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JP7794631B2 - Rubber composition and tire - Google Patents
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JP7794631B2 - Rubber composition and tire - Google Patents

Rubber composition and tire

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JP7794631B2 JP2021213125A JP2021213125A JP7794631B2 JP 7794631 B2 JP7794631 B2 JP 7794631B2 JP 2021213125 A JP2021213125 A JP 2021213125A JP 2021213125 A JP2021213125 A JP 2021213125A JP 7794631 B2 JP7794631 B2 JP 7794631B2
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Description

本発明は、ゴム組成物、及びそれを用いたタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a tire using the same.

タイヤにおいては、湿潤路面でのグリップ性能であるウェットグリップ性能と低燃費性に寄与する転がり抵抗性能を両立することが求められている。そのため、例えば、特許文献1では、低電気抵抗、低転がり抵抗性能、ウェットグリップ性能、機械的強度及び加工性を向上するために、シリカ配合のゴム組成物において、ポリエチレングリコールを主鎖骨格に持つシランカップリング剤を配合することが提案されている。 Tires are required to achieve both wet grip performance, which is grip performance on wet road surfaces, and rolling resistance performance, which contributes to fuel economy. Therefore, for example, Patent Document 1 proposes compounding a silane coupling agent with polyethylene glycol in its main chain skeleton in a silica-containing rubber composition to improve low electrical resistance, low rolling resistance, wet grip performance, mechanical strength, and processability.

特許文献2には、ウェット性能及び転がり抵抗に優れたタイヤを作製するために、シリカ配合のゴム組成物において、メルカプト基を有するシランカップリング剤とともにアルキルトリエトキシシランを配合することが記載されている。 Patent Document 2 describes compounding alkyltriethoxysilane together with a silane coupling agent having a mercapto group in a rubber composition containing silica in order to produce a tire with excellent wet performance and rolling resistance.

特許文献3には、加工性と低発熱性能を改良するために、シランカップリング剤の異なる2種類のゴム混合物を調製し、両者を混合してゴム組成物を製造することが記載されている。 Patent Document 3 describes a method for producing a rubber composition by preparing a mixture of two types of rubber containing different silane coupling agents and mixing them together in order to improve processability and low heat buildup.

このように従来、ウェットグリップ性能や転がり抵抗性能を向上するために様々な提案がされている。しかしながら、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能は、一方が向上すると他方が低下するという背反性能であるため、両立することが難しい。 As such, various proposals have been made to improve wet grip performance and rolling resistance. However, wet grip performance and rolling resistance are mutually exclusive properties; improving one results in a decrease in the other, making it difficult to achieve both.

特許第3908368号公報Patent No. 3908368 特許第4930661号公報Patent No. 4930661 特許第6385655号公報Patent No. 6385655

本発明の実施形態は、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の背反性能を改善することができるゴム組成物、及びそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention aims to provide a rubber composition that can improve the trade-off between wet grip performance and rolling resistance, and a tire using the same.

本発明の実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤、及びアルキルアルコキシシランを含むゴム組成物であって、前記ゴム組成物を加硫した加硫ゴムを50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V50と、前記加硫ゴムを未伸長の状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V0と、により算出されるV50/V0で表されるアグリゲート間距離の変化率が1.30以上である。 A rubber composition according to an embodiment of the present invention comprises a diene rubber, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, and an alkylalkoxysilane, and the rubber composition is vulcanized to form a vulcanized rubber. The rubber composition is then vulcanized to form a vulcanized rubber stretched 50%. The vulcanized rubber has a radius of gyration V50 of silica aggregates measured by small-angle X-ray scattering, and the vulcanized rubber is unstretched to form a vulcanized rubber. The ratio of change in inter-aggregate distance, expressed as V50/V0, calculated from the radius of gyration V50 of silica aggregates measured by small-angle X-ray scattering, is 1.30 or greater.

本発明の一実施形態に係る加硫ゴムは、ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤、及びアルキルアルコキシシランを含むゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムであって、前記加硫ゴムを50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V50と、前記加硫ゴムを未伸長の状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V0と、により算出されるV50/V0で表されるアグリゲート間距離の変化率が1.30以上である。 The vulcanized rubber according to one embodiment of the present invention is obtained by vulcanizing a rubber composition containing a diene rubber, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, and an alkylalkoxysilane, and has a rate of change in inter-aggregate distance, expressed as V50/V0, calculated from the radius of gyration V50 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of the vulcanized rubber in a 50% elongated state and the radius of gyration V0 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of the vulcanized rubber in an unelongated state, of 1.30 or greater.

前記ゴム組成物において、前記シリカの含有量は前記ジエン系ゴム100質量部に対して5~150質量部でもよい。前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量は前記シリカの含有量に対して1~15質量%でもよい。前記アルキルアルコキシシランの含有量は前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量に対して10~300モル%でもよい。前記硫黄含有シランカップリング剤はスルフィド基を有してもよい。前記アルキルアルコキシシランは、炭素数が3~20であるアルキル基を持つものでもよい。前記加硫ゴムは未伸長の状態でシリカに配向を持つものでもよい。その場合、前記慣性半径V50は、前記加硫ゴムをシリカの配向方向に垂直な方向に50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られる値とする。 In the rubber composition, the silica content may be 5 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of the diene rubber. The sulfur-containing silane coupling agent content may be 1 to 15 mass % relative to the silica content. The alkylalkoxysilane content may be 10 to 300 mol % relative to the sulfur-containing silane coupling agent content. The sulfur-containing silane coupling agent may have a sulfide group. The alkylalkoxysilane may have an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. The vulcanized rubber may have silica orientation in an unstretched state. In this case, the radius of gyration V50 is a value obtained by small-angle X-ray scattering measurement while the vulcanized rubber is stretched 50% in a direction perpendicular to the silica orientation direction.

本発明の実施形態に係るタイヤは、上記タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたものである。 A tire according to an embodiment of the present invention is manufactured using the above-described rubber composition for tires.

本発明の実施形態によれば、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の背反性能を改善することができる。 Embodiments of the present invention can improve the trade-off between wet grip performance and rolling resistance.

小角X線散乱測定における二次元散乱像の一例を示す図FIG. 1 is a diagram showing an example of a two-dimensional scattering image in small-angle X-ray scattering measurement.

本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分としてのジエン系ゴムと、シリカと、硫黄含有シランカップリング剤と、アルキルアルコキシシランとを含む。 The rubber composition according to this embodiment contains a diene rubber as a rubber component, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, and an alkylalkoxysilane.

ジエン系ゴムとは、共役二重結合を持つジエンモノマーに対応する繰り返し単位を持つゴムをいい、ポリマー主鎖に二重結合を有する。ジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム等、ゴム組成物において通常使用される各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらはいずれか1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。なお、ジエン系ゴムには、必要に応じて末端や主鎖を変性したもの(例えば、末端変性SBR)や、所望の特性を付与するべく改質したもの(例えば、改質NR)も、その概念に包含される。 Diene rubber refers to rubber containing repeating units corresponding to diene monomers with conjugated double bonds, with double bonds in the polymer backbone. Specific examples of diene rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, and styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, all of which are commonly used in rubber compositions. These may be used alone or in combination. The concept of diene rubber also includes those whose terminals or backbone have been modified as needed (e.g., terminal-modified SBR) and those modified to impart desired properties (e.g., modified NR).

一実施形態において、ジエン系ゴムは、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、及びブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。より好ましくは、ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴムを含むことである。例えば、ジエン系ゴム100質量部は、スチレンブタジエンゴムを50質量部以上含むことが好ましく、より好ましくはスチレンブタジエンゴムを70質量部以上含むことであり、スチレンブタジエンゴム単独でもよい。 In one embodiment, the diene rubber preferably includes at least one selected from the group consisting of natural rubber, styrene-butadiene rubber, and butadiene rubber. More preferably, the diene rubber includes styrene-butadiene rubber. For example, 100 parts by mass of diene rubber preferably includes 50 parts by mass or more of styrene-butadiene rubber, more preferably 70 parts by mass or more of styrene-butadiene rubber, and may include styrene-butadiene rubber alone.

スチレンブタジエンゴムとしては、例えば、溶液重合スチレンブタジエンゴム(SSBR)でもよく、乳化重合スチレンブタジエンゴム(ESBR)でもよい。スチレンブタジエンゴムとしては、必要に応じて末端や主鎖が変性された変性スチレンブタジエンゴムが用いられてもよい。 Styrene butadiene rubber may be, for example, solution-polymerized styrene butadiene rubber (SSBR) or emulsion-polymerized styrene butadiene rubber (ESBR). If necessary, modified styrene butadiene rubber, in which the terminals or main chain have been modified, may also be used.

シリカとしては、例えば、湿式沈降法シリカ、湿式ゲル化法シリカなどの湿式シリカを用いることが好ましい。シリカのJIS K6430:2008付属書E(多点窒素吸着法:BET法)による窒素吸着比表面積(BET)は、例えば150~250m/gであることが好ましい。シリカの窒素吸着比表面積は、より好ましくは180~220m/gである。 As the silica, it is preferable to use wet silica such as wet precipitation silica or wet gelation silica. The nitrogen adsorption specific surface area (BET) of the silica according to JIS K6430:2008 Appendix E (multipoint nitrogen adsorption method: BET method) is preferably 150 to 250 m 2 /g, for example. The nitrogen adsorption specific surface area of the silica is more preferably 180 to 220 m 2 /g.

シリカの含有量は、例えば、ジエン系ゴム100質量部に対して、5~150質量部であることが好ましく、より好ましくは30~120質量部であり、更に好ましくは50~100質量部であり、60~90質量部でもよい。 The silica content is, for example, preferably 5 to 150 parts by mass, more preferably 30 to 120 parts by mass, and even more preferably 50 to 100 parts by mass, and may be 60 to 90 parts by mass, per 100 parts by mass of diene rubber.

硫黄含有シランカップリング剤とは、分子中に硫黄原子を含むシランカップリング剤であり、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。 A sulfur-containing silane coupling agent is a silane coupling agent that contains a sulfur atom in its molecule, and various sulfur-containing silane coupling agents that are compounded together with silica in rubber compositions can be used.

硫黄含有シランカップリング剤の具体例としては、
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(ビスシラン系スルフィドシランカップリング剤);
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-Si(OC(O(CO)-C1327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(CHC(=O)S-(CH-Si(OC)、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)などが挙げられる。これらの硫黄含有シランカップリング剤は、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。
Specific examples of sulfur-containing silane coupling agents include:
Sulfide silanes (bis-silane-based sulfide silane coupling agents) such as bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, and bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide;
mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, mercaptoethyltriethoxysilane, and "VP Si363" manufactured by Evonik Degussa and represented by the formula: HS-(CH 2 ) 3 -Si(OC 2 H 5 ) m (O(C 2 H 4 O) k -C 13 H 27 ) n (wherein m is 1 on average, n is 2 on average, and k is 5 on average);
and protected mercaptosilanes (i.e., silane compounds having a thiol ester structure in which a mercapto group is protected with an acyl group) such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane (formula: CH3 ( CH2 ) 6C (=O)S-( CH2 ) 3 - Si( OC2H5 ) 3 ) and 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane. These sulfur-containing silane coupling agents can be used either alone or in combination of two or more.

これらの中でも、硫黄含有シランカップリング剤としては、スルフィド基を持つスルフィドシランが好ましく、より好ましくはジスルフィド基を持つものである。 Among these, sulfur-containing silane coupling agents are preferably sulfide silanes containing sulfide groups, and more preferably those containing disulfide groups.

硫黄含有シランカップリング剤の含有量は、シリカの含有量に対して、例えば1~15質量%であることが好ましい。すなわち、硫黄含有シランカップリング剤の合計量はシリカ100質量部に対して1~15質量部であることが好ましい。硫黄含有シランカップリング剤の含有量は、シリカの含有量に対して、2~10質量%であることがより好ましく、3~7質量%でもよい。 The content of the sulfur-containing silane coupling agent is preferably, for example, 1 to 15 mass% relative to the silica content. In other words, the total amount of sulfur-containing silane coupling agent is preferably 1 to 15 mass parts per 100 mass parts of silica. The content of the sulfur-containing silane coupling agent is more preferably 2 to 10 mass% relative to the silica content, and may be 3 to 7 mass%.

アルキルアルコキシシランとしては、アルキルジアルコキシシランでもよいが、アルキルトリアルコキシシランが好ましい。アルキルアルコキシシランとしては、炭素数が3~20であるアルキル基を持つものが好ましく、具体的には、下記式(1)で表されるアルキルトリエトキシシランが好ましく用いられる。式(1)中、Rは炭素数3~20のアルキル基を示す。アルキル基の炭素数はより好ましくは6~20であり、更に好ましくは10~20である。
The alkylalkoxysilane may be an alkyldialkoxysilane, but an alkyltrialkoxysilane is preferred. The alkylalkoxysilane preferably has an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and specifically, an alkyltriethoxysilane represented by the following formula (1) is preferably used. In formula (1), R1 represents an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. The number of carbon atoms in the alkyl group is more preferably 6 to 20, and even more preferably 10 to 20.

アルキルアルコキシシランの含有量は、硫黄含有シランカップリング剤の含有量に対して、例えば10~300モル%であることが好ましく、より好ましくは10~100モル%であり、更に好ましくは10~50モル%である。 The content of alkylalkoxysilane relative to the content of sulfur-containing silane coupling agent is preferably, for example, 10 to 300 mol %, more preferably 10 to 100 mol %, and even more preferably 10 to 50 mol %.

本実施形態に係るゴム組成物では、上記のように硫黄含有シランカップリング剤とアルキルアルコキシシランを併用することにより、ゴム組成物を加硫してなる加硫ゴムを変形させたときに、シリカ周辺のゴムポリマーの変形追従性を上昇させることができる。そのため、ゴム変形時におけるアグリゲート間距離の変化を大きくすることができ、後述するV50/V0の値を1.30以上にしやすくなる。また、変形追従性が向上することにより、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能を両立させやすくなる。詳細には、アルキルアルコキシシランにより、シリカ表面が疎水化されてシリカの分散性が良化し、外部刺激に対するゴムの追従性が向上して、ウェットグリップ性能が改善される。また、シリカ同士の擦れが緩和されてエネルギーロスが少なくなり、転がり抵抗性能が改善される。 In the rubber composition according to this embodiment, the combined use of a sulfur-containing silane coupling agent and an alkylalkoxysilane as described above improves the deformation compliance of the rubber polymer around the silica when the vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition is deformed. This increases the change in inter-aggregate distance during rubber deformation, making it easier to achieve a V50/V0 value of 1.30 or greater, as described below. Furthermore, improved deformation compliance makes it easier to achieve both wet grip performance and rolling resistance. Specifically, the alkylalkoxysilane hydrophobizes the silica surface, improving silica dispersibility and improving the rubber's compliance with external stimuli, resulting in improved wet grip performance. Furthermore, friction between silica particles is reduced, reducing energy loss and improving rolling resistance.

本実施形態に係るゴム組成物には、上記成分の他に、シリカ以外の充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、オイル、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。 In addition to the above components, the rubber composition according to this embodiment can contain various additives commonly used in rubber compositions, such as fillers other than silica, zinc oxide, stearic acid, antioxidants, oils, waxes, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators.

充填剤としては、シリカに加えて、カーボンブラックを配合してもよい。すなわち、充填剤は、シリカ単独でもよく、シリカとカーボンブラックの併用でもよい。好ましくは、充填剤はシリカを主成分とすることであり、カーボンブラックの含有量はジエン系ゴム100質量部に対して10質量部以下であることが好ましく、より好ましくは5質量部以下である。 In addition to silica, carbon black may be compounded as a filler. That is, the filler may be silica alone or a combination of silica and carbon black. Preferably, the filler is primarily composed of silica, and the carbon black content is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of diene rubber.

加硫剤としては、硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の含有量は、特に限定するものではないが、ジエン系ゴム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質量部であり、1~3質量部でもよい。 Sulfur is preferably used as the vulcanizing agent. There are no particular limitations on the amount of vulcanizing agent used, but it is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and may be 1 to 3 parts by mass per 100 parts by mass of diene rubber.

加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系、及びグアニジン系などの各種加硫促進剤が挙げられ、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。加硫促進剤の含有量は、特に限定するものではないが、ジエン系ゴム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質量部であり、1~4質量部でもよい。 Vulcanization accelerators include, for example, sulfenamide-based, thiuram-based, thiazole-based, and guanidine-based vulcanization accelerators, and any of these may be used alone or in combination of two or more. The content of the vulcanization accelerator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and may be 1 to 4 parts by mass per 100 parts by mass of diene rubber.

本実施形態に係るゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができ、未加硫のゴム組成物を調製することができる。 The rubber composition according to this embodiment can be prepared by kneading in accordance with conventional methods using a commonly used mixer such as a Banbury mixer, kneader, or roll, to prepare an unvulcanized rubber composition.

好ましくは、第一混合段階で、ジエン系ゴムに対し、シリカとともに硫黄含有シランカップリング剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、第二混合段階で、アルキルアルコキシシランを添加混合し、その後、得られた混合物に、第三混合段階(最終混合段階)で、加硫剤及び加硫促進剤などの加硫系薬剤を添加混合することである。すなわち、好ましい一実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムにシリカ及び硫黄含有シランカップリング剤を混合してなる第一混合物にアルキルアルコキシシランを混合し、これにより得られる第二混合物に加硫系薬剤を混合して得られるものである。このように硫黄含有シランカップリング剤をジエン系ゴム及びシリカとともに予め混合した後にアルキルアルコキシシランを添加混合することにより、上記変形追従性が高くなり、後述する実施例に示されるように、V50/V0の値を1.30以上に設定することができる。 Preferably, in the first mixing stage, a sulfur-containing silane coupling agent is added and mixed with silica to the diene rubber, and then an alkylalkoxysilane is added and mixed to the resulting mixture in the second mixing stage. Then, in the third mixing stage (final mixing stage), vulcanization-related chemicals such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added and mixed to the resulting mixture. That is, a preferred rubber composition is obtained by mixing an alkylalkoxysilane with a first mixture obtained by mixing silica and a sulfur-containing silane coupling agent with a diene rubber, and then mixing the vulcanization-related chemicals with the second mixture obtained. By premixing the sulfur-containing silane coupling agent with the diene rubber and silica in this way and then adding and mixing the alkylalkoxysilane, the deformation compliance is improved, and the V50/V0 value can be set to 1.30 or greater, as shown in the examples described below.

なお、この場合、アルキルアルコキシシラン及び加硫系薬剤以外の添加剤を混合するタイミングについては、特に限定しないが、上記第一混合段階において、シリカ及び硫黄含有シランカップリング剤とともにジエン系ゴムに添加混合することが好ましい。 In this case, there are no particular restrictions on the timing of mixing additives other than the alkylalkoxysilane and vulcanization agent, but it is preferable to add and mix them into the diene rubber together with the silica and sulfur-containing silane coupling agent in the first mixing stage.

本実施形態に係るゴム組成物は、当該ゴム組成物を加硫してなる加硫ゴムを伸長率0%から50%に変形を加えた際のアグリゲート間距離の変化率V50/V0が1.30以上である。該変化率V50/V0が大きいほど、加硫ゴムの変形時におけるシリカ周辺のゴムポリマーの変形追従性が高いことを表し、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の背反性能を改善することができる。V50/V0は1.32以上であることが好ましく、より好ましくは1.34以上である。V50/V0の上限は特に限定されないが、2.0以下であることが好ましく、より好ましくは1.50以下である。 The rubber composition according to this embodiment has a rate of change in inter-aggregate distance, V50/V0, of 1.30 or more when a vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition is deformed from an elongation rate of 0% to 50%. The higher the rate of change, V50/V0, the higher the ability of the rubber polymer around the silica to follow deformation when the vulcanized rubber is deformed, and the trade-off between wet grip performance and rolling resistance can be improved. V50/V0 is preferably 1.32 or more, and more preferably 1.34 or more. There is no particular upper limit for V50/V0, but it is preferably 2.0 or less, and more preferably 1.50 or less.

ここで、V50は、加硫ゴムをシリカの配向方向に垂直な方向に50%伸長させた状態で小角X線散乱(SAXS)測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径(nm)である。V0は、加硫ゴムを未伸長の状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径(nm)である。上記アグリゲート間距離の変化率は、50%伸張時の慣性半径V50を0%伸張時の慣性半径V0で除することにより得られる値(商)である。 Here, V50 is the radius of gyration (nm) of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering (SAXS) measurement of vulcanized rubber stretched 50% in a direction perpendicular to the silica orientation direction. V0 is the radius of gyration (nm) of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of vulcanized rubber in an unstretched state. The rate of change in inter-aggregate distance is the value (quotient) obtained by dividing the radius of gyration V50 at 50% stretch by the radius of gyration V0 at 0% stretch.

シリカの配向方向は、未伸長状態の加硫ゴムに対してSAXS測定を行うことにより確認することができる。未伸長状態でシリカが配向を持たない加硫ゴム(即ち、二次元散乱像に異方性を示さない加硫ゴム)については、任意の方向に50%伸長させた状態でSAXS測定を行う。すなわち、V50は、未伸長状態でシリカが配向(即ち、異方性)を持つ加硫ゴムについては、当該配向方向に垂直な方向に50%伸長させた状態でSAXS測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径であり、未伸長状態で異方性を持たない加硫ゴムについては、任意の方向に50%伸長させた状態でSAXS測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径である。 The orientation direction of silica can be confirmed by performing SAXS measurement on unstretched vulcanized rubber. For vulcanized rubber in which silica is not oriented in the unstretched state (i.e., vulcanized rubber that does not exhibit anisotropy in the two-dimensional scattering image), SAXS measurement is performed after the rubber is stretched 50% in any direction. That is, for vulcanized rubber in which silica is oriented (i.e., anisotropic) in the unstretched state, V50 is the radius of gyration of silica aggregates obtained by SAXS measurement after the rubber is stretched 50% in a direction perpendicular to the orientation direction. For vulcanized rubber that does not exhibit anisotropy in the unstretched state, V50 is the radius of gyration of silica aggregates obtained by SAXS measurement after the rubber is stretched 50% in any direction.

なお、V0及びV50の値は、例えば1.0~100nmでもよく、5.0~50nmでもよく、10~40nmでもよい。 The values of V0 and V50 may be, for example, 1.0 to 100 nm, 5.0 to 50 nm, or 10 to 40 nm.

V0及びV50は、ゴム組成物を加硫した加硫ゴムを用いて測定することにより得られる値である。そのため、本実施形態は、V50/V0が1.30以上である加硫ゴムであってもよい。すなわち、一実施形態に係る加硫ゴムは、ジエン系ゴムとシリカを含むゴム組成物を加硫して得られるものであって、V50/V0が1.30以上である加硫ゴムである。該加硫ゴムは、タイヤなどのゴム製品の一部を構成するものでもよく、ゴム製品の全体を構成してもよい。 V0 and V50 are values obtained by measuring a vulcanized rubber obtained by vulcanizing a rubber composition. Therefore, in this embodiment, the vulcanized rubber may have a V50/V0 ratio of 1.30 or greater. That is, the vulcanized rubber according to one embodiment is obtained by vulcanizing a rubber composition containing a diene rubber and silica, and has a V50/V0 ratio of 1.30 or greater. The vulcanized rubber may constitute a part of a rubber product such as a tire, or may constitute the entire rubber product.

シリカアグリゲートの慣性半径は、加硫ゴムにX線を照射して小角X線散乱測定することにより得られる。小角X線散乱(SAXS)測定は、散乱角が数度以下(通常10°以下)の散乱X線を測定する手法である。加硫ゴムにX線を照射すると、加硫ゴムを構成する物質の電子密度を反映してX線が散乱される。それにより得られた散乱プロファイルからシリカアグリゲートの慣性半径が求められる。 The radius of gyration of silica aggregates can be obtained by irradiating vulcanized rubber with X-rays and performing small-angle X-ray scattering measurements. Small-angle X-ray scattering (SAXS) is a technique for measuring scattered X-rays at a scattering angle of a few degrees or less (usually 10° or less). When X-rays are irradiated onto vulcanized rubber, the X-rays are scattered, reflecting the electron density of the substances that make up the vulcanized rubber. The radius of gyration of silica aggregates can be determined from the resulting scattering profile.

具体的には、慣性半径は特許第6578200号公報に記載の方法により求められる。すなわち、加硫ゴムに1010(photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw)以上の高輝度X線を照射してX線小角散乱測定を実施することにより、図1に示すような散乱強度の大きさを示した二次元散乱像を得る。図1では白色に近いほど散乱強度が大きく、黒色に近いほど散乱強度が小さいことを示し、その等高線を白線(点線)で示している。なお、散乱中心の黒色部分及びそこから下方に延びる黒色の線は、ビームストッパによる影の部分である。該二次元散乱像は散乱中心の左右両側に括れ部を有し、この括れ部がある左右方向がシリカの配向方向である。該二次元散乱像をシリカの配向方向に垂直な方向(扇形部)における所定角度範囲β=30°(伸長方向を中心としてその両側にそれぞれ15°の範囲)で散乱強度を平均化(円環平均)することにより、一次元の散乱プロファイルを得る。該散乱プロファイルは、散乱ベクトルq(=(4π/λ)sin(θ/2)。ここで、θは散乱角、λはX線の波長)に対する散乱強度I(q)の大きさを示す曲線である。得られた散乱プロファイルに対するフィッティングによりシリカアグリゲートの慣性半径を求める。なお、未伸長状態で異方性を持たない加硫ゴムについてV0を求めるときには、V50測定時の伸長方向を中心とした角度範囲β=30°で上記の円環平均を行う。 Specifically, the radius of gyration can be determined by the method described in Japanese Patent No. 6,578,200. Specifically, by irradiating vulcanized rubber with high-intensity X-rays of 10 10 (photons/s/mrad 2 /mm 2 /0.1% bw) or more and performing small-angle X-ray scattering measurement, a two-dimensional scattering image showing the magnitude of scattering intensity, as shown in Figure 1, is obtained. In Figure 1, white indicates higher scattering intensity, while black indicates lower scattering intensity, and the contour lines are shown as white (dotted) lines. Note that the black part at the scattering center and the black line extending downward from it are the shadow created by the beam stopper. The two-dimensional scattering image has constricted portions on both sides of the scattering center, and the left-right direction of these constricted portions corresponds to the silica orientation direction. A one-dimensional scattering profile is obtained by averaging (circular averaging) the scattering intensity of the two-dimensional scattering image in a predetermined angle range β = 30° (a range of 15° on each side of the elongation direction centered on the elongation direction) in a direction perpendicular to the silica orientation direction (sector portion) of the two-dimensional scattering image. The scattering profile is a curve showing the magnitude of the scattering intensity I(q) versus the scattering vector q (=(4π/λ) sin(θ/2), where θ is the scattering angle and λ is the wavelength of the X-ray). The radius of gyration of the silica aggregate is determined by fitting to the obtained scattering profile. When V0 is determined for vulcanized rubber that has no anisotropy in an unstretched state, the above circular average is taken over an angle range β=30° centered on the stretching direction when V50 is measured.

特許第6578200号公報に記載されているように、扇形部の角度範囲βから算出された慣性半径は、伸長率が高くなるほど大きくなる関係にあり、構造因子(フィラーの空間構造情報)の影響が大きい。そのため、扇形部の角度範囲βから算出した慣性半径を用いて、伸長率の違いによる慣性半径の変化を見ることでフィラー周辺のゴムポリマーの変形追従性の指標にすることができる。そこで、本実施形態では、未伸長(即ち、伸長率0%)で測定した慣性半径V0と伸長率50%で測定した慣性半径V50を求め、両者の比を求めることで、この比V50/V0をアグリゲート間距離の変化率と定義している。なお、小角X線散乱測定における測定条件及び慣性半径の算出方法の詳細については、後述する実施例に記載のとおりである。 As described in Japanese Patent No. 6,578,200, the radius of gyration calculated from the angular range β of the sector portion increases as the elongation rate increases, and the structural factor (spatial structural information of the filler) has a significant influence. Therefore, by using the radius of gyration calculated from the angular range β of the sector portion to observe changes in the radius of gyration due to differences in elongation rate, it can be used as an indicator of the deformation followability of the rubber polymer around the filler. Therefore, in this embodiment, the radius of gyration V0 measured at unstretched (i.e., 0% elongation rate) and the radius of gyration V50 measured at 50% elongation rate are calculated, and the ratio of the two is calculated. This ratio, V50/V0, is defined as the rate of change in the inter-aggregate distance. Details of the measurement conditions for small-angle X-ray scattering measurement and the method for calculating the radius of gyration are described in the Examples section below.

本実施形態に係るゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物として好適に用いることができる。タイヤとしては、乗用車用タイヤ、トラックやバスの重荷重用タイヤなど各種用途及び各種サイズの空気入りタイヤが挙げられる。 The rubber composition according to this embodiment can be suitably used as a rubber composition for tires. Examples of tires include pneumatic tires of various sizes and for various uses, such as tires for passenger cars and heavy-duty tires for trucks and buses.

一実施形態に係るタイヤは、上記ゴム組成物を用いて作製されたタイヤである。すなわち、該タイヤは、上記ゴム組成物からなる加硫ゴムを備えたものである。タイヤの適用部位としては、例えば、トレッドゴム、サイドウォールゴムなどが挙げられ、好ましくはトレッドゴムである。 A tire according to one embodiment is a tire made using the above rubber composition. That is, the tire is provided with vulcanized rubber made from the above rubber composition. Examples of tire applications include tread rubber and sidewall rubber, with tread rubber being preferred.

タイヤのトレッドゴムには、キャップゴムとベースゴムとの2層構造からなるものと、両者が一体の単層構造のものがある。単層構造のものでは、当該トレッドゴムが上記ゴム組成物で形成されてもよい。2層構造のものでは、路面に接地する外側のキャップゴムが上記ゴム組成物で形成されてもよく、キャップゴムの内側に配されるベースゴムが上記ゴム組成物で形成されてもよく、キャップゴムとベースゴムの双方が上記ゴム組成物で形成されてもよい。 Tire tread rubber can be made of either a two-layer structure consisting of cap rubber and base rubber, or a single-layer structure in which the two are integrated. In the case of a single-layer structure, the tread rubber may be formed from the above-mentioned rubber composition. In the case of a two-layer structure, the outer cap rubber that comes into contact with the road surface may be formed from the above-mentioned rubber composition, the base rubber placed inside the cap rubber may be formed from the above-mentioned rubber composition, or both the cap rubber and base rubber may be formed from the above-mentioned rubber composition.

タイヤの製造方法は、特に限定されない。例えば、上記ゴム組成物を、常法に従い、押出加工によって所定の形状に成形し、他の部材と組み合わせて未加硫タイヤ(グリーンタイヤ)を作製する。例えば、上記ゴム組成物を用いてトレッドゴムを作製し、他のタイヤ部材と組み合わせて未加硫タイヤを作製する。その後、例えば140~180℃で加硫成形することにより、タイヤを製造することができる。 The method for manufacturing a tire is not particularly limited. For example, the rubber composition is molded into a predetermined shape by extrusion processing according to conventional methods, and then combined with other components to produce an unvulcanized tire (green tire). For example, tread rubber is made using the rubber composition, and then combined with other tire components to produce an unvulcanized tire. The tire can then be manufactured by vulcanizing and molding at, for example, 140 to 180°C.

以下、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。 The following examples are provided, but the present invention is not limited to these examples.

下記表1,2に記載の配合(質量部)に従い、ゴム組成物を調製した。詳細には、(株)ダイハン製ラボミキサー(300cc)を用いて、ジエン系ゴムを30秒間、素練りした後、アルキルアルコキシシラン及び加硫系薬剤(硫黄、加硫促進剤)以外の成分をラボミキサーに投入し、240秒間混錬した後に排出した。排出された混練物をアルキルアルコキシシランとともにラボミキサーに投入して180秒間混練した後に排出した。次いで、排出された混練物を硫黄及び加硫促進剤とともにラボミキサー投入し60秒間混錬し排出した。2本ロールを用いて、得られた未加硫ゴム組成物を厚さが1.0mmになるようにシーティングした後、160℃で20分間加硫プレスを行い、厚さ1.0mmの加硫ゴムのサンプルを得た。 A rubber composition was prepared according to the formulation (parts by mass) listed in Tables 1 and 2 below. Specifically, a diene rubber was masticated for 30 seconds using a Daihan Corporation lab mixer (300 cc). All ingredients except the alkylalkoxysilane and vulcanization agents (sulfur, vulcanization accelerator) were then added to the lab mixer and mixed for 240 seconds before being discharged. The discharged mixture was then added to the lab mixer together with the alkylalkoxysilane, mixed for 180 seconds, and discharged. The discharged mixture was then added to the lab mixer together with the sulfur and vulcanization accelerator, mixed for 60 seconds, and discharged. The resulting unvulcanized rubber composition was sheeted to a thickness of 1.0 mm using a two-roll mill, and then subjected to a vulcanization press at 160°C for 20 minutes to obtain a 1.0 mm thick vulcanized rubber sample.

表1,2中の各成分の詳細は以下のとおりである。
・S-SBR:JSR(株)製「HPR350」、アミノ基末端変性溶液重合SBR
・シリカ:東ソー(株)製「ニプシールAQ」(窒素吸着比表面積205m/g)
・硫黄含有シランカップリング剤:エボニックジャパン(株)製「Si75」、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
・アルキルアルコキシシラン1:東京化成工業(株)製、プロピルトリエトキシシラン
・アルキルアルコキシシラン2:東京化成工業(株)製、ヘキシルトリエトキシシラン
・アルキルアルコキシシラン3:東京化成工業(株)製、オクタデシルトリエトキシシラン
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製「酸化亜鉛3号」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS-20」
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・加硫促進剤1:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」
・加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
Details of each component in Tables 1 and 2 are as follows:
S-SBR: "HPR350" manufactured by JSR Corporation, amino group-terminated solution polymerized SBR
Silica: "Nipsil AQ" manufactured by Tosoh Corporation (nitrogen adsorption specific surface area: 205 m 2 /g)
Sulfur-containing silane coupling agent: "Si75" manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide alkylalkoxysilane 1: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., propyltriethoxysilane alkylalkoxysilane 2: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hexyltriethoxysilane alkylalkoxysilane 3: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., octadecyltriethoxysilane zinc oxide: "Zinc Oxide No. 3" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Stearic acid: "Lunac S-20" manufactured by Kao Corporation
Sulfur: "Powdered sulfur" manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 1: "Soxinol CZ" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: "Noccela D" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.

得られた加硫ゴムのサンプルについて、アグリゲート間距離の変化率V50/V0を算出した。測定方法は以下のとおりである。 The rate of change in inter-aggregate distance, V50/V0, was calculated for the resulting vulcanized rubber samples. The measurement method was as follows:

特許第6578200号公報に記載の方法に基づき、シリカの配向方向を考慮して伸長率0%と50%の状態でそれぞれSAXS測定を実施した。詳細には、任意のひずみで固定できる両端引張装置を用いて、まずは伸長率0%の状態でサンプルを固定し、その状態でサンプルにX線を照射してSAXS測定を実施した。次いで、この測定により確認したシリカの配向方向に基づいて、サンプルを配向方向に垂直な方向に50%伸長させて固定し、その状態でサンプルにX線を照射したSAXS測定を実施した。 Based on the method described in Japanese Patent No. 6578200, SAXS measurements were performed at elongation rates of 0% and 50%, taking into account the orientation direction of the silica. Specifically, using a double-ended tensile device that can be fixed at any strain, the sample was first fixed at an elongation rate of 0%, and in that state, the sample was irradiated with X-rays and SAXS measurements were performed. Next, based on the orientation direction of the silica confirmed by this measurement, the sample was elongated by 50% in the direction perpendicular to the orientation direction and fixed, and in that state, SAXS measurements were performed by irradiating the sample with X-rays.

SAXS測定は高輝度X線を放射するシンクロトロンとして、高輝度光科学研究センターのSPring-8のビームラインBL08B2を用いて、下記測定条件により行った。
・入射X線の波長:0.15nm
・カメラ長:6m
・露光時間:1秒
・qレンジ:0.015~0.8nm-1
・検出器:PILATUS
The SAXS measurement was carried out using the beamline BL08B2 of SPring-8 at the Japan Synchrotron Radiation Research Institute as a synchrotron emitting high-intensity X-rays under the following measurement conditions.
Wavelength of incident X-rays: 0.15 nm
・Camera length: 6m
Exposure time: 1 second q range: 0.015 to 0.8 nm
・Detector: PILATUS

X線小角散乱測定により得られた二次元散乱像から、配向方向に垂直な方向(子午線方向)における角度範囲β=30°(図1参照)で散乱強度を円環平均し、一次元の散乱プロファイルを得た。得られた散乱プロファイルに対するフィッティングによりシリカアグリゲートの慣性半径を求め、伸長率0%で求めた慣性半径をV0とし、伸長率50%で求めた慣性半径をV50として、アグリゲート間距離の変化率V50/V0を算出した。なお、伸長率0%の状態で二次元散乱像に括れ部がない場合(即ち、異方性がない場合)、任意の方向における角度範囲β=30°で円環平均を行ってV0を求め、次いで、その方向に50%伸長させてV50を求めた。 From the two-dimensional scattering image obtained by small-angle X-ray scattering measurement, the scattering intensity was circularly averaged over an angle range of β = 30° (see Figure 1) in the direction perpendicular to the orientation direction (meridian direction) to obtain a one-dimensional scattering profile. The radius of gyration of the silica aggregate was determined by fitting to the obtained scattering profile. The radius of gyration determined at an elongation rate of 0% was defined as V0, and the radius of gyration determined at an elongation rate of 50% as V50, and the rate of change in inter-aggregate distance, V50/V0, was calculated. Note that if there was no constriction in the two-dimensional scattering image at an elongation rate of 0% (i.e., no anisotropy), V0 was determined by circular averaging over an angle range of β = 30° in any direction, and then V50 was determined by elongating 50% in that direction.

フィッティングは、下記式のフィッティング関数(式出典:G. Beaucage, J.Appl.Cryst. 28, 717-728 (1995))を用いた最小二乗法により行った。
式中、I(q)は散乱強度であり、Gi、Bi、k、Piは回帰係数であり、qは散乱ベクトルで独立変数である。Rgiはアグリゲート半径(シリカアグリゲートの慣性半径)を表す。
The fitting was performed by the least squares method using the following fitting function (source: G. Beaucage, J. Appl. Cryst. 28, 717-728 (1995)).
where I(q) is the scattering intensity, Gi, Bi, k, Pi are regression coefficients, q is the scattering vector and the independent variable, and Rgi represents the aggregate radius (radius of gyration of silica aggregates).

また、上記で得られた未加硫ゴム組成物について、160℃で20分間加硫したサンプルを用いて、ウェットグリップ性能(wet)と転がり抵抗性能(RR)を測定し、両者のバランス(wet/RR指数)を評価した。測定・評価方法は以下のとおりである。 In addition, the unvulcanized rubber composition obtained above was vulcanized at 160°C for 20 minutes, and samples were used to measure wet grip performance (wet) and rolling resistance (RR), and the balance between the two (wet/RR index) was evaluated. The measurement and evaluation methods were as follows:

[ウェットグリップ性能]
(株)上島製作所製の粘弾性試験機を使用し、周波数10Hz、静歪10%、動歪1%、温度0℃で損失係数tanδを測定した。表1では比較例1の値、表2では比較例3の値をそれぞれ100として指数表示した。指数が大きいほどtanδが大きく、タイヤにしたときのウェットグリップ性能に優れることを示す。
[Wet grip performance]
Using a viscoelasticity tester manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., the loss factor tan δ was measured at a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of 1%, and a temperature of 0°C. The values are expressed as an index, with the value for Comparative Example 1 in Table 1 and the value for Comparative Example 3 in Table 2 being set at 100. The larger the index, the larger the tan δ, indicating better wet grip performance when made into a tire.

[転がり抵抗性能]
(株)上島製作所製の粘弾性試験機を使用し、周波数10Hz、静歪10%、動歪1%、温度60℃で損失係数tanδを測定した。表1では比較例1の値、表2では比較例3の値をそれぞれ100として指数表示した。指数が小さいほどtanδが小さく、タイヤにしたときの転がり抵抗性能に優れることを示す。
[Rolling resistance performance]
Using a viscoelasticity tester manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., the loss factor tan δ was measured at a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of 1%, and a temperature of 60° C. The values are expressed as an index, with the value for Comparative Example 1 in Table 1 and the value for Comparative Example 3 in Table 2 being set at 100. The smaller the index, the smaller the tan δ, indicating better rolling resistance performance when made into a tire.

[wet/RR指数]
上記で測定されるウェットグリップ性能(wet)である0℃におけるtanδの値を、転がり抵抗性能(RR)である60℃におけるtanδの値で割り、得られた値の指数(wet/RR指数)をバランス性能とした。表1では比較例1の値、表2では比較例3の値をそれぞれ100として指数表示した。指数が大きいほど、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の背反性能の改善効果が高く、これらの性能に優れることを示す。
[wet/RR index]
The tan δ value at 0°C, which is the wet grip performance (wet) measured above, was divided by the tan δ value at 60°C, which is the rolling resistance performance (RR), and the index of the obtained value (wet/RR index) was taken as the balance performance. In Table 1, the value of Comparative Example 1 and in Table 2, the value of Comparative Example 3 were each expressed as an index, with the index being 100. The larger the index, the greater the effect of improving the trade-off between wet grip performance and rolling resistance performance, indicating that these performances are excellent.

結果は表1,2に示すとおりである。表1に示すように、V50/V0が1.30以上である実施例1~6であると、加硫ゴム変形時におけるシリカ周辺のゴムポリマーの変形追従性に優れるため、比較例1に対してwet/RR指数が大きく、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の背反性能を改善して、両性能を高いレベルで両立させることができた。 The results are shown in Tables 1 and 2. As shown in Table 1, in Examples 1 to 6, where the V50/V0 ratio was 1.30 or higher, the rubber polymer around the silica had excellent deformation followability when the vulcanized rubber was deformed, resulting in a larger wet/RR index than in Comparative Example 1, improving the trade-off between wet grip performance and rolling resistance performance and achieving a high level of both performance.

表2に示す実験例では、シリカの配合量をジエン系ゴム100質量部に対して50質量部として、表1に示す実験例よりも減量している。この場合も、V50/V0が1.30以上である実施例7~11であると、基準となる比較例2に対してwet/RR指数が大きく、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能を高いレベルで両立させることができた。 In the experimental examples shown in Table 2, the amount of silica compounded was 50 parts by mass per 100 parts by mass of diene rubber, a smaller amount than in the experimental examples shown in Table 1. In this case, too, Examples 7 to 11, in which V50/V0 was 1.30 or higher, had a larger wet/RR index than the benchmark Comparative Example 2, and were able to achieve both high levels of wet grip performance and rolling resistance performance.

なお、明細書に記載の種々の数値範囲は、それぞれそれらの上限値と下限値を任意に組み合わせることができ、それら全ての組み合わせが好ましい数値範囲として本明細書に記載されているものとする。また、「X~Y」との数値範囲の記載は、X以上Y以下を意味する。 The various numerical ranges described in this specification can each be combined with any upper and lower limit, and all such combinations are considered to be preferred numerical ranges and are described in this specification. Furthermore, a numerical range described as "X to Y" means greater than or equal to X and less than or equal to Y.

Claims (5)

ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤、及びアルキルアルコキシシランを含むゴム組成物であって、
前記硫黄含有シランカップリング剤がビスシラン系ジスルフィドシランカップリング剤であり、
前記シリカの含有量が前記ジエン系ゴム100質量部に対して50~100質量部であり、前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量が前記シリカの含有量に対して2~10質量%であり、前記アルキルアルコキシシランの含有量が前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量に対して10~300モル%であり、
前記ゴム組成物を加硫した加硫ゴムを50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V50と、前記加硫ゴムを未伸長の状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V0と、により算出されるV50/V0で表されるアグリゲート間距離の変化率が1.30以上である、ゴム組成物。
A rubber composition comprising a diene rubber, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, and an alkylalkoxysilane,
the sulfur-containing silane coupling agent is a bis-silane disulfide silane coupling agent,
the content of the silica is 50 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the diene rubber, the content of the sulfur-containing silane coupling agent is 2 to 10% by mass based on the content of the silica, and the content of the alkylalkoxysilane is 10 to 300 mol % based on the content of the sulfur-containing silane coupling agent,
A rubber composition, wherein the rate of change in inter-aggregate distance, expressed as V50/V0, calculated from the radius of gyration V50 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of a vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition and stretching the vulcanized rubber by 50% and the radius of gyration V0 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of the vulcanized rubber in an unstretched state, is 1.30 or more.
前記アルキルアルコキシシランは、炭素数が3~20であるアルキル基を持つ、請求項に記載のゴム組成物。 2. The rubber composition according to claim 1 , wherein the alkylalkoxysilane has an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. 前記加硫ゴムが未伸長の状態でシリカに配向を持ち、前記慣性半径V50が、前記加硫ゴムをシリカの配向方向に垂直な方向に50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られる値である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。 3. The rubber composition according to claim 1, wherein the vulcanized rubber has silica orientation in an unstretched state, and the radius of gyration V50 is a value obtained by small-angle X-ray scattering measurement in a state where the vulcanized rubber is stretched 50% in a direction perpendicular to the silica orientation direction. 請求項1~のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製された空気入りタイヤ。 A pneumatic tire made using the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 . ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤、及びアルキルアルコキシシランを含むゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムであって、
前記硫黄含有シランカップリング剤がビスシラン系ジスルフィドシランカップリング剤であり、
前記シリカの含有量が前記ジエン系ゴム100質量部に対して50~100質量部であり、前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量が前記シリカの含有量に対して2~10質量%であり、前記アルキルアルコキシシランの含有量が前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量に対して10~300モル%であり、
前記加硫ゴムを50%伸長させた状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V50と、前記加硫ゴムを未伸長の状態で小角X線散乱測定することにより得られたシリカアグリゲートの慣性半径V0と、により算出されるV50/V0で表されるアグリゲート間距離の変化率が1.30以上である、加硫ゴム。
A vulcanized rubber obtained by vulcanizing a rubber composition containing a diene rubber, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, and an alkylalkoxysilane,
the sulfur-containing silane coupling agent is a bis-silane disulfide silane coupling agent,
the content of the silica is 50 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the diene rubber, the content of the sulfur-containing silane coupling agent is 2 to 10% by mass based on the content of the silica, and the content of the alkylalkoxysilane is 10 to 300 mol % based on the content of the sulfur-containing silane coupling agent,
A vulcanized rubber in which the rate of change in inter-aggregate distance, expressed as V50/V0, calculated from the radius of gyration V50 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of the vulcanized rubber in a state stretched by 50% and the radius of gyration V0 of silica aggregates obtained by small-angle X-ray scattering measurement of the vulcanized rubber in an unstretched state, is 1.30 or more.
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