(57)【要約】【課題】タイヤにおける高いレベルでの転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができるゴム組成物を提供すること。【解決手段】少なくともゴム成分とカーボンブラックを含むゴム組成物であって、ゴム成分が、式（１）で表される割合Ｘがゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、Ｘがゴム成分中でＸ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、Ｘ２−Ｘ１が２２．０〜４０．０であり、カーボンブラックの配合量が、ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海島構造を形成し、海相が前記ポリマー２を含む相であり、島相がポリマー１を含む相であり、島相が有するカーボンブラックの質量が、カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上であることを特徴とする、ゴム組成物。Ｘ［％］＝結合スチレン量の割合［％］＋１／２ビニル結合量の割合［％］（１）【選択図】図１
2014193984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、
前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、
前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、
前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、
前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、
前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、
前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、
前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上であることを特徴とする、ゴム組成物。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【請求項２】
少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、
前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、
前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、
前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、
前記カーボンブラックの全配合量の３０質量％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製し、
前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製し、
前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を混合することにより得られうることを特徴とする、ゴム組成物。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【請求項３】
前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、
前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、
前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、
前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上であることを特徴とする、請求項２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物を加硫してなるゴム部材を含むタイヤであって、
前記ゴム部材のミクロ構造が、互いに異なるポリマーから形成された海相と島相とからなる海島構造を有し、
前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記ゴム部材における前記カーボンブラックの全量に対して３０質量％以上であることを特徴とする、タイヤ。
【請求項５】
前記カーボンブラックの全量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であることを特徴とする、請求項４に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、
前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たすことを特徴とする、請求項５に記載のタイヤ。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【請求項７】
（ａ）ゴム成分として、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを準備する工程、ここで、当該Ｘ１およびＸ２は、下記式（２）の関係を満たす；
（ｂ）前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部のカーボンブラックを準備する工程、
（ｃ）前記カーボンブラックの全量の３０％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製する工程、
（ｄ）前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製する工程、
（ｅ）前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を混合してゴム組成物を調製する工程、および
（ｆ）前記ゴム組成物を加硫する工程、
を含むことを特徴とする、タイヤの製造方法。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、タイヤおよびタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤに要求される性能として、例えば、低い転がり抵抗（低転がり抵抗）、耐摩耗性、高いウェット性能、などがある。転がり抵抗は、自動車の燃料消費量低減に関する性能であり、耐摩耗性は、タイヤ寿命に関する性能であり、ウェット性能は、安全性の確保に関する性能である。例えば、特許文献１では、これら３種類の性能のバランスを保つために、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）にカーボンブラックを配合させたマスターバッチと、ブタジエンゴム（ＢＲ）にカーボンブラックを配合させたマスターバッチとを混合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９２６８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、タイヤにおけるさらに高いレベルでの低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスが必要とされている。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、タイヤにおいて高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせ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。
さらに、本発明は、高いレベルでの低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスがとれたタイヤおよび当該タイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願の第１の発明に係るゴム組成物は、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上であることを特徴とする。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【０００７】
上記第１の発明に係るゴム組成物は、上記特定のポリマー１およびポリマー２ならびに特定量のカーボンブラックを含むことにより、当該ゴム組成物の加硫物において、海島構造が形成され、一定量以上のカーボンブラックを、前記ポリマー１を含む島相に存在させることができ、これによって、タイヤにおいて高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができる。
【０００８】
本明細書において、上記式（１）で表されるＸ［％］は、ポリマーの全単位中における、結合スチレン量の割合［％］と、ビニル結合量の割合［％］の半分の量との和である。当該結合スチレン量の割合［％］および当該ビニル結合量の割合［％］の測定方法は、特に限定されないが、例えば、結合スチレン量は、1H-NMRの積分比によって測定することができ、ビニル結合量は、赤外法（D.Morero et al,Chem.e.Ind.,41,758(1959))によって測定することができる。
本明細書において、海島構造とは、少なくとも２種のポリマーからなり、１種以上のポリマーのマトリックス（海相）中に、その他のポリマーが島状に分散してなる構造を意味する。ゴム組成物の加硫物またはゴム組成物を加硫してなるゴム部材中のミクロ構造における海島構造を観察する方法は、特に限定されないが、例えば、ＡＦＭによって観察することができる。例えば、数μｍ四方のゴムサンプルを測定した際に、観測されるナノメートルオーダーの非連続相を島相、連続相を海相と呼ぶことができる。
本明細書において、前記島相が有するカーボンブラックの質量の測定方法は、特に限定されないが、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用いて海相と島相のカーボンブラック面積を測定し、その比率より島相のカーボンブラックの質量を求めたり、未加硫ゴムのトルエン浸漬後に得られたトルエン不溶分のスチレン量を、ガスクロマトグラフィーにて計測し、既知のポリマー１、ポリマー２のスチレン量から計算するという方法により、測定することができる。
【０００９】
本出願の第２の発明に係るゴム組成物は、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、前記カーボンブラックの全配合量の３０質量％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製し、前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製し、前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を混合することにより得られうることを特徴とする。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【００１０】
これにより、当該ゴム組成物の加硫物において、海島構造が形成され、一定量以上のカーボンブラックを、前記ポリマー１を含む島相に存在させることができ、これによって、タイヤにおいて高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができる。
【００１１】
上記第２の発明に係るゴム組成物では、前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、前記島相が、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量を、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上とすることが可能である。
【００１２】
本発明に係るタイヤは、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物を加硫してなるゴム部材を含むタイヤであって、前記ゴム部材のミクロ構造が、互いに異なるポリマーから形成された海相と島相とからなる海島構造を有し、前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記ゴム部材における前記カーボンブラックの全量に対して３０質量％以上であることを特徴とする。
これにより、本発明に係るタイヤは、高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスが向上する。
【００１３】
本発明に係るタイヤは、前記カーボンブラックの全量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であることが好ましい。２質量部以上とすることにより、耐摩耗性を向上させやすく、３５質量部以下とすることにより、転がり抵抗を低下させやすい。
【００１４】
本発明に係るタイヤは、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たすことが好ましい。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
これにより、海相をポリマー２を含む相とし、島相をポリマー１を含む相とすることができる。
【００１５】
本発明に係るタイヤの製造方法は、（ａ）ゴム成分として、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを準備する工程、ここで、当該Ｘ１およびＸ２は、下記式（２）の関係を満たす；（ｂ）前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部のカーボンブラックを準備する工程、（ｃ）前記カーボンブラックの全量の３０％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製する工程、（ｄ）前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製する工程、（ｅ）前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を混合してゴム組成物を調製する工程、および（ｆ）前記ゴム組成物を加硫する工程、を含むことを特徴とする。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【００１６】
上記特定のポリマー１に特定量のカーボンブラックを混合して調製したマスターバッチ１と、上記特定のポリマー２にゴム組成物に配合する残りのカーボンブラックを混合して調製したマスターバッチ２とを混合してなるゴム組成物を加硫することにより、当該ゴム組成物の加硫物において、海島構造が形成され、一定量以上のカーボンブラックを、前記ポリマー１を含む島相に存在させることができ、これによって、高いレベルでの低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスがとれたタイヤが得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、タイヤにおいて高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができるゴム組成物を提供することができる。
さらに、本発明によれば、高いレベルでの低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスがとれたタイヤおよび当該タイヤの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るタイヤの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（ゴム組成物）
以下、本出願の第１の発明に係るゴム組成物の好適な実施形態の例を詳細に説明する。
本出願の第１の発明に係るゴム組成物は、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上であることを特徴とする。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【００２０】
これにより、当該ゴム組成物の加硫物において、海島構造が形成され、一定量以上のカーボンブラックを、前記ポリマー１を含む島相に存在させることができ、これによって、タイヤにおいて高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができる。
この理由は、一定量以上のカーボンブラックを島相に存在させることによって、海相へのカーボンブラックの侵入が減少して海相内のエネルギーロスが小さくなる一方で、島相にカーボンブラックが存在することによって、島相が補強され、耐摩耗性が向上するためと推測される。
【００２１】
以下、本出願の第１の発明に係るゴム組成物に含まれる必須成分であるゴム成分およびカーボンブラックを説明する。また、本出願の第１の発明に係るゴム組成物に任意に用いることができる任意成分も説明する。
【００２２】
＜ゴム成分＞
前記ゴム成分は、上記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、上記式（２）の関係を満たす。これにより、海相をポリマー２を含む相とし、島相をポリマー１を含む相とすることができる。
前記ゴム成分として用いることができるポリマーとしては、例えば、変性または未変性の、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、イソブチレンイソプレンゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム（ＳＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、などの合成ゴム、および天然ゴム、などが挙げられる。
前記変性ＳＢＲ、変性ＢＲ、などの変性したポリマーを使用すると、転がり抵抗の低下、耐摩耗性の向上、ウェット性能の向上という効果が得られやすい。ＳＢＲ、ＢＲ、などの共役ジエン重合体を変性する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、例えば、特開２０１０−９０２９０号公報に記載の、（１）重合開始剤を用いて単量体を重合させ、重合活性部位を有する重合体を生成させた後、当該重合活性部位を各種窒素含有変性剤で変性する方法や、（２）単量体を窒素含有官能基を有する重合開始剤を用いて重合させる方法が好ましく挙げられる。
【００２３】
前記ポリマー１の上記式（１）で表される値Ｘ（すなわち、Ｘ１）は、特に限定されず、所望の性能、島相におけるカーボンブラックの存在の程度、海島構造、などに応じて適宜選択することができるが、例えば、０〜２０が好ましく、０〜１５がより好ましい。この範囲とすることにより、低転がり抵抗と耐摩耗性を両立できるという利点がある。
前記ポリマー２の上記式（１）で表される値Ｘ（すなわち、Ｘ２）は、特に限定されず、所望の性能、島相におけるカーボンブラックの存在の程度、海島構造、などに応じて適宜選択することができるが、例えば、３０〜６０が好ましい。この範囲とすることにより、低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性のバランスをとりやすい。
上記式（２）で表されるＸ２−Ｘ１は、２２．０〜４０．０であるが、３２．５〜４０が好ましい。３２．５以上とすることにより転がり抵抗を低下させやすく、３９．５以下とすることにより優れた耐摩耗性を得やすい。
【００２４】
前記ゴム成分において、前記ポリマー１の割合は、前記ゴム成分の全量に対して、２〜４５質量％が好ましく、２〜３５質量％がより好ましく、１０〜２０質量％が特に好ましい。２〜４５質量％とすることにより、低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性のバランスをよりとりやすく、２〜３５質量％とすることにより、より高いレベルで低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性のバランスをとりやすい
前記ゴム成分において、前記ポリマー２の割合は、前記ゴム成分の全量に対して、３５〜８５質量％が好ましく、６５〜７０質量％がより好ましい。この範囲とすることにより、低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性のバランスをよりとりやすい。
【００２５】
＜カーボンブラック＞
第１の発明に係るゴム組成物において、カーボンブラックは、充填剤の一種であり、転がり抵抗を低下させる働きおよび耐摩耗性を高める働きを有する。
前記カーボンブラックの種類は、特に限定されず、例えば、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、などのグレードを用いることができ、耐摩耗性の観点からは、ＩＳＡＦ、ＳＡＦが好ましい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、１００ｍ２／ｇを超えるものが好ましく、１１０〜１６０ｍ２／ｇであることがより好ましく、１２０〜１５０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。窒素吸着比表面積が上記範囲内にあるカーボンブラックは、低発熱性と耐摩耗性とを高いレベルで向上させることができる。
第１の発明に係るゴム組成物においては、上記カーボンブラックを１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
第１の発明に係るゴム組成物では、前記カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部である。この範囲とすることで、各相へのカーボンブラックの分配がコントロール可能となり、低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性のバランスをとりやすい。
ゴム組成物の加硫物において、海相のエネルギーロスを小さくし、優れた耐摩耗性を得るために、第１の発明に係るゴム組成物の加硫物中では、前記島相が有するカーボンブラックの質量が、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上である。
【００２６】
＜任意成分＞
本出願の第１の発明に係るゴム組成物には、上記ゴム成分およびカーボンブラック以外に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、所望の性能等に応じて、適宜、従来公知の、カーボンブラック以外のシリカ、アルミナ、などの充填剤；加硫剤；加硫促進剤；プロセス油；老化防止剤；スコーチ防止剤；亜鉛華；ステアリン酸；などが含まれていてもよい。これらの任意成分は、それぞれ、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
第１の発明に係るゴム組成物は、ウェット性能の向上および転がり抵抗の低下の観点から、前記カーボンブラック以外の充填剤であるシリカを含むことが、好ましい。
前記シリカは、特に限定されないが、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられ、なかでも湿式シリカが好ましい。なお、これら充填剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
前記シリカの配合量は、ウェット性能の向上および転がり抵抗の低下の観点から、前記ゴム成分１００質量部に対して、４０〜２００質量部が好ましく、４５〜１２０質量部がより好ましい。
また、第１の発明に係るゴム組成物では、転がり抵抗とウェット性能の両立の観点から、前記カーボンブラックとシリカの全量に対する、当該シリカの配合量の割合（シリカ率）が、５０〜９０質量％であることが好ましい。
【００２８】
第１の発明に係るゴム組成物は、上記ゴム成分およびカーボンブラックならびに任意成分を、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー、などを用いて、常法に従って混練して調製することができる。混練の条件としては、特に制限はなく、配合組成、混練装置への投入体積、などに応じて、適宜、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練時間を調節すればよい。
【００２９】
第１の発明に係るゴム組成物の加硫方法は、特に限定されず、常法に従って加硫することができる。加硫温度は、例えば、１００〜１９０℃とすることができる。
【００３０】
本出願の第２の発明に係るゴム組成物は、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たし、前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であり、前記カーボンブラックの全配合量の３０質量％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製し、前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製し、前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を混合することにより得られうることを特徴とする。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
【００３１】
これにより、当該ゴム組成物の加硫物において、ポリマー２を含む海相とポリマー１を含む島相からなる海島構造が形成され、一定量以上のカーボンブラックを、前記ポリマー１を含む島相に存在させることができ、これによって、タイヤにおける高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができる。
この理由は、一定量以上のカーボンブラックを島相に存在させることによって、海相へのカーボンブラックの侵入が減少して海相内のエネルギーロスが小さくなる一方で、島相にカーボンブラックが存在することによって、島相が補強され、耐摩耗性が向上するためと推測される。また、第２の発明に係るゴム組成物は変性ポリマーを使用せずに、各相へのカーボンブラックの分配をコントロールすることが可能である。
【００３２】
第２の発明に係るゴム組成物のゴム成分（前記ポリマーの種類、前記Ｘ１、前記Ｘ２、前記式（２）で表されるＸ２−Ｘ１の範囲含む）およびカーボンブラックならびに任意成分については、第１の発明に係るゴム組成物において説明したものを用いることができ、好ましい種類、範囲、割合および組み合わせも同様である。
なお、第２の発明に係るゴム組成物では、前記カーボンブラックの全配合量の３０質量％以上を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製し、そして、前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製しているが、当該第２の発明に係るゴム組成物では、所定のポリマーに対する前記カーボンブラックの配合量を満たせばよく、前記カーボンブラックを前記ポリマーに混合する順序および方法はこれに限定されない。例えば、全配合量（２〜３５質量部）のカーボンブラックの７０質量％以下をポリマー２に混合してマスターバッチ２を調製し、前記カーボンブラックの全残量を、前記ポリマー１に混合してマスターバッチ１を調製してもよい。また、前記カーボンブラックを、前記ポリマーに、所定量を１回で混合してもよいし、２回以上に分けて混合してもよい。
【００３３】
前記マスターバッチ１およびマスターバッチ２を調製する方法は、特に限定されず、バンバリーミキサー、インターミックス、ニーダー、ハイシアーミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、などの混練装置を用いて、常法に従い混練して調製すればよい。混練の条件としては、特に制限はなく、配合組成、混練装置への投入体積、などに応じて、適宜、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練時間を調節すればよい。
前記マスターバッチ１および２を混合する方法は、特に限定されず、上述した装置を用いて常法に従い混合すればよい。
【００３４】
第２の発明に係るゴム組成物では、前記ゴム組成物の加硫物のミクロ構造が、海相と島相とからなる海島構造を形成し、前記海相が、前記ポリマー２を含む相であり、前記島相が、前記ポリマー１を含む相であり、前記島相が、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量を、前記カーボンブラックの全配合量に対して３０質量％以上とすることが可能である。
【００３５】
（タイヤ）
本発明に係るタイヤは、少なくともゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物を加硫してなるゴム部材を含むタイヤであって、前記ゴム部材のミクロ構造が、互いに異なるポリマーから形成された海相と島相とからなる海島構造を有し、前記島相は、カーボンブラックを有し、当該島相が有するカーボンブラックの質量が、前記ゴム部材における前記カーボンブラックの全量に対して３０質量％以上であることを特徴とする。
これにより、本発明に係るタイヤは、高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能のバランスが向上する。
【００３６】
本発明に係るタイヤは、前記カーボンブラックの全量が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜３５質量部であることが好ましい。これにより、一定量以上のカーボンブラックを島相に存在させやすい。
前記カーボンブラックの好ましい種類は、上記第１の発明に係るゴム組成物で説明したものと同様である。前記カーボンブラックは、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
本発明に係るタイヤは、前記ゴム成分が、下記式（１）で表される割合Ｘが当該ゴム成分中で最も小さい値Ｘ１であるポリマー１と、当該Ｘが当該ゴム成分中で当該Ｘ１に次いで小さい値Ｘ２であるポリマー２とを少なくとも含み、前記Ｘ１およびＸ２が、下記式（２）の関係を満たすことが好ましい。
Ｘ［％］＝ポリマー全単位中における結合スチレン量の割合［％］＋ポリマー全単位中における１／２ビニル結合量の割合［％］  （１）
２２．０≦Ｘ２−Ｘ１≦４０．０  （２）
これにより、海相をポリマー２を含む相とし、島相をポリマー１を含む相とすることができる。
【００３８】
前記ゴム成分（前記ポリマーの種類、前記Ｘ１、前記Ｘ２、前記式（２）で表されるＸ２−Ｘ１の範囲含む）、前記カーボンブラックおよびゴム組成物に含まれていてもよい任意成分、ならびにこれらの好ましい種類、範囲、割合および組み合わせ、などは、上記第１の発明に係るゴム組成物で説明したものと同様である。
ゴム組成物の調製方法および加硫方法は、上述したものと同じである。
【００３９】
図１は、本発明に係るタイヤの一例を示す部分断面図である。本発明に係るタイヤの一例では、タイヤは、ビードコア１の周りに巻回されてコード方向がラジアル方向に向くカーカスプライを含むカーカス２と、カーカス２のタイヤ内面側に配設されたインナーライナー３と、カーカス２のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配役された２枚のベルト層を有するベルト４と、ベルトの上部に配設されたトレッド部５と、トレッド部の左右に配置されたサイドウォール部６から構成されている。上述のゴム組成物を加硫したもの（ゴム部材）は、特にタイヤのトレッド部５に好適に用いられる。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
表１〜２に示す組成で各成分を配合し、ゴム組成物を調製した。なお、表１〜２中の各実施例および比較例において、マスターバッチの使用の「有り」とは、ポリマー１に、表に示す量のカーボンブラックを混合してマスターバッチ１を調製し、ポリマー２またはポリマー２およびポリマー３に、表に示す量のカーボンブラックを混合してマスターバッチ２を調製し、これらのマスターバッチ１および２を混合して、ゴム組成物を調製したことをいう。例えば、実施例１では、最終的なゴム組成物に含まれるカーボンブラック２０質量部のうち、３０質量％となる６質量部を、ポリマー１であるＢＲ−１に混合してマスターバッチ１を調製し、また、最終的なゴム組成物に含まれるカーボンブラック２０質量部のうち、７０質量％となる１４質量部を、ポリマー２であるＳＢＲ−２およびポリマー３であるＳＢＲ−３に混合してマスターバッチ２を調製し、当該マスターバッチ１および２を混合して、ゴム組成物を調製した。一方、マスターバッチの使用の「無し」とは、上述したマスターバッチを調製せずに、ポリマー１〜２またはポリマー１〜３に表に示す全配合量のカーボンブラックを加えて、混練して調製したことをいう。
【００４２】
各実施例および比較例について、得られたゴム組成物を加硫したものをタイヤのトレッド部に用いて、以下の方法により、転がり抵抗、耐摩耗性、ウェット性能について測定、評価を行った。その結果を表１〜２に示す。
【００４３】
＜転がり抵抗（計器）＞
内圧２１０ｋＰａを充填し、荷重４．９Ｎの負荷の下で６０ｋｍ／ｈで回転する直径１．７ｍのドラムにタイヤを押し当て、転がり抵抗を測定し、比較例１の値の逆数を１００として指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、転がり性能に優れていることを表している。室内試験条件；タイヤサイズ：ＰＳＲ２０５／６５Ｒ１５、リム幅：６．５Ｊ×１５、内圧：２１０ｋＰａ、荷重：４．８１ｋＮ、実車試験条件；タイヤサイズ：ＰＳＲ２０５／６５Ｒ１５、リム幅：６．５Ｊ×１５、内圧：２１０ｋＰａ、車両：トヨタ自動車株式会社製カムリ（排気量２０００ｃｃ）、荷重：車両重量＋ドライバー＋助手席６０ｋｇｆ
【００４４】
＜耐摩耗性＞
ＪＩＳ  Ｋ  ６２６４：２００５に準拠し、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温におけるスリップ率が２５％の摩耗量を測定し、比較例１の摩耗量の逆数を１００として下記式にて指数表示した。指数の大きいほど、耐摩耗性に優れていることを示す。
耐摩耗性指数＝｛（比較例１の加硫ゴム組成物の摩耗量）／（供試加硫ゴム組成物の摩耗量）｝×１００
【００４５】
＜ウェット性能＞
上記実車試験条件のタイヤを標準リムに組み付け、内圧を車両指定圧に調整した後、車両に装着して、平均水深さ２ｍｍの滞水路面を速度８０ｋｍ／ｈで走行した後に急ブレーキをかけて、制動距離を測定した。結果は、比較例１の性能の逆数を１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど性能に優れていることを示す。
【００４６】
実施例で用いた変性ＢＲと変性ＳＢＲは、それぞれ以下のように調製した。
（変性ＢＲの調製）
乾燥し、窒素置換した約９００ｍＬの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン２８３ｇ、１，３−ブタジエン５０ｇ、ジテトラヒドロフリルプロパン０．００５７ｍｍｏｌ、およびヘキサメチレンイミン０．５１３ｍｍｏｌを加え、さらにｎ−ブチルリチウム（ＢｕＬｉ）０．５７ｍｍｏｌを加えた後、撹拌装置を具えた５０℃の温水浴中で４．５時間重合を行った。この際の重合転化率は、ほぼ１００％であった。次に、この重合反応系に、変性剤（カップリング剤）として四塩化スズ０．１００ｍｍｏｌを速やかに加え、さらに５０℃で３０分間攪拌して変性反応を行った。その後、重合反応系に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）のイソプロパノール溶液（ＢＨＴ濃度：５質量％）０．５ｍＬを加えて、反応を停止させ、さらに常法に従って重合体（変性ＢＲ）を得た。
【００４７】
（変性ＳＢＲの調製）
乾燥し、窒素置換した８００ｍＬの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン３００ｇ、１，３−ブタジエン４０ｇ、スチレン１０ｇ、ジテトラヒドロフリルプロパン０．２ｍｍｏｌを加え、さらにｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）０．４ｍｍｏｌを加えた後、５０℃で１．５時間重合反応を行った。この際の重合転化率は、ほぼ１００％であった。次に、重合反応系に、変性剤として３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン（信越化学工業株式会社製）を０．４３ｍｍｏｌ速やかに加え、さらに５０℃で３０分間変性反応を行った。その後、重合反応系に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）のイソプロパノール溶液（ＢＨＴ濃度：５質量％）０．５ｍＬを加えて、重合反応を停止させ、さらに定法に従って重合体（変性ＳＢＲ）を得た。
【００４８】
本検討で使用したゴム成分、カーボンブラックおよびシリカは、以下のとおりである。
・未変性ＢＲ（ＢＲ−１）：ＪＳＲ株式会社製、製品名「ＢＲ０１」
・変性ＢＲ（ＢＲ−２）：上記方法で調製した変性ＢＲ
・未変性ＳＢＲ（ＳＢＲ−１）：ＪＳＲ株式会社製、製品名「ＳＬ５８４」
・未変性ＳＢＲ（ＳＢＲ−２）：ＪＳＲ株式会社製、製品名「ＪＳＲ１７２３」
・変性ＳＢＲ（ＳＢＲ−３）：上記方法で調製した変性ＳＢＲ
・未変性ＳＢＲ（ＳＢＲ−４）：ＪＳＲ株式会社製、製品名「ＪＳＲ０１２２」
・未変性ＳＢＲ（ＳＢＲ−５）：ＪＳＲ株式会社製、製品名「ＪＳＲ０１５０」
・カーボンブラック（ＣＢ）：昭和キャボット株式会社製、製品名「ショウブラックＮ１３４」
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製、製品名「ニップシールＡＱ」
【００４９】
本検討において、上記式（１）で表される割合Ｘ［％］について、各ポリマーの全単位中における前記結合スチレン量の割合［％］は、1H-NMRの積分比から求めた。前記ビニル結合量の割合［％］は、赤外法（D.Morero et al,Chem.e.Ind.,41,758(1959))により求めた。
本検討において、前記島相が有するカーボンブラックの質量は、走査型プローブ顕微鏡を用いて海相と島相のカーボンブラック面積を測定し、その比率から求めた。
【００５０】
本検討でゴム組成物を加硫する際に使用した加硫剤等の成分は以下のものを用いた（各成分の質量部は、ゴム成分１００質量部に対する質量部である。）。
・硫黄：１．５質量部
・加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）：１．５質量部
・加硫促進剤（ジフェニルグアニジン）：１．２質量部
・加硫促進剤（ジベンゾチアジルジスルフィド）：０．２質量部
・亜鉛華（ＺｎＯ）：２．０質量部
・ステアリン酸：１．０質量部
・老化防止剤（大内新興化学工業株式会社製の商品名ノクラック６Ｃ：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）：１．０質量部
本検討におけるゴム組成物の加硫は、上記加硫剤等を用いて、１５０℃、３０分間で行った。
【００５１】
【表１】
2014193984.tif 000003
【００５２】
【表２】
2014193984.tif 000004
【００５３】
表１，２から、実施例１〜１１では、Ｘ２−Ｘ１の値、カーボンブラックの配合量およびカーボンブラックの全配合量に対する島相が含有するカーボンブラックの量が所定範囲内であることにより、高いレベルで低転がり抵抗、耐摩耗性およびウェット性能をバランスさせることができた。
表１の比較例１と実施例１〜３の対比から、島相が含有するカーボンブラックの量が多いと耐摩耗性が高まる傾向があることが分かる。同様の傾向が表１の比較例２と実施例４〜６の対比や表２の比較例７と実施例８との対比からも読み取れる。
表１の実施例５，７と比較例３との対比から、カーボンブラックの全配合量が少ない程、耐摩耗性が高まる傾向があることが分かる。
表１の比較例４〜６の対比から、Ｘ２−Ｘ１の値が所定範囲よりも小さい場合、耐摩耗性が低下する傾向があることが分かる。
表１の実施例５、比較例３〜５の対比から、カーボンブラックの全配合量が所定範囲内であると、低転がり抵抗となる傾向があることが分かる。
表２の実施例９〜１１から、島相となるポリマー１の配合量が少ない程、耐摩耗性が高まり、逆に島相となるポリマー１の配合量が多い程、低転がり抵抗となる傾向があることが分かる。
表２の実施例９〜１１と比較例８〜１０の対比から、ゴム成分がポリマー１，２の２種類であり、島相となるポリマー１の配合量が少なく、Ｘ２−Ｘ１の値が大きい程、ウェット性能が高まる傾向があることが分かる。
表１，２の比較例４，６，１０の対比から、ゴム成分がポリマー１，２の２種類の場合に比べて、ポリマー１，２，３の３種類であると、低転がり抵抗となる傾向があることが分かる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ビードコア
２  カーカス
３  インナーライナー
４  ベルト
５  トレッド部
６  サイドウォール部
【図１】
2014193984.tif 000005