特許 6385655 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】6385655

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ゴム組成物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08L 21/00 20060101AFI20180827BHJP

   B60C 1/00 20060101ALI20180827BHJP

   C08J 3/02 20060101ALI20180827BHJP

   C08K 3/36 20060101ALI20180827BHJP

   C08K 5/54 20060101ALI20180827BHJP

   C08K 9/06 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   C08L21/00

   B60C1/00 A

   B60C1/00 B

   B60C1/00 Z

   C08J3/02 ZCEQ

   C08K3/36

   C08K5/54

   C08K9/06

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-163427(P2013-163427)

(22)【出願日】2013年8月6日

(65)【公開番号】特開2015-30834(P2015-30834A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年4月15日

【審判番号】不服2017-9481(P2017-9481/J1)

【審判請求日】2017年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100059225

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 璋子

(72)【発明者】

【氏名】岩國 佳祐

【合議体】

【審判長】 岡崎 美穂

【審判官】 小柳 健悟

【審判官】 海老原 えい子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２４８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１９５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６２７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５５０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７４０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８７２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８７２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

C08L 1/00-101/14

C08K 3/00-13/08

B60C 1/00-19/02

C08J 3/00-3/28

C08J 99/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率がＡ％である第１ゴム混合物を得る工程と、
ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率が前記Ａ％よりも高いＢ％である第２ゴム混合物を得る工程と、
前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物とを、両者の合計量に対して前記第２ゴム混合物が８〜４０質量％の割合で混合する工程と、
を含み、
前記第１ゴム混合物の反応率がＡ＝５０〜７５％であり、前記第２ゴム混合物の反応率がＢ＝７０〜９５％であり、
前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤についての配合が共通している
ゴム組成物の製造方法。

【請求項2】

ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率がＡ％である第１ゴム混合物を得る工程と、
ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率が前記Ａ％よりも高いＢ％である第２ゴム混合物を得る工程と、
前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物とを、両者の合計量に対して前記第２ゴム混合物が８〜４０質量％の割合で混合する工程と、
を含み、
前記第１ゴム混合物の反応率がＡ＝５０〜７５％であり、前記第２ゴム混合物の反応率がＢ＝７０〜９５％であり、
前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、それぞれ、加硫剤及び加硫促進剤からなる加硫系添加剤を含むか又は含んでおらず、前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、前記加硫系添加剤を除いた配合が共通している
ゴム組成物の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の方法でゴム組成物を製造し、得られたゴム組成物を用いて空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム組成物に関し、より詳細には、シリカ配合のゴム組成物の製造方法、またそれにより得られたゴム組成物および空気入りタイヤに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ゴム組成物の低発熱化などを図るために、補強性充填剤としてシリカを配合することが知られている。しかしながら、シリカは、表面に存するシラノール基の影響により凝集しやすく、分散性に劣ることから、その性能を十分に発揮させることは難しい。そのため、シリカの分散性を改良するために、シランカップリング剤が併用されている。シランカップリング剤は、シリカとともにゴム成分に添加し混合することにより、シリカ表面のシラノール基と反応するとともに、ゴム成分のポリマーと反応することで、両者の間を連結して、シリカの分散性を向上させる。

【0003】

そのため、シリカ配合のゴム組成物において、その特性を安定的に発揮させるためには、シリカとシランカップリング剤との反応性が重要である。シランカップリング剤の反応率が低いものでは、ゴム組成物の物性全般、特に加工性や低発熱性能に劣ってしまい、例えば、タイヤのトレッドに用いた場合に、低燃費性能（転がり抵抗性能）を十分に発揮させることが難しい。一方、反応性を高めるために、混合工程や押出工程においてステップ数を重ねたり、長時間混合したりすることは、効率性、即ち、生産効率に劣ることになる。そのため、生産効率の悪化を抑えながら、加工性や低発熱性能などのゴム物性を向上することが望ましく、すなわち、生産効率とゴム物性をバランスよく改良することが求められる。

【0004】

ところで、特許文献１には、シリカ配合のゴム組成物において、添加したシランカップリング剤の反応率を測定する方法が開示されている。また、特許文献２には、ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し混合することでシランカップリング剤の反応率が５０〜８０％であるノンプロゴム混合物を得て、該ノンプロゴム混合物を常温域で熟成させることにより、シランカップリング剤の反応を穏やかに進行させ、これにより、加工性と補強性と低発熱性能のバランスを向上することが開示されている。しかしながら、生産効率を悪化させることなく、加工性や低発熱性能を向上させる上で、更なる改善が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２１６９５２号公報

【特許文献2】特開２０１２−２５５０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、シリカ配合のゴム組成物において、生産効率と加工性や低発熱性能などのゴム物性とのバランスを改良することができる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】

【0007】

本発明に係るゴム組成物の製造方法は、ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率がＡ％である第１ゴム混合物を得る工程と、ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し練り混合することでシランカップリング剤の反応率が前記Ａ％よりも高いＢ％である第２ゴム混合物を得る工程と、前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物とを、両者の合計量に対して前記第２ゴム混合物が８〜４０質量％の割合で混合する工程と、を含むものである。

【0008】

請求項１に記載の製造方法では、前記第１ゴム混合物の反応率がＡ＝５０〜７５％であり、前記第２ゴム混合物の反応率がＢ＝７０〜９５％であり、前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤についての配合が共通している。請求項２に記載の製造方法では、前記第１ゴム混合物の反応率がＡ＝５０〜７５％であり、前記第２ゴム混合物の反応率がＢ＝７０〜９５％であり、前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、それぞれ、加硫剤及び加硫促進剤からなる加硫系添加剤を含むか又は含んでおらず、前記第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、前記加硫系添加剤を除いた配合が共通している。

【0009】

本発明に係るゴム組成物は、これらの製造方法で得られたものであり、また、本発明の好ましい態様に係る空気入りタイヤは、その少なくとも一部に該ゴム組成物を用いたものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、シリカとシランカップリング剤を含む第１ゴム混合物に、シランカップリング剤の反応率がより高い第２ゴム混合物をブレンドすることにより、生産効率の悪化を抑えながら、得られたゴム組成物の粘度が低下して加工性を向上することができ、また低発熱性能を改良することができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

【0012】

本実施形態に係るゴム組成物の製造方法は、ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し混合することで第１ゴム混合物を得る工程（以下、工程（１）という。）と、ゴム成分にシリカとシランカップリング剤を添加し混合することで第２ゴム混合物を得る工程（以下、工程（２）という。）と、第１ゴム混合物と第２ゴム混合物とを混合する工程（以下、工程（３）という。）と、を含むものである。

【0013】

本実施形態において、ゴム成分としては、特に限定されず、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン−イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上混合して用いることができる。より好ましくは、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、又はこれらの２種以上のブレンドゴムである。

【0014】

ジエン系ゴムとしては、また、上記で列挙したものの分子末端又は分子鎖中において、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルコキシ基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも１種の官能基が導入されることで、当該官能基により変性された変性ジエン系ゴムを用いてもよい。これらの官能基は、シリカの粒子表面のシラノール基と相互作用（反応性、親和性）があるものであり、シリカの分散性を向上させることができる。かかる変性ジエン系ゴムの使用量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分１００質量部のうち、１〜５０質量部でもよく、５〜３０質量部であってもよい。

【0015】

本実施形態において、シリカとしては、特に限定されないが、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカのコロイダル特性は、特に限定されず、例えば、ＢＥＴ比表面積（ＪＩＳ Ｋ６４３０に記載のＢＥＴ法に準じて測定）が８０〜３００ｍ^２／ｇであるものを用いてもよく、１５０〜２３０ｍ^２／ｇであるものを用いてもよい。シリカの配合量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分１００質量部に対して５〜１５０質量部であり、より好ましくは１０〜１２０質量部であり、更に好ましくは３０〜１００質量部である。

【0016】

本実施形態において、シランカップリング剤としては、分子中に硫黄を含むものが好ましく用いられ、ゴム組成物においてシリカとともに配合される各種の硫黄含有シランカップリング剤を用いることができる。例えば、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）テトラスルフィド、ビス（４−トリエキトシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィドなどのスルフィドシラン； 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、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシラン、式：ＨＳ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_ｍ（Ｏ（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｋ−Ｃ₁₃Ｈ₂₇）_ｎで表されるエボニック・デグサ社製「ＶＰ Ｓｉ３６３」（式中、ｍ＝平均１、ｎ＝平均２、ｋ＝平均５）などのメルカプトシラン； ３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシラン（式：ＣＨ_３（ＣＨ_２）_６Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−（ＣＨ_２）_３−Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシラン（即ち、メルカプト基がアシル基で保護されたチオールエステル構造を持つシラン化合物）などが挙げられ、これらはいずれか１種単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００質量部に対して２〜２５質量部であることが好ましく、より好ましくは４〜１５質量部である。

【0017】

本実施形態に係るゴム組成物には、通常、加硫剤及び加硫促進剤が配合される。加硫剤としては、特に限定するものではないが、通常は硫黄が用いられる。加硫剤としての硫黄としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、オイル処理硫黄などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、又は２種以上混合して用いることができる。加硫剤の配合量としては、特に限定するものではないが、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。

【0018】

加硫促進剤としては、例えば、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（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＢＢＳ）、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（ＯＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＰＢＳ）などのスルフェンアミド系、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）などのチウラム系、１，３−ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、１，３−ジ−Ｏ−トリルグアニジン（ＤＯＴＧ）などのグアニジン系、ジベンゾチアゾリルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）などのチアゾール系などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。加硫促進剤の配合量としては、特に限定するものではないが、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。

【0019】

本実施形態に係るゴム組成物には、上記した成分の他に、カーボンブラックなどの他の補強性充填剤、プロセスオイルなどの軟化剤、可塑剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、樹脂類など、通常ゴム工業で使用される各種添加剤を配合することができる。

【0020】

上記工程（１）では、ゴム成分に、シリカ、シランカップリング剤、及び、その他の添加剤を添加し混合することにより、シランカップリング剤の反応率がＡ％である第１ゴム混合物を得る。混合は、ゴム分野において一般に使用される各種混合機、例えば、バンバリーミキサーやロール、ニーダーなどを用いて行うことができ、好ましくはバンバリーミキサー等の密閉式混練機を用いることである。

【0021】

工程（１）で添加するその他の添加剤には、加硫剤及び加硫促進剤からなる加硫系添加剤を含んでもよく、含まなくてもよい。第１ゴム混合物が加硫系添加剤を含まない場合、工程（１）は、通常のノンプロ練り工程に従い、例えば、排出温度（最高混合温度）を１６０℃以下（好ましくは１２０〜１５０℃）として、１回又は複数回の練り回数にて混合することにより行うことができる。一方、第１ゴム混合物に加硫系添加剤を含ませる場合、工程（１）は、まず、通常のノンプロ練り工程に従い、加硫系添加剤を除いた配合で、上記のように１６０℃以下の排出温度で１回又は複数回の練り回数にて混合した後、通常のプロ練り工程に従い、加硫系添加剤を添加し、１１０℃以下（好ましくは８０〜１００℃）の排出温度で１回混合することにより行うことができる。

【0022】

第１ゴム混合物についてのシランカップリング剤の反応率Ａは高い方が好ましいが、本実施形態では、生産効率の観点から反応率Ａ＝５０〜７５％であることが好ましい。反応率Ａが５０％以上であることにより、反応率の高い第２ゴム混合物のブレンド比を抑えることができ、生産効率を向上することができる。より好ましくは、反応率Ａ＝５５〜７０％である。

【0023】

上記工程（２）では、ゴム成分に、シリカ、シランカップリング剤、及び、その他の添加剤を添加し混合することにより、シランカップリング剤の反応率がＢ％である第２ゴム混合物を得る。使用可能な混合機、加硫系添加剤を含んでも含まなくてもよい点、及び加硫系添加剤の有無による混合方法の違いについては、工程（１）と同様であり、説明は省略する。

【0024】

第２ゴム混合物は、第１ゴム混合物よりも、シランカップリング剤の反応率が高い点に特徴がある（すなわち、Ｂ％＞Ａ％）。工程（２）において、反応率が高いゴム混合物を得るためには、上記のノンプロ練り工程に準じた練り回数を、工程（１）よりも多くすればよい。第２ゴム混合物についてのシランカップリング剤の反応率はＢ＝７０〜９５％であることが好ましく、より好ましくは７５〜９０％である。反応率Ｂが反応率Ａよりも高くかつ７０％以上であることにより、第１ゴム混合物と混合したときに、ゴム物性の改善効果を高めることができる。第１ゴム混合物と第２ゴム混合物との反応率の差（Ｂ−Ａ（％））は、特に限定されないが、１０％以上であることが好ましく、より好ましくは２０％以上である。

【0025】

本明細書において、シランカップリング剤の反応率は、特開２０１０−２１６９５２号公報に記載の方法により測定される。すなわち、未加硫のゴム混合物に対しゴム成分が溶解しない溶媒（但し、未反応のシランカップリング剤を含む薬品が溶解する有機溶媒）を用いて抽出処理を行うことにより、ゴム混合物中に含まれる未反応のシランカップリング剤を抽出し、抽出後のゴム混合物に含まれる硫黄量を定量することで反応済みのシランカップリング剤の含有量を求め、求めた反応済みのシランカップリング剤の含有量を、シランカップリング剤の配合量と比較することによりシランカップリング剤の反応率を求めることができる。

【0026】

詳細には、シランカップリング剤の反応率は、下記式（Ｉ）により求められる。
反応率（％）＝｛（Ｓ−Ｓ_０）／Ｓ_ｒ｝×（ｍ／ｍ_０）×１００ …（Ｉ）
式中、Ｓは、抽出後のゴム混合物に含まれる硫黄分（質量％）である。Ｓ_０は、シランカップリング剤を除いて同配合のゴム混合物について測定した抽出後のゴム混合物に含まれる硫黄分（質量％）である。Ｓ_ｒは、シランカップリング剤の配合量から算出される抽出前のゴム混合物中に含まれるシランカップリング剤による硫黄分（質量％）である。ｍ_０は、抽出前のゴム混合物の質量であり、ｍは、抽出後のゴム混合物の質量である。

【0027】

第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、異なる配合とすることもできるが、基本的には同じ配合系でシランカップリング剤の反応率が異なるものであることが好ましい。詳細には、第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、ゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤についての配合が共通していること（すなわち、これらの各成分の種類と量が一致していること）が好ましい。より好ましくは、第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、加硫系添加剤を除いた配合が共通していることであり、すなわち、加硫系添加剤の有無を除いて、両者の配合が一致しており、練り回数の違いにより両者のシランカップリング剤反応率が異なるものであることが好ましい。

【0028】

なお、工程（１）と工程（２）とは、何れを先に実施してもよく、また、別々の混合機を用いて同時に実施してもよく、その順序は問わない。

【0029】

上記工程（３）は、第１ゴム混合物と第２ゴム混合物とを混合する工程であり、ファイナル混合工程に相当する。第１ゴム混合物と第２ゴム混合物は、両者の合計量に対して第２ゴム混合物の割合が８質量％以上となるようにブレンドされる。より好ましくは８〜５０質量％（即ち、第１ゴム混合物／第２ゴム混合物（質量比）＝９２／８〜５０／５０）であり、更に好ましくは１０〜４０質量％（同質量比＝９０／１０〜６０／４０）であり、特に好ましくは１５〜３０質量％（同質量比＝８５／１５〜７０／３０）である。このようにシランカップリング剤反応率の高い第２ゴム混合物を、比較的少量にて、シランカップリング剤反応率の低い第１ゴム混合物にブレンドすることにより、得られたゴム組成物の粘度が低下し加工性が向上し、特に押し出し性能が改善する。このことにより、ファイナル混合工程に至るまでのゴムの再練り又は押し出しステップ数を減らすことができる。また、得られたゴム組成物の低発熱性能を改善することができ、タイヤに用いた場合に転がり抵抗性能を向上することができる。

【0030】

工程（３）は、ファイナル混合工程であるため、最終的なゴム組成物に必要な所定量の加硫系添加剤が、必要に応じて添加し混合される。例えば、工程（１）及び工程（２）ともに加硫系添加剤を添加していない場合、工程（３）において、第１ゴム混合物と第２ゴム混合物を混合する際に必要量の加硫系添加剤を添加し混合すればよく、また、工程（１）及び工程（２）のいずれか一方において加硫系添加剤が添加されている場合、工程（３）において、残りの加硫系添加剤を添加し混合すればよい。なお、工程（３）では加硫系添加剤が添加されているので、通常のプロ練り工程に従い、１１０℃以下（好ましくは８０〜１００℃）の排出温度で１回混合することが好ましい。使用可能な混合機は、工程（１）と同様である。

【0031】

本実施形態では、第１ゴム混合物及び第２ゴム混合物のそれぞれについて、ある反応率のものを得るが、シランカップリング剤の反応率を測定すること自体は、本実施形態のゴム組成物の製造方法において必須ではない。すなわち、ゴム組成物の製造工程を定める際に上記各段階での反応率を測定して、該反応率が上記所定条件を満たすように練り回数などを決定しておけば、実際のゴム組成物の製造に際しては反応率を測定する必要はない。もちろん、ゴム組成物の製造方法として、上記反応率の測定ステップを含むものであってもよい。

【0032】

このようにして得られるゴム組成物の用途は、特に限定されず、タイヤ（例えば、トレッドやサイドウォール、ビード部などの各部位）、防振ゴム（例えば、エンジンマウント、ストラットマウント、ボディマウント、サスペンションブッシュなど）、免震ゴム（建築用免震ゴムなど）、コンベアベルトなどのベルトなど、各種ゴム製品に用いることができる。好ましくは、タイヤに用いることであり、常法に従い、例えば１４０〜１８０℃で加硫成形することにより、各種空気入りタイヤのゴム部分を構成することができる。一実施形態として、空気入りタイヤのトレッドゴム及び／又はサイドウォールゴムに用いることが好ましく、転がり抵抗を低減して低燃費性能に優れたタイヤを製造することができる。

【実施例】

【0033】

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例で使用した原材料は以下の通りである。

【0034】

下記表１に示した配合（質量部）に従い、バンバリーミキサーを用いて、表１記載の練り回数にてゴム混合物を調製した。詳細には、加硫系添加剤を含まないゴム混合物１−１〜１−４及び２−１〜２−４については、ゴム成分に表１記載の配合剤を添加し、表１記載の練り回数となるように混合（排出温度＝１５０℃）を行った。一方、加硫系添加剤を含むゴム混合物１−５，１−６，２−５，２−６については、まず、加硫系添加剤を除く配合剤をゴム成分に添加し、表１記載の練り回数よりも１回少ない回数まで練り（排出温度＝１５０℃）を行った後、最後の練り段階で加硫系添加剤を添加し混練して（排出温度＝１００℃）、トータルの練り回数が表１記載の回数となるように混合を行った。表１中の各成分の詳細は以下の通りである。

【0035】

・ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製「ＳＢＲ１５０２」
・変性ＳＢＲ：アルコキシル基及びアミノ基末端変性溶液重合ＳＢＲ、ＪＳＲ（株）製「ＨＰＲ３５０」
・ＢＲ：宇部興産（株）製「ＢＲ１５０Ｂ」
・ＮＲ：ＲＳＳ３号
・カーボンブラック：ＦＥＦカーボンブラック（Ｎ５５０）
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「ニップシールＡＱ」（ＢＥＴ＝２０５ｍ^２／ｇ）
・シランカップリング剤：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、デグサ社製「Ｓｉ７５」
・オイル：ＪＸ日鉱日石サンエナジー株式会社製「プロセスＮＣ１４０」
・ステアリン酸：花王（株）製「ルナックＳ２０」
・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１種」
・老化防止剤：住友化学（株）製「アンチゲン６Ｃ」
・ワックス：日本精鑞（株）製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」
・加硫促進剤：住友化学（株）製「ソクシノールＣＺ」
・硫黄：鶴見化学工業（株）製「粉末硫黄」

【0036】

得られた各ゴム混合物について、シランカップリング剤の反応率を測定した。測定方法は、以下の通りである。

【0037】

・シランカップリング剤の反応率：特開２０１０−２１６９５２号公報に記載の方法に従い、質量ｍ_０＝１．００ｇに調整した厚み１ｍｍ以下のシート状の試料を、アセトンで８時間ソックスレー抽出を行い、抽出後のゴム混合物を３０℃で５時間真空乾燥して質量ｍを測定した。次いで、日本ダイオネクス株式会社製イオンクロマトグラフ「ＩＣＳ−１５００」により、抽出後のゴム混合物に含まれる硫黄分Ｓ（硫黄濃度：質量％）を求めた。また、表１に示す配合においてシランカップリング剤を配合しない以外は同一のゴム組成物を同様の操作により作製し、抽出後のゴム混合物に含まれる硫黄分Ｓ_Ｏ（質量％）を求め、上記式（Ｉ）によりシランカップリング剤の反応率を求めた。なお、シランカップリング剤の配合量から算出される抽出前のゴム混合物中に含まれるシランカップリング剤による硫黄分Ｓ_ｒ（質量％）は、ゴム混合物１−１〜１−４及び２−１〜２−４では0.536%であり、ゴム混合物１−５，１−６，２−５，２−６では0.528%である。

【0038】

【表1】

【0039】

次いで、上記ゴム混合物を用いて、下記表２及び表３に記載の配合（質量部）に従い、バンバリーミキサーを用いて、ファイナル混合を行うことにより（排出温度＝１００℃）、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。なお、上記ゴム混合物に加硫系添加剤を含む場合も含まない場合も、最終的に各ゴム組成物に含まれる加硫促進剤及び硫黄の量が、それぞれゴム成分１００質量部に対して０．７質量部及び２．２質量部となるように、必要に応じてこの段階で添加し混合した。

【0040】

表２及び表３中におけるシランカップリング剤の反応率は、使用したゴム混合物についての反応率であり、ブレンドする場合は、ブレンド比に応じた比例計算により算出した。また、練り回数は、最終的なゴム組成物を得るまでのトータルの練り回数（ファイナル混合工程も１回として加算）であり、２種のゴム混合物をブレンドする場合、ブレンド比に応じた比例計算により算出した。

【0041】

得られた各ゴム組成物について、加工性の指標として未加硫状態でのムーニー粘度を測定した。また、該ゴム組成物を用いて、キャップ／ベース構造のトレッドを有するタイヤのキャップトレッドに適用し、２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈの空気入りラジアルタイヤを常法に従い製造し、転がり抵抗を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。

【0042】

（ムーニー粘度）
ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して（株）東洋精機製作所製ロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴムを１００℃で１分間予熱後、４分後のトルク値をムーニー単位で測定した値であり、表２では比較例２の値を、表３では比較例６の値を、それぞれ１００とした指数で表示した。指数が小さいほど粘度が低く、加工性に優れることを示す。

【0043】

（転がり抵抗）
使用リムを１５×６．５ＪＪとしてタイヤを装着し、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４．４ｋＮとして、転がり抵抗測定用の１軸ドラム試験機にて２３℃で８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を測定した。結果は、表２では比較例２の値を、表３では比較例６の値を、それぞれ１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく（低発熱性能に優れ）、従って低燃費性能に優れることを示す。

【0044】

表２に示すように、コントロールに相当する比較例２に対し、比較例１ではシランカップリング剤の反応率が低かったため、加工性と低燃費性能が劣っていた。これに対し、反応率が５５％と低いゴム混合物１−１に、反応率が８７％と高いゴム混合物１−３を、比較的少量（３５質量％）ブレンドした実施例１であると、比較例２に対して練り回数を低減しつつ、加工性と低燃費性能が同等以下であり、生産効率とゴム物性（加工性／低燃費性能）のバランスが改良されていた。

【0045】

比較例３は、反応率が５５％のゴム混合物１−１に、反応率が９２％のゴム混合物１−４を５質量％にてブレンドしたものであり、反応率の高いゴム混合物のブレンド量が少なすぎて、加工性と低発熱性能の改善効果に劣っていた。これに対し、反応率が５５％のゴム混合物１−１に、反応率が９２％のゴム混合物１−４を１０質量％ブレンドした実施例２であると、比較例３に対して練り回数の増加を抑えつつ、加工性と低燃費性能が顕著に改善されており、また、比較例２に対して加工性と低燃費性能が同等でありながら、練り回数を低減することができ、よって、生産効率とゴム物性のバランスに優れていた。

【0046】

実施例３は、反応率が５５％のゴム混合物１−１に、反応率が９２％のゴム混合物１−４を２０質量％ブレンドしたものであり、実施例２に対して練り回数の増加を抑えつつ、加工性と低燃費性能が顕著に改善されていた。

【0047】

実施例４は、反応率が５５％のゴム混合物１−１に、反応率が７６％のゴム混合物１−５を１５質量％ブレンドしたものであって、反応率が高いゴム混合物が加硫系添加剤を含む例であるが、この場合も、コントロールである比較例２に比べて、練り回数を低減しつつ、加工性と低燃費性能が同等以下であり、生産効率とゴム物性（加工性／低燃費性能）のバランスが改良されていた。

【0048】

実施例５は、反応率が７２％のゴム混合物１−２に、反応率が８９％で加硫系添加剤を含むゴム混合物１−６を１０質量％ブレンドしたものであり、比較例２に対して、練り回数の増加を抑えつつ、加工性と低燃費性能が顕著に改善されていた。また、反応が７６％で加硫系添加剤を含むゴム混合物１−５を単独で用いた比較例４に比べても、練り回数を低減しつつ、加工性と低燃費性能が改善されており、生産効率とゴム物性のバランスに優れていた。

【0049】

表３は、ゴム混合物として変性ジエン系ゴムを含むゴム混合物２−１〜２−６を用いたものであるが、この場合も、上述した表２とほぼ同等の結果が得られ、実施例６〜１０であると、生産効率とゴム物性（加工性／低燃費性能）のバランスが改良されていた。

【0050】

【表2】

【0051】

【表3】