WO2015029909A1 - タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ Download PDF

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silica
rubber composition
block
rubber
block copolymer
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隆裕 岡松
稔彦 有田
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横浜ゴム株式会社
株式会社東北テクノアーチ
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire and a pneumatic tire using the same.
  • an object of this invention is to provide the rubber composition for tires which is excellent in a rubber physical property.
  • the present inventors have found that rubber properties are excellent by using a specific composite silica with respect to a diene rubber, and have completed the present invention. That is, the present invention provides the following rubber composition for tires and a pneumatic tire using the same.
  • Diene rubber First block obtained by polymerizing a first block obtained by polymerizing a first monomer containing at least a (meth) acrylate having a hydroxyl group, and at least one second monomer selected from the group consisting of styrene, a derivative thereof and isoprene. Containing a block copolymer having two blocks and a composite silica having silica; The composite silica is produced in an organic solvent in the presence of the silica; A rubber composition for tires, wherein the amount of the composite silica is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. 2. 2. The rubber composition for tires according to 1 above, wherein the first block covers the surface of the silica. 3. 3.
  • the composite silica is produced by polymerizing the block copolymer in the presence of the silica in the organic solvent, or the silica and the block copolymer are mixed in the organic solvent.
  • the tire rubber composition and pneumatic tire of the present invention are excellent in rubber physical properties.
  • FIG. 1 is a photograph obtained by observing and photographing the silica used in producing the composite silica in the example of the present invention at a magnification of 4000 with a transmission electron microscope.
  • FIG. 2 is a photograph of the composite silica Run-8 produced in the present invention, observed with a transmission electron microscope at a magnification of 5000 times.
  • FIG. 3 is a chart showing the results of measuring the mass change of the composite silica Run-0 produced in the present invention by thermogravimetric analysis.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of the pneumatic tire of the present invention.
  • the rubber composition for tires of the present invention Diene rubber, First block obtained by polymerizing a first block obtained by polymerizing a first monomer containing at least a (meth) acrylate having a hydroxyl group, and at least one second monomer selected from the group consisting of styrene, a derivative thereof and isoprene. Containing a block copolymer having two blocks and a composite silica having silica; The composite silica is produced in an organic solvent in the presence of the silica; In the tire rubber composition, the amount of the composite silica is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
  • the composite silica has a block copolymer, it is possible to suppress the hydrophilicity of the silica and to impart hydrophobicity to the silica, whereby the silica is compatible with the diene rubber. It is considered that it is possible to suppress the aggregation of silica.
  • the first block of the block copolymer covers at least part or all of the surface of the silica to suppress the hydrophilicity of the silica, and the composite silica has the second block to impart hydrophobicity to the silica. It is thought that.
  • the first block of the block copolymer used in the rubber composition of the present invention has a hydroxyl group and an ester bond derived from a (meth) acrylate having a hydroxyl group. For this reason, if there is no silica in the system at the time of producing the composite silica, the block copolymer (or the first block) is usually dispersed and / or suspended in an organic solvent. However, in the present invention, since the silica is present in the system for producing the composite silica, the block copolymer (or the first block) is not dispersed and / or suspended in the organic solvent, but rather the silica. Easy to coat the surface.
  • silica can have silanol groups and / or siloxy bonds, it can be blocked by the affinity between the silica and the first block and / or by reducing the surface free energy of the composite silica to the outside. This is because the copolymer (or the first block) is considered to cover the surface of silica. Such a coating is formed by some interaction (for example, hydrogen bonding) between the hydroxyl group and ester bond of the block copolymer (or the first block) and the silanol group and siloxy bond of the silica and / or the silica and the first bond. Presumed to be due to adsorption with one block. Even if the mechanism is different from the above, it is within the scope of the present invention.
  • the diene rubber contained in the rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it is used in a tire rubber composition.
  • aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber ( Br-IIR, Cl-IIR) and chloroprene rubber (CR).
  • aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, natural rubber (NR), and isoprene rubber (IR) are preferred from the viewpoint of excellent grip and wear resistance.
  • aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber examples include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) and styrene-isoprene copolymer rubber.
  • SBR styrene-butadiene copolymer rubber
  • SBR styrene-butadiene copolymer rubber
  • the weight average molecular weight of the diene rubber is preferably 200,000 to 1,000,000, and more preferably 400,000 to 1,000,000, for the reason that the rigidity, durability and wear resistance of the obtained tire are more excellent. More preferably, it is 000.
  • the diene rubbers can be used alone or in combination of two or more.
  • the diene rubber is not particularly limited for its production. For example, a conventionally well-known thing is mentioned.
  • the composite silica has a block copolymer and silica.
  • the block copolymer comprises a first block obtained by polymerizing a first monomer containing at least a (meth) acrylate having a hydroxyl group, and at least one second monomer selected from the group consisting of styrene, a derivative thereof and isoprene. And a second block obtained by polymerization.
  • the composite silica is produced in the presence of silica in an organic solvent.
  • One example of a preferred embodiment is that the composite silica is pre-manufactured before making the rubber composition.
  • the composite is not particularly limited as long as the block copolymer and silica are combined into one.
  • the composite silica is mentioned as one of the preferred embodiments in which the first block of the block copolymer covers part or all of the surface of the silica.
  • the composite (coating) can be formed, for example, by hydrogen bonding and / or adsorption of the first block on the surface of silica.
  • the adsorption may be physical (for example, physical adsorption by intermolecular force).
  • the amount of the composite silica is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. From the viewpoint of being excellent in rubber physical properties, excellent in low rolling resistance and wet skid properties, On the other hand, the amount is preferably 30 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, and still more preferably 50 to 100 parts by mass.
  • the composite silica can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of silica in the composite silica is preferably 50 to 98% by mass of the composite silica, more preferably 50 to 95% by mass, still more preferably 51 to 95% by mass, and 55 to 95%. It is even more preferable that the content is mass%, and it is particularly preferable that the content is 70 to 95 mass%.
  • the amount of the block copolymer in the composite silica is preferably 2 to 50% by mass of the composite silica from the viewpoint of excellent rubber physical properties, low rolling resistance, excellent affinity with rubber, and excellent processability. It is more preferably 5 to 50% by mass, still more preferably 5 to 49% by mass, still more preferably 5 to 45% by mass, and particularly preferably 5 to 30% by mass.
  • the first monomer used to form the first block of the block copolymer contains at least a (meth) acrylate having a hydroxyl group.
  • the first monomer may all be (meth) acrylate having a hydroxyl group.
  • the (meth) acrylate having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it is a compound having a hydroxyl group and a (meth) acrylic ester bond. Examples of the (meth) acrylate having a hydroxyl group include compounds represented by the following formula.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is a hydrocarbon group
  • m is an integer of 1 to 5
  • n is an integer of 1 to 5
  • a hydroxyl group is a carbon atom contained in R 2. It may be bonded to any atom.
  • the hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a combination thereof.
  • the hydrocarbon group may be linear or branched and may have an unsaturated bond.
  • the hydrocarbon group may have a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom, and may be bonded via the hetero atom.
  • hydrocarbon groups include, for example, aliphatic hydrocarbon groups such as ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group and 2,2-dimethylpropylene group; residues of dipentaerythritol (structures other than hydroxyl group) Can be mentioned.
  • (meth) acrylate having a hydroxyl group examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylic acid ester, pentaerythritol (meth) acrylic acid ester, dipentaerythritol (meth) acrylic acid ester, hydroxypropyl ( (Meth) acrylic acid ester is mentioned. Of these, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meta), from the viewpoints of excellent rubber properties, excellent rolling resistance, excellent wet skid performance, and low TG (low heat loss). ) Acrylic acid esters are preferred.
  • the (meth) acrylate having a hydroxyl group can be used alone or in combination of two or more.
  • the first monomer can further contain another vinyl monomer other than the (meth) acrylate having a hydroxyl group.
  • Another vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a compound having a vinyl bond (for example, a vinyl group, vinylene group, (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, etc.).
  • the compound which has a vinyl type bond and an epoxy group is mentioned.
  • the vinyl bond and the epoxy group can be bonded via a hydrocarbon group.
  • the hydrocarbon group is not particularly limited. It can be synonymous with the above. Specific examples include glycidyl alkyl (meth) acrylates such as glycidylpropyl (meth) acrylate.
  • a hydroxyl group can be introduced into the first block by copolymerizing another vinyl monomer (for example, a compound having a vinyl bond and an epoxy group) and a (meth) acrylate having a hydroxyl group.
  • the first block may be mentioned as one of preferred embodiments that does not have a group having a cationic property (for example, an ammonium group or a quaternary amine).
  • the second monomer used to form the second block of the block copolymer includes at least one selected from the group consisting of styrene, a derivative thereof, and isoprene.
  • styrene and derivatives thereof include styrene, tert-butyl styrene (o, m, p isomer), styrene with alkylated benzene ring, such as vinyl toluene; tert-butoxy styrene (o, m, p isomer) Acetoxystyrene (o, m, p isomer); hydroxystyrene (o, m, p isomer), styrene having a hydroxy group such as isopropenylphenol (o, m, p isomer); ⁇ ⁇ -alkylated styrene such as methylstyrene; halogenated styrene such as chlorost
  • styrene and styrene in which the benzene ring is alkylated the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms).
  • Alkoxy styrene the carbon number of the alkoxy group is preferably 1 to 5
  • styrene, tert-butyl styrene, and tert-butoxy styrene are more preferable.
  • the second monomer may further contain another vinyl monomer other than styrene, a derivative thereof, or isoprene.
  • Such another vinyl monomer is preferably a hydrocarbon compound as one preferred embodiment.
  • the amount of the second monomer is excellent in rubber physical properties, low rolling resistance, excellent in affinity with rubber, and excellent in processability, so that the amount of the second monomer is 100 parts by mass of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group). On the other hand, it is preferably 20 to 1000 parts by mass, more preferably 50 to 800 parts by mass.
  • the number average molecular weight of the block copolymer forming the composite silica is 1,000 to 1,000,000 from the viewpoint of excellent rubber physical properties, low rolling resistance, excellent compatibility with rubber, and excellent workability. It is preferable that it is 10,000 to 700,000.
  • the molecular weight distribution of the block copolymer forming the composite silica is preferably 1.0 to 3.0 from the viewpoints of excellent rubber properties, low rolling resistance, excellent affinity with rubber, and excellent workability. 1.1 to 3.0 is more preferable, and 1.1 to 2.0 is even more preferable.
  • the content of the first block in the block copolymer is preferably 5 to 60% by mass of the block copolymer, and more preferably 5 to 50% by mass.
  • the content of the second block in the block copolymer is preferably 40 to 95% by mass of the block copolymer, and more preferably 50 to 95% by mass.
  • the content of each block in the block copolymer can be defined by the weight of the monomer used at the start of the polymerization reaction.
  • the combination of the diene rubber and the block copolymer of the composite silica is selected from the group consisting of aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, natural rubber and isoprene rubber from the viewpoint of excellent rubber physical properties and excellent processability.
  • the method for producing composite silica will be described below.
  • the composite silica is produced in the presence of silica in an organic solvent.
  • the silica used when manufacturing the composite silica is not particularly limited. For example, a conventionally well-known thing is mentioned. Examples thereof include wet silica, dry silica, fumed silica, diatomaceous earth, and the like.
  • the silica used for the production of the composite silica has a silanol group from the viewpoint of easily forming a hydroxyl group, an ester bond and a hydrogen bond, etc. of the first block and easily covering the first block on the surface of the silica. It is mentioned as one of the preferable aspects.
  • the average particle diameter of silica is preferably 0.007 to 30 ⁇ m.
  • the amount of silica used in producing the composite silica is excellent in rubber physical properties, low in rolling resistance, excellent in wear resistance, and excellent in workability, from the viewpoint of the first monomer (or having a hydroxyl group (meta ) Acrylate)
  • the amount is preferably 100 to 1000 parts by weight, more preferably 100 to 600 parts by weight, and still more preferably 150 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight.
  • the organic solvent used for producing the composite silica is not particularly limited.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene
  • halogenated hydrocarbons such as methyl chloride, methylene chloride, and 1,2-dichloroethane
  • nitro compounds such as nitromethane and nitroethane
  • saturated carbonization such as hexane, heptane, octane, and nonane Hydrogen
  • the organic solvent is preferably hydrophobic and / or nonpolar, more preferably a hydrophobic and / or nonpolar aromatic hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro compound, saturated hydrocarbon, or a mixed solvent thereof.
  • Hexane, cyclohexane and toluene are more preferable.
  • the amount of the organic solvent used for the production of the composite silica is 50 to 100 with respect to 100 parts by mass of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group) or the block copolymer from the viewpoint of being excellent in rubber properties. 1,000 parts by mass is preferable, and 100 to 5,000 parts by mass is more preferable.
  • examples of the method for producing composite silica in the presence of silica in an organic solvent include the following two methods.
  • the first method is a method for producing composite silica by polymerizing a block copolymer in the presence of silica in an organic solvent.
  • the first monomer may be polymerized in an organic solvent in the presence of silica.
  • the first block has a hydroxyl group derived from a (meth) acrylate having a hydroxyl group. For this reason, if there is no silica in the system, the first block is usually dispersed and / or suspended in an organic solvent. However, since silica is present in the system in this method, the first block tends to coat the surface of the silica rather than being dispersed and / or suspended in an organic solvent. This is because silica can have a silanol group and / or a siloxy bond, and therefore the surface free energy of the composite silica is decreased outwardly due to the affinity between the silica and the first block and / or the composite silica. This is because one block is considered to cover the surface of silica.
  • the hydroxyl group and ester bond of the first block and the silanol group and siloxy bond of silica have some interaction (for example, hydrogen bond) and / or adsorption between silica and the first block. Inferred.
  • the amount of the organic solvent used for the production of the composite silica of the first method is the same as described above.
  • the second monomer can be polymerized.
  • a method for producing composite silica specifically, for example, a first monomer is first polymerized by polymerization in the presence of silica in an organic solvent to form a first block (A method of producing a composite silica by forming a second block by polymerizing a second monomer (second block forming step) and then a second monomer is exemplified.
  • the polymerization is preferably living radical polymerization.
  • the first monomer in the first block forming step, can be polymerized in the presence of silica in an organic solvent to form the first block of the block copolymer.
  • the organic solvent, 1st monomer, and silica used in the said process are synonymous with the above.
  • the organic solvent is preferably hydrophobic and / or nonpolar.
  • the amount of the organic solvent can be 50 to 100,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group).
  • the first block of the block copolymer is formed by polymerizing at least a first monomer containing at least a (meth) acrylate having a hydroxyl group in an organic solvent in the presence of silica.
  • the timing at which the first block coats the silica surface is not particularly limited.
  • the first block during or after the formation of the first block sequentially coats the surface of silica (that is, during or after the first block forming step)
  • the first block during or after the formation of the second block is silica.
  • the first block during or after the formation of the first block sequentially covers the surface of the silica.
  • a second monomer is added to the system, and the second monomer is polymerized from the active terminal of the first block to form the second block of the block copolymer.
  • the polymerization is preferably living radical polymerization.
  • the formed second block may have a form spreading from the surface of the composite silica into the organic solvent.
  • the second block may be either chain or branched.
  • One of the preferred embodiments is that the second block does not cover the surface of silica.
  • the composite silica can be isolated by filtering the composite silica from the mixed solution, washing with toluene or the like, and drying, if necessary.
  • the second method for producing composite silica is a method for producing composite silica by mixing silica and a block copolymer in an organic solvent.
  • a polymerization process for producing a block copolymer, and a block copolymer produced by the polymerization process and silica are combined with an organic solvent.
  • the manufacturing method which has a mixing process mixed inside is mentioned.
  • a block copolymer is produced by performing polymerization using the first monomer and the second monomer.
  • the polymerization is preferably living radical polymerization.
  • a 1st monomer and a 2nd monomer are synonymous with the above.
  • the order of polymerizing the first monomer and the second monomer is not particularly limited. After polymerizing the first monomer, the second monomer can be polymerized. The reverse is also possible.
  • composite silica is obtained by mixing the block copolymer produced in the polymerization step and silica in an organic solvent.
  • Silica and organic solvent are the same as above.
  • Silica can be added to the system of the block copolymer produced by the polymerization step (which may contain an organic solvent), and these can be mixed. Separately, an organic solvent may be added thereto.
  • the mixing method is not particularly limited. For example, a conventionally well-known stirring apparatus and mixing apparatus are mentioned.
  • the mixing temperature is preferably 10 to 120 ° C., more preferably 20 to 80 ° C.
  • the composite silica can be isolated by filtering the composite silica from the mixed solution, washing with toluene, and drying, if necessary.
  • the block copolymer can be mentioned as one of preferred embodiments that is produced by living radical polymerization from the viewpoint of being excellent in rubber physical properties.
  • living radical polymerization examples include reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT polymerization), atom transfer radical polymerization (ATRP), and polymerization using a nitroxyl radical (NMP).
  • RAFT polymerization reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization
  • ATRP atom transfer radical polymerization
  • NMP nitroxyl radical
  • the polymerization initiator used for RAFT polymerization is not particularly limited as long as it is a compound capable of initiating polymerization of a monomer having a vinyl group.
  • perester-type initiators such as cumylperoxyneodecanoate
  • dicarbonate-type initiators such as di-sec-butylperoxydicarbonate
  • diacyl-type initiators such as isobutyryl peroxide
  • Azo types such as 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) Initiators are mentioned.
  • azo type initiators are preferable from the viewpoint of few side reactions such as hydrogen abstraction reaction from a solvent, etc., being difficult to induce decomposition, and being a carbon radical, and excellent stability, and 2,2′- Azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2′-azobisisobutyronitrile are more preferable.
  • the said polymerization initiator can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively.
  • the amount of the polymerization initiator used for RAFT polymerization can be 0.00001 to 1 mol% of the number of moles of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group).
  • Chain transfer agents used for RAFT polymerization are, for example, dithioesters; dithiocarbamates; benzyl octadecyl trithiocarbonate, cyanomethyl dodecyl trithiocarbonate, 2- (dodecylthiocarbonothioyl) And thiocarbonylthio compounds such as trithiocarbonates such as thio) -2-methylpropionic acid [2- (Dodecylthiocarbonothioylthio) -2-methylpropionic acid] and xanthates.
  • dithioesters dithiocarbamates
  • benzyl octadecyl trithiocarbonate cyanomethyl dodecyl trithiocarbonate
  • thiocarbonylthio compounds such as trithiocarbonates such as thio) -2-methylpropionic acid [2- (Dodecylthio
  • trithiocarbonate is preferable from the viewpoint of a large chain transfer constant, such as benzyl octadecyl trithiocarbonate, cyanomethyl dodecyl trithiocarbonate, 2- (dodecylthiocarbonothioylthio) -2-methylpropionic acid, and the like. Is more preferable.
  • RAFT agents can be used alone or in combination of two or more. The amount of the RAFT agent is 0.0001 to 10 mol% of the number of moles of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group) from the viewpoint of excellent controllability of molecular weight and adsorption efficiency on the silica surface. be able to.
  • ARP In atom transfer radical polymerization, for example, in the presence of a catalyst (transition metal complex) and a polymerization initiator (organic halide), a monomer having a vinyl group (for example, (meth) acrylic monomer, styrene-based) Monomer).
  • a catalyst transition metal complex
  • a polymerization initiator organic halide
  • a monomer having a vinyl group for example, (meth) acrylic monomer, styrene-based
  • the transition metal constituting the catalyst (transition metal complex) include Cu, Ru, Fe, Rh, V, Ni, and halides thereof.
  • the ligand (ligand) coordinated to the transition metal include bipyridyl derivatives including bipyridyl, mercaptan derivatives, trifluorate derivatives, and tertiary alkylamine derivatives.
  • copper chloride (I) complexed with dinonylbipyridyl [Cu (I) Cl / dNbipy 2 ], copper chloride complexed with bipyridyl (I ) [Cu (I) Cl / bipy 2 ], etc. are preferred.
  • the catalysts can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the catalyst should be 0.0001 to 100 mol% of the number of moles of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group) from the viewpoint of excellent controllability of molecular weight and adsorption efficiency on the silica surface. Can do.
  • Examples of the polymerization initiator include methyl 2-bromo (or chloro) propionate, ethyl 2-bromo (or chloro) propionate, methyl 2-bromo (or chloro) -2-methylpropionate, 2-bromo (or chloro) -2-methylpropionic acid ethyl (2-bromo (or chloro) -isobutyric acid ethyl), 2-bromo (or chloro) propionic acid 2-hydroxyethyl, 2-bromo (or chloro) propion
  • Examples include 4-hydroxybutyl acid, 2-hydroxyethyl 2-bromo (or chloro) -2-methylpropionate, and 4-hydroxybutyl 2-bromo (or chloro) -2-methylpropionate.
  • ethyl 2-bromo (or chloro) -2-methylpropionate is preferred from the viewpoint of low cost and excellent solubility in an organic solvent.
  • the polymerization initiators (organic halides) can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator (organic halide) is 0.0001 to 10 mol% of the number of moles of the first monomer (or (meth) acrylate having a hydroxyl group) from the viewpoint of excellent controllability of molecular weight. it can.
  • NMP initiator used for polymerization using a nitroxyl radical examples include 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, free radical (TEMPO), TEMPO methacrylate, 2,2 , 5-Trimethyll-4-phenyl-3-azahexane-3-nitroxide, N-tert-butyl-O- [1- [4- (chloromethyl) phenyl] ethyl] -N- (2-methyl-1- Phenylpropyl) hydroxylamine, N-tert-butyl-N- (2-methyl-1-phenylpropyl) -O- (1-phenylethyl) hydroxylamine.
  • TEMPO free radical
  • TEMPO methacrylate 2,2
  • 5-Trimethyll-4-phenyl-3-azahexane-3-nitroxide examples include 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, free radical (TEMPO), TEMPO methacrylate, 2,2 ,
  • the organic solvent used for polymerization (for example, living radical polymerization) is not particularly limited.
  • the organic solvent used for the polymerization can be an organic solvent used when producing the composite silica.
  • polymerization and the organic solvent used when manufacturing composite silica may be the same or different.
  • the temperature of the living radical polymerization can be -120 to + 180 ° C. After the living radical polymerization, for example, alcohol can be added to the reaction solution to stop the polymerization.
  • a method using water for the production of composite silica for example, a phase transfer method, a method of mixing silica and a block copolymer in water, an aqueous dispersion of silica or a block copolymer
  • a phase transfer method for example, a phase transfer method, a method of mixing silica and a block copolymer in water, an aqueous dispersion of silica or a block copolymer
  • the rubber composition of the present invention can further contain a filler (excluding composite silica).
  • the filler that the rubber composition of the present invention can further contain is not particularly limited. Examples thereof include inorganic fillers such as silica, talc, calcium carbonate, and mica. Among these, silica is preferable from the viewpoint of excellent rubber physical properties and excellent dispersibility.
  • the silica can be the same as that used for the production of composite silica, for example.
  • the amount of the filler is preferably 0 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite silica from the viewpoint of excellent rubber physical properties, low rolling resistance, excellent wear resistance, and excellent workability. It is more preferably 0 to 200 parts by mass.
  • the total amount of composite silica and silica is superior in rubber properties, low rolling resistance, and excellent in wet skid properties.
  • the amount is preferably 30 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, and still more preferably 50 to 100 parts by mass with respect to parts by mass.
  • the silica (not composite silica) and a silane coupling agent can be used in combination.
  • the silane coupling agent include a sulfur-containing silane coupling agent, an amine silane coupling agent, an epoxy silane coupling agent, and a methacryloxy silane coupling agent. Of these, a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • Examples of sulfur-containing silane coupling agents include sulfides such as bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide.
  • the silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the silane coupling agent is preferably 0 to 20 parts by mass and more preferably 0 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica (excluding composite silica).
  • the rubber composition of the present invention may further contain an additive as long as the effect and the purpose are not impaired.
  • the additive include carbon black, zinc oxide (zinc white), stearic acid, anti-aging agent, processing aid, aroma oil, process oil, liquid polymer, terpene resin, thermosetting resin, vulcanizing agent (for example, Sulfur), vulcanization accelerators, and the like that are commonly used in rubber compositions for tires.
  • the manufacturing method of the rubber composition for tires of the present invention is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, each component described above using a known method and apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc.). And a kneading method.
  • the composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
  • the second block of the composite silica is preferably dispersed in a diene rubber. This is preferable because the composite silica can be dispersed well in the composition and the aggregation of the composite silica is suppressed.
  • the dispersion of the second block in the diene rubber means a state in which the second block extends from the surface of the composite silica and is mixed with the matrix of the diene rubber.
  • a conveyor belt and a vibration-isolating rubber can be mentioned in addition to the tire.
  • the pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire produced by using the rubber composition for tires of the present invention.
  • the tire rubber composition of the present invention can be used in any part formed of rubber. Especially, it is mentioned as one of the preferable aspects to use the rubber composition for tires of this invention for a tire tread part (cap).
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of the pneumatic tire of the present invention.
  • the pneumatic tire of the present invention is not limited to the attached drawings.
  • symbol 1 represents a bead part
  • symbol 2 represents a sidewall part
  • symbol 3 represents a tire tread part (cap).
  • a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 and the bead filler 6. Wrapped and rolled up.
  • the belt layer 7 is disposed outside the carcass layer 4.
  • the rim cushion 8 is arrange
  • the pneumatic tire of the present invention can be manufactured, for example, according to a conventionally known method. Moreover, as gas with which a tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
  • inert gas such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure
  • the rubber composition of the present invention and the pneumatic tire of the present invention are excellent in rubber physical properties such as low rolling resistance, rupture characteristics, rebound resilience or wear resistance.
  • composite silica 1 Composite while polymerization>
  • the composite silica produced as described below is referred to as composite silica Run-0, 1 to 8 (see Table 1).
  • silica Run-0, 1 to 8 see Table 1.
  • 10 g of silica (trade name Zeosil 1165MP, manufactured by Rhodia Co., Ltd., average particle size 20 ⁇ m, N 2 SA: 160 m 2 / g, the same applies hereinafter) is placed and transferred to a glove box.
  • a polymerization initiator shown in Table 1 (V-70: 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) 0.005 g, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) RAFT agent 0.02 g (benzyl octadecyl trithiocarbonate, manufactured by ALDRICH), first monomer (2-hydroxyethyl acrylate 2 g: HEA, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) shown in Table 1; 2-hydroxyethyl methacrylate 2 g: HEMA, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; the same shall apply hereinafter) and an organic solvent shown in Table 1 (50 g when there is one kind of organic solvent) are prepared, and the solution is added to the above eggplant flask.
  • V-70 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) 0.005 g, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Time living radical polymerization was carried out (formation of the first block of block copolymerization and coating of the first block on silica). After 6 hours, a mixed solution of 8 g of the second monomer shown in Table 1 and 12 g of the organic solvent shown in Table 1 was added to the eggplant flask, and further living radical polymerization was performed at 80 ° C. for 8 hours (second block copolymer second). Block formation). After the polymerization was stopped, the eggplant flask was taken out of the glove box, and centrifuged to remove unreacted monomers and the like using toluene. Then, the obtained composite silica was packed in a 100 mL PFA bottle.
  • composite silica Run-1-2 The obtained composite silica was packed in a 100 mL PFA bottle.
  • the obtained composite silica is referred to as composite silica Run-1-2.
  • composite silica Run-8-2 The obtained composite silica was packed in a 100 mL PFA bottle.
  • the obtained composite silica is referred to as composite silica Run-8-2.
  • Mn and Mw / Mn are the number average molecular weight and molecular weight distribution of the block copolymer, respectively.
  • the number average molecular weight and weight average molecular weight of the block copolymer were measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
  • FIG. 1 is a photograph obtained by observing and photographing the silica used in producing the composite silica in the example of the present invention at a magnification of 4000 with a transmission electron microscope.
  • FIG. 2 is a photograph of the composite silica Run-8 produced in the present invention, observed with a transmission electron microscope at a magnification of 5000 times. Comparing FIG. 1 and FIG. 2, in FIG. 2, the irregularities on the surface of the silica secondary aggregate are clearer, and it is observed that the primary particles of silica are gathered, and the entire surface of the silica is blocked. It can be seen that it is coated with the first block of the copolymer.
  • composite silica Run-1 and 8 the weight loss rate was measured in the same manner as described above. As a result, the amount of silica contained in composite silica Run-1 was about 78% by mass, and the amount of block copolymer was about It was 22 mass%. The amount of silica contained in the composite silica Run-8 was about 75% by mass, and the amount of the block copolymer was about 25% by mass.
  • Lambourn wear index [(volume loss amount of example 3) / (volume loss amount of each example)] ⁇ 100
  • Bound rubber 0.5 g of an unvulcanized rubber composition was put in a wire mesh basket, immersed in 300 mL of toluene at room temperature for 72 hours, then taken out, dried, the mass of the sample was measured, and calculated from the following formula.
  • Bound rubber amount [(sample weight after immersion in toluene, drying) ⁇ (silica mass)] / (rubber component mass)
  • the results are expressed as an index with the value of Example 1 being 100. The larger the index is, the larger the bound rubber is, and the silica can be prevented from agglomerating, which means that the dispersibility of silica is improved and / or the silica and the block copolymer are combined (adsorbed). .
  • Example 2 is the modulus, TB, EB, tan ⁇ (60 ° C.), rebound resilience (40 ° C.), and Lambone wear index. Any one of the physical properties of rubber was good. In Example 2, the pane effect was small and the bound rubber was large. The same applies to the comparison between Example 3 and Example 4, Example 5 and Example 6, Example 7 and Example 8, Example 9 and Example 10, Example 1 and Example 11, Example 5, Example 23 and Example 12. Comparing Example 2 with Example 24 (the amount of composite silica is less than the predetermined amount), Example 2 has better modulus, TB, EB, tan ⁇ (60 ° C.) and rebound resilience (40 ° C.) than Example 24. It became. In addition, Example 2 had a larger bound rubber than Example 24.
  • Example 13 shows that at least one of physical properties of modulus, TB, EB, tan ⁇ (60 ° C.), rebound resilience (40 ° C.), and Lambourn wear index is good. became.
  • the pane effect was small and the bound rubber was large.
  • Example 15 and Example 16 and Example 17 and Example 18, Example 19 and Example 20, and Example 13 and Example 21 were compared.
  • the bound rubber increased as the amount of composite silica increased.
  • Example 14 was compared with Example 25 (the amount of composite silica was less than the predetermined amount), Example 14 had better modulus, TB, and impact resilience (40 ° C.) than Example 25.
  • Example 14 the Lambourne wear index and bound rubber were larger than in Example 25.
  • the rubber composition for tires of the present invention is excellent in silica dispersibility, and excellent in rubber physical properties such as low rolling resistance, modulus, breaking characteristics, and abrasion resistance. Moreover, the rubber composition for tires of the present invention reduces the amount of silica (excluding composite silica) and / or silane coupling agent, or contains silica (excluding composite silica) and / or silane coupling agent. Excellent rubber properties such as low rolling resistance without using.
  • the tire rubber composition of the present invention can increase the breaking strength and / or the elongation at break with an increase in modulus. (Examples 2, 4, 6, 8, 11; Examples 16, 18, 21). Moreover, since the rubber composition for tires of the present invention decreases tan ⁇ (60 ° C.) and increases the impact resilience (40 ° C.), the rolling resistance may be lowered (Examples 4, 6, 8, and so on). 10, 11, 12; Examples 16, 18, 21).
  • the rubber composition for tires of the present invention achieves both excellent wet characteristics (wet skid performance) by increasing tan ⁇ (0 ° C.) and excellent low rolling resistance by decreasing tan ⁇ (60 ° C.).
  • the amount of composite silica is 50 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of natural rubber in the combination of natural rubber and composite silica).

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Abstract

　本発明はゴム物性に優れるタイヤ用ゴム組成物の提供を目的とする。本発明は、ジエン系ゴムと、水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーを重合させて得られる第１ブロックと、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックとを有するブロック共重合体とシリカとを有する複合シリカとを含有し、前記複合シリカが、有機溶媒中、前記シリカの存在下で製造され、前記複合シリカの量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０～２００質量部である、タイヤ用ゴム組成物、並びに、これを用いる空気入りタイヤである。

Description

タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ
　本発明はタイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤに関する。
　従来、シリカを配合するタイヤ用ゴム組成物において、シリカの分散性等を改善するために、シランカップリング剤等で表面処理されたシリカを使用することが提案されている（例えば特許文献１）。
特開２０１２－１７２１３７号公報
　しかし、本願発明者は、シランカップリング剤で処理されたシリカを含有するタイヤ用ゴム組成物について、モジュラス、破断特性、低発熱性（低転がり抵抗性）、耐摩耗性又は反発弾性等のゴム物性について改善の余地があることを見出した。これは、シランカップリング剤が有する官能基がゴムと反応して結合を形成する場合、このような結合がゴムの伸びに寄与しないことに原因があると考えられる。
　そこで、本発明は、ゴム物性に優れる、タイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ジエン系ゴムに対して特定の複合シリカを使用することによってゴム物性が優れることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち本発明は、以下のタイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤを提供する。
　１．　ジエン系ゴムと、
　水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーを重合させて得られる第１ブロックと、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックとを有するブロック共重合体とシリカとを有する複合シリカとを含有し、
　前記複合シリカが、有機溶媒中、前記シリカの存在下で製造され、
　前記複合シリカの量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０～２００質量部である、タイヤ用ゴム組成物。
　２．　前記第１ブロックが前記シリカの表面を被覆する、上記１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
　３．　前記第２ブロックが、前記ジエン系ゴムに分散する、上記１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
　４．　前記複合シリカにおいて、前記第１ブロックが前記シリカの表面に吸着する、上記１～３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　５．　前記ブロック共重合体の量が、前記複合シリカ中の２～５０質量％である、上記１～４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　６．　前記シリカが、シラノール基を有する、上記１～５のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　７．　更に、フィラー（前記複合シリカを除く。）を含有する、上記１～６のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　８．　更に、シランカップリング剤を含有する、上記１～７のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　９．　前記ブロック共重合体の数平均分子量が１，０００～１，０００，０００である、上記１～８のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１０．　前記ブロック共重合体の分子量分布が１．１～３．０である、上記１～９のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１１．　前記複合シリカが、前記有機溶媒中、前記シリカの存在下で、前記ブロック共重合体を重合させることによって製造される、又は、前記有機溶媒中、前記シリカと前記ブロック共重合体とを混合することによって製造される、上記１～１０のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１２．　前記ブロック共重合体が、リビングラジカル重合によって製造される、上記１～１１のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１３．　前記有機溶媒中、前記シリカの存在下で、前記第１モノマーを重合させる、上記１～１２のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１４．　前記複合シリカが、前記ブロック共重合体を製造する重合工程と、前記重合工程によって製造された前記ブロック共重合体と前記シリカとを前記有機溶媒中で混合する混合工程とを有する製造方法によって製造される、上記１～１２のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
　１５．　上記１～１４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を使用することによって製造される空気入りタイヤ。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤはゴム物性に優れる。
図１は、本発明の実施例において複合シリカを製造する際に使用されたシリカを透過型電子顕微鏡で４０００倍に拡大して観察し撮影した写真である。 図２は、本発明において製造された複合シリカＲｕｎ－８を透過型電子顕微鏡で５０００倍に拡大して観察し撮影した写真である。 図３は、熱重量分析によって、本発明において製造された複合シリカＲｕｎ－０の質量変化を測定した結果を示すチャートである。 図４は、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を模式的に表す部分断面図である。
　本発明について以下詳細に説明する。
　まず、本発明のタイヤ用ゴム組成物（本発明のゴム組成物）は、
　ジエン系ゴムと、
　水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーを重合させて得られる第１ブロックと、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックとを有するブロック共重合体とシリカとを有する複合シリカとを含有し、
　前記複合シリカが、有機溶媒中、前記シリカの存在下で製造され、
　前記複合シリカの量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０～２００質量部である、タイヤ用ゴム組成物である。
　本発明のゴム組成物は複合シリカがブロック共重合体を有することによって、シリカの親水性を抑制し、シリカに疎水性を付与することができ、このことによって、シリカをジエン系ゴムと相溶しやすくし、シリカの凝集を抑制することができると考えられる。詳細には、ブロック共重合体の第１ブロックがシリカの表面の少なくとも一部又は全部を被覆してシリカの親水性を抑制し、複合シリカが第２ブロックを有することによってシリカに疎水性を付与すると考えられる。
　また、ブロック共重合体の第２ブロックはゴムと共有結合やイオン結合をしないため、複合シリカの表面は柔軟であり、ゴム組成物の伸びに寄与すると考えられる。また第２ブロックはシリカと共有結合又はイオン結合をしないと考えられる。
　このような特徴から、本発明は、ジエン系ゴム組成物が一般的に含有することができる、シリカ（複合シリカを除く。）及び／又はシランカップリング剤を、使用しないで又はその量を減らしても、低転がり抵抗等の優れたゴム物性を実現することができる、新規なシリカ分散配合のゴム組成物であるということができる。
　本発明のゴム組成物に使用されるブロック共重合体の第１ブロックは、水酸基を有する（メタ）アクリレートに由来する水酸基及びエステル結合を有する。このため、複合シリカを製造する際の系内にシリカがなければブロック共重合体（又は第１ブロック）は通常有機溶媒中で分散及び／又は懸濁する。
　しかし、本発明においては複合シリカを製造する際の系内にシリカが存在するため、ブロック共重合体（又は第１ブロック）は、有機溶媒中で分散及び／又は懸濁するよりむしろ、シリカの表面を被覆しやすい。なぜなら、シリカはシラノール基及び／若しくはシロキシ結合を有することができるためシリカと第１ブロックの親和性によって、並びに／又は、複合シリカの表面自由エネルギーが外に向かって小さくなっていることによって、ブロック共重合体（又は第１ブロック）がシリカの表面を被覆すると考えられるからである。このような被覆は、ブロック共重合体（又は第１ブロック）が有する水酸基、エステル結合と、シリカが有するシラノール基、シロキシ結合とが何らかの相互作用（例えば水素結合）すること及び／又はシリカと第１ブロックとの吸着によると推察される。
　なおメカニズムが上記と異なる場合であっても本発明の範囲内である。
　ジエン系ゴムについて以下に説明する。本発明のゴム組成物に含有されるジエン系ゴムはタイヤ用ゴム組成物に使用されるものであれば特に制限されない。例えば、芳香族ビニル－共役ジエン共重合体ゴム、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、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）が挙げられる。なかでも、グリップに優れ、耐磨耗性にも優れるという観点から、芳香族ビニル－共役ジエン共重合体ゴム、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）が好ましい。
　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－ブタジエン共重合体ゴム（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、得られるタイヤのウェットグリップ性能、耐久性が優れる理由から、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）であることが好ましい。
　ジエン系ゴムの重量平均分子量は、得られるタイヤの剛性、持続性および耐摩耗性がより優れる理由から、２００，０００～１，０００，０００であることが好ましく、４００，０００～１，０００，０００であることがより好ましい。
　ジエン系ゴムはそれぞれ単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。ジエン系ゴムはその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
　複合シリカについて以下に説明する。
　本発明において、複合シリカは、ブロック共重合体とシリカとを有する。ブロック共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーを重合させて得られる第１ブロックと、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックとを有する。また、複合シリカは、有機溶媒中、シリカの存在下で製造される。複合シリカはゴム組成物とする前に予め製造されるのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　本発明において、複合とはブロック共重合体とシリカとが合わさって１つとなる状態であれば特に制限されない。複合シリカは、ブロック共重合体が有する第１ブロックがシリカの表面の一部又は全部を被覆するのが好ましい態様の１つとして挙げられる。複合（被覆）は例えば、第１ブロックがシリカの表面に水素結合及び／又は吸着することによって形成することができる。吸着は物理的なもの（例えば、分子間力による物理吸着）であってよい。
　複合シリカの量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０～２００質量部であり、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ウエットスキッド性により優るという観点から、ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０～２００質量部であるのが好ましく、５０～１５０質量部であるのがより好ましく、５０～１００質量部であるのが更に好ましい。
　複合シリカはそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　複合シリカ中のシリカの量は、複合シリカの５０～９８質量％であるのが好ましく、５０～９５質量％であるのがより好ましく、５１～９５質量％であるのが更に好ましく、５５～９５質量％であるのがより更に好ましく、７０～９５質量％であるのが特に好ましい。
　複合シリカ中のブロック共重合体の量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ゴムとの親和により優れ、加工性に優れるという観点から、複合シリカの２～５０質量％であるのが好ましく、５～５０質量％であるのがより好ましく、５～４９質量％であるのが更に好ましく、５～４５質量％であるのがより更に好ましく、５～３０質量％であるのが特に好ましい。
　ブロック共重合体の第１ブロックを形成するために使用される第１モノマーは、水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む。第１モノマーはその全部が水酸基を有する（メタ）アクリレートであってもよい。
　水酸基を有する（メタ）アクリレートは、水酸基及び（メタ）アクリル酸エステル結合を有する化合物であれば特に制限されない。
　水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　式中、Ｒ1は水素原子又はメチル基であり、Ｒ2は炭化水素基であり、ｍは１～５の整数であり、ｎは１～５の整数であり、水酸基はＲ2が有する炭素原子の何れに結合してもよい。
　炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、不飽和結合を有することができる。炭化水素基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有することができ、ヘテロ原子を介して結合してもよい。
　具体的な炭化水素基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、２，２－ジメチルプロピレン基のような脂肪族炭化水素基；ジペンタエリスリトールの残基（水酸基以外の構造）が挙げられる。
　具体的な水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールの（メタ）アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールの（メタ）アクリル酸エステル、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。なかでも、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性により優れ、ウェットスキッド性能に優れ、低ＴＧ（熱減量が低い）であるという観点から、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸エステル、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸エステルが好ましい。
　水酸基を有する（メタ）アクリレートは、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　第１モノマーは水酸基を有する（メタ）アクリレート以外の別のビニル系モノマーを更に含有することができる。別のビニル系モノマーは、ビニル系結合（例えば、ビニル基、ビニレン基、（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ基など）を有する化合物であれば特に制限されない。例えば、ビニル系結合及びエポキシ基を有する化合物が挙げられる。ビニル系結合とエポキシ基とは炭化水素基を介して結合することができる。炭化水素基は特に制限されない。上記と同義とすることができる。具体的には例えば、グリジシルプロピル（メタ）アクリル酸エステルのようなグリシジルアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。別のビニル系モノマー（例えば、ビニル系結合及びエポキシ基を有する化合物）と水酸基を有する（メタ）アクリレートとを共重合させることによって第１ブロックに水酸基を導入することができる。
　本発明において、第１ブロックは、陽イオン性の性質の基（例えば、アンモニウム基、第四級アミン）を有さないのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　ブロック共重合体の第２ブロックを形成するために使用される第２モノマーは、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種を少なくとも含む。
　スチレン及びその誘導体としては、例えば、スチレン、ｔｅｒｔ－ブチルスチレン（ｏ、ｍ、ｐ体）、ビニルトルエンのような、ベンゼン環がアルキル化されたスチレン；ｔｅｒｔ－ブトキシスチレン（ｏ、ｍ、ｐ体）のようなアルコキシスチレン；アセトキシスチレン（ｏ、ｍ、ｐ体）；ヒドロキシスチレン（ｏ、ｍ、ｐ体）、イソプロペニルフェノール（ｏ、ｍ、ｐ体）のようなヒドロキシ基を有するスチレン；α－メチルスチレンのようなα－アルキル化スチレン；クロルスチレン（ｏ、ｍ、ｐ体）のようなハロゲン化スチレン；スチレンスルホン酸（ｏ、ｍ、ｐ体）及びその塩等が挙げられる。なかでも、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ゴムとの親和性により優れ、加工性に優れるという観点から、スチレン、ベンゼン環がアルキル化されたスチレン（アルキル基は炭素数１～５が好ましい。）、アルコキシスチレン（アルキコキシ基の炭素数は１～５が好ましい。）が好ましく、スチレン、ｔｅｒｔ－ブチルスチレン、ｔｅｒｔ－ブトキシスチレンがより好ましい。
　第２モノマーはスチレン、その誘導体又はイソプレン以外の別のビニル系モノマーを更に含有してもよい。このような別のビニル系モノマーは炭化水素化合物であるのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　第２モノマーの量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ゴムとの親和性により優れ、加工性に優れるという観点から、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）１００質量部に対して、２０～１０００質量部であるのが好ましく、５０～８００質量部であるのがより好ましい。
　複合シリカを形成するブロック共重合体の数平均分子量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ゴムとの親和性により優れ、加工性に優れるという観点から、１，０００～１，０００，０００であるのが好ましく、１０，０００～７００，０００であるのがより好ましい。
　複合シリカを形成するブロック共重合体の分子量分布は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ゴムとの親和性により優れ、加工性に優れるという観点から、１．０～３．０が好ましく、１．１～３．０がより好ましく、１．１～２．０であるのが更に好ましい。
　ブロック共重合体中の第１ブロックの含有量は、ブロック共重合体の５～６０質量％であるのが好ましく、５～５０質量％であるのがより好ましい。
　ブロック共重合体中の第２ブロックの含有量は、ブロック共重合体の４０～９５質量％であるのが好ましく、５０～９５質量％であるのがより好ましい。本発明において、ブロック共重合体中の各ブロックの含有量は、重合反応開始時に使用したモノマーの重量によって規定することができる。
　ジエン系ゴムと複合シリカが有するブロック共重合体との組合せは、ゴム物性により優れ、加工性に優れるという観点から、芳香族ビニル－共役ジエン共重合体ゴム、天然ゴム及びイソプレンゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種のジエン系ゴムとスチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種を少なくとも含む第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックを有するブロック共重合体との組合せが好ましく、ジエン系ゴムとしての芳香族ビニル－共役ジエン共重合体ゴムとスチレン及び／又はその誘導体を少なくとも含む第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックを有するブロック共重合体との組合せ；ジエン系ゴムとしての天然ゴム（ＮＲ）及び／又はイソプレンゴム（ＩＲ）とイソプレンを少なくとも含む第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックを有するブロック共重合体との組合せが好ましい。
　複合シリカの製造方法について以下に説明する。
　本発明において、複合シリカは、有機溶媒中、シリカの存在下で製造される。
　複合シリカを製造する際に使用されるシリカは特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。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。複合シリカの製造に使用されるシリカは、第１ブロックが有する水酸基、エステル結合と水素結合等を形成しやすく、シリカの表面に第１ブロックを被覆しやすいという観点から、シラノール基を有するのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　シリカの平均粒径は、０．００７～３０μｍであるのが好ましい。
　複合シリカを製造する際に使用されるシリカの量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、耐磨耗性により優れ、加工性に優れるという観点から、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）１００質量部に対して、１００～１０００質量部であるのが好ましく、１００～６００質量部であるのがより好ましく、１５０～５００質量部であるのが更に好ましい。
　本発明において、複合シリカの製造に使用される有機溶媒は特に制限されない。例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；塩化メチル、塩化メチレン、１，２－ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素；ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ化合物；へキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン等の飽和炭化水素；これらの混合溶媒が挙げられる。有機溶媒は疎水性及び／又は非極性であるのが好ましく、疎水性及び／又は非極性の、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、飽和炭化水素、これらの混合溶媒がより好ましく、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンが更に好ましい。
　複合シリカの製造に使用される有機溶媒の量は、ゴム物性により優れるという観点から、第１モノマー（若しくは水酸基を有する（メタ）アクリレート）又はブロック共重合体１００質量部に対して、５０～１００，０００質量部であるのが好ましく、１００～５，０００質量部であるのがより好ましい。
　本発明において、有機溶媒中、シリカの存在下で複合シリカを製造する方法としては、例えば、以下の２つが挙げられる。
　１つめの方法は、有機溶媒中、シリカの存在下で、ブロック共重合体を重合させることによって複合シリカを製造する方法である。詳細には、有機溶媒中、シリカの存在下で、第１モノマーを重合させればよい。
　第１ブロックは、水酸基を有する（メタ）アクリレートに由来する水酸基を有する。このため、系内にシリカがなければ第１ブロックは通常有機溶媒中で分散及び／又は懸濁する。
　しかし、この方法においては系内にシリカが存在するため、第１ブロックは、有機溶媒中で分散及び／又は懸濁するよりむしろ、シリカの表面を被覆しやすい。なぜなら、シリカはシラノール基及び／若しくはシロキシ結合を有することができるためシリカと第１ブロックの親和性によって、並びに／又は、複合シリカの表面自由エネルギーが外に向かって小さくなっていることによって、第１ブロックがシリカの表面を被覆すると考えられるからである。このような被覆は、第１ブロックが有する水酸基、エステル結合と、シリカが有するシラノール基、シロキシ結合とが何らかの相互作用（例えば水素結合）すること及び／又はシリカと第１ブロックとの吸着によると推察される。
　１つめの方法の複合シリカの製造に使用される有機溶媒の量は上記と同様である。
　第１モノマーを重合させて第１ブロックを形成した後第２モノマーを重合させることができる。
　複合シリカの製造方法（上記１つめの方法）としては、具体的には例えば、有機溶媒中、シリカの存在下で、重合によって、まず、第１モノマーを重合させて第１ブロックを形成し（第１ブロック形成工程）、続いて第２モノマーを重合させて第２ブロックを形成すること（第２ブロック形成工程）によって、複合シリカを製造する方法が挙げられる。重合はリビングラジカル重合であるのが好ましい。
＜第１ブロック形成工程＞
　まず、第１ブロック形成工程において、有機溶媒中、シリカの存在下で、第１モノマーを重合させて、ブロック共重合体の第１ブロックを形成することができる。
　当該工程において使用される有機溶媒、第１モノマー、シリカは上記と同義である。第１ブロックをシリカに被覆させやすくするという観点から、有機溶媒は疎水性及び／又は非極性であるのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　有機溶媒の量は、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）１００質量部に対して、５０～１００，０００質量部とすることができる。
　第１ブロック形成工程において、有機溶媒中、シリカの存在下で、少なくとも、水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーが重合することによってブロック共重合体の第１ブロックを形成する。
　第１ブロックがシリカの表面を被覆するタイミングは特に制限されない。例えば、第１ブロックの形成中又は形成後の第１ブロックが順次シリカの表面を被覆する場合（つまり第１ブロック形成工程中又はその後）、第２ブロックの形成中又は形成後第１ブロックがシリカの表面を被覆する場合（つまり第２ブロック形成工程中又はその後）が挙げられる。第１ブロックの形成中又は形成後の第１ブロックが順次シリカの表面を被覆するのが好ましい態様として挙げられる。
（第２ブロック形成工程）
　第１ブロック形成工程後、続いて第２ブロック形成工程において、系内に第２モノマーを加え、第１ブロックの活性末端から第２モノマーを重合させて、ブロック共重合体の第２ブロックを形成して、複合シリカを製造することができる。重合はリビングラジカル重合であるのが好ましい。
　形成された第２ブロックは、複合シリカの表面から有機溶媒中に広がった形態を有することができる。第２ブロックは、鎖状、分岐状のいずれでもよい。第２ブロックはシリカの表面を被覆しないのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　第２ブロック形成工程後、必要に応じて、混合液から複合シリカをろ過し、トルエン等によって洗浄し、乾燥することによって、複合シリカを単離することができる。
　複合シリカを製造する２つめの方法は、有機溶媒中、シリカとブロック共重合体とを混合することによって複合シリカを製造する方法である。
　２つめの方法の複合シリカの製造に使用される有機溶媒の量は、ゴム物性により優れるという観点から、ブロック共重合体１００質量部に対して、１００～１０，０００質量部であるのが好ましく、５００～５，０００質量部であるのがより好ましい。
　複合シリカの別の製造方法（上記２つめの方法）としては、具体的には例えば、ブロック共重合体を製造する重合工程と、重合工程によって製造されたブロック共重合体とシリカとを有機溶媒中で混合する混合工程とを有する製造方法が挙げられる。
＜重合工程＞
　この製造方法においてはまず、重合工程において、第１モノマー及び第２モノマーを用いて重合を行うことによってブロック共重合体を製造する。重合はリビングラジカル重合が好ましい。
　第１モノマー、第２モノマーは上記と同義である。
　第１モノマーと第２モノマーを重合する順序は特に制限されない。第１モノマーを重合した後第２モノマーを重合させることができる。その逆でもよい。
＜混合工程＞
　次に、混合工程において、重合工程によって製造されたブロック共重合体とシリカとを有機溶媒中で混合することによって、複合シリカを得る。
　シリカ、有機溶媒は上記と同様である。
　重合工程によって製造されたブロック共重合体の系内（有機溶媒を含んでもよい。）にシリカを添加して、これらを混合することができる。別途これに有機溶媒を添加してもよい。
　混合する方法は特に制限されない。例えば従来公知の撹拌装置や混合装置が挙げられる。
　混合温度は１０～１２０℃であるのが好ましく、２０～８０℃であるのがより好ましい。
　混合工程後、必要に応じて、混合液から複合シリカをろ過し、トルエン等によって洗浄し、乾燥することによって、複合シリカを単離することができる。
　本発明において、ブロック共重合体は、ゴム物性により優れるという観点から、リビングラジカル重合によって製造されるのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
＜リビングラジカル重合＞
　リビングラジカル重合としては、例えば、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ重合）、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）、ニトロキシルラジカルを用いた重合（ＮＭＰ）挙げられる。
（ＲＡＦＴ重合）
　ＲＡＦＴ重合に使用される重合開始剤は、ビニル基を有する単量体の重合を開始させることが可能な化合物であれば特に制限されない。例えば、クミルパーオキシネオデカノエートのようなパーエステル型開始剤；ジ－ｓｅｃ－ブチルパーオキシジカーボネートのようなジカーボネート型開始剤；イソブチリルパーオキサイドのようなジアシル型開始剤；２，２′－アゾビスイソブチロニトリル、２，２′－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２′－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）のようなアゾ型開始剤が挙げられる。なかでも、溶媒等からの水素引き抜き反応をはじめとする副反応が少なく、誘発分解しにくく、炭素ラジカルであるため、安定性に優れるという観点から、アゾ型開始剤が好ましく、２，２′－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２′－アゾビスイソブチロニトリルがより好ましい。
　当該重合開始剤はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　ＲＡＦＴ重合に使用される重合開始剤の量は、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）のモル数の０．００００１～１モル％とすることができる。
　ＲＡＦＴ重合に使用される連鎖移動剤（ＲＡＦＴ剤）は、例えば、ジチオエステル；ジチオカルバメート；ベンジルオクタデシルトリチオカルボナート、シアノメチル　ドデシル　トリチオカルボナート（Cyanomethyl　dodecyl　trithiocarbonate）、２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸［2-(Dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionic acid］のようなトリチオカルボナート；キサンタートなどのチオカルボニルチオ化合物が挙げられる。なかでも、連鎖移動定数が大きいという観点から、トリチオカルボナートが好ましく、ベンジルオクタデシルトリチオカルボナート、シアノメチル　ドデシル　トリチオカルボナート、２－（ドデシルチオカルボノチオイルチオ）－２－メチルプロピオン酸等がより好ましい。
　ＲＡＦＴ剤はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　ＲＡＦＴ剤の量は、分子量の制御性とシリカ表面への吸着効率等に優れるという観点から、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）のモル数の０．０００１～１０モル％とすることができる。
（ＡＴＲＰ）
　原子移動ラジカル重合は、例えば、触媒（遷移金属錯体）と、重合開始剤（有機ハロゲン化物）との存在下で、ビニル基を有する単量体（例えば、（メタ）アクリル単量体、スチレン系単量体）を重合する方法である。
　触媒（遷移金属錯体）を構成する遷移金属としては、例えばＣｕ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｒｈ、Ｖ、Ｎｉや、それらのハロゲン化物が挙げられる。遷移金属に配位する配位子（リガンド）としては、ビピリジルを含むビピリジル誘導体、メルカプタン誘導体、トリフルオレート誘導体、３級アルキルアミン誘導体等が挙げられる。なかでも、無極性溶媒への溶解性に優れるという観点から、ジノニルビピリジルで錯体化された塩化銅（Ｉ）［Ｃｕ（Ｉ）Ｃｌ／ｄＮｂｉｐｙ2］、ビピリジルで錯体化された塩化銅（Ｉ）［Ｃｕ（Ｉ）Ｃｌ／ｂｉｐｙ2］、等が好ましい。
　触媒はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　触媒の量は、分子量の制御性とシリカ表面への吸着効率等に優れるという観点から、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）のモル数の０．０００１～１００モル％とすることができる。
　重合開始剤（有機ハロゲン化物）としては、例えば、２－ブロモ（またはクロロ）プロピオン酸メチル、２－ブロモ（またはクロロ）プロピオン酸エチル、２－ブロモ（またはクロロ）－２－メチルプロピオン酸メチル、２－ブロモ（またはクロロ）－２－メチルプロピオン酸エチル（２－ブロモ（またはクロロ）－イソ酪酸エチル）、２－ブロモ（またはクロロ）プロピオン酸２－ヒドロキシエチル、２－ブロモ（またはクロロ）プロピオン酸４－ヒドロキシブチル、２－ブロモ（またはクロロ）－２－メチルプロピオン酸２－ヒドロキシエチル、２－ブロモ（またはクロロ）－２－メチルプロピオン酸４－ヒドロキシブチルが挙げられる。なかでも、安価であり、有機溶媒への溶解性に優れるという観点から、２－ブロモ（またはクロロ）－２－メチルプロピオン酸エチルが好ましい。
　重合開始剤（有機ハロゲン化物）はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　重合開始剤（有機ハロゲン化物）の量は、分子量の制御性に優れるという観点から、第１モノマー（又は水酸基を有する（メタ）アクリレート）のモル数の０．０００１～１０モル％とすることができる。
　ニトロキシルラジカルを用いた重合に使用される、ＮＭＰ開始剤としては、例えば、2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシ,フリーラジカル（ＴＥＭＰＯ）、ＴＥＭＰＯメタクリレート、2,2,5-トリメチルl-4-フェニル-3-アザヘキサン-3-ニトロキシド、N-tert-ブチル-O-[1-[4-(クロロメチル)フェニル]エチル]-N-(2-メチル-1-フェニルプロピル)ヒドロキシルアミン、N-tert-ブチル-N-(2-メチル-1-フェニルプロピル)-O-(1-フェニルエチル)ヒドロキシルアミンが挙げられる。
　本発明において、重合（例えばリビングラジカル重合）に使用される有機溶媒は特に制限されない。例えば、複合シリカを製造する際に使用される有機溶媒と同様のものが挙げられる。重合に使用される有機溶媒を、複合シリカを製造する際に使用される有機溶媒とすることができる。また、重合に使用される有機溶媒と、複合シリカを製造する際に使用される有機溶媒とは同じでも異なってもよい。
　リビングラジカル重合の温度は、－１２０～＋１８０℃とすることができる。
　リビングラジカル重合後、反応液に例えば、アルコールを付加えて重合を停止することができる。
　本発明において、複合シリカの製造に水を使用する方法（例えば、相間移動方法、水中でシリカとブロック共重合体とを混合する方法、シリカ又はブロック共重合体の水分散液）を採用しないことが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　本発明のゴム組成物は、更にフィラー（複合シリカを除く。）を含有することができる。本発明のゴム組成物が更に含有することができるフィラーは特に制限されない。例えば、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、マイカのような無機フィラーが挙げられる。なかでも、ゴム物性により優れ、分散性に優れるという観点から、シリカが好ましい。シリカは、例えば、複合シリカの製造に使用されるものと同様とすることができる。
　フィラーの量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、耐磨耗性により優れ、加工性に優れるという観点から、複合シリカ１００質量部に対して、０～３００質量部であるのが好ましく、０～２００質量部であるのがより好ましい。
　複合シリカとシリカ（複合シリカを除く。）とを併用する場合、複合シリカとシリカとの合計量は、ゴム物性により優れ、低転がり抵抗性、ウエットスキッド性により優れるという観点から、ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０～２００質量部であるのが好ましく、５０～１５０質量部であるのがより好ましく、５０～１００質量部であるのが更に好ましい。
　本発明のゴム組成物が更にシリカを含有する場合、当該シリカ（複合シリカでない。）とシランカップリング剤を併用することもできる。シランカップリング剤としては、例えば、硫黄含有シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、メタクリロキシ系シランカップリング剤が挙げられる。なかでも、硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えば、ビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイドのようなスルフィド系シランカップリング剤；γ－メルカプトプロピルトリエトキシシランのようなメルカプト系シランカップリング剤；３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランのようなチオエステル系シランカップリング剤が挙げられる。
　シランカップリング剤はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　シランカップリング剤の量は、シリカ（複合シリカを除く。）１００質量部に対して、０～２０質量部であるのが好ましく、０～１５質量部であるのがより好ましい。
　本発明のゴム組成物には、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。添加剤としては、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、アロマオイル、プロセスオイル、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）、加硫促進剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用されるものが挙げられる。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造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。
　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。
　本発明のゴム組成物において、複合シリカが有する第２ブロックはジエン系ゴムに分散するのが好ましい態様の１つとして挙げられる。このことによって、複合シリカが組成物中において良好に分散でき、複合シリカの凝集が抑制され好ましい。本発明において、第２ブロックがジエン系ゴムに分散するとは、第２ブロックが複合シリカの表面から伸びてジエン系ゴムのマトリックスと混合する状態をいう。
　本発明のゴム組成物の用途としては、タイヤ用以外に、例えば、コンベア用ベルト、免振ゴムが挙げられる。
　本発明の空気入りタイヤについて以下に説明する。
　本発明の空気入りタイヤは、本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用することによって製造される空気入りタイヤである。
　本発明の空気入りタイヤにおいて、ゴムで形成される何れの部分にも本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用することができる。なかでも、タイヤトレッド部（キャップ）に本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用するのが好ましい態様の１つとして挙げられる。
　図４は、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を模式的に表す部分断面図である。本発明の空気入りタイヤは添付の図面に限定されない。
　図４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（キャップ）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３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７が配置されている。
　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。
　本発明の空気入りタイヤは、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。
　本発明のゴム組成物及び本発明の空気入りタイヤは、低転がり抵抗性、破断特性、反発弾性又は耐摩耗性等のゴム物性に優れる。
　以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれらに限定されない。
＜複合シリカの製造１：重合しながら複合＞
　下記のとおりにして製造された複合シリカを複合シリカＲｕｎ－０、１～８（第１表参照）とする。
（リビングラジカル重合がＲＡＦＴ重合の場合）
　３００ｍＬナスフラスコに、シリカ（商品名Zeosil1165MP、ローディア社製。平均粒径２０μｍ、Ｎ2ＳＡ：１６０ｍ2／ｇ、以下同様。）を１０ｇ入れグローブボックスに移す。グローブボックス内で、別途、第１表に示す重合開始剤（Ｖ－７０：２，２′－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）０．００５ｇ、和光純薬社製）、ＲＡＦＴ剤０．０２ｇ（ベンジルオクタデシルトリチオカルボネート、ALDRICH社製）、第１表に示す、第１モノマー（２－ヒドロキシエチルアクリレート２ｇ：ＨＥＡ、和光純薬社製；２－ヒドロキシエチルメタクリレート２．２ｇ：ＨＥＭＡ、和光純薬社製；以下同様。）、第１表に示す有機溶媒（有機溶媒の種類が１種類の場合これを５０ｇ）を混ぜ合わせた溶液を作り、当該溶液を上記ナスフラスコに入れ、４０℃で６時間リビングラジカル重合をした（ブロック共重合の第１ブロックの形成及び第１ブロックのシリカへの被覆）。６時間後、第１表に示す、第２モノマー（スチレンの場合８ｇ；イソプレンの場合６．８ｇ；以下同様。）と、第１表に示す有機溶媒１２ｇ（Ｒｕｎ－０の場合はトルエン１２ｇ）との混合溶液を上記ナスフラスコに加え、更に１８時間室温でリビングラジカル重合した（ブロック共重合体の第２ブロックの形成）。重合停止後、ナスフラスコをグローブボックスの外に取り出し、トルエンを用いて遠心洗浄して未反応モノマー等を除去した後、得られた複合シリカを１００ｍＬのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）ボトルに詰めた。
（リビングラジカル重合がＡＴＲＰの場合）
　３００ｍＬナスフラスコに、シリカを１１ｇ入れグローブボックスに移す。グローブボックス内で、別途、第１表に示す重合開始剤（ＥＢＩＢ：２－ブロモイソ酪酸エチル）０．００７ｇ、触媒としての、ビピリジル（リガンド）を用いて錯体化した塩化銅（Ｉ）［Ｃｕ（Ｉ）Ｃｌ／ｂｉｐｙ2］０．０５ｇ、第１表に示す第１モノマー２ｇ、第１表に示す有機溶媒５０ｇを混ぜ合わせた溶液を作り、当該溶液を上記ナスフラスコに入れ、８０℃で１２時間リビングラジカル重合をした（ブロック共重合の第１ブロックの形成及び第１ブロックのシリカへの被覆）。６時間後、第１表に示す第２モノマー８ｇ、第１表に示す有機溶媒１２ｇの混合溶液を上記ナスフラスコに加え、更に８時間８０℃でリビングラジカル重合した（ブロック共重合体の第２ブロックの形成）。重合停止後、ナスフラスコをグローブボックスの外に取り出し、トルエンを用いて遠心洗浄して未反応モノマー等を除去した後、得られた複合シリカを１００ｍＬのＰＦＡボトルに詰めた。
＜複合シリカの製造２：重合後混合＞
（リビングラジカル重合がＡＴＲＰの場合）
　３００ｍＬナスフラスコにシリカを入れないこと以外、重合停止してナスフラスコをグローブボックスの外に取り出すまで上記複合シリカの製造１（リビングラジカル重合がＡＴＲＰ重合の場合）の複合シリカＲｕｎ－１と同様に実験を行ってブロック共重合体を製造し、その後このブロック共重合体を含むシクロヘキサン混合液にシリカ（商品名Zeosil1165MP）１１ｇを添加し、４０℃の条件下で１６時間撹拌し、ブロック共重合体をシリカへ吸着させた。その後、トルエンを用いて遠心洗浄して未反応モノマー等を除去した後、得られた複合シリカを１００ｍＬのＰＦＡボトルに詰めた。得られた複合シリカを複合シリカＲｕｎ－１－２とする。
（リビングラジカル重合がＲＡＦＴ重合の場合）
　３００ｍＬナスフラスコにシリカを入れないこと以外、重合停止してナスフラスコをグローブボックスの外に取り出すまで複合シリカの製造１（リビングラジカル重合がＲＡＦＴの場合）の複合シリカＲｕｎ－８と同様に実験を行ってブロック共重合体を製造し、その後このブロック共重合体を含むシクロヘキサン混合液にシリカ１０ｇを添加し、４０℃の条件下で１６時間撹拌し、ブロック共重合体をシリカへ吸着させた。その後、トルエンを用いて遠心洗浄して未反応モノマー等を除去した後、得られた複合シリカを１００ｍＬのＰＦＡボトルに詰めた。得られた複合シリカを複合シリカＲｕｎ－８－２とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　第１表においてＭｎ、Ｍｗ／Ｍｎはそれぞれブロック共重合体の数平均分子量、分子量分布である。本発明において、ブロック共重合体の数平均分子量、重量平均分子量は、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された。
　図１は、本発明の実施例において複合シリカを製造する際に使用されたシリカを透過型電子顕微鏡で４０００倍に拡大して観察し撮影した写真である。
　図２は、本発明において製造された複合シリカＲｕｎ－８を透過型電子顕微鏡で５０００倍に拡大して観察し撮影した写真である。
　図１と図２とを比較すると、図２においてはシリカ２次凝集体表面の凹凸がより明確になっており、シリカの1次粒子がまとまっていることが観察され、シリカの表面全体がブロック共重合体の第１ブロックで被覆されていることがわかる。
　図３は、熱重量分析（ＴＧ）によって、本発明において製造された複合シリカＲｕｎ－０の質量変化を測定した結果を示すチャートである。
　本発明において、ＴＧの測定には、熱分析装置ＴＧ８１２０（リガク社製）を使用し、測定条件は、フロ－ガス種Ａｒ、フローガス流量５０ｍＬ／分、初期試料量１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分、温度範囲室温～７５０℃であった。
　図３に示す結果から明らかなように、本発明において製造された複合シリカ　Ｒｕｎ－０が有する、シリカの量は約８０質量％であり、ブロック共重合体の量は約２０質量％であった。
　また、複合シリカＲｕｎ－１、８についても、上記と同様に減量率を測定した結果、複合シリカＲｕｎ－１が有する、シリカの量は約７８質量％であり、ブロック共重合体の量は約２２質量％であった。また、複合シリカＲｕｎ－８が有する、シリカの量は約７５質量％であり、ブロック共重合体の量は約２５質量％であった。
＜ゴム組成物の製造＞
　第２表に示す成分を同表に示す量（単位：質量部）で使用してこれらを混合し、その後これに硫黄（軽井沢精錬所社製油処理硫黄）２質量部を加えて更に混合してゴム組成物を製造した。
　また、第２表において、所定の複合シリカを含有する、例２、４、６、８、１０、１１、１２、１４、１６、１８、２０、２１、２２は実施例である。所定の複合シリカを含有しない、例１、３、５、７、９、１３、１５、１７、１９、２３、２４、２５は比較例である。第２表の一番上の番号は各例の番号を示す。
　第２表に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・ジエン系ゴム１：スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ１５０２、日本ゼオン社製）
・ジエン系ゴム２：天然ゴム（ＮＲ　ＲＳＳ＃３）
・シリカ：商品名Zeosil　1165MP、ローディア社製、平均粒径２０μｍ、Ｎ2ＳＡ：１６０ｍ2／ｇ
・複合シリカ１：上記のとおり製造した複合シリカＲｕｎ－１
・複合シリカ２：上記のとおり製造した複合シリカＲｕｎ－８
・複合シリカ３：上記のとおり製造した複合シリカＲｕｎ－１－２
・複合シリカ４：上記のとおり製造した複合シリカＲｕｎ－８－２
・シランカップリング剤：化合物名ビス-(３トリエトキシシリル-プロピル)-テトラスルフィド、商品名Si-69、デグサ社製
・ブロック共重合体１：ＨＥＭＡ－スチレンブロック共重合体、数平均分子量１０５０００、ＨＥＭＡブロックは当該共重合体中の３４質量％
＜加硫ゴムの製造＞
　上述のとおり製造されたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム（厚さは２ｍｍ）を製造した。
＜評価＞
　上述のとおり製造された加硫ゴムについて以下の評価を行った。結果を第２表に示す。
・モジュラス、破断強度（ＴＢ）、破断伸び（ＥＢ）の測定
　加硫ゴムからＪＩＳ３号ダンベル状の試験片を打ち抜き、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験をＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠して行い、加硫ゴム試験片のモジュラス（Ｍ５０、Ｍ１００、Ｍ２００、Ｍ３００、Ｍ４００；単位ＭＰａ）、破断強度（単位ＭＰａ）、破断伸び（単位％）を室温にて測定した。
　シリカを配合するゴム組成物はモジュラスが上がると、一般的にＴＢ、ＥＢが低下する。本発明において、モジュラスとともにＴＢ，ＥＢが上昇するのが好ましい。
・ｔａｎδの測定
　岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率１０±２％、振動数２０Ｈｚ、温度０℃、２０℃、４０℃又は６０℃の条件にて加硫ゴムについてｔａｎδを測定した。
　ｔａｎδが小さいほど低発熱性であることを示す。特にｔａｎδ（６０℃）が小さいほど低転がり抵抗に優れる。
　ｔａｎδ（０℃）が大きいほどウエットスキッド性能に優れる。
・反発弾性
　加硫ゴムについて、ＪＩＳ　Ｋ　６２５５：１９９６に準拠して、リュプケ式反発弾性試験を恒温槽内で行い、恒温槽の温度：０℃、２０℃、４０℃又は６０℃の条件下において、反発弾性を測定した。４０℃での反発弾性の指数が大きいほど転がり抵抗性能が良好である（転がり抵抗が低い）。
・ランボーン摩耗指数
　得られた加硫ゴムの耐摩耗性を、ＪＩＳ　Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重１５Ｎ、スリップ率５０％、時間１０分の条件で摩耗量を測定した。更に、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、例３のランボーン摩耗指数を１００として、下記計算式によって各例の容積損失量を指数表示した。ランボーン摩耗指数が大きいほど耐摩耗性に優れる。一般的にランボーン摩耗指数は、ｔａｎδ、反発弾性とトレードオフの関係にある。
ランボーン摩耗指数＝［（例３の容積損失量）／（各例の容積損失量）］×１００
・ペイン効果
　上記のとおり製造した加硫ゴムを用いて、ＡＳＴＭ　Ｄ６２０４に準拠してＲＰＡ２０００（α－テクノロジー社製歪せん断応力測定機）で、歪０．５６％の歪せん断応力Ｇ′（０．５６％）と、歪１００％の歪せん断応力Ｇ′（１００％）を測定し、Ｇ′（０．５６％）とＧ′（１００％）の差（絶対値）を算出した。
　結果を例１の値を１００とする指数で表した。指数が小さいほどペイン効果が小さくシラン（シリカ）の分散性が良好であることを示す。
・バウンドラバー
　未加硫のゴム組成物０．５ｇを金網かごに入れ、室温で３００ｍＬのトルエン中に７２時間浸漬した後取り出して乾燥し、サンプルの質量を測定して、下記式から算出した。
バウンドラバー量＝［（トルエン浸漬、乾燥後のサンプル質量）－（シリカ質量）］／（ゴム成分質量）
　結果を例１の値を１００とする指数で表す。指数が大きいほどバウンドラバーが大きく、シリカの凝集を防ぐことができるためシリカの分散性が向上していること及び／又はシリカとブロック共重合体とが複合（吸着）していることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　第２表に示す結果から明らかなように、例１と例２とを比較すると、例２は、モジュラス、ＴＢ、ＥＢ、ｔａｎδ（６０℃）、反発弾性（４０℃）、ランボーン摩耗指数のうちいずれか少なくとも１つのゴム物性が良好となった。また例２はペイン効果が小さく、バウンドラバーが大きかった。例３と例４、例５と例６、例７と例８、例９と例１０、例１と例１１、例５、例２３と例１２との比較に関しても同様である。
　例２と例２４（複合シリカの量が所定の量より少ない）とを比較すると、例２は、モジュラス、ＴＢ、ＥＢ、ｔａｎδ（６０℃）及び反発弾性（４０℃）が、例２４より良好となった。また例２は例２４よりバウンドラバーが大きかった。
　また、例１３と例１４とを比較すると、例１３は、モジュラス、ＴＢ、ＥＢ、ｔａｎδ（６０℃）、反発弾性（４０℃）、ランボーン摩耗指数のうちいずれか少なくとも１つのゴム物性が良好となった。また例１３はペイン効果が小さく、バウンドラバーが大きかった。例１５と例１６、例１７と例１８、例１９と例２０、例１３と例２１との比較に関しても同様である。例１４、２２、１６、１８、２０を比較すると、複合シリカの量が多いほどバウンドラバーが大きくなった。
　例１４と例２５（複合シリカの量が所定の量より少ない）とを比較すると、例１４は、モジュラス、ＴＢ及び反発弾性（４０℃）が、例２５より良好となった。また例１４は例２５よりランボーン摩耗指数、バウンドラバーが大きかった。
　このように、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シリカの分散性に優れ、低転がり抵抗性、モジュラス、破断特性又は耐摩耗性等のゴム物性に優れる。また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シリカ（複合シリカを除く。）及び／又はシランカップリング剤の量を減らす、あるいは、シリカ（複合シリカを除く。）及び／又はシランカップリング剤を使用せずとも、低転がり抵抗等のゴム物性に優れる。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、複合シリカの量がジエン系ゴム１００質量部に対して３０～１００質量部である場合、モジュラスの上昇とともに破断強度及び／又は破断伸びを上昇させることができる（例２、４、６、８、１１；例１６、１８、２１）。
　また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ｔａｎδ（６０℃）を低下させ反発弾性（４０℃）を上昇させることから転がり抵抗を低くすることができる場合がある（例４、６、８、１０、１１、１２；例１６、１８、２１）。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ｔａｎδ（６０℃）の低下及び反発弾性（４０℃）の上昇とはトレードオフの関係にあるランボーン摩耗指数を上昇させることができ摩耗性に優れる場合がある（例４、６、１１、１２；例１６、１８、２１）。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、シリカ及び／又はシランカップリング剤を用いない又はその量を減らしても、ｔａｎδ値とＥｂ、Ｔｂのバランスの良好な物性が得られた。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ｔａｎδ（０℃）を高くすることによって優れたウエット特性（ウエットスキッド性能）と、ｔａｎδ（６０℃）を低くすることによって優れた低転がり抵抗とを両立させることができる場合（例１６、例１８の結果から、天然ゴムと複合シリカとの組合せで、複合シリカの量が天然ゴム１００質量部に対して５０～１００質量部）がある。
　１　ビード部
　２　サイドウォール部
　３　タイヤトレッド部（キャップ）
　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 (13)

  1. 　ジエン系ゴムと、
    　水酸基を有する（メタ）アクリレートを少なくとも含む第１モノマーを重合させて得られる第１ブロックと、スチレン、その誘導体及びイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも１種の第２モノマーを重合させて得られる第２ブロックとを有するブロック共重合体とシリカとを有する複合シリカとを含有し、
    　前記複合シリカが、有機溶媒中、前記シリカの存在下で製造され、
    　前記複合シリカの量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０～２００質量部である、タイヤ用ゴム組成物。
  2. 　前記第１ブロックが前記シリカの表面を被覆する、請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  3. 　前記第２ブロックが、前記ジエン系ゴムに分散する、請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  4. 　前記複合シリカにおいて、前記第１ブロックが前記シリカの表面に吸着する、請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  5. 　前記ブロック共重合体の量が、前記複合シリカ中の２～５０質量％である、請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  6. 　前記シリカが、シラノール基を有する、請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  7. 　前記ブロック共重合体の数平均分子量が１，０００～１，０００，０００である、請求項１～６のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  8. 　前記ブロック共重合体の分子量分布が１．１～３．０である、請求項１～７のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  9. 　前記複合シリカが、前記有機溶媒中、前記シリカの存在下で、前記ブロック共重合体を重合させることによって製造される、又は、前記有機溶媒中、前記シリカと前記ブロック共重合体とを混合することによって製造される、請求項１～８のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  10. 　前記ブロック共重合体が、リビングラジカル重合によって製造される、請求項１～９のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  11. 　前記有機溶媒中、前記シリカの存在下で、前記第１モノマーを重合させる、請求項１～１０のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  12. 　前記複合シリカが、前記ブロック共重合体を製造する重合工程と、前記重合工程によって製造された前記ブロック共重合体と前記シリカとを前記有機溶媒中で混合する混合工程とを有する製造方法によって製造される、請求項１～１０のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  13. 　請求項１～１２のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を使用することによって製造される空気入りタイヤ。
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