特許第6114553号(P6114553)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6114553
(24)【登録日】2017年3月24日
(45)【発行日】2017年4月12日
(54)【発明の名称】ゴム組成物、その製造方法、及びタイヤ
(51)【国際特許分類】
   C08L 15/00 20060101AFI20170403BHJP
   B60C 1/00 20060101ALI20170403BHJP
   C08C 19/25 20060101ALI20170403BHJP
   C08K 3/36 20060101ALI20170403BHJP
   C08K 5/54 20060101ALI20170403BHJP
   C08K 5/548 20060101ALI20170403BHJP
【FI】
   C08L15/00
   B60C1/00 Z
   C08C19/25
   C08K3/36
   C08K5/54
   C08K5/548
【請求項の数】9
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2012-532914(P2012-532914)
(86)(22)【出願日】2011年8月10日
(86)【国際出願番号】JP2011068253
(87)【国際公開番号】WO2012032895
(87)【国際公開日】20120315
【審査請求日】2014年2月5日
【審判番号】不服2015-22549(P2015-22549/J1)
【審判請求日】2015年12月24日
(31)【優先権主張番号】特願2010-201265(P2010-201265)
(32)【優先日】2010年9月8日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004178
【氏名又は名称】JSR株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(72)【発明者】
【氏名】岡田 公二
(72)【発明者】
【氏名】田中 了司
(72)【発明者】
【氏名】宇田川 良行
【合議体】
【審判長】 原田 隆興
【審判官】 西山 義之
【審判官】 守安 智
(56)【参考文献】
【文献】 特開2007−284645(JP,A)
【文献】 国際公開第2003/048216(WO,A1)
【文献】 特開2009−269981(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 1/00-101/16
C08K 3/00- 13/08
C08C 19/25
B60C 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴム、(B)シリカ、(C)前記共役ジエン系ゴムが有する、当該共役ジエンの炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)、及び、(D)前記活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)を含むゴム組成物であって、
前記(A)成分の活性水素を有する基が、1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種である、ゴム組成物。
【請求項2】
前記(C)成分がその構造中に硫黄有する、請求項に記載のゴム組成物
【請求項3】
前記(D)成分の活性水素を有する基と反応し得る基が、エポキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、及びアシル基から選ばれる少なくとも1種を有する、請求項1又は2に記載のゴム組成物
【請求項4】
前記(A)成分が、1級アミノ基、2級アミノ基イミノ基1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基及びチオール基から選ばれる少なくとも1種から形成されるオニウム構造を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物
【請求項5】
前記(A)成分のシリカと化学結合し得る基が、ヒドロカルビルオキシシリル基又はシラノール基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物
【請求項6】
前記(C)成分が、下記一般式(1−a)〜(1−c)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物
【化1】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は一般式−O−(R11−O)−R12で表されるアルキルポリエーテル基である。ここでR10は水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、又は(R13SiR14−で表される基である。R13は炭素数1〜30のアルキル基又はアルケニル基である。R14は炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。また、R11は複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。nは平均で1〜30である。R12は少なくとも3個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は、炭素数1〜30の一価の炭化水素基であり、R10は上述と同じである。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。Rは、水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、−CNで表される基、又は−(C=O)−R15で表される基である。ここでR15は炭素数1〜30の一価の炭化水素基である。R16は一般式−(R18−O)−R19−で表される基である。ここで、R18、R19はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。pは平均で0〜30である。R17は、炭素数1〜12の一価の炭化水素基、一般式−(R20−O)−H、又は−(R20−O)−Hが脱水縮合した結合基−(R21−O)q−1−R22−である。ここでR20、R21はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。R22は炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。qは平均で1〜30である。xは1〜20の整数である。yは5〜10,000の整数である。)
【請求項7】
前記(D)成分が、下記一般式(2)で表される化合物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物
【化2】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のR、Rと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。mは1〜2の整数である。Aは、エポキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、及びアシル基から選ばれる1種以上の官能基構造を有する。)
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のゴム組成物を製造するための方法であって、前記(A)成分〜(D)成分を混合することを特徴とする、ゴム組成物の製造方法。
【請求項9】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のゴム組成物を架橋成形して得られるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車の低燃費性能および操縦安定性を向上させるタイヤトレッド用ゴム組成物、ゴム組成物の製造方法、及びそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車タイヤ用ゴムとして、乳化重合法によって得られる共役ジエン系ゴム(例えば、スチレン−ブタジエン共重合体)が知られている。近年、自動車の低燃費性能の向上が期待される中で、優れた低燃費性能を実現しうる種々の共役ジエン系ゴムが提案されている。
一例として、(1)共役ジオレフィンあるいは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物の(共)重合ゴムであって、(2)(共)重合体鎖に結合した第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有し、かつ(3)(共)重合体鎖中に2官能性以上のモノマーが共重合されているか、および/または、2官能性以上のカップリング剤で(共)重合体鎖の少なくとも一部がカップリングされている、ことを特徴とする共役ジオレフィン(共)重合ゴム、及び該共役ジオレフィン(共)重合ゴムを含有するゴム組成物が提案されている(特許文献1)。
他の例として、アルカリ金属触媒の存在下、炭化水素溶媒中で、共役ジエンモノマー、又は、共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとを重合させ、アルカリ金属末端を有する活性重合体を得る工程1と、該活性重合体と、特定の式で表される化合物とを反応させて、変性重合体ゴムを得る工程2から得られる、変性ジエン系重合体ゴム、及び該変性ジエン系重合体ゴムを含有するゴム組成物が提案されている(特許文献2)。
また、シリカ及びカーボンブラックとの相互作用を高め、破壊特性、耐摩耗性、低発熱性を向上させることができる変性重合体を製造する方法として、有機金属の活性部位を分子中に有する重合体の該活性部位にヒドロカルビルオキシシラン化合物を反応させる第一次変性反応を行い、その後さらにヒドロカルビルオキシシリル基同士の縮合反応を経由して、ヒドロカルビルオキシシラン化合物を反応させる第二次変性反応を行う方法、及び該方法により得られた変性重合体を含むゴム組成物が提案されている(特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−18795号公報
【特許文献2】特開2005−290355号公報
【特許文献3】WO 03/048216 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述のとおり、自動車の優れた低燃費性能を実現しうる種々の共役ジエン系ゴム、及び該共役ジエン系ゴムを用いたゴム組成物が提案されている。しかし、ガソリンの価格高騰等の経済事情、及び二酸化炭素の排出を始めとする環境事情下において、自動車のさらなる低燃費化が期待されている。
そこで、本発明は、自動車タイヤ等の用途に用いることができ、自動車等の低燃費性能等を高めることができるゴム組成物の製造方法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】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、シリカとの混合用に変性された特定の共役ジエン系ゴム、シリカ、及び特定の2種類のシランカップリング剤を混合することで得られるゴム組成物を、自動車タイヤ等の架橋ゴム組成物の原料に用いた場合に、優れた低燃費性能及び操縦安定性を与えることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[]を提供するものである。
](A)共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴム、(B)シリカ、(C)前記共役ジエン系ゴムが有する、当該共役ジエンの炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)、及び、(D)前記活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)を含むゴム組成物であって、前記(A)成分の活性水素を有する基が、1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種である、ゴム組成物。
]前記(C)成分がその構造中に硫黄有する、前記[]に記載のゴム組成物
]前記(D)成分の活性水素を有する基と反応し得る基が、エポキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、及びアシル基から選ばれる少なくとも1種を有する、前記[]又は[]に記載のゴム組成物
]前記(A)成分が、1級アミノ基、2級アミノ基イミノ基1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基及びチオール基から選ばれる少なくとも1種から形成されるオニウム構造を有する、前記[1]〜[3]のいずれかに記載のゴム組成物
]前記(A)成分のシリカと化学結合し得る基が、ヒドロカルビルオキシシリル基又はシラノール基である、前記[]〜[]のいずれかに記載のゴム組成物
]前記(C)成分が、下記一般式(1−a)〜(1−c)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である、前記[]〜[]のいずれかに記載のゴム組成物
【化1】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は一般式−O−(R11−O)−R12で表されるアルキルポリエーテル基である。ここでR10は水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、又は(R13SiR14−で表される基である。R13は炭素数1〜30のアルキル基又はアルケニル基である。R14は炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。また、R11は複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。nは平均で1〜30である。R12は少なくとも3個の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は、炭素数1〜30の一価の炭化水素基であり、R10は上述と同じである。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基である。Rは、水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、−CNで表される基、又は−(C=O)−R15で表される基である。ここでR15は炭素数1〜30の一価の炭化水素基である。R16は一般式−(R18−O)−R19−で表される基である。ここで、R18、R19はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。pは平均で0〜30である。R17は、炭素数1〜12の一価の炭化水素基、一般式−(R20−O)−H、又は−(R20−O)−Hが脱水縮合した結合基−(R21−O)q−1−R22−である。ここでR20、R21はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。R22は炭素数1〜12の二価の炭化水素基である。qは平均で1〜30である。xは1〜20の整数である。yは5〜10,000の整数である。)
]前記(D)成分が、下記一般式(2)で表される化合物である、前記[]〜[]のいずれかに記載のゴム組成物
【化2】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のR、Rと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。mは1〜2の整数である。Aは、エポキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、及びアシル基から選ばれる1種以上の官能基構造を有する。)
前記[1]〜[7]のいずれかに記載のゴム組成物を製造するための方法であって、前記(A)成分〜(D)成分を混合することを特徴とする、ゴム組成物の製造方法。
]前記[1]〜[7]のいずれかに記載のゴム組成物を架橋成形して得られるタイヤ。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、シリカとの混合用に変性された共役ジエン系ゴム、シリカ、および特定の2種類のシランカップリング剤を混合することで得られたゴム組成物は、シリカの分散性が向上し、引張強度、耐摩耗性、ウェットスキッド抵抗性、及び低ヒステリシス特性に優れた架橋ゴム組成物を製造することができる。
前記共役ジエン系ゴムを用いて製造される架橋ゴム組成物は、ウェットスキッド抵抗性に優れることから、自動車のタイヤ等の用途に用いることで、自動車等の操縦安定性を向上させることができる。
また、前記共役ジエン系ゴムを用いて製造される架橋ゴム組成物は、耐摩耗性、及び低ヒステリシス特性に優れることから、自動車タイヤの等の用途に用いることで、自動車等の低燃費性能を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明のゴム組成物は(A)共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴム、(B)シリカ、(C)前記共役ジエン系ゴムが有する、当該共役ジエンの炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)、及び、(D)前記活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)を含む。なお、本発明のゴム組成物は、該組成物を構成する各成分の反応前の形態、反応後の形態の両方を含む概念である。
以下、各成分について詳細に説明する。
【0008】
[(A)成分]
本発明に用いられる(A)成分は、共役ジエン系化合物を単独で重合、または、共役ジエン系化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる重合体に、シリカとの接着性を向上させるために、シリカと化学結合し得る基をポリマーに導入した共役ジエン系ゴムである。より具体的には、共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴム(以下、「シリカ用変性ゴム」ともいうことがある。)である。
【0009】
シリカ用変性ゴムは、溶液重合することで得られた共役ジエン系ゴムに官能基を導入することにより得られるものが好ましい。共役ジエン系ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−スチレン−イソプレン共重合ゴム、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等が挙げられ、好ましくはスチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴムが挙げられる。これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。また、シリカ用変性ゴムは、分子量分布のコントロールが容易であるため、転がり抵抗を悪化させる要因となる低分子量成分を除去することができる。また、官能基を導入しやすいという理由から、リビング重合で得られる共役ジエン系ゴムが望ましい。
【0010】
シリカ用変性ゴムの材料としてスチレンが含有される場合、スチレン単位量は40質量%以下であることが好ましい。スチレン単位量が40質量%を超えると、転がり抵抗が悪化する傾向がある。
【0011】
シリカ用変性ゴムの共役ジエン部位のビニル含量は15〜70質量%であることが好ましい。ビニル含量が15質量%未満では、湿潤時のグリップと転がり抵抗のバランスが悪化する傾向がある。また、ビニル含量が70質量%を超えると、耐摩耗性が著しく悪化する傾向がある。
【0012】
シリカ用変性ゴムに導入されている活性水素を有する基は、シランカップリング剤との反応性の観点から1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種である
活性水素を有する基は、後述する(D)成分であるシランカップリング剤(II)と反応しうる。
シリカ用変性ゴムに導入されているシリカと化学結合(共有結合、水素結合、分子極性による相互作用を含む。)し得る基としては、アミノ基などの窒素含有基、チオール基などの硫黄含有基、ヒドロカルビルシリル基、ヒドロカルビルオキシシリル基及びシラノ―ル基などの珪素含有基、フォスフィノ基などの燐含有基、水酸基、エポキシ基(例えばオキシラニル基、オキセタニル基等)、ヒドロカルビルオキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。シリカとの化学結合が特に優れており、得られたゴム組成物からなるタイヤの転がり抵抗が充分に低減されることから、好ましくは1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、チオール基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、3級フォスフィノ基、ピリジル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、チオエポキシ基、ヒドロカルビルチオ基、ヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビルオキシシリル基の中から選ばれる一種以上の官能基であり、より好ましくは1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、チオール基、ヒドロカルビルチオ基、ヒドロカルビルオキシシリル基から選ばれる一種以上の官能基である。
シリカ用変性ゴムに含まれる活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基は同じ種類の基であっても良い。また、シリカ用変性ゴムに含まれる活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基の数はそれぞれ特に限定されず、かつ、同じ種類の官能基が複数あってもよいが、複数の種類の官能基を併せ持つもの(例えば、活性水素を有する基として、1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種、シリカと化学結合し得る基として、ヒドロカルビルオキシシリル基又はシラノール基)が好ましい。また、官能基の位置は特に規定されず、分子内、分子末端、あるいは、分子側鎖の何れにあってもよいが、共役ジエン系ゴムの分子末端のみに官能基を有するものが好ましい。
【0013】
官能基の導入は、目的とする官能基(活性水素を有する基、及びシリカと化学結合し得る基)を有する化合物を共役ジエン系ポリマーに反応させることが好ましく、反応確率の観点からリビング重合時に反応させることが好ましい。また、共役ジエン系ポリマーを構成するモノマーとリビング共重合性のある官能基含有モノマーを用いることも好ましい。
上記目的とする官能基を有する化合物としては、好ましくは活性水素を有する基として、1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種、シリカと化学結合し得る基として、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、チオール基、ヒドロカルビルチオ基、ヒドロカルビルオキシシリル基から選ばれる少なくとも1種を有する化合物が挙げられる。中でも取り扱いのし易さ(保存安定性など)の観点から、より好ましくは1級アミノ基、2級アミノ基、イミノ基、1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基、及びチオール基から選ばれる少なくとも1種、及びヒドロカルビルオキシシリル基を有する化合物である。
【0014】
具体的には、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルジメチルメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルジメチルメトキシシラン、N,N−ビス(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルジメチルエトキシシラン、及び、これらアミノアルキルヒドロカルビルオキシシラン化合物のアミノ基を複数のトリアルキルシリル基で保護している化合物においては、複数あるトリアルキルシリル基の一部を、メチル基、エチル基、プロピル基あるいはブチル基に置き換えたヒドロカルビルオキシシラン化合物;
【0015】
ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]トリメチルシリルアミン、ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]トリメチルシリルアミン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−エチルメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−エチルメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエチルメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジエチルメトキシシラン、3−エチルメチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−メチル−3−エチルアミノプロピルエチルジメトキシシラン、ビス−(3−ジメチルアミノプロピル)−ジメトキシシラン、ビス−(3−エチルメチルアミノプロピル)−ジエトキシシラン、ビス−[(3−ジメチルアミノ−3−メチル)プロピル]−ジメトキシシラン、ビス−[(3−エチルメチルアミノ−3−メチル)プロピル]−ジメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエチルエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルジエチルエトキシシラン、3−エチルメチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−エチルメチルアミノプロピルエチルジエトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、3−ジ(メトキシメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジ(メトキシエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジ(メトキシメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジ(メトキシエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジ(エトキシエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジ(エトキシメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジ(エトキシエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジ(エトキシメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1,3−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリメトキシシリル)−2−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(メチルジエトキシシリル)−3−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(エチルジメトキシシリル)−4−プロパンアミン;
N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及び、これらアミノアルキルヒドロカルビルオキシシラン化合物のアミノ基を複数のトリアルキルシリル基で保護している化合物においては、複数あるトリアルキルシリル基の一部を、メチル基、エチル基、プロピル基あるいはブチル基に置き換えたヒドロカルビルオキシシラン化合物;
N−〔3−(トリメトキシシリル)−プロピル〕−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−[3−(メチルジメトキシシリル)−プロピル]−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−[3−(メチルジメトキシシリル)−プロピル]−N,N’−ジエチル−
N’−トリメチルシリル−p−フェニレンジアミン、N−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−p−フェニレンジアミン、N−〔3−(ジエトキシメチルシリル)−プロピル〕−N−エチル−N’−(2−エトキシエチル)−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−〔3−(トリプロポキシシリル)−プロピル〕−N−プロピル−N’−(2−エトキシエチル)−N’−トリエチルシリル−p−フェニレンジアミン、N−〔2−(ジエトキシメチルシリル)−1−メチルエチル〕−N−エチル−N’−(2−ジエチルアミノ−エチル)N’−トリエチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕−N−エチル−N’−(2−ジエチルアミノエチル)−N’−トリエチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−[2−(トリメトキシシリル)−エチル]−N,N’,N’−トリメチルエタン−1,2−ジアミン、N−[2−(ジメトキシメチルシリル)−エチル]−N−エチル−N’,N’−ジメチルエタン−1,2−ジアミン、N−[3−(トリメトキシシリル)−プロピル]−N,N’,N’−トリメチルプロパン−1,3−ジアミン、N−[3−(ジメトキシメチルシリル)−プロピル]−N−エチル−N’,N’−ジメチルプロパン−1,3−ジアミン、N−[3−(トリエトキシシリル)−プロピル]−N,N’,N’−トリエチル−2−メチルプロパン−1,3−ジアミン、N−[3−(ジメトキシメチルシリル)−プロピル]−2,N,N’,N’−テトラメチルプロパン−1,3−ジアミン、N−(2−ジメチルアミノエチル)−N’−[2−(トリメトキシシリル)−エチル]−N,N’−ジメチルエタン−1,2−ジアミン、N−[2−(ジエトキシプロピルシリル)−エチル]−N’−(3−エトキシプロピル)−N,N’−ジメチルエタン−1,2−ジアミン、N−[2−(トリメトキシシリル)−エチル]−N’−メトキシメチル−N,N’−ジメチルエタン−1,2−ジアミン、N−[2−(トリメトキシシリル)−エチル]−N,N’−ジメチル−N’−(2−トリメチルシリルエチル)−エタン−1,2−ジアミン、N−[2−(トリエトキシシリル)−エチル]−N,N’−ジエチル−N’−(2−ジブチルメトキシシリルエチル)−エタン−1,2−ジアミン、N−トリメチルシリル−N−メチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、1−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、1−(3−トリメトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、1−(3−メチルジエトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、1−(3−メチルジメトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン、3−〔3−(トリメチルシリルエチルアミノ)−1−ピロリジニル〕−プロピル−メチルジエトキシシラン、3−〔3−(トリメチルシリルプロピルアミノ)−1−ピロリジニル〕−プロピル−トリエトキシシラン、3−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)プロピルトリブトキシシラン、4−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)ブチルトリエトキシシラン、1−[3−(トリエトキシシリル)−プロピル]−4−メチルピペラジン、1−[3−(ジエトキシエチルシリル)−プロピル]−4−メチルピペラジン、3−(4−メチル−1−ピペラジノ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(4−メチル−1−ピペラジノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(4−メチル−1−ピペラジノ)プロピルトリブトキシシラン、3−(4−エチル−1−ピペラジノ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(4−エチル−1−ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(4−エチル−1−ピペラジノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(4−エチル−1−ピペラジノ)プロピルトリブトキシシラン、2−(トリエトキシシリル)―1,4−ジエチルピペラジン、2−(ジメトキシメチルシリル)―1,4−ジメチルピペラジン、2−(3−トリエトキシシリル−プロピル)―1,4−ジエチルピペラジン、2−(3−ジメトキシメチルシリル−プロピル)―1,4−ジメチルピペラジン、3−ピペリジノプロピルトリメトキシシラン、3−ピペリジノプロピルトリエトキシシラン、3−ピペリジノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ピペリジノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ピペリジノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ピペリジノプロピルエチルジエトキシシラン、3−(3−トリメチルシリル−1−イミダゾリジニル)プロピルエチルジエトキシシラン、3−(3−トリメチルシリル−1−イミダゾリジニル)プロピルトリエトキシシラン、1−[3−(トリメトキシシリル)−プロピル]−3−メチルイミダゾリジン、1−[3−(ジエトキシエチルシリル)−プロピル]−3−エチルイミダゾリジン、1−(2−エトキシエチル)−3−[3−(トリメトキシシリル)−プロピル]−イミダゾリジン、2−(トリメトキシシリル)−1,3−ジメチルイミダゾリジン、2−(3−トリメトキシシリル−プロピル)−1,3−ジメチルイミダゾリジン、2−(ジエトキシエチルシリル)−1,3−ジエチルイミダゾリジン、2−[3−(2−ジメチルアミノエチル)−2−(エチルジメトキシシリル)―イミダゾリジン−1−イル]−エチル−ジメチルアミン、2−(3−ジエトキシエチルシリル−プロピル)−1,3−ジエチルイミダゾリジン、2−[3−(2−ジメチルアミノエチル)−2−(3−エチルジメトキシシリル−プロピル)―イミダゾリジン−1−イル]−エチル−ジメチルアミン、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−イミダゾール、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−イミダゾール、3−(3−トリメチルシリル−1−ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(3−トリメチルシリル−1−ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルトリエトキシシラン、1−[3−(トリエトキシシリル)−プロピル]−3−メチルヘキサヒドロピリミジン、1−[3−(ジメトキシメチルシリル)−プロピル]−3−メチルヘキサヒドロピリミジン、3−[3−(トリブトキシシリル)−プロピル]−1−メチル−1,2,3,4−テトラヒドロピリミジン、3−[3−(ジメトキシメチルシリル)−プロピル]−1−エチル−1,2,3,4−テトラヒドロピリミジン、2−{3−[3−(トリメトキシシリル)−プロピル]−テトラヒドロピリミジン−1−イル}−エチルジメチルアミン、5−(トリエトキシシリル)―1,3−ジプロピルヘキサヒドロピリミジン、5−(ジエトキシエチルシリル)―1,3−ジエチルヘキサヒドロピリミジン、5−(トリメトキシシリル)−1,3−ビス−(2−メトキシエチル)−ヘキサヒドロピリミジン、5−(エチルジメトキシシラニル)−1,3−ビス−トリメチルシラニルヘキサヒドロピリミジン、5−(3−トリエトキシシリル−プロピル)―1,3−ジプロピルヘキサヒドロピリミジン、5−(3−ジエトキシエチルシリル−プロピル)―1,3−ジエチルヘキサヒドロピリミジン、5−(3−トリメトキシシリル−プロピル)−1,3−ビス−(2−メトキシエチル)−ヘキサヒドロピリミジン、5−(3−エチルジメトキシシリル−プロピル)−1,3−ビス−(2−トリメチルシリルエチル)−ヘキサヒドロピリミジン、3−モルホリノプロピルトリメトキシシラン、3−モルホリノプロピルトリエトキシシラン、3−モルホリノプロピルメチルジメトキシシラン、3−モルホリノプロピルエチルジメトキシシラン、3−モルホリノプロピルメチルジエトキシシラン、3−モルホリノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルトリメトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルトリエトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ヘキサメチレンイミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジ(t−ブチルジメチルシリル)アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリメトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(メチルジエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(エチルジメトキシシリル)−1−プロパンアミン、[(3−メチル−3−エチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[(3−メチル−3−エチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N−トリメチルシリルベンズアルデヒドイミン、N−トリメチルシリル−2−オキソ−ピロリジン、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノプロピルメチルジメトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノプロピルトリメトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノプロピルトリエトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノプロピルメチルジエトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノエチルトリメトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノエチルトリエトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノエチルメチルジメトキシシラン、P,P−ビス(トリメチルシリル)ホスフィノエチルメチルジエトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルトリメトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルトリエトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルトリエトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピルトリメトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピルトリエトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルジエチルメトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルジメチルメトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルジエチルメトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピルメチルジメトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピルエチルジメトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルジメチルエトキシシラン、3−ジメチルフォスフィノプロピルジエチルエトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルジメチルエトキシシラン、3−ジエチルフォスフィノプロピルジエチルエトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピル
メチルジエトキシシラン、3−エチルメチルフォスフィノプロピルエチルジエトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルトリメトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルトリエトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルメリルジメトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルメリルジエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルトリメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルトリエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトエチルトリメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトエチルトリエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトエチルメチルジメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトエチルメチルジエトキシシラン、ビス(トリメチルシリル)−サルファージイミド等を挙げることができる。
【0016】
好ましくは、N,N−ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、1−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、N,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン、N−〔3−(トリメトキシシリル)−プロピル〕−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、N−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕−N,N’−ジエチル−N’−トリメチルシリル−エタン−1,2−ジアミン、3−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、N−[2−(トリメトキシシリル)−エチル]−N,N’,N’−トリメチルエタン−1,2−ジアミン、1−[3−(トリエトキシシリル)−プロピル]−4−メチルピペラジン、2−(トリメトキシシリル)−1,3−ジメチルイミダゾリジン、2−(3−トリメトキシシリル−プロピル)−1,3−ジメチルイミダゾリジン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]トリメチルシリルアミン、ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]トリメチルシリルアミン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)−4,5−イミダゾール、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−イミダゾール、ビス−(3−ジメチルアミノプロピル)−ジメトキシシラン、N−トリメチルシリル−N−メチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、[3−(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルトリメトキシシラン、3−ジフェニルフォスフィノプロピルトリエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルトリメトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルトリエトキシシラン、S−トリメチルシリルメルカプトプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。
【0017】
また、官能基の導入に用いられる官能基含有モノマーとしては、例えば、1−(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジエチルアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジプロピルアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジブチルアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジメトキシアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジエトキシアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジプロポキシアミノフェニル)−1−フェニルエチレン、1−(4−N,N−ジブトキシアミノフェニル)−1−フェニルエチレン等が挙げられる。中でも省燃費性を著しく改良できるという観点から好ましくは1−(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)−1−フェニルエチレンである。
【0018】
変性前のシリカ用変性ゴムの、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量は、シリカ用変性ゴムの形状安定性とゴム組成物を製造する際の作業性のバランスを維持する観点から、好ましくは1万〜150万、より好ましくは5万〜100万、特に好ましくは10万〜80万である。
シリカ用変性ゴムの分子量分布(Mw/Mn)は好ましくは2.3以下、より好ましくは2.2以下である。Mw/Mnが2.3を超えると、分子量分布が広くなる、すなわち、低分子量成分が増えてくるため、転がり抵抗が悪化する。
【0019】
シリカ用変性ゴムのガラス転移温度は、得られる架橋ゴム組成物の低ヒステリシスロス特性とウェットスキッド抵抗性のバランスを維持する観点から、好ましくは0℃以下、より好ましくは−5℃以下、特に好ましくは−10℃以下である。
シリカ用変性ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、シリカ用変性ゴムの形状安定性とゴム組成物を製造する際の作業性のバランスを維持する観点から、好ましくは2〜150、より好ましくは5〜120である。
【0020】
上記シリカ用変性ゴムが、オニウム生成剤の作用によってオニウム構造を形成しうる基を有する場合、シリカおよび二種類のシランカップリング剤と混合する時点で、オニウム構造を形成していてもよい。オニウム構造を形成しうる基としては、アミノ基に代表される窒素含有官能基、フォスフィノ基に代表される燐含有基、チオール基に代表される硫黄含有基等が挙げられ、具体的には、1級アミノ基、2級アミノ基イミノ基1級フォスフィノ基、2級フォスフィノ基チオール基が挙げられる。
なお、本発明においてオニウム構造とは、単原子陰イオンに過剰のプロトンが付加することで陽イオン化した状態の構造をいう。
【0021】
オニウム構造を形成するためにオニウム生成剤として、ハロゲン化ケイ素化合物、ハロゲン化スズ化合物、ハロゲン化アルミニウム化合物、ハロゲン化チタン化合物、ハロゲン化ジルコニウム化合物、ハロゲン化ゲルマニウム化合物、ハロゲン化亜鉛化合物、ハロゲン化ガリウム化合物等のハロゲン化金属、硫酸エステル、リン酸エステル、炭酸エステル、硝酸エステル、カルボン酸、スルホン酸、弗酸、塩酸、臭酸、沃酸、硫酸、硝酸、炭酸、燐酸等の無機酸、フッ化カリウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラ−n−ブチルアンモニウム等の無機酸塩、カルボン酸、スルホン酸などの有機酸等が適宜配合されてもよい。
オニウム生成剤の具体例としては、四塩化ケイ素、四塩化スズ、トリメチルシリルクロライド、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、四塩化チタン、チタノセンジクロライド、四塩化ジルコニウム、ジルコノセンジクロライド、四塩化ゲルマニウム、三塩化ガリウム、塩化亜鉛、硫酸ジエチル、硫酸ジメチル、ラウレス硫酸マグネシウム、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ニトロセルロース、ニトログリセリン、ニトログリコール、蟻酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、マロン酸、アクリル酸、クロトン酸、コハク酸、グルタル酸、イタコン酸、酒石酸、セバチン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、β−メルカプトプロピオン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、弗酸、塩酸、臭酸、沃酸、硫酸、硝酸、炭酸、燐酸、フッ化カリウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラ−n−ブチルアンモニウム等が挙げられる。
【0022】
本発明のゴム組成物を構成するゴム成分は、前記シリカ用変性ゴムに加えて、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合ゴム、イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−スチレン−イソプレン共重合ゴム、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどの他のゴム成分を含むことができる。なかでも、耐摩耗性を維持しつつ、ウェットグリップと転がり抵抗のバランスを高次に達成できるという理由から、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴムを含むことが好ましい。
なお、本発明においてゴム成分とは、上記シリカ用変性ゴム、及び他のゴム成分を含む概念である。
【0023】
本発明のゴム組成物の、ゴム成分中に含まれるシリカ用変性ゴムの含有率は、30質量%以上、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。含有率が30質量%未満では、転がり抵抗を低減させることが困難である。
【0024】
[(B)成分]
本発明に用いられるシリカは、一般的に充填剤として用いられているシリカであり、特に一次粒子径が50nm以下である合成ケイ酸が好ましい。合成ケイ酸としては、湿式シリカ、乾式シリカが好ましく用いられる。
【0025】
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは50〜130質量部、より好ましくは60〜120質量部である。シリカの含有量が50質量部未満では、転がり抵抗は良くなるものの耐摩耗性が低下し、操縦安定性を維持することが困難になる傾向がある。また、シリカの含有量が130質量部を超えると、転がり抵抗が悪化する傾向がある。
【0026】
[(C)成分]
本発明で用いられる前記共役ジエン系ゴムが有する、当該共役ジエンの炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)は、例えば、その化学構造中に硫黄を有する化合物である。
化学構造中に硫黄を有するシランカップリング剤(I)としては、下記一般式(1−a)〜(1−c)から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
【化3】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は一般式−O−(R11−O)−R12で表されるアルキルポリエーテル基である。ここでR10は水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、又は(R13SiR14−で表される基である。ここで、R10の炭素数1〜30の一価の炭化水素基とは、例えば炭素数1〜30の分枝鎖又は非分枝鎖の一価のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基である。R13は炭素数1〜30の分枝鎖又は非分枝鎖のアルキル基又はアルケニル基である。R14は炭素数1〜30の二価の炭化水素基、例えば炭素数1〜30の分枝鎖又は非分枝鎖の二価のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。また、R11は複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基、例えば分枝鎖または非分枝鎖の飽和又は不飽和の脂肪族の炭素数1〜30の二価の炭化水素基であり、具体的にはアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。nは平均で1〜30である。R12は少なくとも3個(通常は3〜30)の炭素原子を有する一価の炭化水素基、例えば非置換か又は置換された分枝鎖又は非分枝鎖の一価のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、R10O−で表される基、又は、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、例えば分枝鎖又は非分枝鎖の飽和又は不飽和の脂肪族、芳香族又は混合脂肪族/芳香族の炭素数1〜30の一価の炭化水素基、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基であり、R10は上述と同じである。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜30の二価の炭化水素基、例えば分枝鎖又は非分枝鎖の飽和又は不飽和の脂肪族、芳香族又は混合脂肪族/芳香族の炭素数1〜30の二価の炭化水素基、具体的には、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。Rは、水素原子、炭素数1〜30の一価の炭化水素基、例えば分枝鎖又は非分枝鎖の飽和又は不飽和の脂肪族、芳香族又は混合脂肪族/芳香族の炭素数1〜30の一価の炭化水素基、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基であり、−CNで表される基、又は−(C=O)−R15で表される基である。ここでR15は炭素数1〜30の一価の炭化水素基、例えば炭素数1〜30の分枝鎖又は非分枝鎖の飽和又は不飽和の脂肪族、芳香族又は混合脂肪族/芳香族の一価の炭化水素基、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基である。R16は一般式−(R18−O)−R19−で表される基である。ここで、R18、R19はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基、例えば炭素数1〜12の分枝鎖又は非分枝鎖の二価のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。pは平均で0〜30である。R17は、炭素数1〜12の一価の炭化水素基、一般式−(R20−O)−H、又は−(R20−O)−Hが脱水縮合した結合基−(R21−O)q−1−R22−である。ここでR17の炭素数1〜12の一価の炭化水素基とは、例えば炭素数1〜12の分枝鎖又は非分枝鎖の一価のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基である。R20、R21はそれぞれ複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、炭素数1〜12の二価の炭化水素基、例えば炭素数1〜12の分枝鎖又は非分枝鎖の二価のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。R22は炭素数1〜12の二価の炭化水素基、例えば炭素数1〜12の分枝鎖又は非分枝鎖の二価のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基又はアラルキレン基である。qは平均で1〜30である。xは1〜20の整数である。yは5〜10,000の整数である。)
一般式(1−a)及び(1−b)のRは式量の異なる複数の基を含んでもよい。R12が例えばC1327であると、シランカップリング剤の粘度が高くなり、配合での取り扱いがし易くなるので好ましい。
より具体的には、一般式(1−a)で表されるシランカップリング剤(I)としてエボニック社製のSi75、Si69が、一般式(1−b)で表されるシランカップリング剤(I)としてエボニック社製のVPSi363が、一般式(1−c)で表されるシランカップリング剤(I)としてモメンティブ社製のNXT−Z等が好適である。
【0028】
前記共役ジエン系ゴムが有する炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)の配合量は、前記シリカ100質量部に対して0.5〜12質量部であることが好ましい。配合量が0.5質量部未満では、充分なカップリング効果が得られない傾向があり、12質量部を超えて使用しても効果が飽和しており経済的に好ましくない。
【0029】
[(D)成分]
本発明で用いられる、活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)は、例えば、エポキシ基(例えばオキシラニル基、オキセタニル基等)、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、及びアシル基から選ばれる少なくとも1種を有する化合物である。
具体的には、下記一般式(2)で表される化合物である。
【化4】
(式中、R、Rは互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のR、Rと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。Rは複数存在する場合において互いに同じか又は異なり、かつ上記一般式(1−a)及び(1−b)のRと同様の構造である。mは1〜2の整数である。Aは、エポキシ基(例えばオキシラニル基、オキセタニル基等)、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、アルデヒド基、アシル基の群から選ばれる1種以上の官能基構造を有する。)
一般式(2)中のAとしては、例えば3−グリシドキシ基、3−イソシアネート基、3−メタクリロキシ基、3−アクリロキシ基等が挙げられる。
より具体的には、一般式(2)で表されるシランカップリング剤(II)として信越シリコーン社製のKBM−303、KBM−402、KBM−403、KBE−402、KBE−403、KBE−9007、KBM−502、KBM−503、KBE−502、KBE−503、KBM−5103等が好適である。
【0030】
前記活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)の配合量は、前記シリカ100質量部に対して0.2〜7.5質量部であることが好ましい。配合量が0.2質量部未満では、充分なカップリング効果が得られない傾向があり、7.5質量部を超えて使用しても効果が飽和しており経済的に好ましくない。
シランカップリング剤(I)とシランカップリング剤(II)の配合量の質量比は特に限定されないが、好ましくは4:1〜1:1である。
シランカップリング剤(I)とシランカップリング剤(II)の総量は、前記シリカ100質量部に対して1〜15質量部であることが好ましい。配合量が1質量部未満では、シリカに対する充分なカップリング効果が得られない傾向があり、15質量部を超えて使用しても効果が飽和しており経済的に好ましくない。
【0031】
(A)共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴム、(B)シリカ、(C)前記共役ジエン系ゴムが有する、当該共役ジエンの炭素−炭素二重結合と反応し得るシランカップリング剤(I)、及び、(D)前記活性水素を有する基と反応し得るシランカップリング剤(II)を混合することで、本発明のゴム組成物を得ることができる。
(A)〜(D)成分を混合する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の実施形態が挙げられる。
[第一の実施形態]
(1)共役ジエン系ゴムと、シリカを混合する工程と、(2)前記工程(1)で得られた混合物と、シランカップリング剤(I)を混合する工程と、(3)前記工程(2)で得られた混合物と、シランカップリング剤(II)を混合する工程と、を含むもの。
[第二の実施形態]
(4)共役ジエン系ゴムと、シリカを混合する工程と、(5)前記工程(4)で得られた混合物と、シランカップリング剤(II)を混合する工程と、(6)前記工程(5)で得られた混合物と、シランカップリング剤(I)を混合する工程と、を含むもの。
[第三の実施形態]
(7)共役ジエン系ゴムと、シリカを混合する工程と、(8)前記工程(4)で得られた混合物、シランカップリング剤(I)、及びシランカップリング剤(II)を混合する工程と、を含むもの。
[第四の実施形態]
(9)共役ジエン系ゴムと、シリカを混合する工程と、(10)シランカップリング剤(I)と、シランカップリング剤(II)を混合する工程と、前記工程(9)で得られた混合物と前記工程(10)で得られた混合物を混合する工程と、を含むもの。
[第五の実施形態]
(11)共役ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤(I)、及びシランカップリング剤(II)を同時に混合する工程と、を含むもの。
これらの中でも、共役ジエン系ゴムとシリカをあらかじめ混練してから、シランカップリング剤(I)及び(II)を混合する第三の実施形態が好ましい。
【0032】
前記(A)成分の一部に、任意に用いうる多官能性変性剤を用いてカップリングさせることもできる。前記(A)成分の一部を多官能性変性剤でカップリングさせることにより、コールドフロー性が改良される。多官能性変性剤を用いる場合、多官能性変性剤を反応させる順序は限定されず、多官能性変性剤でカップリング反応を行い、次いで、共役ジエン系ポリマーとヒドロカルビルオキシシラン化合物等を反応させてもよく、ヒドロカルビルオキシシラン化合物等を反応させて、次いで、共役ジエン系ポリマーと多官能性変性剤を反応させてもよく、これらを同時に反応させてもよい。
【0033】
多官能性変性剤としては好適にはエポキシ基、カルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、酸無水物基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、エピチオ基、チオカルボニル基、チオカルボン酸エステル基、ジチオカルボン酸エステル基、チオカルボン酸アミド基、イミノ基、エチレンイミノ基、ハロゲン基、ヒドロカルビルオキシシリル基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、共役ジエン基、アリールビニル基から選択される1種以上の官能基を有する化合物が用いられる。
【0034】
多官能性変性剤としては、具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテルなどの多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ジグリシジル化ビスフェノールAなどの2個以上のフェニル基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル、1,4―ジグリシジルベンゼン、1,3,5−トリグリシジルベンゼン、ポリエポキシ化液状ポリブタジエンなどのポリエポキシ化合物、4,4’−ジグリシジル−ジフェニルメチルアミン、4,4’−ジグリシジル−ジベンジルメチルアミンなどのエポキシ基含有3級アミン、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミノ化合物、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、エポキシ変性シリコーン、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油などのエポキシ基と他の官能基を有する化合物が挙げられる。
【0035】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤(I)、及び(II)以外にも、ゴム工業で一般的に用いられるカーボンブラックなどの補強剤、オイル(例えば伸展油)などの軟化剤、シランカップリング剤(I)及び(II)以外のシランカップリング剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤または架橋剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。これら他の成分の配合はシランカップリング剤と同様に、シリカ用変性ゴムとシリカをあらかじめ混練してから配合されることが好ましい。
【0036】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種の他の成分を配合した本発明のゴム組成物を、未架橋(未加硫)の段階でトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未架橋(未加硫)タイヤを形成する。この未架橋(未加硫)タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを得る。
【実施例】
【0037】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法を以下に示す。
[スチレン単位量(%)]:500MHzのH−NMRによって求めた。
[ビニル含量(%)]:500MHzのH−NMRによって求めた。
[ガラス転移温度(℃)]:ASTM D3418に準拠して測定した。
[変性前分子量]:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(HLC−8120GPC(商品名(東ソー社製)))を使用して得られたGPC曲線の最大ピークの頂点に相当する保持時間から、ポリスチレン換算で求めた。
(GPCの条件)
カラム;商品名「GMHHXL」(東ソー社製)2本
カラム温度;40℃
移動相;テトラヒドロフラン
流速;1.0ml/分
サンプル濃度;10mg/20ml
[ムーニー粘度(ML1+4,100℃)]:JIS K6300に準拠し、Lローターを使用して、予熱1分、ローター作動時間4分、温度100℃の条件で求めた。
【0038】
[シランカップリング剤(I)]
上記一般式(1−a)で表されるシランカップリング剤として、以下の物を用いた。
(a) シランカップリング剤I−1;エボニック社製 Si75
その化学式を以下に示す。
【化5】
(b) シランカップリング剤I−2;エボニック社製 Si69
その化学式を以下に示す。
【化6】
上記一般式(1−b)で表されるシランカップリング剤として、以下の物を用いた。
(c) シランカップリング剤I−3;エボニック社製 VPSi363
その化学式を以下に示す。
【化7】
【0039】
[シランカップリング剤(II)]
上記一般式(2)で表されるシランカップリング剤として、以下の物を用いた。
(d) シランカップリング剤II−1;信越シリコーン社製 KBE−402(3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン)
(e) シランカップリング剤II−2;信越シリコーン社製 KBE−403(3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン)
(f) シランカップリング剤II−3;信越シリコーン社製 KBE−9007(3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン)
【0040】
実施例1〔シリカ用変性ゴムAの合成、およびその評価〕
窒素置換された内容積5リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2,750g、テトラヒドロフラン50.0g、スチレン125g、1,3−ブタジエン375gを仕込んだ。反応器内容物の温度を10℃に調整した後、n−ブチルリチウム(5.80mmol)を含むシクロヘキサン溶液を添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は85℃に達した。
【0041】
重合転化率が99%に達した時点からさらに5分間重合させた後、変性前分子量測定用に10gのポリマー溶液をサンプリングし、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)を含むシクロヘキサン溶液を加えて15分間反応を行った。次に、得られたポリマー溶液に2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール2.0gを添加した。次いで、水酸化ナトリウムでpH=9に調整した熱水を用いてスチームストリッピングを行うことにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールによりゴムを乾燥し、シリカ用変性ゴムAを得た。
シリカ用変性ゴムAの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムAの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムA、シランカップリング剤I−1、及びシランカップリング剤II−1を用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。なお、表3中のブタジエンゴムは前記他のゴム成分に相当する。
【0042】
実施例2
シランカップリング剤I−1の代わりにシランカップリング剤I−2を、シランカップリング剤II−1の代わりにシランカップリング剤II−2を用いた以外は実施例1と同様にして、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0043】
実施例3
シランカップリング剤I−1の代わりにシランカップリング剤I−3を、シランカップリング剤II−1の代わりにシランカップリング剤II−2を用いた以外は実施例1と同様にして、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0044】
実施例4〔シリカ用変性ゴムBの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりにN−トリメチルシリル−N−メチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムBを得た。
シリカ用変性ゴムBの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムBの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムB、シランカップリング剤I−2、及びシランカップリング剤II−3を用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0045】
実施例5
シランカップリング剤I−2の代わりにシランカップリング剤I−1を、シランカップリング剤II−3の代わりにシランカップリング剤II−1を用いた以外は実施例4と同様にして、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0046】
実施例6〔シリカ用変性ゴムCの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりに3−(4−トリメチルシリル−1−ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムCを得た。
シリカ用変性ゴムCの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムCの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムC、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0047】
実施例7〔シリカ用変性ゴムDの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりにN,N’,N’−トリス(トリメチルシリル)−N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムDを得た。
シリカ用変性ゴムDの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムDの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムD、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0048】
実施例8〔シリカ用変性ゴムEの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりにS−トリメチルシリルメルカプトプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムEを得た。
シリカ用変性ゴムEの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムEの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムE、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0049】
実施例9〔シリカ用変性ゴムFの合成、およびその評価〕
2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールを添加する前に、四塩化ケイ素(2.69mmol)を含むシクロヘキサン溶液を加えて5分間混合を行った以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムFを得た。
シリカ用変性ゴムFの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムFの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムF、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0050】
実施例10〔シリカ用変性ゴムGの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりにテトラエトキシシラン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムGを得た。
シリカ用変性ゴムGの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムGの性質を表2に示す。
シリカ用変性ゴムAとシリカ用変性ゴムGを質量比で5:5の比率にして混ぜた後、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0051】
実施例11〔シリカ用変性ゴムHの合成、およびその評価〕
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(4.96mmol)の代わりにN−トリメチルシリルベンズアルデヒドイミン(4.96mmol)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、シリカ用変性ゴムHを得た。
シリカ用変性ゴムHの重合処方を表1に、得られたシリカ用変性ゴムHの性質を表2に示す。また、シリカ用変性ゴムH、シランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0052】
比較例1
実施例1で配合したシランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1をシランカップリング剤I−1のみにした以外は、実施例1と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例2
実施例4で配合したシランカップリング剤I−2及びシランカップリング剤II−3をシランカップリング剤I−2のみにした以外は、実施例4と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例3
実施例3で配合したシランカップリング剤I−3及びシランカップリング剤II−2をシランカップリング剤I−3のみにした以外は、実施例3と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例4
実施例1で配合したシランカップリング剤I−1及びシランカップリング剤II−1をシランカップリング剤II−1のみにした以外は、実施例1と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例5
実施例3で配合したシランカップリング剤I−3及びシランカップリング剤II−2をシランカップリング剤II−2のみにした以外は、実施例3と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例6
実施例4で配合したシランカップリング剤I−2及びシランカップリング剤II−3をシランカップリング剤II−3のみにした以外は、実施例4と同様に調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例7
シリカ用変性ゴムG、シランカップリング剤I−1、及びシランカップリング剤II−1を用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
比較例8
シリカ用変性ゴムG、及びシランカップリング剤I−1を用いて、表3及び表4に示す配合処方により調製したゴム組成物を加硫して、物性評価を行った。その結果を表4に示す。
【0053】
【表1】
【0054】
【表2】
【0055】
【表3】
【0056】
【表4】
【0057】
[ゴム組成物の混練り方法、及び特性評価]:
温度制御装置を付属したプラストミル(内容量250cc)を使用し、一段目の混練として、充填率72%、回転数60rpmの条件で、本発明のシリカ用変性ゴム、ブタジエンゴム、伸展油、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華を混練した。ついで、二段目の混練として、上記で得た配合物を室温まで冷却後、硫黄、加硫促進剤を混練した。これを成型し、160℃で所定時間、加硫プレスにて加硫し、以下のタイヤ性能を表す特性評価を実施した。
【0058】
(i)ムーニー粘度:加硫前のゴム組成物を測定用試料とし、JIS K6300に準拠し、Lローターを使用して、予熱1分、ローター作動時間4分、温度100℃の条件で測定した。
(ii)引張強度:JISK6301に従って300%モジュラスを測定した。指数で表示し、数値が大きいほど、引張強度が大きく、良好である。
(iii)0℃tanδ:加硫ゴムを測定用試料とし、動的スペクトロメーター(米国レオメトリックス社製)を使用し、引張動歪0.14%、角速度100ラジアン毎秒、0℃の条件で測定した。指数で表示し、数値が大きいほどウェットスキッド抵抗性が大きく良好である。
【0059】
(iv)70℃tanδ:加硫ゴムを測定用試料とし、動的スペクトロメーター(米国レオメトリックス社製)を使用し、引張動歪0.7%、角速度100ラジアン毎秒、70℃の条件で測定した。指数で表示し、数値が大きいほど低ヒステリシスロス特性が小さく良好である。
(v)耐摩耗性:加硫ゴムを測定用試料とし、DIN摩耗試験機(東洋精機社製)を使用し、JIS K 6264に準拠し、荷重10Nで25℃にて測定した。指数で表示し、数値が大きいほど耐摩耗性が良好である。
【0060】
表4から明らかなように、本発明のシリカ用変性ゴムと2種類のシランカップリング剤を使用した組成物は、引張強度や耐摩耗性を損なうことなく、ウェットスキッド抵抗性と低ヒステリシスロス特性のバランスが著しく改良されていることが分かる。
実施例1と比較例1、4、および実施例3と比較例3、5、さらに実施例4と比較例2,6の物性評価結果から、本発明のシランカップリング剤(I)とシランカップリング剤(II)の併用が、引張強度、耐摩耗性、ウェットスキッド抵抗性と低ヒステリシスロス特性のバランス改良に重要であることが確認できる。また、比較例7と8の物性評価結果から、本発明のシランカップリング剤(I)とシランカップリング剤(II)の併用効果が現れるのは、共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を重合して得られる、活性水素を有する基及びシリカと化学結合し得る基を有する共役ジエン系ゴムを使用したときのみであることが確認できる。