(57)【要約】【課題】転がり抵抗および耐摩耗性に優れたゴム架橋物を得ることができるゴム組成物を提供すること。【解決手段】ジエン系ゴム、炭化水素樹脂水素化物、およびシリカを含有するゴム組成物であって、前記炭化水素樹脂水素化物の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１〜３０質量部であり、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８０〜２００質量部であり、前記炭化水素樹脂水素化物は、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を水添してなるものであり、水添率が０．１〜８０％の範囲内であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６，０００の範囲内であり、軟化点が８０〜１５０℃の範囲内であるゴム組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム、炭化水素樹脂水素化物、およびシリカを含有するゴム組成物であって、
前記炭化水素樹脂水素化物の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１〜３０質量部であり、
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８０〜２００質量部であり、
前記炭化水素樹脂水素化物は、
脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を水添してなるものであり、
水添率が０．１〜８０％の範囲内であり、
重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６，０００の範囲内であり、
軟化点が８０〜１５０℃の範囲内であるゴム組成物。
【請求項２】
前記炭化水素樹脂は、
１，３−ペンタジエン単量体単位１０〜６０質量％、
炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位１〜３０質量％、
炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位１〜５０質量％、
脂環式ジオレフィン単量体単位０〜１０質量％、および
前記芳香族単量体単位０．１〜５０質量％を含み、
前記炭化水素樹脂水素化物は、
数平均分子量（Ｍｎ）が４００〜３，０００の範囲内であり、
Ｚ平均分子量（Ｍｚ）が１，５００〜２０，０００の範囲内であり、
数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜４．０の範囲内であり、
重量平均分子量に対するＺ平均分子量の比（Ｍｚ／Ｍｗ）が１．０〜４．０の範囲内である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記芳香族単量体が、スチレン化合物、インデン化合物、およびＣ９留分からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに使用したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【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、さらに詳しくは、転がり抵抗および耐摩耗性に優れたゴム架橋物を得ることができるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用のタイヤには、環境問題および資源問題から低燃費性が強く求められる一方で、安全性の面から例えば、ウエットグリップ性の向上が要求されている。ゴム成分に充填剤としてシリカを配合したゴム組成物の架橋物（以下、単にゴム架橋物と称する場合がある。）は、カーボンブラックを配合したゴム組成物の架橋物に比べて、タイヤを構成した場合の転がり抵抗が小さくなる。そのため、シリカを配合したゴム組成物の架橋物を用いてタイヤを構成することにより、低燃費性に優れたタイヤを得ることができる。
【０００３】
しかしながら、従来のゴム成分にシリカを配合しても、ゴム成分とシリカとの親和性が不十分で、これらが分離しやすいことに起因して、架橋前のゴム組成物の加工性が悪く、また、これらを架橋して得られるゴム架橋物は、タイヤを構成した場合の転がり抵抗が不十分となるといった不具合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、加工性、タイヤの転がり抵抗およびウエットグリップ性の向上を図ることを目的として、ジエン系ゴム１００質量部に対し、炭化水素樹脂１質量部〜３０質量部およびシリカ８０質量部〜２００質量部を配合してなるゴム組成物であり、上記炭化水素樹脂は、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含み、上記芳香族単量体単位のうち２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体単位の上記芳香族単量体単位中の含有量が５０質量％以上であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６０００の範囲内であり、かつ軟化点が８０℃〜１５０℃の範囲内であることを特徴とするゴム組成物が提案されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、転がり抵抗および耐摩耗性に優れたゴム架橋物を得るためのゴム組成物については、検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１０１３６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、転がり抵抗および耐摩耗性に優れたゴム架橋物を得ることができるゴム組成物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】
【０００８】
本発明者等は、上記目的を達成すべく検討を行ったところ、特定の炭化水素樹脂を、特定の割合の水添率になるよう水添したものおよび特定量のシリカを含有するゴム組成物であれば、加工性に優れると同時に、優れた引張強さ、伸びおよびウエットグリップ性を有するとともに、特に優れた転がり抵抗および耐摩耗性を有するゴム架橋物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、ジエン系ゴム、炭化水素樹脂水素化物、およびシリカを含有するゴム組成物であって、前記炭化水素樹脂水素化物の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１〜３０質量部であり、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８０〜２００質量部であり、前記炭化水素樹脂水素化物は、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を水添してなるものであり、水添率が０．１〜８０％の範囲内であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６，０００の範囲内であり、軟化点が８０〜１５０℃の範囲内であるゴム組成物が提供される。
【００１０】
本発明のゴム組成物において、前記炭化水素樹脂は、１，３−ペンタジエン単量体単位１０〜６０質量％、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位１〜３０質量％、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位１〜５０質量％、脂環式ジオレフィン単量体単位０〜１０質量％、および前記芳香族単量体単位０．１〜５０質量％を含み、前記炭化水素樹脂水素化物は、数平均分子量（Ｍｎ）が４００〜３，０００の範囲内であり、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）が１，５００〜２０，０００の範囲内であり、数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．０〜４．０の範囲内であり、重量平均分子量に対するＺ平均分子量の比（Ｍｚ／Ｍｗ）が１．０〜４．０の範囲内であることが好ましい。
本発明のゴム組成物において、前記芳香族単量体が、スチレン化合物、インデン化合物、およびＣ９留分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。
【００１１】
また、本発明によれば、上記のゴム組成物をトレッドに使用したことを特徴とする空気入りタイヤが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、転がり抵抗および耐摩耗性に優れたゴム架橋物を得ることができるゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のゴム組成物の各成分について説明する。
【００１４】
＜炭化水素樹脂水素化物＞
本発明で用いる炭化水素樹脂水素化物は、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を水添してなるものであり、水添率が０．１〜８０％の範囲内であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６，０００の範囲内であり、軟化点が８０〜１５０℃の範囲内のものである。
【００１５】
本発明で用いる炭化水素樹脂水素化物は、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を、水添することにより得られるものである。
以下においては、まず、水添前の炭化水素樹脂（以下、単に、炭化水素樹脂と称する場合がある。）について詳細に説明し、次いで、この炭化水素樹脂を水添した炭化水素樹脂水素化物について、説明する。
【００１６】
＜炭化水素樹脂＞
炭化水素樹脂は、水添前の原料樹脂であり、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含むものである。
【００１７】
（脂肪族単量体単位）
脂肪族単量体単位を形成するための脂肪族単量体としては、芳香環を含まず、不飽和炭化水素を少なくとも含むものであればよく、このような脂肪族単量体としては、例えば、１，３−ペンタジエン、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体、脂環式ジオレフィン単量体等を挙げることができる。
【００１８】
炭化水素樹脂は、脂肪族単量体単位として、１，３−ペンタジエン単位、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位および炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位を含むことが好ましく、これらに加えて、脂環式ジオレフィン単量体単位をさらに含んでもよい。
【００１９】
１，３−ペンタジエン単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、好ましくは１０〜６０質量％であり、より好ましくは１５〜５５質量％、さらに好ましくは２０〜５０質量％、特に好ましくは２５〜４８質量％である。１，３−ペンタジエン由来の単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。なお、１，３−ペンタジエンにおけるシス／トランス異性体比は任意の比でよく、特に限定されない。
【００２０】
炭素数４〜６の脂環式モノオレフィンは、その分子構造中に、１つのエチレン性不飽和結合と非芳香族性の環構造とを有する炭素数４〜６の炭化水素化合物である。炭素数４〜６の脂環式モノオレフィンの具体例としては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、メチルシクロブテン、メチルシクロペンテンなどを挙げることができる。
【００２１】
炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、好ましくは１〜３０質量％であり、より好ましくは３〜２８質量％、さらに好ましくは５〜２６質量％、特に好ましくは７〜２５質量％である。炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００２２】
なお、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィンとしては、これに該当する各化合物の割合は任意の割合でよく、特に限定されないが、少なくともシクロペンテンが含まれていることが好ましく、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン中にシクロペンテンの占める割合が５０質量％以上であることがより好ましい。
【００２３】
炭素数４〜８の非環式モノオレフィンは、その分子構造中にエチレン性不飽和結合１つを有し、環構造を有さない炭素数が４〜８の鎖状炭化水素化合物である。炭素数４〜８の非環式モノオレフィンの具体例としては、１−ブテン、２−ブテン、イソブチレン（２−メチルプロペン）などのブテン類；１−ペンテン、２−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテンなどのペンテン類；１−ヘキセン、２−ヘキセン、２−メチル−１−ペンテンなどのヘキセン類；１−ヘプテン、２−ヘプテン、２−メチル−１−ヘキセンなどのヘプテン類；１−オクテン、２−オクテン、２−メチル−１−ヘプテン、ジイソブチレン（２，４，４−トリメチル−１−ペンテンおよび２，４，４−トリメチル−１−ペンテン）などのオクテン類；などを挙げることができる。
【００２４】
炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、好ましくは１〜５０質量％であり、より好ましくは５〜４５質量％、さらに好ましくは１０〜４２質量％、特に好ましくは１５〜４０質量％である。炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００２５】
なお、炭素数４〜８の非環式モノオレフィンとしては、これに該当する各化合物（異性体を含む）の割合は任意の割合でよく、特に限定されないが、少なくとも２−メチル−２−ブテン、イソブチレン、およびジイソブチレンからなる群から選択される少なくとも１種が含まれることが好ましく、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン中に２−メチル−２−ブテン、イソブチレン、およびジイソブチレンの合計量が占める割合が５０質量％以上であることがより好ましい。
【００２６】
また、本発明で用いる炭化水素樹脂は、脂環式ジオレフィンをその原料に含んでいてもよい。脂環式ジオレフィンは、その分子構造中に、２つ以上のエチレン性不飽和結合と非芳香族性の環構造とを有する炭化水素化合物である。脂環式ジオレフィンの具体例としては、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどのシクロペンタジエンの多量体、メチルシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンの多量体などを挙げることができる。
【００２７】
脂環式ジオレフィン単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、好ましくは０〜１０質量％であり、より好ましくは０〜７質量％、さらに好ましくは０〜５質量％、特に好ましくは０〜３質量％である。上記含有量が上記範囲内であることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００２８】
また、本発明で用いる炭化水素樹脂は、脂肪族単量体単位として、上述した１，３−ペンタジエン由来の単量体単位、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位、および脂環式ジオレフィン単量体単位以外に、本発明の効果が得られる範囲で、その他の脂肪族単量体単位を含んでいてもよい。
【００２９】
このようなその他の脂肪族単量体単位を形成するために用いられるその他の脂肪族単量体は、前述した脂肪族単量体以外の化合物であって、１，３−ペンタジエンなどと付加共重合され得る付加重合性を有する化合物であれば、特に限定されない。上記その他の脂肪族単量体としては、たとえば、１，３−ブタジエン、１，２−ブタジエン、イソプレン、１，３−ヘキサジエン、１，４−ペンタジエンなどの１，３−ペンタジエン以外の炭素数４〜６の不飽和炭化水素；シクロヘプテンなどの炭素数７以上の脂環式モノオレフィン；エチレン、プロピレン、ノネンなどの炭素数３以下または炭素数９以上の非環式モノオレフィン；などが挙げられる。
【００３０】
上記その他の単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、本発明の効果が得られる範囲であればよく、特に限定されないが、好ましくは０〜３０質量％であり、より好ましくは０〜２５質量％、さらに好ましくは０〜２０質量％である。
【００３１】
脂肪族単量体単位の炭化水素樹脂中の含有量としては、好ましくは５０〜９９．９質量％であり、より好ましくは５５〜９５質量％、さらに好ましくは５７〜９２質量％、特に好ましくは６０〜９０質量％である。脂肪族単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００３２】
（芳香族単量体単位）
芳香族単量体単位を形成するための芳香族単量体としては、芳香環を有し、脂肪族単量体と共重合することができるものであればよく、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン化合物；インデン、メチルインデン、エチルインデン、プロピルインデン、ブチルインデン、ｔ−ブチルインデン、ｓｅｃ−ブチルインデン、ｎ−ペンチルインデン、２−メチル−ブチルインデン、３−メチル−ブチルインデン、ｎ−ヘキシルインデン、２−メチル−ペンチルインデン、３−メチル−ペンチルインデン、４−メチル−ペンチルインデン等のインデン化合物；１−ビニルナフタレン、２−ビニルナフタレン、アリルナフタレン、ブテニルナフタレン等のナフタレン化合物；２，７−ジビニルフルオレン、２−ビニルフルオレン、アリルフルオレン、ブテニルフルオレン等のフルオレン化合物；４−ビニルビフェニル、４−ビニル−ｐ−ターフェニル等のビフェニル化合物；９−ビニルアントラセン、２−ビニルアントラセン、９，１０−ジビニルアントラセン、アリルアントラセン、ブテニルアントラセン等のアントラセン化合物；９−ビニルフェナントレン、３−ビニルフェナントレン等のフェナントレン化合物；５−ビニルベンゾチオフェン、２−ビニルベンゾチオフェン等のベンゾチオフェン化合物；等が挙げられ、これらのなかでも、スチレン化合物、インデン化合物が好ましく、スチレン、インデンがより好ましい。これらの芳香族単量体は、１種類を単独で使用しても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの芳香族単量体が含まれる混合物を、炭化水素樹脂を製造する際の重合反応系に添加してもよい。この際、混合物に含まれる芳香族単量体は、炭化水素樹脂を構成する単量体単位の成分として用いられる。なお、混合物に含まれる芳香族単量体以外の付加重合性成分も炭化水素樹脂の単量体単位の構成成分として用い、非付加重合性成分は重合時の溶媒として用いるようにすることもできる。このような芳香族単量体が含まれる混合物としては、たとえば、芳香族単量体としてスチレン化合物、インデン化合物などを含むＣ９留分を好適に用いることができる。
【００３３】
また、炭化水素樹脂が、芳香族単量体単位として、２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体単位を含むものであると、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００３４】
２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体単位を構成する単量体としては、通常、その分子構造中に脂肪族炭素−炭素不飽和結合を１つ以上と、２以上の環状構造が結合した構造と、を有するものが好適に用いられる。ここで、２以上の環状構造が結合した構造としては、２以上の環状構造のうち芳香族環を１つ以上含むものであればよく、芳香族環のみを含むものであっても、芳香族環および非芳香族性の環構造を含むものであってもよい。炭化水素樹脂中における、２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体単位含有量は、好ましくは０．１〜５０質量％であり、より好ましくは５〜４５質量％、さらに好ましくは８〜４３質量％、特に好ましくは１０〜４０質量％である。２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００３５】
上記脂肪族炭素−炭素不飽和結合としては、ラジカル重合性を有するものであればよく、ビニル基を好ましく用いることができる。なお、２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体がインデンである場合、脂肪族炭素−炭素不飽和結合は、インデンの五員環の一部として含まれる。
【００３６】
上記２以上の環状構造が結合した構造を有する単量体としては、ナフタレン化合物、フルオレン化合物、ビフェニル化合物、アントラセン化合物、フェナントレン化合物、インデン化合物およびベンゾチオフェン化合物が好ましく、インデン化合物がより好ましく、インデンがさらに好ましい。
【００３７】
炭化水素樹脂中における、芳香族単量体単位含有量は、好ましくは０．１〜５０質量％であり、より好ましくは５〜４５質量％、さらに好ましくは８〜４３質量％、特に好ましくは１０〜４０質量％である。芳香族単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００３８】
本発明における炭化水素樹脂は、１，３−ペンタジエン単量体単位１０〜６０質量％、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン単量体単位１〜３０質量％、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン単量体単位１〜５０質量％、脂環式ジオレフィン単量体単位０〜１０質量％、および前記芳香族単量体単位０．１〜５０質量％を含むものであることが好ましい。このような炭化水素樹脂を含むことにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
なお、上記単量体単位の含有割合は、炭化水素樹脂水素化物においても同様であり、当該含有割合の好適範囲も炭化水素樹脂と同様である。
【００３９】
（水素化前の炭化水素樹脂の製造方法）
炭化水素樹脂を製造する方法としては、上記した脂肪族単量体および芳香族単量体を有する重合性成分（単量体混合物Ａ）を、好適には付加重合する限りにおいて、特に限定されない。たとえば、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒を用いた付加重合によって、炭化水素樹脂を得ることができる。
【００４０】
炭化水素樹脂を製造するために好適に用いられる方法としては、たとえば、次に述べる、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と、３級炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素（Ｂ１）および炭素−炭素不飽和結合に隣接する炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素（Ｂ２）からなる群より選ばれるハロゲン化炭化水素（Ｂ）とを組み合わせて、重合触媒とし、１，３−ペンタジエン１０〜６０質量％、炭素数４〜６の脂環式モノオレフィン１０〜３０質量％、炭素数４〜８の非環式モノオレフィン１〜５０質量％、脂環式ジオレフィン０〜１０質量％、および芳香族単量体０．１〜５０質量％を含む単量体混合物Ａを重合する重合工程を有する方法を挙げることができる。
【００４１】
ハロゲン化アルミニウム（Ａ）の具体例としては、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、臭化アルミニウム（ＡｌＢｒ３）などを挙げることができる。なかでも汎用性などの観点から、塩化アルミニウムが好適に用いられる。
【００４２】
ハロゲン化アルミニウム（Ａ）の使用量は、特に限定されないが、重合性成分（単量体混合物Ａ）１００質量部に対し、好ましくは０．０５〜１０質量部、より好ましくは０．１〜５質量部である。
【００４３】
また、重合に際しては、ハロゲン化炭化水素（Ｂ）を、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と併用することにより、重合触媒の活性が極めて良好なものとなる。
【００４４】
ハロゲン化炭化水素（Ｂ）としての、３級炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素（Ｂ１）の具体例としては、ｔ−ブチルクロライド、ｔ−ブチルブロマイド、２−クロロ−２−メチルブタン、トリフェニルメチルクロライドなどを挙げることができる。これらのなかでも、活性と取り扱いやすさとのバランスに優れる点で、ｔ−ブチルクロライドが特に好適に用いられる。
【００４５】
ハロゲン化炭化水素（Ｂ）としての、炭素−炭素不飽和結合に隣接する炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素（Ｂ２）における不飽和結合としては、炭素−炭素二重結合および炭素−炭素三重結合が挙げられ、芳香族環などにおける炭素−炭素共役二重結合も含むものである。このような化合物の具体例としては、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、（１−クロロエチル）ベンゼン、アリルクロライド、３−クロロ−１−プロピン、３−クロロ−１−ブテン、３−クロロ−１−ブチン、ケイ皮クロライドなどが挙げられる。これらのなかでも、活性と取り扱いやすさとのバランスに優れる点で、ベンジルクロライドが好適に用いられる。
【００４６】
なお、ハロゲン化炭化水素（Ｂ）は、１種類で用いても、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
ハロゲン化炭化水素（Ｂ）の使用量は、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）に対するモル比で、好ましくは０．０５〜５０、より好ましくは０．１〜１０である。
【００４８】
重合反応を行うに当たり、単量体混合物や重合触媒のそれぞれの成分を重合反応器に添加する順序は特に限定されず、任意の順で添加すればよいが、重合反応を良好に制御して、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めるという観点から、単量体混合物と重合触媒の成分の一部とを重合反応器に添加して、重合反応を開始した後に、重合触媒の残部を重合反応器に添加する方法が好ましい。
【００４９】
具体的には、炭化水素樹脂の製造に当たっては、まず、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と、脂環式モノオレフィンとを予め混合することが好ましい。ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と脂環式モノオレフィンとを予め混合する接触処理をすることにより、ゲルの生成を防止でき、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００５０】
ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と混合する脂環式モノオレフィンの量は、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）の量の少なくとも５倍（質量比）とすることが好ましい。脂環式モノオレフィンの量が少なすぎると、ゲル生成防止の効果が小さくなってしまうおそれがある。脂環式モノオレフィンとハロゲン化アルミニウム（Ａ）との質量比は、「脂環式モノオレフィン：ハロゲン化アルミニウム（Ａ）」の質量比で、好ましくは５：１〜１２０：１、より好ましくは１０：１〜１００：１、さらに好ましくは１５：１〜８０：１である。この割合より脂環式モノオレフィンを多く使用すると、触媒活性が低下し、重合が十分に進行しなくなるおそれがある。
【００５１】
ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と脂環式モノオレフィンとを予め混合するに際し、これらの投入順序は特に制限されず、脂環式モノオレフィン中にハロゲン化アルミニウム（Ａ）を投入してもよいし、逆に、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）中に脂環式モノオレフィンを投入してもよい。混合は通常、発熱をともなうので、適当な希釈剤を用いることもできる。希釈剤としては後述する溶媒を用いることができる。
【００５２】
上記のようにして、ハロゲン化アルミニウム（Ａ）と脂環式モノオレフィンとの混合物Ｍを調製した後、少なくとも１，３−ペンタジエンおよび非環式モノオレフィンを含む混合物ａと、混合物Ｍとを混合することが好ましい。上記混合物ａには脂環式ジオレフィンおよび／または芳香族単量体が含まれていてもよい。
【００５３】
混合物ａの調製方法は特に限定されず、それぞれ純粋な化合物を混合して目的の混合物ａを得てもよいし、たとえば、ナフサ分解物の留分などに由来する、目的の単量体を含む混合物を用いて、目的の混合物ａを得てもよい。たとえば、混合物ａに１，３−ペンタジエンなどを配合するためには、イソプレンおよびシクロペンタジエン（その多量体を含む）を抽出した後のＣ５留分を好適に用いることができる。
【００５４】
混合物ａと混合物Ｍと共に、ハロゲン化炭化水素（Ｂ）をさらに混合することが好ましい。これら３者の投入順序は特に制限されない。
【００５５】
重合反応をより良好に制御する観点からは、重合反応系に溶媒を添加して、重合反応を行うことが好ましい。溶媒の種類は、重合反応を阻害しないものであれば特に制限はないが、飽和脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素が好適である。溶媒として用いられる飽和脂肪族炭化水素としては、たとえば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、３−エチルペンタン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタン、２，２，４−トリメチルペンタンなどの炭素数５〜１０の鎖状飽和脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどの炭素数５〜１０の環状飽和脂肪族炭化水素などが挙げられる。溶媒として用いられる芳香族炭化水素としては、たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭素数６〜１０の芳香族炭化水素が挙げられる。溶媒は１種を単独で使用してもよいし、２種以上の混合溶媒として使用してもよい。
【００５６】
溶媒の使用量は、特に限定されないが、重合性成分（単量体混合物Ａ）１００質量部に対して、好ましくは１０〜１，０００質量部、より好ましくは５０〜５００質量部である。なお、たとえば、Ｃ５留分に由来するシクロペンタンとシクロペンテンとの混合物のような、付加重合性成分と非付加重合性成分との混合物を重合反応系に添加して、付加重合性成分は単量体混合物の成分として用い、非付加重合性成分は溶媒として用いるようにすることもできる。
【００５７】
重合反応を行う際の重合温度は、特に限定されないが、好ましくは−２０℃〜１００℃、より好ましくは１０℃〜７０℃である。重合温度が低すぎると重合活性が低下して生産性が劣る可能性があり、重合温度が高すぎると得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性に劣るおそれがある。重合反応を行う際の圧力は、大気圧下でも加圧下でもよい。重合反応時間は、適宜選択できるが、通常１０分間〜１２時間、好ましくは３０分間〜６時間である。
【００５８】
重合反応は、所望の重合転化率が得られた時点で、メタノール、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水溶液などの重合停止剤を重合反応系に添加することにより停止することができる。
【００５９】
上記炭化水素樹脂の製造方法においては、上記重合工程を少なくとも備えるものとすればよいが、必要に応じて、その他の工程を備えるものであってもよい。
【００６０】
その他の工程としては、たとえば、重合工程後に、重合工程において重合停止剤を添加して、重合触媒を不活性化した際に生成する、溶媒に不溶な触媒残渣を濾過などにより除去する触媒残渣除去工程や、重合工程による重合反応停止後、未反応の単量体と溶媒とを除去し、さらに水蒸気蒸留などにより低分子量のオリゴマー成分を除去し、冷却することにより、固体状の炭化水素樹脂を得る回収工程などを挙げることができる。
【００６１】
また、その他の工程として、触媒残渣除去工程後、かつ、回収工程前に、溶媒に不溶な触媒残渣を除去した後の触媒残渣除去混合物を吸着剤と接触させて、吸着剤処理混合物を得る接触処理工程を備えていてもよい。接触処理工程を備えていることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００６２】
なお、上記その他の工程は、後述する炭化水素樹脂水素化物の製造方法における水添工程後に行ってもよい。
【００６３】
また、上記接触処理工程において用いる吸着剤は特に限定されず、化学吸着剤であってもよいし、物理吸着剤であってもよい。
【００６４】
上記化学吸着剤としては、たとえば、塩基性炭酸亜鉛、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛などの亜鉛系吸着剤；酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウムなどのジルコニウム系吸着剤；二酸化マンガンなどのマンガン系吸着剤；塩化コバルトなどのコバルト系吸着剤；塩化銅、酸化銅などの銅系吸着剤；ポリアミン化合物などのアミン系吸着剤などが挙げられる。
【００６５】
上記物理吸着剤としては、たとえば、ケイ酸アルミニウムナトリウムなどの含水アルミノケイ酸塩鉱物群で総称されるゼオライト系吸着剤、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、シリカゲル、シリカ・アルミナ、アルミニウムシリケート、活性アルミナ、酸性白土、活性白土、ドーソナイト類化合物、ハイドロタルサイト類化合物などが挙げられる。
【００６６】
吸着剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、２種以上の吸着剤を併用する場合は、２種以上の化学吸着剤を併用してもよいし、２種以上の物理吸着剤を併用してもよいし、１種以上の化学吸着剤と１種以上の物理吸着剤とを併用してもよく、たとえば、物理吸着剤に化学吸着剤を担持させてもよい。特に、転がり抵抗および耐摩耗性により優れたゴム架橋物を得る観点からは、これらの吸着剤のなかでも、化学吸着剤を用いることが好ましく、亜鉛系吸着剤を用いることがより好ましく、塩基性炭酸亜鉛を用いることが特に好ましい。
【００６７】
上記接触処理工程において、触媒残渣除去混合物に吸着剤に接触させる方法としては、特に限定されない。たとえば、適宜選択される容器に触媒残渣除去混合物と吸着剤とを共存させて、必要に応じて撹拌して、接触させるバッチ処理法や、予め充填塔中に吸着剤を充填しておき、これに触媒残渣除去混合物を流通して接触させる連続処理法などが挙げられる。
【００６８】
触媒残渣除去混合物と吸着剤とをバッチ処理法で接触させる場合における、吸着剤の使用量は、特に限定されないが、触媒残渣除去混合物に含まれる炭化水素樹脂１００質量部に対して、通常０．０１〜５．０質量部、好ましくは０．０３〜３．０質量部、より好ましくは０．０５〜２．０質量部である。
【００６９】
触媒残渣除去混合物と吸着剤とを接触させる際の温度は、特に限定されないが、通常１０〜７０℃である。また、処理時間も、特に限定されないが、通常０．１〜２時間である。
【００７０】
触媒残渣除去混合物と吸着剤とをバッチ処理法で接触させた場合、必要に応じて、ろ過などにより触媒残渣除去混合物から吸着剤を除去することができる。また、吸着剤が残存していても炭化水素樹脂および炭化水素樹脂水素化物の使用に問題がない場合には、触媒残渣除去混合物から吸着剤を除去せずに次の工程に供してもよい。
【００７１】
＜炭化水素樹脂水素化物＞
本発明で用いる炭化水素樹脂水素化物は、上述した炭化水素樹脂を水添することで得ることができる。
【００７２】
なお、本発明で用いる炭化水素樹脂水素化物は、水添率が、０．１〜８０％の範囲内であればよく、好ましくは１０〜６０％の範囲内、より好ましくは２０〜５０％の範囲内である。水添率を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。なお、水添率とは、水素化前の炭化水素樹脂の全非芳香族性炭素−炭素二重結合のうち、水素化されたものの割合を意味する。
【００７３】
また、上記炭化水素樹脂中の炭素−炭素二重結合としては、非芳香族性炭素−炭素二重結合（主に主鎖の炭素−炭素二重結合）の他、芳香族性炭素−炭素二重結合（芳香環内の炭素−炭素二重結合）が存在するが、芳香族性炭素−炭素二重結合は出来るだけ水素化されていないのが好ましく、全芳香族性炭素−炭素二重結合のうち、水素化された割合としては、好ましくは１０％以下、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは０％である。
【００７４】
水添率は、水素化前の炭化水素樹脂および水素化後の炭化水素樹脂水素化物が有する非芳香族性炭素−炭素二重結合の差から求めることができる。ここで、各樹脂が有する非芳香族性炭素−炭素二重結合については、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定により求めることができる。１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定は、溶媒に重クロロホルムを用い、ＮＭＲ測定装置としては、ＪＭＮ−ＡＬ  ｓｅｒｉｅｓＡＬ４００、ＪＥＯＬ社製を用いて行うことができる。
【００７５】
また、水素化後の炭化水素樹脂水素化物の重量平均分子量（Ｍｗ）は、７００〜６，０００の範囲内であればよく、好ましくは９００〜４，５００の範囲内、より好ましくは１，０００〜４，０００の範囲内である。重量平均分子量（Ｍｗ）を上記範囲とすることにより、得られるゴム組成物の加工性、ならびに、得られるゴム架橋物の引張強さ、伸び、ウエットグリップ性、転がり抵抗、および耐摩耗性のバランスをより高めることができる。
【００７６】
水素化後の炭化水素樹脂水素化物の数平均分子量（Ｍｎ）は、好ましくは４００〜３，０００の範囲内、より好ましくは４５０〜２，５００の範囲内、さらに好ましくは５００〜２，０００の範囲内である。数平均分子量（Ｍｎ）を上記範囲とすることにより、得られるゴム組成物の加工性、ならびに、得られるゴム架橋物の引張強さ、伸び、ウエットグリップ性、転がり抵抗、および耐摩耗性のバランスをより高めることができる。
【００７７】
水素化後の炭化水素樹脂水素化物のＺ平均分子量（Ｍｚ）は、好ましくは１，５００〜２０，０００の範囲内、より好ましくは１，８００〜１０，０００の範囲内、さらに好ましくは２，０００〜８，０００の範囲内である。Ｚ平均分子量（Ｍｚ）を上記範囲とすることにより、得られるゴム組成物の加工性、ならびに、得られるゴム架橋物の引張強さ、伸び、ウエットグリップ性、転がり抵抗、および耐摩耗性のバランスをより高めることができる。
【００７８】
なお、本発明において、炭化水素樹脂水素化物の重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）、およびＺ平均分子量（Ｍｚ）は、高速液体クロマトグラフィの測定による、ポリスチレン換算の値として求めるものとする。
【００７９】
また、炭化水素樹脂水素化物の数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０〜４．０の範囲内であり、より好ましくは１．２〜３．５の範囲内、さらに好ましくは１．４〜３．０の範囲内である。上記比が上述の範囲内であることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００８０】
炭化水素樹脂水素化物の重量平均分子量に対するＺ平均分子量の比（Ｍｚ／Ｍｗ）は、好ましくは１．０〜４．０の範囲内であり、より好ましくは１．２〜３．５の範囲内、さらに好ましくは１．４〜３．０の範囲内である。上記比が上述の範囲内であることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００８１】
炭化水素樹脂水素化物の軟化点は、８０〜１５０℃の範囲内であればよく、好ましくは８５〜１４５℃の範囲内であり、より好ましくは９０〜１４０℃の範囲内である。軟化点を上記範囲内とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００８２】
なお、本発明における軟化点は、炭化水素樹脂水素化物についてＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に従い測定することができる。
【００８３】
炭化水素樹脂水素化物の製造方法としては、たとえば、炭化水素樹脂を水添する水添工程を有する方法を用いることができる。
【００８４】
水添工程において、炭化水素樹脂の水添は、水素化触媒の存在下に、炭化水素樹脂を水素と接触させることにより行うことができる。
【００８５】
用いる水素化触媒としては、特公昭５８−４３４１２号公報、特開昭６０−２６０２４号公報、特開昭６４−２４８２６号公報、特開平１−１３８２５７号公報、特開平７−４１５５０号公報等に記載されているものを使用することができ、均一系触媒でも不均一系触媒でもよい。
【００８６】
均一系触媒としては、たとえば、酢酸コバルト／トリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナート／トリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリド／ｎ−ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリド／ｓｅｃ−ブチルリチウム、テトラブトキシチタネート／ジメチルマグネシウムなどの組み合わせ等の遷移金属化合物とアルカリ金属化合物の組み合わせからなる触媒系；ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、クロロヒドリドカルボニルトリス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウムなどの貴金属錯体触媒；などが挙げられる。
【００８７】
不均一系触媒としては、Ｎｉ、Ｐｄなどの水素添加触媒金属を担体に担持させたものなどが挙げられる。担体としては、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、ケイソウ土などが挙げられる。中でも、シリカに担持したＮｉ触媒が好ましい。
【００８８】
水素化反応は、炭化水素樹脂に対し直接行っても、あるいは、炭化水素樹脂を有機溶媒に溶解し、有機溶媒中で行ってもよい。操作容易性の観点から、炭化水素樹脂に対し直接行うのが好ましい。炭化水素樹脂の溶解に用いる有機溶媒としては、触媒に不活性なものであれば格別な限定はないが、生成する水素添加物の溶解性に優れていることから、通常は炭化水素系溶媒が用いられる。
【００８９】
炭化水素系溶媒としては、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類；ｎ−ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類；シクロヘキサン、デカリンなどの脂環族炭化水素類；などを挙げることができ、これらの中でも、環状の芳香族炭化水素類や脂環族炭化水素類が好ましい。これらの有機溶媒は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、有機溶媒としては、炭化水素樹脂の重合に用いた溶媒を用いてもよい。
【００９０】
水素化触媒の存在下に、炭化水素樹脂を水素と接触させる方法は、特に限定されない。たとえば、適宜選択される容器に炭化水素樹脂と水素化触媒とを共存させて、必要に応じて攪拌して、水素と接触させるバッチ処理法や、予め充填塔中に水素化触媒を充填しておき、これに炭化水素樹脂を流通しながら、水素と接触させる連続処理法が挙げられる。
【００９１】
水素化反応は、常法に従って行うことができる。水素化触媒の種類や反応温度などの反応条件を適宜調整することにより、炭化水素樹脂の水素化の割合を調整することができる。
【００９２】
水素化触媒として均一系触媒を用いると炭化水素樹脂の水素化の割合を高めることができる。均一系触媒としては、ルテニウム均一系触媒が好適である。反応温度は、１００〜２００℃が好ましく、１３０〜１９５℃がより好ましい。また、水素化触媒として不均一系触媒を用いると、炭化水素樹脂の水素化の割合を抑えることができる。不均一系触媒としては、ニッケル不均一系触媒が好適である。反応温度は１５０〜３００℃が好ましく、１８０〜２６０℃がより好ましい。
【００９３】
水素化反応における水素圧は、絶対圧力で、通常０．０１〜１０ＭＰａ、好ましくは０．０５〜６ＭＰａ、より好ましくは０．１〜５ＭＰａである。
【００９４】
また、用いる水素量の下限としては、目的の水添率の樹脂を得るために理論上必要な水素量の１倍以上が好ましく、１．２倍以上がより好ましく、１．８倍以上がさらに好ましく、用いる水素量の上限としては、目的の水添率の樹脂を得るために理論上必要な水素量の２０倍以下が好ましく、１０倍以下がより好ましく、５倍以下がさらに好ましく、２．４倍以下が特に好ましい。用いる水素量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００９５】
水素化反応終了後においては、必要に応じて反応液から、遠心分離やろ過などにより水素化触媒を除去する。遠心方法やろ過方法は、用いた触媒を除去できる条件であれば、特に限定されない。ろ過による除去は、簡便かつ効率的であるので好ましい。ろ過する場合、加圧ろ過しても、吸引ろ過してもよく、また、効率の点から、ケイソウ土、パーライトなどのろ過助剤を用いることが好ましい。また、必要に応じて、水やアルコールなどの触媒不活性化剤を利用したり、活性白土やアルミナなどの吸着剤を添加することができる。
【００９６】
＜ジエン系ゴム＞
本発明のゴム組成物は、上述した炭化水素樹脂水素化物に加えて、ジエン系ゴムを含有する。ジエン系ゴムとしては、炭化水素樹脂水素化物とともに配合することができるものであれば特に限定されない。このようなジエン系ゴムとしては、例えば、特開２０１５−１８９８７３号公報に記載のジエン系ゴムを挙げることができ、具体的には、天然ゴム（ＮＢ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）等を挙げることができ、なかでも、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム等であることが好ましい。上述したジエン系ゴムを用いることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。ジエン系ゴムは、１種単独で用いてもよいし、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００９７】
また、本発明におけるジエン系ゴムは、その分子量やミクロ構造は特に限定されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基などで末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。また、本発明におけるジエン系ゴムは、水素化されたものであってもよいが、水素化されていないものであることが好ましい。
【００９８】
本発明のゴム組成物における、ジエン系ゴムと上記炭化水素樹脂水素化物との配合割合は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、炭化水素樹脂水素化物が１〜３０質量部配合されていればよく、５〜２０質量部配合されることが好ましい。ジエン系ゴムと、炭化水素樹脂水素化物の配合割合を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【００９９】
また、炭化水素樹脂水素化物の配合量が、後述するシリカの配合量の１〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、３〜２５質量％の範囲内であることがより好ましい。
【０１００】
＜シリカ＞
本発明のゴム組成物は、上述した炭化水素樹脂水素化物およびジエン系ゴムに加えて、シリカを含有する。シリカとしては、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。用いるシリカの窒素吸着比表面積（ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−８１に準じＢＥＴ法で測定される）は、好ましくは１００〜４００ｍ２／ｇ、より好ましくは１５０〜３５０ｍ２／ｇである。また、シリカのｐＨは、ｐＨ５〜１０であることが好ましい。
【０１０１】
本発明のゴム組成物におけるシリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、８０〜２００質量部であればよく、好ましくは８５〜１５０質量部、より好ましくは９０〜１２０質量部である。シリカの配合量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の転がり抵抗および耐摩耗性をより高めることができる。
【０１０２】
また、本発明のゴム組成物は、シリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−オクタチオ−１−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）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、およびγ−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドなどを挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を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、好ましくは０．１〜３０質量部、より好ましくは１〜１５質量部である。
【０１０３】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム、炭化水素樹脂水素化物、およびシリカのみからなるものであってよいが、さらに、他の成分を含有するものであってもよい。本発明のゴム組成物に含有され得る他の成分としては、例えば、シリカ以外のフィラー、架橋剤、架橋促進剤、架橋活性化剤、老化防止剤、酸化防止剤、活性剤、プロセスオイル、可塑剤、滑剤、粘着付与剤などを挙げることができ、これらその他の配合剤をそれぞれ必要量配合できる。
【０１０４】
本発明のゴム組成物に配合され得る、シリカ以外のフィラーとしては、ゴム組成物に一般的に使用されるものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、クレー、珪藻土、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、金属酸化物、マイカ、水酸化アルミニウム、各種の金属粉、木粉、ガラス粉、セラミックス粉、ガラスバルーン、シリカバルーン等の無機中空フィラー；ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン共重合体等の有機中空フィラー等を挙げることができる。
【０１０５】
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、およびグラファイト等を挙げることができる。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１０６】
また、フィラーは、１種単独で用いてもよいし、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１０７】
シリカ以外のフィラーの含有量としては、本発明の効果が得られる範囲であればよく、たとえば、ゴム成分１００質量部に対して１２０質量部以下とすることができる。
【０１０８】
架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、硫黄、ハロゲン化硫黄、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硫黄が好ましく使用される。架橋剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１５質量部、より好ましくは０．５〜５質量部、特に好ましくは１〜４質量部である。
【０１０９】
架橋剤として、硫黄または含硫黄化合物を用いる場合には、架橋促進剤および架橋活性化剤を併用することが好ましい。架橋促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系架橋促進剤；グアニジン系架橋促進剤；チオウレア系架橋促進剤；チアゾール系架橋促進剤；チウラム系架橋促進剤；ジチオカルバミン酸系架橋促進剤；キサントゲン酸系架橋促進剤；などが挙げられる。これらのなかでも、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが好ましい。これらの架橋促進剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。架橋促進剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１５質量部、より好ましくは０．５〜５質量部、特に好ましくは１〜４質量部である。
【０１１０】
架橋活性化剤としては、例えば、ステアリン酸などの高級脂肪酸；酸化亜鉛；などを挙げることができる。これらの架橋活性化剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。架橋活性化剤の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．０５〜２０質量部、特に好ましくは０．５〜１５質量部である。
【０１１１】
また、本発明のゴム組成物には、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤を添加してもよい。老化防止剤の添加量は、その種類などに応じて適宜決定すればよい。
【０１１２】
また、本発明のゴム組成物には、必要に応じて、酸化防止剤を添加してもよい。酸化防止剤としては、特に限定されないが、たとえば、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどのヒンダードフェノール系化合物；ジラウリルチオプロピオネートなどのチオジカルボキシレートエステル類；トリス（ノニルフェニル）ホスファイトなどの亜燐酸塩類；などが挙げられる。酸化防止剤は、１種単独で用いてもよいし、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の含有量は、特に限定されないが、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以下であり、より好ましくは０．０５〜５質量部である。
【０１１３】
また、本発明のゴム組成物には、上述したジエン系ゴムおよび炭化水素樹脂水素化合物以外に樹脂を配合してもよい。樹脂を配合することにより、ゴム組成物に粘着性を付与させたり、ゴム組成物中の充填剤の分散性を高めることができる。その結果、得られるゴム架橋物の転がり抵抗や耐摩耗性の向上が期待できる。また、可塑剤と同様な効果として、ゴム組成物の加工性を向上させることもできる。樹脂としては、例えば、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル樹脂、インデン系樹脂、インデンを含有するＣ９系樹脂、α−メチルスチレン・インデン共重合体樹脂、クマロン−インデン樹脂、ファルネセン系樹脂、ポリリモネン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、変性されていたり、水素添加されていたりするものであってもよい。これらの樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。樹脂の配合量は、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２５質量部以下である。
【０１１４】
本発明のゴム組成物の製造方法は、常法に従って各成分を混練すればよく、例えば、架橋剤や架橋促進剤等の熱に不安定な成分を除く成分と、ジエン系ゴムと、炭化水素樹脂水素化物とを混練後、その混練物に架橋剤や架橋促進剤等の熱に不安定な成分を混練して目的のゴム組成物を得ることができる。熱に不安定な成分を除く成分と、ジエン系ゴムと、炭化水素樹脂水素化物とを混練する際の混練温度は、好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは１２０〜１８０℃であり、その混練時間は、好ましくは３０秒〜３０分である。また、その混練物と熱に不安定な成分との混練は、好ましくは１００℃以下、より好ましくは８０℃以下まで冷却した後に行われる。
【０１１５】
本発明のゴム組成物を用いることにより、転がり抵抗および耐摩耗性に優れるゴム架橋物を得ることができる。本発明のゴム組成物は、このような特性を活かし、例えば、タイヤの、トレッド（キャップトレッド、ベーストレッド）、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位の材料に用いることが好ましく、なかでも、オールシーズンタイヤ、高性能タイヤ、およびスタッドレスタイヤなどの各種タイヤにおいて、トレッド、カーカス、サイドウォール、およびビード部などのタイヤ各部位に好適に用いることができ、たとえば、タイヤのトレッド用として、特に好適に用いることができ、なかでも特に、キャップトレッドに用いることが好ましい。
【０１１６】
＜ゴム架橋物＞
本発明のゴム架橋物は、上述した本発明のゴム組成物を架橋してなるものである。
本発明のゴム架橋物は、本発明のゴム組成物を用い、たとえば、所望の形状に対応した成形機、たとえば、押出機、射出成形機、圧縮機、ロールなどにより成形を行い、加熱することにより架橋反応を行い、ゴム架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。この場合においては、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常、１０〜２００℃、好ましくは２５〜１２０℃である。架橋温度は、通常、１００〜２００℃、好ましくは１３０〜１９０℃であり、架橋時間は、通常、１分〜２４時間、好ましくは２分〜１２時間、特に好ましくは３分〜６時間である。
【０１１７】
また、ゴム架橋物の形状、大きさ等によっては、表面が架橋していても内部まで十分に架橋していない場合があるので、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。
【０１１８】
加熱方法としては、プレス加熱、スチーム加熱、オーブン加熱、熱風加熱等のゴム組成物の架橋に用いられる一般的な方法を適宜選択すればよい。
【０１１９】
このようにして得られる本発明のゴム架橋物は、上述した本発明のゴム組成物を用いて得られるものであるため、転がり抵抗および耐摩耗性に優れるものである。
【０１２０】
本発明のゴム架橋物は、その優れた転がり抵抗および耐摩耗性を活かし、例えば、タイヤにおいて、トレッド（キャップトレッド、ベーストレッド）、カーカス、サイドウォール、ビード部等のタイヤ各部位の材料に用いることが好ましく、なかでも、オールシーズンタイヤ、高性能タイヤ、およびスタッドレスタイヤ等の各種タイヤにおいて、トレッド、カーカス、サイドウォール、およびビード部等のタイヤ各部位に好適に用いることができ、たとえば、タイヤのトレッド用として、特に好適に用いることができ、なかでも特に、キャップトレッドに用いることが好ましい。
【０１２１】
次に、本発明の空気入りタイヤについて説明する。本発明の空気入りタイヤは、上述のゴム組成物をトレッドに使用したことを特徴とするものである。
【０１２２】
上記トレッドは、上述のゴム組成物を使用したもの、すなわち、上記ゴム組成物を用いて形成されたものであり、通常、上述した本発明のゴム組成物を架橋してなる本発明のゴム架橋物を含むものである。
【０１２３】
上記空気入りタイヤは、そのトレッドが上記ゴム組成物を用いて形成されたものであればよく、他の部位も上記ゴム組成物を用いて形成されたものであってもよい。
【０１２４】
上記ゴム組成物を用いて形成されるトレッドは、トレッドの一部であってもよくトレッドの全体であってもよいが、少なくともキャップトレッドを含むことが好ましい。
【０１２５】
また、本発明の空気入りタイヤの製造方法としては、上記組成物を用いて形成されたトレッドを有する空気入りタイヤを製造できる方法であればよく、公知の空気入りタイヤの製造方法を用いることができる。
【実施例】
【０１２６】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、以下について、「部」および「％」は、特に断りのない限り質量基準である。
本実施例および比較例において行った試験方法は以下のとおりである。
【０１２７】
〔水添率（％）〕
水素化前の炭化水素樹脂と、水素化後の炭化水素樹脂水素化物について、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定を行うことで、非芳香族性炭素−炭素二重結合の量を求め、水素化前後の非芳香族性炭素−炭素二重結合の量の差に基づいて、水添率（％）を測定した。なお、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定は、溶媒に重クロロホルムを用い、ＮＭＲ測定装置としてＪＭＮ−ＡＬ  ｓｅｒｉｅｓＡＬ４００（ＪＥＯＬ社製）を用いて行った。
【０１２８】
〔数平均分子量、重量平均分子量、Ｚ平均分子量、および分子量分布〕
試料となる炭化水素樹脂水素化物について、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析し、標準ポリスチレン換算値の数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、およびＺ平均分子量（Ｍｚ）を求め、分子量分布はＭｗ／Ｍｎの比およびＭｚ／Ｍｗの比で示した。なお、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析は、測定装置として、東ソー社製「ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ」を使用し、カラムは東ソー社製「ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅＨＺ」を３本連結したものを用い、テトラヒドロフランを溶媒として、４０℃、１．０ｍＬ／ｍｉｎの流量で測定した。
【０１２９】
〔軟化点（℃）〕
試料となる炭化水素樹脂水素化物について、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に従い、軟化点を測定した。
【０１３０】
〔ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）〕
試料となるゴム組成物について、ＪＩＳ  Ｋ  ６３００−１：２００１に従い、以下の条件で測定した。この特性については、基準サンプル（後述の比較例１）を１００とする指数で示した。
・試験温度：１００℃
・ロータの種類：Ｌ形
・使用試験機：島津製作所社製島津ムーニービスコメーターＳＭＶ−３００Ｊ  
【０１３１】
〔引張強さ（ＭＰａ）および伸び（％）〕
試料となるゴム架橋物の試験片について、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１：２０１０に従い、以下の条件で引張強さ（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ（ＭＰａ））および伸び（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ（％））を測定した。これらの特性については、基準サンプル（後述の比較例１）を１００とする指数で示した。
・試験片作製方法：プレス架橋によりシート作製後、打抜き加工
・試験片形状：ダンベル状３号形
・試験片採取方向：列理に対し平行方向
・試験片数：３
・測定温度：２３℃
・試験速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
・使用試験機：ＡＬＰＨＡ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製ＴＥＮＳＯＭＥＴＥＲ  １０ｋ
・試験機容量：ロードセル式  １ｋＮ  
【０１３２】
〔損失正接ｔａｎδ〕
試料となるゴム架橋物の試験片について、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４に従い、以下の測定条件で、動的歪み０．５％、１０Ｈｚの条件で、０℃および６０℃での損失正接ｔａｎδを測定した。この特性については、基準サンプル（後述の比較例１）を１００とする指数で示した。なお、０℃での損失正接ｔａｎδが高いほど、ウエットグリップ性能に優れ、６０℃での損失正接ｔａｎδが低いほど、転がり抵抗に優れる。
測定項目：動的貯蔵弾性率Ｅ’
：動的損失弾性率Ｅ”
：損失正接ｔａｎδ
・試料作製方法：シートより打抜き加工
・試験片形状：長さ５０ｍｍ×幅２ｍｍ×厚さ２ｍｍ
・試験片数：１
・クランプ間距離：２０ｍｍ
【０１３３】
〔摩耗抵抗〕
試料となるシート状のゴム架橋物の試験片について、上島製作所社製ＦＰＳ摩耗試験機を用い、荷重１ｋｇｆ、スリップ率１５％で測定した。この特性については、比較例１のサンプルの測定値を１００とする指数で算出した。この指数が大きいものほど、耐摩耗性に優れると評価できる。
【０１３４】
〔製造例１〕
重合反応器にシクロペンタン５６．１部およびシクロペンテン１５．５部の混合物を仕込み、７０℃に昇温した後、塩化アルミニウム０．７５部を添加した（混合物Ｍ１）。引き続き、１，３−ペンタジエン４６．７部、イソブチレン１８．４部、ジイソブチレン０．１部、ジシクロペンタジエン０．１部、Ｃ４−Ｃ６不飽和炭化水素０．２部、Ｃ４−Ｃ６飽和炭化水素７．２部、およびスチレン１９．０部からなる混合物ａ１を、６０分に亘り温度を７０℃に維持して、上記にて得られた混合物Ｍ１を含む重合反応器に連続的に添加しながら重合を行った。その後、水酸化ナトリウム水溶液を重合反応器に添加することで、重合反応を停止した。なお、重合反応時の重合反応器中の成分の種類および量を表１にまとめて示した。重合停止により生成した沈殿物をろ過により除去することで、水素化前の炭化水素樹脂および未反応単量体等を含む重合体溶液を得た。次いで、重合体溶液を蒸留釜に仕込み、窒素雰囲気下で加熱し、重合溶媒と未反応単量体を除去し、水素化前の炭化水素樹脂とした。
【０１３５】
そして、上記にて得られた水素化前の炭化水素樹脂を、多管式熱交換型水素添加反応装置に供給し、炭化水素樹脂を水素化した。水素化反応は、水素化触媒としてニッケルシリカ触媒（日揮触媒化成社製、Ｎ１０８Ｆ）を使用し、水素圧１．２ＭＰａ、反応温度２２０℃、反応管内の滞留時間３０分間、目的の水添率の炭化水素樹脂水素化物を得るために必要な水素量の１．７倍の条件で行った。
【０１３６】
得られた炭化水素樹脂水素化物を含む重合体溶液を、蒸留釜に仕込み、窒素雰囲気下で加熱し、重合溶媒と未反応単量体を除去した。次いで、２００℃以上で、飽和水蒸気を吹き込みながら、低分子のオリゴマー成分を留去し、製造例１の炭化水素樹脂水素化物を得た。得られた製造例１の炭化水素樹脂水素化物については、水添率、数平均分子量、重量平均分子量、Ｚ平均分子量、分子量分布、および軟化点を測定した。これらの測定結果は、下記表１にまとめて示した。
【０１３７】
〔製造例２〜７〕
重合反応器に添加する成分の種類および量、ならびに水素化の条件を下記表１に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は製造例１と同様にして炭化水素樹脂水素化物を得た。得られた製造例２〜７の炭化水素樹脂水素化物についても、製造例１の炭化水素樹脂水素化物と同様に、水添率、数平均分子量、重量平均分子量、Ｚ平均分子量、分子量分布、および軟化点を測定した。これらの測定結果は、下記表１にまとめて示した。
【０１３８】
【表１】
2020070329.tif 000002
【０１３９】
〔実施例１〕
バンバリー型ミキサー中で、油展された乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）（商品名「Ｎｉｐｏｌ  １７３９」、日本ゼオン社製、結合スチレン量：４０％、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量：１３．５モル％、重量平均分子量：６９０，０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）：３．９８、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−３５℃、ゴム成分１００部に対して３７．５部の伸展油を含有）９６．３部（ゴム成分の含有量：７０部、伸展油の含有量：２６．３部）と、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）（商品名「Ｎｉｐｏｌ  ＮＳ  ６１６」、日本ゼオン社製、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）：６２）１５部と、天然ゴム（ＮＲ）（ＳＩＲ２０）１５部と、を３０秒素練りし、次いでシリカ（ローディア社製、商品名「Ｚｅｏｓｉｌ１１６５ＭＰ」）６０部、カーボンブラック（キャボットジャパン社製、商品名「Ｎ２３４」）２０部、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］テトラスルフィド（テグッサ社製、商品名「Ｓｉ６９」）９部、および製造例１で得た炭化水素樹脂水素化物１０部を添加して、９０秒混練後、シリカ（ローディア社製、商品名「Ｚｅｏｓｉｌ１１６５ＭＰ」）４０部、酸化亜鉛３部、ステアリン酸２部、および老化防止剤：Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン（大内新興化学工業社製、商品名「ノクラック６Ｃ」）２部を添加し、更に９０秒間混練し、次いで、プロセスオイル（新日本石油社製、商品名「アロマックス  Ｔ−ＤＡＥ」）１５部を投入した。その後、９０℃を開始温度として、１４５〜１５５℃で６０秒間以上混練（一次練り）した後、ミキサーから混練物を排出させた。
【０１４０】
得られた混練物を、室温まで冷却した後、再度バンバリー型ミキサー中で、９０℃を開始温度として２分間混練（二次練り）した後、ミキサーから混練物を排出させた。混練終了時の混練物の温度は１４５℃であった。
【０１４１】
次いで、５０℃の２本のロールで、得られた混練物に、硫黄１．７部、架橋促進剤：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  商品名「ノクセラーＣＺ−Ｇ」、大内新興化学工業社製）１．８部、およびジフェニルグアニジン（ＤＰＧ  商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．７部を加えてこれらを混練（架橋剤混練り）した後、シート状のゴム組成物を取り出した。
【０１４２】
なお、一次練り、二次練り、および架橋剤混練りの混練条件は、以下に示す条件とした。
【０１４３】
（一次練りおよび二次練りの混練条件）
・試験機：東洋精機製作所社製ラボプラストミル  バンバリー型ミキサーＢ−６００
・充填率：７０〜７５ｖｏｌ％
・ロータ回転数：５０ｒｐｍ
・試験開始設定温度：９０℃
【０１４４】
（架橋剤混練りの混練条件）
・試験機：池田機械工業社製電気加熱式高温ロール機
・ロールサイズ：６φ×１６
・前ロール回転数：２４ｒｐｍ
・前後ロール回転比：１：１．２２
・ロール温度：５０±５℃
・切り返し回数：左右２回ずつ
・丸め通し幅：ロール間隔約０．８ｍｍ
・丸め通し回数：５回
【０１４５】
〔実施例２〜４および比較例１〜３〕
下記表２に示すように、製造例１で得た炭化水素樹脂水素化物の代わりに製造例２〜７で得た炭化水素樹脂水素化物を用いた以外は、実施例１と同様にしてゴム組成物を得た。
【０１４６】
〔評価〕
実施例１〜４および比較例１〜３で得たゴム組成物を、プレス圧力約８ＭＰａ、プレス温度１６０℃で４０分間プレス架橋し、その後さらに２３℃の恒温室で一晩熟成した後、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ２ｍｍのゴム架橋物の試験片を作製した。
【０１４７】
実施例１〜４および比較例１〜３で得られたゴム組成物およびゴム架橋物について、ゴム組成物のムーニー粘度、ゴム架橋物の引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）、損失正接ｔａｎδ、および摩耗抵抗を測定した。結果を下記表２に示す。
【０１４８】
【表２】
2020070329.tif 000003
【０１４９】
表１および２に示すように、脂肪族単量体単位と芳香族単量体単位とを含む炭化水素樹脂を水添してなる炭化水素樹脂水素化物であって、水添率が０．１〜８０％であり、重量平均分子量（Ｍｗ）が７００〜６，０００であり、軟化点が８０〜１５０℃である炭化水素樹脂水素化物、ジエン系ゴム、およびシリカを含有するゴム組成物は、加工性に優れており、得られるゴム架橋物は、引張強さ、伸び、およびウエットグリップ性に優れ、転がり抵抗および耐摩耗性に特に優れたものであった（実施例１〜４）。
【０１５０】
一方、炭化水素樹脂水素化物に代えて、水素化されていない炭化水素樹脂を含有するゴム組成物からなるゴム架橋物は、転がり抵抗および耐摩耗性に劣るものであった（比較例１、２）。
また、水添率が８０％を超える炭化水素樹脂水素化物を含有するゴム組成物からなるゴム架橋物は、転がり抵抗に劣るものであった（比較例３）。耐摩耗性についても、水添率が８０％を超える炭化水素樹脂水素化物を含有するゴム組成物からなるゴム架橋物（比較例３）は、同じ単量体組成を有する炭化水素樹脂を水添してなる炭化水素樹脂水素化物からなるゴム架橋物（実施例４）に比べて、劣るものであった。