(57)【要約】【課題】転がり抵抗性能とウェットグリップ性能のバランスに優れるゴム組成物を提供する。【解決手段】実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、ガラス転移点が−７０〜０℃である微粒子１〜１００質量部を含むものである。前記微粒子は、少なくとも１種の多官能ビニルモノマーによって架橋された架橋構造を有する重合体からなり、前記架橋構造は、前記多官能ビニルモノマーの官能基間が置換基を有してもよい２〜４価の脂肪族炭化水素基で連結され、かつ、２つの前記官能基を繋ぐ直鎖状部分の炭素数が７〜２０である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、
ガラス転移点が−７０〜０℃である微粒子１〜１００質量部を含み、
前記微粒子は、少なくとも１種の多官能ビニルモノマーによって架橋された架橋構造を有する重合体からなり、前記架橋構造は、前記多官能ビニルモノマーの官能基間が置換基を有してもよい２〜４価の脂肪族炭化水素基で連結され、かつ、２つの前記官能基を繋ぐ直鎖状部分の炭素数が７〜２０である、
ゴム組成物。
【請求項２】
前記多官能ビニルモノマーがアルカンジオールジ（メタ）アクリレートであり、前記アルカンジオールジ（メタ）アクリレートのアルキレン基の炭素数が７〜２０である、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記微粒子は、下記一般式（１）で表される構成単位を有する（メタ）アクリレート系重合体からなる、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【化１】
2020084145.tif 000008
（式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、同一分子中のＲ１は同一でも異なっていてもよく、Ｒ２は炭素数４〜１８のアルキル基であり、同一分子中のＲ２は同一でも異なっていてもよい。）
【請求項４】
請求項１〜３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばタイヤに用いられるゴム組成物においては、湿潤路面におけるグリップ性能（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高次元でバランスさせることが求められている。しかし、これらは背反特性であるため、同時に改良することは容易ではない。
【０００３】
特許文献１には、低温性能及び転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することを目的として、重量平均分子量が５０００〜１００万でありかつガラス転移点が−７０〜０℃である（メタ）アクリレート系重合体をゴム組成物に配合することが開示されている。しかしながら、多官能ビニルモノマーにより架橋された微粒子状の（メタ）アクリレート系重合体を配合することは開示されていない。
【０００４】
特許文献２には、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇と転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することを目的として、ガラス転移点が−７０〜０℃かつ平均粒径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である（メタ）アクリレート系重合体からなる微粒子をゴム組成物に配合することが開示されている。しかしながら、微粒子を構成する架橋構造については検討されておらず、転がり抵抗性能及びウェットグリップ性能において改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１５５９６５号
【特許文献２】特開２０１７−１１００６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、例えばタイヤ用途に用いたときの転がり抵抗性能とウェットグリップ性能のバランスに優れ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】
【０００７】
実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、ガラス転移点が−７０〜０℃である微粒子１〜１００質量部を含み、前記微粒子は、少なくとも１種の多官能ビニルモノマーによって架橋された架橋構造を有する重合体からなり、前記架橋構造は、前記多官能ビニルモノマーの官能基間が置換基を有してもよい２〜４価の脂肪族炭化水素基で連結され、かつ、２つの前記官能基を繋ぐ直鎖状部分の炭素数が７〜２０であるものである。
【０００８】
実施形態に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物を用いて作製されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態によれば、例えばタイヤ用途に用いたときの転がり抵抗性能とウェットグリップ性能のバランスに優れ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】
【００１０】
本実施形態に係るゴム組成物は、（Ａ）ジエン系ゴムに、（Ｂ）特定の微粒子を配合してなるものである。
【００１１】
（Ａ）ジエン系ゴム
ゴム成分としてのジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、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。これらの中でも、ジエン系ゴムは、ＮＲ、ＢＲ及びＳＢＲからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。
【００１２】
上記で列挙した各ジエン系ゴムの具体例には、その分子末端又は分子鎖中において、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エポキシ基、シリル基、及びカルボキシ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も含まれる。ジエン系ゴムが変性ジエン系ゴムを含むことにより、充填剤としてシリカを用いたときに、その分散性を向上することができる。変性ジエン系ゴムとしては、変性ＳＢＲを用いることが好ましい。そのため、一実施形態に係るジエン系ゴムは、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エポキシ基、シリル基及びカルボキシ基からなる群から選択される少なくとも１種の官能基を有するスチレンブタジエンゴムを含むことである。
【００１３】
一実施形態において、ジエン系ゴムは、変性ＳＢＲ単独でもよく、変性ＳＢＲと未変性のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。例えば、ジエン系ゴム１００質量部中、変性ＳＢＲを３０質量部以上含んでもよく、５０質量部以上含んでもよい。また、ジエン系ゴム１００質量部は、変性ＳＢＲ５０〜９０質量部と、未変性ジエン系ゴム（例えば、ＢＲ及び／又はＮＲ）５０〜１０質量部含むものでもよく、また、変性ＳＢＲ６０〜９０質量部と、未変性ジエン系ゴム４０〜１０質量部含むものでもよい。
【００１４】
（Ｂ）微粒子
微粒子としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が−７０〜０℃の範囲内にあるものが用いられる。ガラス転移点が−７０℃以上であることにより、ウェットグリップ性能の改善効果を高めることができる。ガラス転移点が０℃以下であることにより、転がり抵抗性能の悪化を抑えることができる。ガラス転移点の設定は、重合体を構成するモノマー組成等により行うことができる。微粒子のガラス転移点は、−５０〜０℃であることが好ましく、より好ましくは−４０〜−５℃であり、−４０〜−２０℃でもよい。
【００１５】
微粒子を構成する重合体としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が上記範囲内であれば特に限定されず、種々のビニル重合体が挙げられる。そのため、一実施形態に係る微粒子は、単官能ビニルモノマーに由来する構成単位を持つビニル重合体からなる。ここで、単官能ビニルモノマーとは、分子内にビニル基を１つ有する重合性モノマーである。ビニル基とは、狭義のビニル基（Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−）だけでなく、ビニリデン基（Ｈ２Ｃ＝ＣＸ−）やビニレン基（−ＨＣ＝ＣＨ−）も含む広義のビニル基を意味する。
【００１６】
微粒子を構成する重合体は、好ましくは、１種以上の（メタ）アクリレート単位を含む（メタ）アクリレート系重合体であり、すなわち、１種又は２種以上の（メタ）アクリレートを含むモノマーを重合してなる重合体である。ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートのうちの一方又は両方を意味する。また、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの一方又は両方を意味する。
【００１７】
（メタ）アクリレート系重合体としては、下記一般式（１）で表されるアルキル（メタ）アクリレート単位を構成単位（繰り返し単位とも称される。）として有するものが好ましく用いられる。すなわち、微粒子は、一般式（１）で表される構成単位を有する（メタ）アクリレート系重合体からなることが好ましい。
【００１８】
【化１】
2020084145.tif 000002
【００１９】
式（１）中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基であり、同一分子中に存在するＲ１は同一でも異なってもよい。Ｒ２は、炭素数４〜１８のアルキル基であり、同一分子中に存在するＲ２は同一でも異なってもよい。Ｒ２のアルキル基は直鎖でも分岐していてもよい。Ｒ２は、炭素数６〜１６のアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数８〜１５のアルキル基である。
【００２０】
上記（メタ）アクリレート系重合体を構成するアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸ｎ−ヘプチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ノニル、アクリル酸ｎ−デシル、アクリル酸ｎ−ウンデシル、アクリル酸ｎ−ドデシル、アクリル酸ｎ−トリデシル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸ｎ−ヘプチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ｎ−ノニル、メタクリル酸ｎ−デシル、メタクリル酸ｎ−ウンデシル、及びメタクリル酸ｎ−ドデシル等の（メタ）アクリル酸ｎ−アルキル；  アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸イソヘキシル、アクリル酸イソヘプチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸イソウンデシル、アクリル酸イソドデシル、アクリル酸イソトリデシル、アクリル酸イソテトラデシル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸イソヘキシル、メタクリル酸イソヘプチル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソノニル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸イソウンデシル、メタクリル酸イソドデシル、メタクリル酸イソトリデシル、及びメタクリル酸イソテトラデシル等の（メタ）アクリル酸イソアルキル；  アクリル酸２−メチルブチル、アクリル酸２−エチルペンチル、アクリル酸２−メチルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘプチル、メタクリル酸２−メチルペンチル、メタクリル酸２−メチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、及びメタクリル酸２−エチルヘプチルなどが挙げられる。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。
【００２１】
ここで、イソアルキルとは、アルキル鎖端から２番目の炭素原子にメチル側鎖を有するアルキル基をいう。例えば、イソデシルとは、鎖端から２番目の炭素原子にメチル側鎖を持つ炭素数１０のアルキル基をいい、８−メチルノニル基だけでなく、２，４，６−トリメチルヘプチル基も含まれる概念である。
【００２２】
一実施形態として、（メタ）アクリレート系重合体は、式（１）で表される構成単位として下記一般式（２）で表される構成単位を有する重合体であることが好ましい。
【００２３】
【化２】
2020084145.tif 000003
【００２４】
式（２）中、Ｒ３は、水素原子又はメチル基であり（好ましくはメチル基）、同一分子中のＲ３は同一でも異なってもよい。Ｚは、炭素数１〜１５のアルキレン基（即ち、アルカンジイル基）であり、同一分子中のＺは同一でも異なってもよい。Ｚは直鎖でも分岐していてもよい。このような構成単位を生じる（メタ）アクリレートとしては、上記の（メタ）アクリル酸イソアルキルが挙げられる。式（２）中のＺは、炭素数５〜１２（より好ましくは６〜１０）のアルキレン基であることが好ましい。
【００２５】
上記微粒子は、少なくとも１種の多官能ビニルモノマーによって架橋された架橋構造を有する重合体からなる。詳細には、微粒子は、上記単官能ビニルモノマーに由来する構成単位とともに、多官能ビニルモノマーに由来する構成単位を含み、該多官能ビニルモノマーに由来する構成単位を架橋点とする架橋構造を有する。ここで、多官能ビニルモノマーとは、分子内にビニル基を２以上有する重合性モノマーである。
【００２６】
本実施形態では、多官能ビニルモノマーによる架橋構造を長くした点に特徴がある。詳細には、上記架橋構造は、多官能ビニルモノマーの官能基間が置換基を有してもよい２〜４価の脂肪族炭化水素基で連結され、かつ、２つの前記官能基を繋ぐ直鎖状部分の炭素数が７〜２０である。すなわち、架橋構造は、多官能ビニルモノマーの末端のビニル基を含む官能基間に、それらを連結する基として、置換基を有してもよい２〜４価の脂肪族炭化水素基を有する。ここで、架橋構造における上記多官能ビニルモノマーの末端のビニル基を含む官能基とは、例えば、多官能ビニルモノマーがジ、トリ又はテトラ（メタ）アクリレート化合物の場合の（メタ）アクリレート基や、多官能ビニルモノマーがジビニル化合物の場合のビニル基である。但し、重合体中では多官能ビニルモノマーは単官能ビニルモノマーと共重合されることにより末端のビニル基が単結合になっているため、架橋構造における上記官能基とは、官能基に由来する基ともいえる。そして、上記脂肪族炭化水素基における分岐鎖部分を除く直鎖状部分の炭素数が７〜２０であり、より好ましくは８〜１８であり、更に好ましくは８〜１５であり、９〜１２でもよい。このように架橋構造を長くことにより、微粒子内部の運動性が向上し、高Ｔｇとなる部分が減少するため、転がり抵抗性能とウェットグリップ性能のバランスを更に向上させることができると考えられる。
【００２７】
脂肪族炭化水素基としては、例えば、２価の脂肪族炭化水素基として、直鎖又は分岐のアルキレン基（即ち、アルカンジイル基）でもよく、直鎖又は分岐のアルケンジイル基でもよい。また、飽和又は不飽和の３価の脂肪族炭化水素基でもよく、飽和又は不飽和の４価の脂肪族炭化水素基でもよい。脂肪族炭化水素基が有してもよい置換基としては、炭化水素基以外のヘテロ原子を含む基、例えばヒドロキシ基、カルボキシ基、オキソ基、エポキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、オキシム基、チオール基、フロロ基、クロロ基、ブロモ基などが挙げられ、主鎖となる脂肪族炭化水素に側鎖として結合される。
【００２８】
このような長い架橋構造を形成する多官能ビニルモノマーとしては、例えば、１，７−ヘプタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，８−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１１−ウンデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１２−ドデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１３−トリデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１４−テトラデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１５−ペンタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１６−ヘキサデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１７−ヘプタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１８−オクタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１９−ノナデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，２０−イコサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，７−オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，８−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−ウンデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１１−ドデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１２−トリデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１３−テトラデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１４−ペンタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１５−ヘキサデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１６−ヘプタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１７−オクタデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１８−ノナデカンデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１９−イコサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，２０−ヘンイコサンジオールジ（メタ）アクリレートなどのアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；  ４−エチル−４−（３−ヒドロキシプロピル）−１，７−ヘプタンジオールトリ（メタ）アクリレート、５−エチル−５−（４−ヒドロキシブチル）−１，９−ノナンジオールトリ（メタ）アクリレート、６−エチル−６−（５−ヒドロキシペンチル）−１，１１−ウンデカンジオールトリ（メタ）アクリレート、７−エチル−７−（６−ヒドロキシヘキシル）−１，１３−トリデカンジオールトリ（メタ）アクリレート、８−エチル−８−（７−ヒドロキシペンチル）−１，１５−ペンタデカンジオールトリ（メタ）アクリレート、９−エチル−９−（８−ヒドロキシオクチル）−１，１７−ヘプタデカンジオールトリ（メタ）アクリレート、１０−エチル−１０−（９−ヒドロキシノニル）−１，１９−ノナデカンジオールトリ（メタ）アクリレートなどのアルカンジオールトリ(メタ)アクリレート；  ４,４−ビス(ヒドロキシプロピル)−１,７−ヘプタンジオール、５,５−ビス(ヒドロキシブチル)−１,９−ノナンジオール、６,６−ビス(ヒドロキシペンチル)−１,１１−ウンデカンジオール、７,７−ビス(ヒドロキシヘキシル)−１,１３−トリデカンジオール、８,８−ビス(ヒドロキシヘプチル)−１,１５−ペンタデカンジオール、９,９−ビス(ヒドロキシオクチル)−１,１７−ヘプタデカンジオール、１０,１０−ビス(ヒドロキシノニル)−１,１９−ノナデカンジオールなどのアルカンジオールテトラ（��タ）アクリレート；  １，１０−ウンデカジエン、１，１１−ドデカジエン、１，１２−トリデカジエン、１，１３−テトラデカジエン、１，１４−ペンタデカジエン、１，１５−ヘキサデカジエン、１，１６−ヘプタデカジエン、１，１７−オクタデカジエン、１，１８−ノナデカジエン、１，１９−イコサジエンなどのジビニル化合物が挙げられ、これらはいずれか１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２９】
これらの中でも、多官能ビニルモノマーとしては、アルカンジオールジ（メタ）アクリレートであってそのアルキレン基の炭素数が７〜２０であるものを用いることが好ましい。多官能ビニルモノマーとして、より好ましくは、ｎ−アルカンジオールジ（メタ）アクリレートを用いることであり、そのアルキレン基の炭素数は７〜２０である。アルキレン基の炭素数は、より好ましくは８〜１８であり、更に好ましくは８〜１５であり、９〜１２でもよい。
【００３０】
ここで、多官能ビニルモノマーとしてｎ−アルカンジオールジ（メタ）アクリレートを用いた場合の多官能ビニルモノマーに由来する構成単位は、下記式（３）に示す通りである。
【００３１】
【化３】
2020084145.tif 000004
【００３２】
式（３）中、Ｒ４は、水素原子又はメチル基であり（好ましくはメチル基）、同一分子中のＲ４は同一でも異なってもよい。Ｒ５は、炭素数７〜２０の直鎖のアルキレン基である。この場合、架橋構造は、官能基である２つの（メタ）アクリレート基間が２価の脂肪族炭化水素基（即ち、直鎖のアルキレン基であるＲ５）で連結され、２つの（メタ）アクリレート基を繋ぐ直鎖状部分（即ち、Ｒ５）の炭素数が７〜２０である。
【００３３】
また、３価の（メタ）アクリレートを用いた場合の一例として、４−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロピル）−１，７−ヘプタンジオールトリ（メタ）アクリレートを用いた場合の多官能ビニルモノマーに由来する構成単位を下記式（４）に示す。
【００３４】
【化４】
2020084145.tif 000005
【００３５】
式（４）中、Ｒ４は、水素原子又はメチル基であり（好ましくはメチル基）、同一分子中のＲ４は同一でも異なってもよい。この場合、架橋構造は、官能基である３つの（メタ）アクリレート基間が３価の脂肪族炭化水素基（ヒドロキシ基を置換基として有する分岐状デカントリイル基）で連結され、各２つの（メタ）アクリレート基を繋ぐ直鎖状部分（ｎ−ヘプタンジイル基）の炭素数がいずれも７である。
【００３６】
多官能ビニルモノマーによる架橋構造の含有量は、特に限定されず、例えば微粒子を構成する重合体の全構成単位に対する多官能ビニルモノマーに由来する構成単位のモル比が０．１〜２０モル％でもよく、０．５〜１５モル％でもよく、１〜１０モル％でもよく、２〜５モル％でもよい。
【００３７】
一実施形態において、微粒子を構成する重合体が上記（メタ）アクリレート系重合体である場合、当該（メタ）アクリレート系重合体を構成する全構成単位に対する式（１）の構成単位のモル比は８０〜９９．９モル％でもよく、８５〜９９．５モル％でもよく、９０〜９９モル％でもよく、９５〜９８モル％でもよい。多官能ビニルモノマーに由来する構成単位のモル比は、０．１〜２０モル％でもよく、０．５〜１５モル％でもよく、１〜１０モル％でもよく、２〜５モル％でもよい。なお、該（メタ）アクリレート系重合体は、他のビニル系化合物に基づく構成単位を含んでもよい。
【００３８】
微粒子の平均粒径は、特に限定されず、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満もよく、２０〜９０ｎｍでもよく、３０〜８０ｎｍでもよい。
【００３９】
微粒子の製造方法は、特に限定されず、例えば、公知の乳化重合を利用して合成することができる。好ましい一例を挙げれば次の通りである。すなわち、アルキル（メタ）アクリレート等の単官能ビニルモノマーを、架橋剤としての多官能ビニルモノマーとともに、乳化剤を溶解した水等の水性媒体に分散させ、得られたエマルションに水溶性のラジカル重合開始剤（例えば、過硫酸カリウムなどの過酸化物）を添加してラジカル重合させることにより、水性媒体中にビニル重合体からなる微粒子が生成されるので、該水性媒体と分離することで微粒子が得られる。その他の微粒子の製造方法として、公知の懸濁重合や分散重合、沈殿重合、ミニエマルション重合、ソープフリー乳化重合（無乳化剤乳化重合）およびマイクロエマルション重合などの重合方法を利用することができる。
【００４０】
微粒子の配合量は、特に限定されず、用途に応じて適宜に設定することができる。微粒子の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して１〜１００質量部であることが好ましく、より好ましくは２〜５０質量部であり、更に好ましくは３〜３０質量部であり、５〜２０質量部でもよい。
【００４１】
（Ｃ）その他の配合剤
本実施形態に係るゴム組成物には、上記の成分の他に、補強性充填剤、シランカップリング剤、オイル、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、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。
【００４２】
補強性充填剤としては、湿式シリカ（含水ケイ酸）等のシリカやカーボンブラックが好ましく用いられる。より好ましくは、転がり抵抗性能とウェットグリップ性能のバランスを向上するために、シリカを用いることであり、シリカ単独又はシリカとカーボンブラックの併用が好ましい。補強性充填剤の配合量は、特に限定されず、例えば、ジエン系ゴム１００質量部に対して２０〜１５０質量部でもよく、３０〜１００質量部でもよい。シリカの配合量も特に限定されず、例えば、ジエン系ゴム１００質量部に対して２０〜１５０質量部でもよく、３０〜１００質量部でもよい。
【００４３】
シリカを配合する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましく、その場合、シランカップリング剤の配合量は、シリカ質量の２〜２０質量％であることが好ましく、より好ましくは４〜１５質量％である。
【００４４】
加硫剤としては、硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の配合量は、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質量部である。また、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。加硫促進剤の配合量は、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０．１〜７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。
【００４５】
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る。すなわち、例えば、第一混合段階で、ジエン系ゴムに対し、上記微粒子とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
【００４６】
このようにして得られたゴム組成物は、タイヤ用、防振ゴム用、コンベアベルト用などの各種ゴム部材に用いることができる。好ましくは、タイヤ用であり、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、各種サイズの空気入りタイヤが挙げられる。タイヤの適用部位としては、トレッド部、サイドウォール部などタイヤの各部位が挙げられる。空気入りタイヤは、常法に従い、該ゴム組成物を押出加工等によって所定の形状に成形し、他の部品と組み合わせてグリーンタイヤを作製した後、例えば１４０〜１８０℃でグリーンタイヤを加硫成形することにより、製造することができる。これらの中でも、タイヤのトレッド用配合として用いることが特に好ましい。すなわち、好ましい実施形態に係る空気入りタイヤは、上記ゴム組成物からなるトレッドを備えることである。
【実施例】
【００４７】
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。
【００４８】
［平均粒径の測定方法］
微粒子の平均粒径は、動的光散乱法（ＤＬＳ）により測定される粒度分布における積算値５０％での粒径（５０％径：Ｄ５０）であり、下記合成例における凝固前のラテックス溶液を測定試料として用いて、大塚電子株式会社製のダイナミック光散乱光度計「ＤＬＳ-８０００」を用いた光子相関法（ＪＩＳ  Ｚ８８２６準拠）により測定した（入射光と検出器との角度９０°）。
【００４９】
［Ｔｇの測定方法］
微粒子のＴｇは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により、昇温速度：２０℃／分にて測定した（測定温度範囲：−１５０℃〜１５０℃）。
【００５０】
［合成例１：微粒子１］
４５．０ｇのメタクリル酸２，４，６−トリメチルヘプチル（メタクリル酸イソデシル）、５．７３ｇのドデシル硫酸ナトリウム、９０.０ｇの水および１０.０ｇのエタノールを混合し、１時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、０．５４ｇの過硫酸カリウムを添加した後、１時間の窒素バブリングを実施し、溶液を７０℃で８時間撹拌し、ラテックス溶液を得た。該ラテックス溶液を撹拌しているメタノール中に投入することにより、微粒子を沈殿させ、ろ過により液体を除去し、真空乾燥器で７０℃、１．０×１０３Ｐａの条件下で乾燥することにより固形成分としての微粒子１を得た。微粒子１の平均粒子径は５０ｎｍ、Ｔｇは−３６℃であった。
【００５１】
［合成例２：微粒子２］
４５．０ｇのメタクリル酸イソデシル、０．０４ｇのエチレングリコールジメタクリレート、５．７３ｇのドデシル硫酸ナトリウム、９０.０ｇの水および１０.０ｇのエタノールを混合し、１時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、０．５４ｇの過硫酸カリウムを添加した後、１時間の窒素バブリングを実施し、溶液を７０℃で８時間撹拌し、ラテックス溶液を得た。該ラテックス溶液を撹拌しているメタノール中に投入することにより、微粒子を沈殿させ、ろ過により液体を除去し、真空乾燥器で７０℃、１．０×１０３Ｐａの条件下で乾燥することにより固形成分としての微粒子２を得た。微粒子２の平均粒子径は６１ｎｍ、Ｔｇは−４０℃であった。
【００５２】
［合成例３：微粒子３］
微粒子２の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの質量を０．２０ｇに変更すること以外は、合成例２と同様の手法により微粒子３を得た。微粒子３の平均粒子径は５９ｎｍ、Ｔｇは−３９℃であった。
【００５３】
［合成例４：微粒子４］
微粒子２の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの質量を１．１８ｇに変更すること以外は、合成例２と同様の手法により微粒子４を得た。微粒子４の平均粒子径は５８ｎｍ、Ｔｇは−３５℃であった。
【００５４】
［合成例５：微粒子５］
微粒子２の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの代わりに１．５２ｇの１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートを用いること以外は、合成例２と同様の手法により微粒子５を得た。微粒子５の平均粒子径は５９ｎｍ、Ｔｇは−３７℃であった。
【００５５】
［合成例６：微粒子６］
微粒子２の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの代わりに１．７７ｇの１，９−ノナンジオールジメタクリレートを用いること以外は、合成例２と同様の手法により微粒子６を得た。微粒子６の平均粒子径は５７ｎｍ、Ｔｇは−３４℃であった。
【００５６】
微粒子６について、１３Ｃ−ＮＭＲにより、重合体の化学構造を分析したところ、メタクリル酸イソデシル由来の構成単位が９７モル％、１，９−ノナンジオールジメタクリレート由来の構成単位が３．０モル％であった。
【００５７】
［合成例７：微粒子７］
微粒子２の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの代わりに２．０２ｇの１，１２−ドデカンジオールジメタクリレートを用いること以外は、合成例２と同様の手法により微粒子７を得た。微粒子７の平均粒子径は５２ｎｍ、Ｔｇは−３６℃であった。
【００５８】
微粒子７について、１３Ｃ−ＮＭＲにより、重合体の化学構造を分析したところ、メタクリル酸イソデシル由来の構成単位が９７モル％、１，１２−ドデカンジオールジメタクリレート由来の構成単位が３．０モル％であった。
【００５９】
［合成例８：微粒子８］
微粒子１の合成に用いたメタクリル酸イソデシルの代わりに同じ質量の２−エチルヘキシルメタクリレートを用いること以外は、合成例１と同様の手法により微粒子８を得た。微粒子８の平均粒子径は６８ｎｍ、Ｔｇは−７℃であった。
【００６０】
［合成例９：微粒子９］
微粒子４の合成に用いたメタクリル酸イソデシルの代わりに同じ質量の２−エチルヘキシルメタクリレートを用い、エチレングリコールジメタクリレートの質量を１．３５ｇに変更すること以外は、合成例４と同様の手法により微粒子９を得た。微粒子９の平均粒子径は６４ｎｍ、Ｔｇは−８℃であった。
【００６１】
［合成例１０：微粒子１０］
微粒子５の合成に用いたメタクリル酸イソデシルの代わりに同じ質量の２−エチルヘキシルメタクリレートを用い、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートの質量を１．７３ｇに変更すること以外は、合成例５と同様の手法により微粒子１０を得た。微粒子１０の平均粒子径は５７ｎｍ、Ｔｇは−９℃であった。
【００６２】
［合成例１１：微粒子１１］
微粒子６の合成に用いたメタクリル酸イソデシルの代わりに同じ質量の２−エチルヘキシルメタクリレートを用い、１，９−ノナンジオールジメタクリレートの質量を２．０２ｇに変更すること以外は、合成例６と同様の手法により微粒子１１を得た。微粒子１１の平均粒子径は６５ｎｍ、Ｔｇは−６℃であった。
【００６３】
微粒子１１について、１３Ｃ−ＮＭＲにより、重合体の化学構造を分析したところ、２−エチルヘキシルメタクリレート由来の構成単位が９７モル％、１，９−ノナンジオールジメタクリレート由来の構成単位が３．０モル％であった。
【００６４】
［合成例１２：微粒子１２］
微粒子７の合成に用いたメタクリル酸イソデシルの代わりに同じ質量の２−エチルヘキシルメタクリレートを用い、１，１２−ドデカンジオールジメタクリレートの質量を２．３０ｇに変更すること以外は、合成例７と同様の手法により微粒子１２を得た。微粒子１２の平均粒子径は５４ｎｍ、Ｔｇは−６℃であった。
【００６５】
微粒子１２について、１３Ｃ−ＮＭＲにより、重合体の化学構造を分析したところ、２−エチルヘキシルメタクリレート由来の構成単位が９７モル％、１，１２−ドデカンジオールジメタクリレート由来の構成単位が３．０モル％であった。
【００６６】
［第１実施例：ゴム組成物の評価］
ラボミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従って、まず、第一混合段階で、硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤をジエン系ゴムに添加し混練した（排出温度＝１６０℃）。次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して（排出温度＝９０℃）、ゴム組成物を調製した。
【００６７】
表１中の各成分の詳細は、以下の通りである。なお、表１中の「架橋構造：アルキレン基」は微粒子の架橋構造を構成するアルキレン基の炭素数を示すものであり、「架橋構造：モル比ｍｏｌ％」は該架橋構造に由来する構成単位のモル比を示すものである。
【００６８】
・変性ＳＢＲ：アルコキシ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）製の「ウベポールＢＲ１５０Ｂ」
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「ニップシールＡＱ」
・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、エボニック社製「Ｓｉ６９」
・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１種」
・老化防止剤：大内新興化学工業（株）製「ノクラック６Ｃ」
・ステアリン酸：花王（株）製「ルナックＳ−２０」
・硫黄：細井化学工業（株）製「ゴム用粉末硫黄１５０メッシュ」
・加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＣＺ」
・２次加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＤ」
・微粒子１〜７：上記合成例１〜７で合成したもの
【００６９】
得られた各ゴム組成物について、１６０℃×２０分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、動的粘弾性試験を行って０℃及び６０℃でのｔａｎδを測定した。測定方法は次の通りである。
【００７０】
・０℃ｔａｎδ：ＵＢＭ社製レオスペクトロメーターＥ４０００を用いて、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み２％、温度０℃の条件で損失係数ｔａｎδを測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど、ｔａｎδが大きく、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
【００７１】
・６０℃ｔａｎδ：温度を６０℃に変え、その他は０℃ｔａｎδと同様にしてｔａｎδ測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱しにくく、タイヤでの転がり抵抗が小さくて転がり抵抗性能（即ち、低燃費性）に優れることを示す。
【００７２】
【表１】
2020084145.tif 000006
【００７３】
結果は表１に示す通りである。コントロールである比較例１に対し、微粒子１を添加した比較例２では、当該微粒子１のガラス転移点が−７０〜０℃の範囲内であるためウェットグリップ性能の向上はみられたが、架橋されていない微粒子であったため、転がり抵抗性能がやや悪化しており、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立が不十分であった。比較例５では、架橋された微粒子４を配合したことにより、比較例２に対してウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立効果が改善されたが、架橋構造を構成するアルキレン基の炭素数が２と短いため、改善効果が不十分であった。アルキレン基の炭素数が６の微粒子５を配合した比較例６でも、改善効果は不十分であった。
【００７４】
微粒子内部の運動性を向上させる（即ち、高Ｔｇとなる部分を減らす）ために、微粒子の架橋剤量を減らして架橋密度を低下させることが考えられる。しかしながら、比較例３，４に示されるように、架橋剤量を減らしてもウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立効果はそれほど大きくは改善されなかった。これは、架橋密度が低下することでゴムマトリックスと微粒子との相溶性が増加したためと考えられる。
【００７５】
これに対し、架橋構造を構成するアルキレン基の炭素数が長い微粒子６，７を配合した実施例１，２であると、比較例１に対して転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、ウェットグリップ性能を顕著に改善することができ、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立効果に優れていた。
【００７６】
［第２実施例：ゴム組成物の評価］
下記表２に示す配合（質量部）に従い、第１実施例と同様にしてゴム組成物を調製した。表２中の各成分の詳細は、第１実施例と同じである。但し、微粒子８〜１２は、上記合成例８〜１２で合成したものを用いた。
【００７７】
得られた各ゴム組成物について、第１実施例と同様にして、０℃及び６０℃でのｔａｎδを測定した。但し、評価は、比較例７の値を１００とした指数で表示した。
【００７８】
【表２】
2020084145.tif 000007
【００７９】
結果は表２に示す通りである。第２実施例は微粒子のガラス転移点が−７０〜０℃の範囲内で比較的高い場合である。この場合も、第１実施例と同様、架橋されていない微粒子８を用いた比較例７に対し、架橋された微粒子９，１０を用いた比較例８，９では、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立効果が改善されたが、架橋構造を構成するアルキレン基の炭素数が２又は６と短いため、改善効果が不十分であった。これに対し、架橋構造を構成するアルキレン基の炭素数が長い微粒子１１，１２を配合した実施例３，４であると、比較例７に対して転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、ウェットグリップ性能の改善効果を高めることができ、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能の両立効果に優れていた。