JP2017186431A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】加工性、ならびに、タイヤにしたときの低燃費性能および耐摩耗性に優れたゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系ゴムと、シリカと、カチオン界面活性剤とを含有し、上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１１５〜３００ｍ２／ｇであり、上記カチオン界面活性剤がカルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩であり、上記シリカの含有量が上記ジエン系ゴム１００質量部に対して５０〜２００質量部であり、上記カチオン界面活性剤の含有量が上記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．０５〜１０質量部である、タイヤ用ゴム組成物。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関する。

近年、車両の燃費の面から、タイヤの転がり抵抗を低減することが求められている。これに対し、タイヤを構成するゴム成分にシリカを配合してヒステリシスロス（ｔａｎδ）を小さくすることにより、タイヤの転がり抵抗を低減し、タイヤの低燃費性能を向上させる方法が知られている。

例えば、特許文献１の請求項１には、ジエン系ゴムとシリカとを含有するタイヤトレッド用ゴム組成物が開示されている。特許文献１には、請求項１の構成をとることでタイヤの転がり抵抗を低くすることができる旨が記載されている。

特開２０１１−２４１３６２号公報

一方、本発明者らの検討から、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、転がり抵抗を低減する効果が十分に得られないこと、シリカ同士の凝集により加工性が悪化することが分かっている。
本発明者らが特許文献１に記載のゴム組成物について検討したところ、その加工性やタイヤにしたときの低燃費性能は必ずしも十分ではないことが明らかになった。また、タイヤにしたときの耐摩耗性についてもさらなる向上が必要であることが明らかになった。

そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、加工性、ならびに、タイヤにしたときの低燃費性能および耐摩耗性に優れたゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、カルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩である特定のカチオン界面活性剤を配合することで上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。

（１） ジエン系ゴムと、シリカと、カチオン界面活性剤とを含有し、
上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１１５〜３００ｍ^２／ｇであり、
上記カチオン界面活性剤が、カルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩であり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、５０〜２００質量部であり、
上記カチオン界面活性剤の含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部である、タイヤ用ゴム組成物。
（２） 上記カチオン界面活性剤が、カルボン酸エステル結合を２個以上有する、上記（１）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（３） 上記カチオン界面活性剤が、後述する式（１）で表される化合物である、上記（１）または（２）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（４） さらに、グリセリン部分脂肪酸エステルを含有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
（５） 上記グリセリン部分脂肪酸エステルが、グリセリンと炭素数１４〜２４の脂肪酸とのエステルである、上記（４）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（６） 上記グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量に対する、上記カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である、上記（４）または（５）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（７） さらに、脂肪酸金属塩を含有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
（８） 上記脂肪酸金属塩が、脂肪酸マグネシウム塩である、上記（７）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（９） 上記脂肪酸金属塩が、炭素数８〜２４の脂肪酸の金属塩である、上記（７）または（８）に記載のタイヤ用ゴム組成物。
（１０） 上記脂肪酸金属塩の含有量に対する、上記カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である、上記（７）〜（９）のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
（１１） 上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１８０〜３００ｍ^２／ｇである、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。

以下に示すように、本発明によれば、加工性、ならびに、タイヤにしたときの低燃費性能および耐摩耗性に優れたゴム組成物を提供することができる。

本発明のタイヤの実施態様の一例を表す部分断面概略図である。

以下に、本発明のタイヤ用ゴム組成物、および、本発明のタイヤについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

［タイヤ用ゴム組成物］
本発明のタイヤ用ゴム組成物（以下、「本発明の組成物」とも言う）は、ジエン系ゴムと、シリカと、カチオン界面活性剤とを含有する。
ここで、上記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は、１１５〜３００ｍ^２／ｇである。また、上記カチオン界面活性剤は、カルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩である。また、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して５０〜２００質量部であり、上記カチオン界面活性剤の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．０５〜１０質量部である。
本発明の組成物はこのような構成をとるため、上述した効果が得られるものと考えらえる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと考えられる。

本発明の組成物は、カチオン界面活性剤として、カルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩を含有する。ここで、カチオン界面活性剤中の４級アンモニウムイオンはシリカ表面の水酸基と相互作用することでシリカ同士の凝集を抑制し、さらに、カチオン界面活性剤中のカルボン酸エステル結合は界面活性剤同士の凝集を抑制するものと考えられる。その結果、本発明の組成物において、シリカの分散性は極めて高くなり、優れた加工性を示すものと考えられる。また、本発明の組成物から得られるタイヤにおいてもシリカの分散性は極めて高くなり、シリカによるヒステリシスロス低減の効果が十分に発現されるものと考えられる。さらには、シリカの凝集が少ないために、耐摩耗性にも優れるものと考えられる。
もっとも、上記メカニズムは推定であり、当該メカニズム以外であっても、本発明の範囲である。

以下、本発明の組成物に含有される各成分について説明する。

＜ジエン系ゴム＞
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは特に限定されず、その具体例としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。上記ジエン系ゴムは、１種のジエン系ゴムを単独で用いても、２種以上のジエン系ゴムを併用してもよい。

上記ジエン系ゴムとしては、得られるタイヤの剛性が優れる理由から、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを用いることが好ましく、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体とともにブタジエンゴム（ＢＲ）を併用することがより好ましい。
また、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレン共重合体ゴムなどが挙げられる。なかでも、得られるタイヤの剛性が優れる理由から、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）であることが好ましい。

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の芳香族ビニル含有量（例えば、スチレン含有量）は、本発明の効果がより優れる理由から、２０〜４５質量％であることが好ましく、２３〜４２質量％であることがより好ましい。
また、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の共役ジエン中のビニル結合量は、本発明の効果がより優れる理由から、１０〜５０％であることが好ましく、２５〜４８％であることがより好ましい。ここで、ビニル結合量とは、共役ジエンの結合様式であるシス−１，４−結合、トランス−１，４−結合および１，２−ビニル結合のうち、１，２−ビニル結合の割合をいう。

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体は、その製造方法について特に限定されず、従来公知の方法で製造することができる。
また、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を製造する際に使用される単量体としての、芳香族ビニル、共役ジエンは特に限定されない。
ここで、上記共役ジエン単量体としては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン（２−メチル−１，３−ブタジエン）、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンなどが挙げられる。
一方、上記芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、（４−ビニルベンジル）ジメチルアミノエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げられる。

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を用いる場合の含有量は、得られるタイヤの剛性が優れる理由から、上記ジエン系ゴムの５０〜１００質量％であることが好ましく、５５〜９５質量％であることがより好ましく、６０〜９０質量％であることがさらに好ましい。
また、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体とともに上記ブタジエンゴム（ＢＲ）を併用する場合、上記ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、上記ジエン系ゴムの５〜５０質量％であることが好ましく、１０〜４５質量％であることがより好ましく、２０〜４０質量％であることがさらに好ましい。

上記ジエン系ゴム（特に、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体）の重量平均分子量は特に制限されないが、取り扱いの観点から、１００，０００〜１，５００，０００であることが好ましく、６００，０００〜１，３００，０００であることがより好ましい。なお、ジエン系ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。

上記ジエン系ゴム（特に、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体）のＴｇ（ガラス転移温度）は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、−７０〜−１０℃であることが好ましく、−４０〜−２０℃であることがより好ましい。

＜シリカ＞
本発明の組成物に含有されるシリカはＣＴＡＢ（セチルトリメチルアンモニウムブロマイド）吸着比表面積が１１５〜３００ｍ^２／ｇのシリカであれば特に制限されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカとしては、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。上記シリカは、１種のシリカを単独で用いても、２種以上のシリカを併用してもよい。

上記ＣＴＡＢ吸着比表面積は、本発明の効果がより優れる理由から、１８０〜３００ｍ^２／ｇであることが好ましい。

なお、本明細書において、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、シリカ表面へのＣＴＡＢ吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−３：２００１「第３部：比表面積の求め方−ＣＴＡＢ吸着法」にしたがって測定した値である。

本発明の組成物において、シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、５０〜２００質量部である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、７０〜１５０質量部であることが好ましい。

＜カチオン界面活性剤＞
本発明の組成物に含有されるカチオン界面活性剤（陽イオン界面活性剤）は、カルボン酸エステル結合（−Ｏ−ＣＯ−）を有する４級アンモニウム塩（以下、「特定カチオン界面活性剤」とも言う）である。４級アンモニウム塩は、４級アンモニウムイオンとハロゲン化物イオン（フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなど）との塩であるのが好ましい。

特定カチオン界面活性剤が有するカルボン酸エステル結合の数は、シリカの吸着及びシリカの分散性の点から、２個以上、４個以下であることが好ましい。

特定カチオン界面活性剤の好適な態様としては、例えば、下記式（１）で表される化合物が挙げられる。

式（１）中、Ｒ^１は、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ^２はアルキレン基を表し、Ｒ^３はアシル基を表し、Ｒ^４はメチル基、エチル基又はベンジル基を表し、Ｘはハロゲン原子を表し、ｍは１〜３の数を表す。

式（１）において、Ｒ^１は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。炭素数１〜８の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、２級ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、２級ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ヘキシル基、２級ヘキシル基、ヘプチル基、２級ヘプチル基、オクチル基、２級オクチル基、２−メチルペンチル基、２−エチルヘキシル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、イソペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、シクロヘキシル基、フェニル基、メチルフェニル基、ベンジル基等が挙げられる。Ｒ^１は、シリカへの吸着性の点から、メチル基、エチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。

式（１）において、Ｒ^２はアルキレン基を表す。アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられ、シリカへの吸着性により優れ、原料の工業的な入手も容易であることから、Ｒ^２はエチレン基、プロピレン基が好ましい。

式（１）において、Ｒ^３はアシル基を表し、アシル基に対応するカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、イソペンタン酸、カプロン酸（ヘキサン酸）、ヘプタン酸、カプリル酸（オクタン酸）、ノナン酸、カプリン酸（デカン酸）、ラウリン酸（ウンデカン酸）、ミリスチン酸（テトラデカン酸）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）、エイコサン酸、ドコサン酸、テトラコサン酸等の飽和脂肪酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪酸；リシノレイン酸、ヒドロキシステアリン酸のヒドロキシ脂肪酸等が挙げられる。シリカへの吸着性及びシリカの分散性の点から、炭素数８〜２２の脂肪酸が好ましく、炭素数１０〜１８の脂肪酸がより好ましい。Ｒ^４はメチル基、エチル基又はベンジル基を表し、シリカへの吸着性の点からメチル基が好ましい。Ｘはハロゲン原子を表し、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。Ｘとしては、シリカへの吸着性の点から塩素原子が好ましい。ｍは１〜３の数（好ましくは１〜３の整数）を表し、シリカへの吸着性及びシリカの分散性の点から、ｍは２が好ましい。なお、式（１）で表される化合物中に、複数のアシル基が存在する場合には、同一の基でもよいし異なる基でもよい。

本発明の組成物において、特定カチオン界面活性剤の含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部である。なかでも、０．１〜５質量部であることが好ましく、１〜３質量部であることがより好ましい。
特定カチオン界面活性剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

＜任意成分＞
（グリセリン部分脂肪酸エステル）
本発明の組成物は、上述した特定カチオン界面活性剤とともに、グリセリン部分脂肪酸エステルを含有するのが好ましい。グリセリン部分脂肪酸エステルは特定カチオン界面活性剤の分散性を向上させるため、結果として、シリカの分散性がさらに高まり、上述した本発明の効果がより優れたものとなる。なお、本発明において、部分脂肪酸エステルとは、多価アルコールの一部の水酸基が脂肪酸でエステル化された化合物をいい、グリセリン部分脂肪酸エステルには、グリセリンモノ脂肪酸エステルとグリセリンジ脂肪酸エステルが含まれる。

上記グリセリン部分脂肪酸エステルの脂肪酸としては、式（１）のＲ^３で例示したカルボン酸が挙げられ、シリカの分散性の点から、炭素数１４〜２４の飽和脂肪酸が好ましく、１６〜２２の飽和脂肪酸が更に好ましく、ステアリン酸が最も好ましい。脂肪酸は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよいが、脂肪酸が２種以上の場合は、そのうちの１種はステアリン酸であることが好ましい。

グリセリン部分脂肪酸エステルは、シリカの分散性の点から、グリセリンモノ脂肪酸エステルが好ましく、グリセリンモノ脂肪酸エステルとグリセリンジ脂肪酸エステルとの混合物の場合には、グリセリンモノ脂肪酸エステルの含有量が少なくとも５０質量％であることが好ましい。

本発明の組成物がグリセリン部分脂肪酸エステルを含有する場合において、グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量が少なすぎる場合には、シリカの分散性の向上効果が得られず、多すぎる場合にはゴムの物性に悪影響がでることがある。このため、グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量に対する、上述した特定カチオン界面活性剤の含有量の割合（特定カチオン界面活性剤／グリセリン部分脂肪酸エステル）が、質量比で、０．０１〜１０であることが好ましく、０．１〜１．０であることがより好ましく、０．２〜０．５であることがさらに好ましい。
また、グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。また、上述した特定カチオン界面活性剤とグリセリン部分脂肪酸エステルの合計の含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、０．２〜１０質量部であることが好ましい。グリセリン部分脂肪酸エステルは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

（脂肪酸金属塩）
本発明の組成物は、上述した特定カチオン界面活性剤とともに、脂肪酸金属塩を含有するのが好ましい。脂肪酸金属塩は特定カチオン界面活性剤の分散性を向上させるため、結果として、シリカの分散性がさらに高まり、上述した本発明の効果がより優れたものとなる。

上記脂肪酸金属塩は、脂肪酸と金属との塩である。
上記脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、式（１）のＲ^３で例示したカルボン酸が挙げられ、シリカの分散性の点から、炭素数８〜２４の飽和脂肪酸が好ましく、炭素数１０〜２２の飽和脂肪酸がより好ましく、炭素数１６〜２２の飽和脂肪酸が更に好ましく、ベヘン酸が最も好ましい。脂肪酸は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記脂肪酸金属塩の金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属（３〜１１族の金属）、アルミニウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモンなどが挙げられ、なかでも、アルカリ金属（リチウム、カリウム、ナトリウムなど）、アルカリ土類金属（ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど）等が挙げられ、シリカの分散性の点から、アルカリ金属、アルカリ土類金属がより好ましく、アルカリ土類金属が更に好ましく、マグネシウムが最も好ましい。
好ましい脂肪酸金属塩の具体例としては、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マグネシウム、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、ラウリル酸マグネシウム、リノール酸マグネシウム、ベヘン酸マグネシウムなどが挙げられる。

本発明の組成物が脂肪酸金属塩を含有する場合において、脂肪酸金属塩の含有量が少なすぎる場合には、シリカの分散性の向上効果が得られず、多すぎる場合にはゴムの物性に悪影響がでることがある。このため、脂肪酸金属塩の含有量に対する、上述した特定カチオン界面活性剤の含有量の割合（特定カチオン界面活性剤／脂肪酸金属塩）が、質量比で、０．０１〜１０であることが好ましく、０．１〜１．０であることがより好ましく、０．２〜０．５であることがさらに好ましい。また、脂肪酸金属塩の含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。また、上述した特定カチオン界面活性剤と脂肪酸金属塩の合計の含有量は、上述したジエン系ゴム１００質量部に対して、０．２〜１０質量部であることが好ましい。脂肪酸金属塩は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の組成物は、上述した本発明の効果がさらに優れる理由から、上述した特定カチオン界面活性剤とともに、グリセリン部分脂肪酸エステルおよび脂肪酸金属塩を含有するのが好ましい。

（その他の添加剤）
本発明の組成物には、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲でさらに添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、シリカ以外の充填剤（例えば、カーボンブラック）、酸化亜鉛（亜鉛華）、ステアリン酸、老化防止剤、加工助剤、プロセスオイル、アロマオイル、液状ポリマー、テルペン樹脂、熱硬化性樹脂、加硫剤（例えば、硫黄）、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤が挙げられる。

＜タイヤ用ゴム組成物の調製方法＞
本発明の組成物の調製方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置（例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど）を用いて、混練する方法などが挙げられる。本発明の組成物が硫黄または加硫促進剤を含有する場合は、硫黄および加硫促進剤以外の成分を先に高温（好ましくは１４０〜１６０℃）で混合し、冷却してから、硫黄または加硫促進剤を混合するのが好ましい。
また、本発明の組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。

［タイヤ］
本発明のタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造したタイヤである。なかでも、本発明の組成物をタイヤトレッドに用いたタイヤであることが好ましい。
図１に、本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明のタイヤは図１に示す態様に限定されるものではない。

図１において、符号１はビード部を表し、符号２はサイドウォール部を表し、符号３はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部１間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架されており、このカーカス層４の端部はビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。
また、ビード部１においては、リムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
なお、タイヤトレッド部３は上述した本発明の組成物により形成されている。

本発明のタイヤは、例えば、従来公知の方法に従って製造することができる。また、タイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。

以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜タイヤ用ゴム組成物の調製＞
下記表１に示される成分を、同表に示される割合（質量部）で配合した。
具体的には、まず、同表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて５分間混合を実施した。なお放出時の温度は１５２℃であり、室温まで冷却してマスターバッチを得た。さらに、上記バンバリーミキサーを用いて、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤を３分間混合し、１１０℃にて放出しタイヤ用ゴム組成物を得た。

＜評価＞
得られたタイヤ用ゴム組成物について、以下の評価を行った。

（加工性）
ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２０１３に準じて、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ_１＋４）を測定した。ムーニー粘度の逆数を表１に示す。結果は比較例１のムーニー粘度の逆数を１００とする指数で表した。指数が大きいほど粘度が低く、加工性に優れる。

（低燃費性能）
得られたタイヤ用ゴム組成物（未加硫）を金型（１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍ）中で、１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に準じて、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で、ｔａｎδ（６０℃）を測定した。
ｔａｎδ（６０℃）の逆数を表１に示す。結果は比較例１のｔａｎδ（６０℃）の逆数を１００とする指数で表した。指数が大きいほどｔａｎδ（６０℃）が小さく、低燃費性能に優れる。

（耐摩耗性）
上述のとおり作製した加硫ゴムシートについて、ＪＩＳ Ｋ６２６４−１、２：２００５に準拠し、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を用いて、温度２０℃、スリップ率５０％の条件で摩耗減量を測定した。
結果を表１に示す。結果は比較例１の摩耗量を１００として、次式により指数化したものを示した。指数が大きいほど摩耗量が小さく、耐摩耗性に優れる。
耐摩耗性＝（比較例１の摩耗量／試料の摩耗量）×１００

表１中、各成分の詳細は以下のとおりである。
・ＳＢＲ：ＬＡＮＸＥＳＳ社製 Ｂｕｎａ ＶＳＬ ５０２５−２ ＨＭ、Ｔｇ（ガラス転移温度）：−２７℃、スチレン含有量：２５質量％
・ＢＲ：日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ ＢＲ １２２０
・カーボンブラック：東海カーボン社製 シースト７ＨＭ
・シリカ１：Ｓｏｌｖａｙ社製 Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ
・シリカ２：Ｓｏｌｖａｙ社製 Ｚｅｏｓｉｌ １２０５ＭＰ
・シランカップリング剤：信越化学社製 ＫＢＥ−８４６（ビス（３−（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
・カチオン界面活性剤：下記構造（ここで、Ｒ^３は混合脂肪酸（ラウリン酸／オレイン酸＝２／１（質量比））由来のアシル基を表す）

・グリセリン部分脂肪酸エステル：グリセリンモノステアリン酸エステル／グリセリンジステアリン酸エステル＝２／１（質量比）
・脂肪酸金属塩１：ステアリン酸カリウム（カリウム含量１２．５質量％）
・脂肪酸金属塩２：ステアリン酸マグネシウム（マグネシウム含量４．５質量％）
・脂肪酸金属塩３：ベヘン酸マグネシウム（マグネシウム含量３．４質量％）
・アロマオイル：Ｈ＆Ｒ社製 アロマオイル
・亜鉛華：正同化学社製 酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：千葉脂肪酸社製 工業ステアリン酸Ｎ
・加硫促進剤：大内新興社製 ノクセラＣＺ−Ｇ
・硫黄：細井化学社製 油処理硫黄

特定カチオン界面活性剤を含有する実施例１〜１０は、優れた加工性、低燃費性能および耐摩耗性を示した。
実施例１と３〜４と６〜９との対比（シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１６０ｍ^２／ｇの対比）、および、実施例２と５と１０との対比（シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が２００ｍ^２／ｇの対比）から、さらにグリセリン部分脂肪酸エステルまたは脂肪酸金属塩を含有する実施例３〜４および６〜９、ならびに、実施例５および１０は、より優れた加工性、低燃費性能および耐摩耗性を示した。なかでも、脂肪酸金属塩を含有する実施例６〜９および１０は、さらに優れた加工性および低燃費性能を示した。
また、実施例１〜２の対比（グリセリン部分脂肪酸エステルと脂肪酸金属塩のいずれも含有しない態様の対比）、実施例３〜５の対比（グリセリン部分脂肪酸エステルを含有する態様の対比）、および、実施例６〜１０の対比（脂肪酸金属塩を含有する態様の対比）から、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１８０〜３００ｍ^２／ｇである実施例２、５および１０は、より優れた耐摩耗性を示した。
また、実施例３と４との対比（シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１６０ｍ^２／ｇであり、かつ、グリセリン部分脂肪酸エステルを含有する態様の対比）から、グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量含有量に対する、カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である実施例４は、より優れた加工性、低燃費性能および耐摩耗性を示した。
また、実施例６〜９の対比（シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１６０ｍ^２／ｇであり、かつ、脂肪酸金属塩を含有する態様の対比）から、脂肪酸金属塩の含有量が、カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である実施例７〜９は、より優れた加工性、低燃費性能および耐摩耗性を示した。
また、実施例７と８との対比（ステアリン酸金属塩を含有し、かつ、ステアリン酸金属塩の含有量に対するカチオン界面活性剤の含有量の割合が０．２５である態様の対比）から、含有される脂肪酸金属塩が脂肪酸のマグネシウム塩である実施例８は、より優れた加工性を示した。
また、実施例８と９との対比（シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１６０ｍ^２／ｇであり、かつ、脂肪酸マグネシウ塩を含有する態様の対比）から、含有される脂肪酸金属塩が炭素数２０以上の脂肪酸の金属塩である実施例９は、より優れた加工性、低燃費性能および耐摩耗性を示した。

一方、特定カチオン界面活性剤を含有しない比較例１および２は、加工性が不十分であった。比較例１は、低燃費性能も不十分であった。
また、特定カチオン界面活性剤を含有するがその含有量がジエン系ゴム１００質量部に対して１０質量部を超える比較例３も、加工性が不十分であった。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ タイヤトレッド部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ リムクッション

Claims (11)

1. ジエン系ゴムと、シリカと、カチオン界面活性剤とを含有し、
   前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１１５〜３００ｍ^２／ｇであり、
   前記カチオン界面活性剤が、カルボン酸エステル結合を有する４級アンモニウム塩であり、
   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、５０〜２００質量部であり、
   前記カチオン界面活性剤の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部である、タイヤ用ゴム組成物。
2. 前記カチオン界面活性剤が、カルボン酸エステル結合を２個以上有する、請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記カチオン界面活性剤が、下記式（１）で表される化合物である、請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
   
   式（１）中、Ｒ^１は、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ^２はアルキレン基を表し、Ｒ^３はアシル基を表し、Ｒ^４はメチル基、エチル基又はベンジル基を表し、Ｘはハロゲン原子を表し、ｍは１〜３の数を表す。
4. さらに、グリセリン部分脂肪酸エステルを含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
5. 前記グリセリン部分脂肪酸エステルが、グリセリンと炭素数１４〜２４の脂肪酸とのエステルである、請求項４に記載のタイヤ用ゴム組成物。
6. 前記グリセリン部分脂肪酸エステルの含有量に対する、前記カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である、請求項４または５に記載のタイヤ用ゴム組成物。
7. さらに、脂肪酸金属塩を含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
8. 前記脂肪酸金属塩が、脂肪酸マグネシウム塩である、請求項７に記載のタイヤ用ゴム組成物。
9. 前記脂肪酸金属塩が、炭素数８〜２４の脂肪酸の金属塩である、請求項７または８に記載のタイヤ用ゴム組成物。
10. 前記脂肪酸金属塩の含有量に対する、前記カチオン界面活性剤の含有量の割合が、質量比で、０．１〜１．０である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
11. 前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が、１８０〜３００ｍ^２／ｇである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。