（Ｃ）を用いることにより、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より耐摩耗性の良好な空気入りタイヤを与えることができる。
以下、下記一般式（Ｉ）及び（II）を順に説明する。

【0013】

【化1】

式中、Ｒ^１は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数２〜８の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基又は水素原子であり、Ｒ^２は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、Ｒ^３は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。ａは平均値として２〜６であり、ｐ及びｒは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として０〜３である。但しｐ及びｒの双方が３であることはない。

【0014】

上記一般式（Ｉ）で表わされるシランカップリング剤（Ｃ）の具体例として、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（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、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（３−トリエトキシシリルプロピル）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（３−メチルジメ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（３−トリエトキシシリルプロピル）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（３−メチルジメ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（３−モノエトキシジメチルシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−モノエトキシジメチルシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−モノエトキシジメチルシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−モノメトキシジメチルシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−モノメトキシジメチルシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−モノメトキシジメチルシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−モノエトキシジメチルシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（２−モノエトキシジメチルシリルエチル）トリスルフィド、ビス（２−モノエトキシジメチルシリルエチル）ジスルフィド等が挙げられる。

【0015】

【化2】

式中、Ｒ^４は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数２〜８の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基又は水素原子であり、Ｒ^５は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、Ｒ^６は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数１〜８の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。Ｒ^７は一般式
（−Ｓ−Ｒ^８−Ｓ−）、（−Ｒ^９−Ｓ_ｍ１−Ｒ^１０−）及び（−Ｒ^１１−Ｓ_ｍ２−Ｒ^１２−Ｓ_ｍ３−Ｒ^１３−）のいずれかの二価の基（Ｒ^８〜Ｒ^１３は各々炭素数１〜２０の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、又は硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、ｍ１、ｍ２及びｍ３は同一でも異なっていてもよく、各々平均値として１以上４未満である。）であり、複数あるｋは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として１〜６であり、ｓ及びｔは各々平均値として０〜３である。但しｓ及びｔの双方が３であることはない。

【0016】

上記一般式（II）で表わされるシランカップリング剤（Ｃ）の具体例として、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_１０−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_３−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_３−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２．５−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_３−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_１０−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_１０−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_４−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、
平均組成式（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３等で表される化合物が好適に挙げられる

【0017】

本発明に係るシランカップリング剤（Ｃ）は、上記一般式（Ｉ）及び（II）で表わされる化合物の内、上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物が特に好ましい。加硫促進剤（Ｄ）はゴム成分（Ａ）と反応するポリスルフィド結合部位の活性化を起こし易いからである。
本発明においては、シランカップリング剤（Ｃ）は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係るゴム組成物のシランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、質量比｛シランカップリング剤（Ｃ）／無機充填材（Ｂ）｝が（１／１００）〜（２０／１００）であることが好ましい。（１／１００）以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果をより好適に発揮することとなり、（２０／１００）以下であれば、ゴム組成物のコストが低減し、経済性が向上するからである。更には質量比（３／１００）〜（２０／１００）であることがより好ましく、質量比（４／１００）〜（１０／１００）であることが特に好ましい。

【0018】

［加硫促進剤（Ｄ）］
本発明のゴム組成物の製造方法に用いられる加硫促進剤（Ｄ）として、グアニジン類、スルフェンアミド類及びチアゾール類が挙げられる。
グアニジン類としては、１,３−ジフェニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩、１,３−ジ−ｏ−クメニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−ビフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−クメニル−２−プロピオニルグアニジン等が挙げられ、１,３−ジフェニルグアニジン、１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン及び１−ｏ−トリルビグアニドは反応性が高いので好ましく、１,３−ジフェニルグアニジンは反応性がより高いので特に好ましい。
スルフェンアミド類としては、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−メチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−エチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−プロピル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ペンチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ペンチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−オクチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−２−エチルヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−デシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ドデシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ステアリル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジペンチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジペンチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジオクチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジ−２−エチルヘキシルベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−デシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジドデシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジステアリル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等が挙げられる。これらの内、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドは、反応性が高いので好ましい。
チアゾール類としては２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、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シクロヘキシルアミン塩、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール、２−（４’−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール、４−メチル−２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−（４−メチル−２−ベンゾチアゾリル）ジスルフィド、５−クロロ−２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾールナトリウム、２−メルカプト−６−ニトロベンゾチアゾール、２−メルカプト-ナフト[１，２−ｄ]チアゾール、２−メルカプト−５−メトキシベンゾチアゾール、６−アミノ−２−メルカプトベンゾチアゾール等が挙げられる。これらの内、２−メルカプトベンゾチアゾール及びジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドは、反応性が高く好ましい。

【0019】

本発明に係る混練の第一段階において、加硫促進剤（Ｄ）の分子数（モル数）がシランカップリング剤（Ｃ）の分子数（モル数）の０．１〜１．０倍であることが好ましい。０．１倍以上であればシランカップリング剤（Ｃ）の活性化が十分に起こり、１．０倍以下であれば加硫速度に大きな影響は与えないからである。更に好ましくは、該加硫促進剤（Ｄ）の分子数（モル数）はシランカップリング剤（Ｃ）の分子数（モル数）の０．３〜１．０倍であり、特に好ましくは、０．４〜１．０倍である。

【0020】

さらに、前記第一段階における加硫促進剤（Ｄ）の投入方法として、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部又は一部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部又は一部を混練した後に加硫促進剤（Ｄ）を加えて、さらに混練することが好ましい。この投入方法により、シランカップリング剤（Ｃ）とシリカとの反応が十分に進行した後に、シランカップリング剤（Ｃ）とゴム成分（Ａ）との反応を進行させることができるからである。
なお、加硫促進剤（Ｄ）は、硫黄加硫の促進剤としても用いられるので、混練の最終段階においても所望により適量を配合してもよい。混練の最終段階で加硫促進剤を配合する際には、本発明に係る加硫促進剤（D）に限定されず、公知の加硫促進剤を配合することもできる。

【0021】

［有機酸化合物（Ｅ）］
本発明における有機酸化合物（Ｅ）としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、カプリン酸、ペラルゴン酸、カプリル酸、エナント酸、カプロン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ネルボン酸等の飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸並びにロジン酸や変性ロジン酸等の樹脂酸などの有機酸、前記飽和脂肪酸及び前記不飽和脂肪酸並びに樹脂酸のエステルなどが挙げられる。
本発明においては、加硫促進助剤としての機能を十分に発揮する必要があることから、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物（Ｅ）中の５０モル％以上がステアリン酸であることが好ましい。
また、ゴム成分（Ａ）が乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体及び天然ゴムから選ばれる少なくとも１種を含む場合は、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物（Ｅ）中の５０モル％以上が、該乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体及び該天然ゴムから選ばれる少なくとも１種に含まれる、ロジン酸及び脂肪酸から選ばれる少なくとも１種の化合物であることが好ましい。乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体に含まれるロジン酸（変性ロジン酸も包含される。）及び脂肪酸は、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体を重合するのに必要な乳化剤に由来するものである。また、天然ゴムは、通常、脂肪酸を少量含んでいる。

【0022】

［ゴム成分（Ａ）］
本発明のゴム組成物の製造方法に用いられるゴム成分（Ａ）の合成ジエン系ゴムとしては、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−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）等を用いることができ、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、１種単独でも、２種以上のブレンドとして用いてもよい。

【0023】

本発明のゴム組成物の製造方法に用いられる無機充填材（Ｂ）は、シリカ及び下記一般式（III）で表される無機化合物を用いることができる。
ｄＭ^１・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・（III）
ここで、一般式（III）中、Ｍ^１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なる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｄ、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。
尚、一般式（III）において、ｘ、ｚがともに０である場合には、該無機化合物はアルミニウム、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少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。

【0024】

本発明においては、上述の無機充填材（Ｂ）の内、低転がり性と耐摩耗性の両立の観点からシリカが好ましい。シリカとしては市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのＢＥＴ比表面積（ＩＳＯ ５７９４／１に準拠して測定する）は４０〜３５０ｍ^２／ｇであるのが好ましい。ＢＥＴ比表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、ＢＥＴ比表面積が８０〜３５０ｍ^２／ｇの範囲にあるシリカがより好ましく、ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ^２／ｇを超え、３５０ｍ^２／ｇ以下であるシリカが更に好ましく、ＢＥＴ比表面積が１３５〜３５０ｍ^２／ｇの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＡＱ」（ＢＥＴ比表面積 ＝２０５ｍ^２／ｇ）、「ニップシールＫＱ」（ＢＥＴ比表面積 ＝２４０ｍ^２／ｇ）、デグッサ社製、商品名「ウルトラジルＶＮ３」（ＢＥＴ比表面積 ＝１７５ｍ^２／ｇ）等の市販品を用いることができる。

【0025】

前記一般式（III）で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）、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［Ａｌ_２（ＣＯ_３）_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（ＭｇＣＯ_３）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ_２・９Ｈ_２Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ_２）、チタン黒（ＴｉＯ_２ｎ−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・Ａｌ_２Ｏ_３）、クレー（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、カオリン（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ_２ＳｉＯ₅ 、Ａｌ_４・３ＳｉＯ_４・５Ｈ_２Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、ＭｇＳｉＯ_３等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ_２・ＳｉＯ_４等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＯ・２ＳｉＯ_２等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ_４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）_２・ｎＨ_２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ_３）_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、前記一般式（III）中のＭ^１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、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
一般式（III）で表されるこれらの無機化合物は、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。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、０．０１〜１０μｍの範囲が好ましく、０．０５〜５μｍの範囲がより好ましい。
本発明における無機充填材（Ｂ）は、シリカ単独で使用してもよいし、シリカと一般式（III）で表される無機化合物の１種以上とを併用してもよい。

【0026】

本発明に係るゴム組成物の充填材は、所望により、上述の無機充填材（Ｂ）に加えてカーボンブラックを含有してもよい。カーボンブラックを含有することにより、電気抵抗を下げて帯電を抑止する効果を享受できる。このカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば高、中又は低ストラクチャーのＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ、Ｎ３３９、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦグレードのカーボンブラック、特にＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ、Ｎ３３９、ＨＡＦ、ＦＥＦグレードのカーボンブラックを用いるのが好ましい。窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ、ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２：２００１に準拠して測定する）が３０〜２５０ｍ^２／ｇであることが好ましい。このカーボンブラックは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明において、カーボンブラックは無機充填材（Ｂ）に含まれない。

【0027】

本発明に係るゴム組成物の無機充填材（Ｂ）は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して、２０〜１２０質量部使用することが好ましい。２０質量部以上であれば、ウエット性能を確保する観点から好ましく、１２０質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、３０〜１００質量部使用することがより好ましい。
また、本発明に係るゴム組成物の充填材は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して、２０〜１５０質量部使用することが好ましい。２０質量部以上であれば、ゴム組成物の補強性向上の観点から好ましく、１５０質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。
前記充填材中、無機充填材（Ｂ）が３０質量％以上であることがウェット性能と転がり抵抗の両立の観点から好ましく、４０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。
なお、無機充填材（Ｂ）としてシリカを使用する場合は、前記充填材中、シリカが３０質量％以上であることが好ましく、３５質量％以上であることが更に好ましい。

【0028】

本発明のゴム組成物の製造方法において、通常、ゴム組成物に配合される亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤等の各種配合剤は、必要に応じ、混練の第一段階又は最終段階、あるいは第一段階と最終段階の中間段階において混練りされる。
本発明の製造方法における混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。

【実施例】

【0029】

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。
なお、低発熱性（ｔａｎδ指数）を下記の方法により評価した。

【0030】

低発熱性（ｔａｎδ指数）
粘弾性測定装置（レオメトリックス社製）を使用し、温度６０℃、動歪み５％、周波数１５Ｈｚでｔａｎδを測定した。比較例１、１９、４６、５４、６２又は７０のｔａｎδの逆数を１００として下記式にて指数表示した。指数値が大きい程、低発熱性であり、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
低発熱性指数＝｛（比較例１、１９、４６、５４、６２又は７０の加硫ゴム組成物のｔａｎδ）／（供試加硫ゴム組成物のｔａｎδ）｝×１００

【0031】

製造例１ 平均組成式
(CH₃CH₂O)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S_2.5-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OCH₂CH₃)₃で表されるシランカップリング剤の製造
窒素ガス導入管、温度計、ジムロート型コンデンサー及び滴下ロートを備えた２リットルのセパラブルフラスコに、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン１１９ｇ（０．５モル）を仕込み、攪拌下、有効成分２０質量％のナトリウムエトキシドのエタノール溶液１５１．２ｇ（０．４５モル）を加えた。その後、８０℃に昇温し、３時間攪拌を続けた。その後冷却し、滴下ロートに移した。
次いで、上記と同様のセパラブルフラスコに、１，６−ジクロロヘキサンを６９．７５ｇ（０．４５モル）仕込み、８０℃に昇温した後、上記の３−メルカプトプロピルトリエトキシシランとナトリウムエトキシドの反応物をゆっくり滴下した。滴下終了後、８０℃で５時間攪拌を続けた。その後冷却し、得られた溶液中から塩を濾別し、さらにエタノール及び過剰の１，６−ジクロロヘキサンを減圧留去した。得られた溶液を減圧蒸留し、沸点１４８〜１５０℃／０．００５ｔｏｒｒ（０．６７Ｐａ）の無色透明の液体１３７．７ｇを得た。ＩＲ分析、^１Ｈ−ＮＭＲ分析及びマススペクトル分析（ＭＳ分析）を行った結果、（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｃｌで表される化合物であった。また、ガスクロマトグラフ分析（ＧＣ分析）による純度は９７．５％であった。
次いで、上記と同様の０．５リットルのセパラブルフラスコに、エタノール８０ｇ、無水硫化ソーダ５．４６ｇ（０．０７モル）、硫黄３．３６ｇ（０．１０５モル）を仕込み、８０℃に昇温した。この溶液を攪拌しながら、上記（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ−（ＣＨ_２）_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_６−Ｃｌを４９．９１ｇ（０．１４モル）ゆっくり滴下した。滴下終了後、８０℃にて１０時間攪拌を続けた。攪拌終了後、冷却し、生成した塩を濾別した後、溶媒のエタノールを減圧蒸留した。
得られた赤褐色透明の溶液をＩＲ分析、^１Ｈ−ＮＭＲ分析及び超臨界クロマトグラフィー分析を行った結果、平均組成式
(CH₃CH₂O)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S_2.5-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OCH₂CH₃)₃で表される化合物であることを確認した。このもののＧＰＣ分析における純度は８５．２％であった。

【0032】

実施例１〜２２及び比較例１〜１５
第１表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、３７種類のゴム組成物を調製した。比較例１及び２以外の全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてグアニジン類である１,３−ジフェニルグアニジンを加えて、さらに混練した。得られた３７種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第１表に示す。

【0033】

【表1】

【0034】

【表2】

【0035】

［注］
＊１： ＪＳＲ株式会社製、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、商品名「＃１５００」
＊２： 旭化成株式会社製、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、商品名「タフデン２０００」
＊３： Ｎ２２０（ＩＳＡＦ）、旭カーボン株式会社製、商品名「＃８０」
＊４： 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＡＱ」、 ＢＥＴ比表面積２０５ｍ^２／ｇ
＊５： ビス(３−トリエトシキシリルプロピル）ジスルフィド（平均硫黄鎖長：２．３５）、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Ｓｉ７５」（登録商標）
＊６： 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック６Ｃ」
＊７： １,３−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＤ」
＊８： ２,２,４−トリメチル−１,２−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック２２４」
＊９： ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＤＭ」
＊１０： Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーＮＳ」

【0036】

実施例２３及び２４及び比較例１６〜１８
次に、第２表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、５種類のゴム組成物を調製した。実施例２３及び２４のゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてグアニジン類である１,３−ジフェニルグアニジンを加えて、さらに混練した。得られた５種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第２表に示す。なお、比較のため、実施例１、６及び比較例１を再掲した。

【0037】

【表3】

［注］＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１１： 製造例１で得られた下記平均組成式で表されるシランカップリング剤
(CH₃CH₂O)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S_2.5-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OCH₂CH₃)₃

【0038】

実施例２５及び２６及び比較例１９
第３表に示す配合処方及び混練方法により、バンバリーミキサーで混練して、３種類のゴム組成物を調製した。混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、３種類のゴム組成物を調製した。実施例２５及び２６のゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてグアニジン類である１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン又は１−ｏ−トリルビグアニドを加えて、さらに混練した。得られた３種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第３表に示す。なお、比較のため、実施例１を再掲した。

【0039】

【表4】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１２： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＤＴ」
＊１３： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＢＧ」

【0040】

実施例２７〜４７及び比較例２０〜３２
第４表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、３４種類のゴム組成物を調製した。全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてスルフェンアミド類であるＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを加えて、さらに混練した。得られた３４種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第４表に示す。なお、比較のため、比較例１及び２を再掲した。

【0041】

【表5】

【0042】

【表6】

【0043】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１４： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＣＺ」

【0044】

実施例４８〜５０
次に、第５表又は第６表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、２種類のゴム組成物を調製した。全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてスルフェンアミド類であるＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド又はＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを加えて、さらに混練した。得られた３種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第５表及び第６表に示す。なお、比較のため、第５表においては、実施例２７及び３２並びに比較例１及び１６〜１８を再掲し、第６表においては、実施例２７及び比較例１９を再掲した。

【0045】

【表7】

［注］
＊１〜＊１０及び＊１４のいずれも第４表と同じである。
＊１１： 製造例１で得られた下記平均組成式で表されるシランカップリング剤
(CH₃CH₂O)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S_2.5-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OCH₂CH₃)₃

【0046】

【表8】

［注］
＊１〜＊１０及び＊１４のいずれも第４表と同じである。

【0047】

実施例５１〜７１及び比較例３３〜４５
第７表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、３４種類のゴム組成物を調製した。全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてチアゾール類である２−メルカプトベンゾチアゾールを加えて、さらに混練した。得られた３４種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第７表に示す。なお、比較のため、比較例１及び２を再掲した。

【0048】

【表9】

【0049】

【表10】

【0050】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１５： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＭ」

【0051】

実施例７２〜７６
次に、第８表及び第９表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、５種類のゴム組成物を調製した。全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてチアゾール類である２−メルカプトベンゾチアゾール又はジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドを加えて、さらに混練した。得られた５種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第８表及び第９表に示す。なお、比較のため、第８表においては、比較例１及び１６〜１８を再掲した。また、第９表は、２−メルカプトベンゾチアゾールとジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドとの比較のため、実施例５１及び比較例１９を再掲した。

【0052】

【表11】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１１： 製造例１で得られた下記平均組成式で表されるシランカップリング剤
(CH₃CH₂O)₃Si-(CH₂)₃-S-(CH₂)₆-S_2.5-(CH₂)₆-S-(CH₂)₃-Si(OCH₂CH₃)₃

【0053】

【表12】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１５： 大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＭ」

【0054】

実施例７７〜１３２及び比較例４６〜７７
第１０表〜第１３表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも１５０℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、８８種類のゴム組成物を調製した。比較例４６、４７、５４、５５、７０及び７１以外の全てのゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分（Ａ）、無機充填材（Ｂ）の全部及びシランカップリング剤（Ｃ）の全部を混練した後に、加硫促進剤（Ｄ）としてグアニジン類である１,３−ジフェニルグアニジンを加えて、さらに混練した。得られた８８種類のゴム組成物の低発熱性（ｔａｎδ指数）を上記の方法により評価した。結果を第１０表〜第１３表に示す。

【0055】

【表13】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１６： 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＫＱ」、 ＢＥＴ比表面積２４０ｍ^２／ｇ

【0056】

【表14】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１７： 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＮＳ」、 ＢＥＴ比表面積１６０ｍ^２／ｇ

【0057】

【表15】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１８： 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＮＡ」、 ＢＥＴ比表面積１３５ｍ^２／ｇ

【0058】

【表16】

［注］
＊１〜＊１０のいずれも第１表と同じである。
＊１９： 東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールＥＲ」、 ＢＥＴ比表面積９５ｍ^２／ｇ

【0059】

第１表〜第１３表及び図１から明らかなように、実施例１〜１３２のゴム組成物は、比較例１〜７７中の対比すべきゴム組成物と比較して、いずれも低発熱性（ｔａｎδ指数）が良好であった。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明のゴム組成物の製造方法は、シランカップリング剤のカップリング機能の活性低減を好適に抑制し、カップリング機能の活性をさらに高めて、低発熱性に優れたゴム組成物を得ることができるので、乗用車用、小型トラック用、軽乗用車用、軽トラック用及び大型車両用（トラック・バス用、建設車両用等）等の各種空気入りタイヤの各部材、特に空気入りラジアルタイヤのトレッド用部材の製造方法として好適に用いられる。

【図1】