WO2017104135A1 - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

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rubber
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structural unit
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智史 福西
貴史 由里
宏平 松浦
翔 谷口
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東洋ゴム工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same.
  • Patent Document 1 proposes that a C5 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha and a copolymer resin of styrene or vinyltoluene are blended in order to improve wet grip performance without deteriorating rolling resistance performance.
  • wet grip performance can be improved, there is a problem that steering stability is lowered due to a decrease in hardness of the rubber composition at room temperature.
  • the elastic modulus of the rubber composition is increased at low temperatures and the grip performance is deteriorated, there is a problem in low-temperature performance.
  • Patent Document 2 discloses a low molecular weight vinyl having a molecular weight of 2,000 to 50,000 as a rubber component for the purpose of providing a rubber composition having excellent road surface grip strength, good fracture strength and wear resistance, and excellent heat resistance. It is disclosed that an aromatic / diene copolymer (styrene butadiene liquid polymer) is blended. In this case, the resulting rubber composition has a large decrease in hardness, and the steering stability when employed in a tire decreases.
  • aromatic / diene copolymer styrene butadiene liquid polymer
  • Patent Document 3 discloses that the weight average molecular weight is 5,000 to 1,000,000 and the glass transition point is ⁇ 70 to 0 ° C. for the purpose of improving wet grip performance while suppressing deterioration in low temperature performance and rolling resistance performance. It is disclosed that a certain (meth) acrylate polymer is blended. However, there is no disclosure of blending a particulate (meth) acrylate polymer having a specific particle size.
  • Patent Document 4 discloses that a modified diene rubber, crosslinked rubber particles, and silica are kneaded in order to obtain a rubber elastic body having small rolling resistance and excellent rebound resilience.
  • the dispersibility of silica is enhanced by the modified diene rubber, while the silica is partially unevenly distributed by eliminating the silica by the crosslinked rubber particles.
  • Patent Document 5 discloses that wet grip performance and rolling resistance performance are compatible by blending styrene butadiene rubber gel. However, wet grip performance has not been improved to a high degree while suppressing a decrease in hardness at normal temperature and an increase in elastic modulus at low temperature.
  • Patent Document 6 discloses that particles of (meth) acrylic acid alkyl ester polymer are blended in a rubber composition.
  • the particles improve the frictional resistance on ice by forming micro unevenness on the tread surface of the studless tire. Therefore, it is necessary to use a particle having a relatively large particle size of 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • wet grip performance can be improved while blending a finer (meth) acrylate polymer with a smaller particle size while suppressing a decrease in hardness at room temperature and an increase in elastic modulus at low temperature. .
  • Patent Document 7 discloses a non-aromatic vinyl polymer (for example, (meth) acrylate) having a reactive silyl group represented by the formula ⁇ Si—X (wherein X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group). It is disclosed that polymer nanoparticles) are blended into a rubber composition. However, in this document, the nanoparticles are used as a reinforcing filler, and it is essential to have a reactive silyl group in order to exhibit reinforcing properties when used in combination with a coupling agent.
  • Patent Document 8 discloses that a branched conjugated diene copolymer in which a branched conjugated diene component such as myrcene is introduced into the molecular chain of styrene butadiene rubber is used as a rubber component of a tire rubber composition.
  • a branched conjugated diene component such as myrcene is introduced into the molecular chain of styrene butadiene rubber
  • this document introduces the above-mentioned branched conjugated diene compound as a constituent unit of a copolymer for the purpose of improving the characteristics of a styrene butadiene rubber having a high styrene content. Since the copolymer is used as a rubber component, it is not easy to suppress a decrease in low temperature characteristics.
  • An embodiment of the present invention aims to provide a rubber composition capable of improving wet grip performance when used in tire applications while suppressing a decrease in hardness at normal temperature and an increase in elastic modulus at low temperature. .
  • the rubber composition according to the embodiment of the present invention is characterized in that fine particles having a glass transition point of ⁇ 70 to 0 ° C. made of a specific polymer are blended with a rubber component made of a diene rubber. Embodiments are included.
  • the rubber composition according to the first embodiment has a structural unit represented by the following general formula (1) and does not have a reactive silyl group (meta) with respect to 100 parts by mass of a rubber component made of a diene rubber. 1 to 100 parts by mass of fine particles made of an acrylate polymer having a glass transition point of ⁇ 70 to 0 ° C. and an average particle diameter of 10 nm or more and less than 100 nm.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 1 in the same molecule may be the same or different
  • R 2 is an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms
  • R 2 in the same molecule It may be the same or different.
  • the rubber composition according to the second embodiment has a glass transition point of ⁇ 70 to 100% by weight based on a polymer having a structural unit represented by the following general formula (4) with respect to 100 parts by mass of a rubber component made of a diene rubber. 1 to 100 parts by mass of fine particles having an average particle size of 10 to 1000 nm at 0 ° C. are contained.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may be the same or different, and at least one represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, The rest represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms.
  • the rubber composition according to the third embodiment has a glass transition point composed of a polymer having a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (7) with respect to 100 parts by mass of a rubber component composed of a diene rubber. 1 to 100 parts by mass of fine particles having an average particle size of 10 to 1000 nm at ⁇ 70 to 0 ° C.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may be the same or different, and at least one represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, The rest represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms.
  • a pneumatic tire according to an embodiment includes the rubber composition.
  • fine particles comprising the above-mentioned specific polymer with diene rubber, when used in tires, wet grip while suppressing a decrease in hardness at normal temperature and an increase in elastic modulus at low temperature.
  • the performance can be improved.
  • the rubber composition according to the first embodiment is obtained by blending fine particles made of a specific (meth) acrylate polymer with a rubber component made of a diene rubber.
  • the diene rubber as the rubber component examples include natural rubber (NR), synthetic isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), and chloroprene.
  • NR natural rubber
  • IR synthetic isoprene rubber
  • BR butadiene rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • NBR nitrile rubber
  • chloroprene examples thereof include rubber (CR), butyl rubber (IIR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, and the like. It can be used in combination of more than one species. Among these, at least one selected from the group consisting of NR, BR and SBR is preferable.
  • each of the diene rubbers listed above include at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an alkoxyl group, an alkoxysilyl group, and an epoxy group in the molecular terminal or molecular chain.
  • a modified diene rubber modified with the functional group by introducing one kind of functional group is also included.
  • modified diene rubber modified SBR and / or modified BR are preferable.
  • the rubber component is a styrene butadiene rubber having at least one functional group selected from the group consisting of an amino group, a hydroxyl group, an epoxy group, a silyl group, and a carboxyl group, that is, a modified styrene butadiene rubber (modified).
  • SBR modified styrene butadiene rubber
  • it is a concept including interaction (intermolecular force such as hydrogen bond and affinity) between silanol groups on the surface of silica particles and ester groups of the fine particles. ). Therefore, it is considered that the silica and the fine particles are highly dispersed in the diene rubber forming the matrix phase, and it is possible to improve the fuel economy, wet grip performance and tear resistance in a balanced manner when used in a tire. it can.
  • the amino group may be not only a primary amino group (—NH 2 ) but also a secondary amino group or a tertiary amino group.
  • the total number of carbon atoms of the hydrocarbon groups as substituents is preferably 15 or less, more preferably 10 or less.
  • the silyl group not only a silyl group in a narrow sense represented by —SiH 3 but also at least one hydrogen atom bonded to a silicon atom is substituted with a substituent such as a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxyl group, an alkylene group, or an ether group. It may be a substituted silyl group.
  • the silyl group includes —SiL 1 L 2 L 3 (wherein L 1 , L 2 and L 3 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxyl group, — (L 4 —O) p —L 5 or —O— (L 6 —O) q —L 7 may be used, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • L 4 represents an alkylene having 1 to 4 carbon atoms.
  • L 5 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms
  • p is 1 to 20
  • L 6 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
  • L 7 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms
  • q is 1 to 20
  • the silyl group is an alkylsilyl group or an alkoxysilyl group, more preferably an alkoxysilyl group.
  • alkoxysilyl group examples include a trialkoxysilyl group, an alkyl dialkoxysilyl group, and a dialkylalkoxysilyl group, and a trialkoxysilyl group such as a triethoxysilyl group or a trimethoxysilyl group is preferable.
  • the functional group of the modified SBR is preferably at least one selected from the group consisting of an amino group, a hydroxyl group, and a silyl group, and more preferably a group consisting of an amino group, a hydroxyl group, and an alkoxysilyl group. Is at least one selected from
  • the above functional group may be introduced into at least one end of the styrene butadiene rubber, or may be introduced into the molecular chain. That is, it may be a terminal-modified SBR in which a functional group is introduced into at least one end of the molecular chain of the SBR, or a main-chain modified SBR in which a functional group is introduced into the main chain of the SBR.
  • the introduced main chain terminal-modified SBR may also be used.
  • Modified SBR itself having such a functional group is known, and its production method and the like are not limited.
  • the functional group may be introduced by modifying a styrene butadiene rubber synthesized by anionic polymerization with a modifier.
  • the rubber component may be a modified diene rubber alone or a blend of a modified diene rubber and an unmodified diene rubber.
  • the rubber component may be a modified SBR alone or a blend of the modified SBR and another diene rubber. In that case, only one type of modified SBR may be used, or two or more types of modified SBR may be used in combination.
  • 100 parts by mass of the rubber component may include 30 parts by mass or more of the modified SBR, and may include 50 parts by mass or more.
  • 100 parts by weight of the rubber component may include 50 to 90 parts by weight of modified SBR and 50 to 10 parts by weight of unmodified diene rubber (eg, BR and / or NR). It may contain 60 to 90 parts by mass of SBR and 40 to 10 parts by mass of unmodified diene rubber.
  • the fine particles include those composed of a (meth) acrylate polymer having an alkyl (meth) acrylate unit represented by the following general formula (1) as a structural unit (also referred to as a repeating unit). Used.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 present in the same molecule may be the same or different.
  • R 2 is an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, and R 2 present in the same molecule may be the same or different.
  • the alkyl group for R 2 may be linear or branched.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 6 to 16 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 8 to 15 carbon atoms.
  • the (meth) acrylate polymer is obtained by polymerizing a monomer containing one or more alkyl (meth) acrylates.
  • (meth) acrylate means one or both of acrylate and methacrylate.
  • (Meth) acrylic acid means one or both of acrylic acid and methacrylic acid.
  • alkyl (meth) acrylate examples include n-butyl acrylate, n-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, and n-acrylate.
  • isoalkyl refers to an alkyl group having a methyl side chain at the second carbon atom from the end of the alkyl chain.
  • isodecyl means a C10 alkyl group having a methyl side chain at the second carbon atom from the chain end, and includes not only an 8-methylnonyl group but also a 2,4,6-trimethylheptyl group. It is.
  • the (meth) acrylate polymer is preferably a polymer having a structural unit represented by the following general formula (2) as a structural unit represented by the formula (1).
  • R 3 is a hydrogen atom or a methyl group (preferably a methyl group), and R 3 in the same molecule may be the same or different.
  • Z is an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms (ie, alkanediyl group), and Z in the same molecule may be the same or different.
  • Z may be linear or branched.
  • the structural unit of the formula (2) is a case where R 2 in the formula (1) is represented by the following general formula (2A).
  • Z in the formula (2A) is the same as Z in the formula (2).
  • Examples of the (meth) acrylate that generates such a structural unit include the above-mentioned isoalkyl (meth) acrylate.
  • (meth) acrylate (more preferably methacrylate) having such an isoalkyl group the effect of this embodiment can be enhanced.
  • Z in the formulas (2) and (2A) is preferably an alkylene group having 5 to 12 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 6 to 10 carbon atoms. Particularly preferred is an alkylene group having 7 carbon atoms.
  • the (meth) acrylate polymer is preferably a polymer of a monomer containing isodecyl methacrylate.
  • the (meth) acrylate polymer may be a polymer having a structural unit represented by the following general formula (3) as a structural unit represented by the formula (1), or alternatively:
  • the polymer which has a structural unit represented by Formula (2) and a structural unit represented by Formula (3) may be sufficient.
  • the addition form of both structural units may be random addition or block addition, and is preferably random addition.
  • R 4 is a hydrogen atom or a methyl group (preferably a methyl group), and R 4 in the same molecule may be the same or different.
  • Q 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably 1 to 3 carbon atoms) (ie, alkanediyl group), which may be linear or branched (preferably linear), and Q 1 in the same molecule is It may be the same or different.
  • Q 2 is a methyl group or an ethyl group (preferably an ethyl group), and Q 2 in the same molecule may be the same or different.
  • the structural unit of the formula (3) is a case where R 2 in the formula (1) is represented by the following general formula (3A).
  • Q 1 and Q 2 are the same as Q 1 and Q 2 in formula (3), respectively.
  • the (meth) acrylate polymer is a copolymer of the structural unit of the formula (2) and the structural unit of the formula (3), while suppressing the decrease in the normal temperature hardness and the increase in the low temperature elastic modulus The effect of improving the balance between wet grip performance and rolling resistance performance can be enhanced.
  • (meth) acrylates that produce the structural unit of formula (3) include n-alkyl (meth) acrylates and isoalkyl (meth) acrylates among the alkyl (meth) acrylates listed above. Among them, 2-ethylhexyl methacrylate is particularly preferable.
  • the ratio (copolymerization ratio) between the structural unit of the formula (2) and the structural unit of the formula (3) is not particularly limited.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (2) / the structural unit of the formula (3) may be 30/70 to 90/10, or 40/60 to 85/15.
  • the (meth) acrylate polymer constituting the fine particles according to this embodiment may be a polymer of only the above alkyl (meth) acrylate, but according to a more preferred embodiment, the alkyl (meth) acrylate is polyfunctional. It is a polymer having a crosslinked structure crosslinked by the presence of a vinyl monomer. That is, in a preferred embodiment, the (meth) acrylate polymer includes a structural unit derived from a polyfunctional vinyl monomer together with a structural unit represented by the formula (1), and is a structural unit derived from the polyfunctional vinyl monomer. Has a cross-linking structure having a cross-linking point.
  • Polyfunctional vinyl monomers include compounds having at least two vinyl groups that can be polymerized by free radical polymerization, such as di (meth) acrylates or tri (meth) acrylates of diols or triols (wherein the diol or Examples of triols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, etc.); alkylene di (meth) acrylamides such as methylenebis-acrylamide; diisopropenylbenzene , Vinyl aromatic compounds having at least two vinyl groups such as divinylbenzene and trivinylbenzene, and the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • the (meth) acrylate polymer is basically composed of the structural unit of the formula (1), that is, the main component is the structural unit of the formula (1), but other vinyl compounds are included within a range not impairing the effect. You may use together. Although it does not specifically limit, It is preferable that the molar ratio of the structural unit of Formula (1) with respect to all the structural units (all repeating units) which comprise a (meth) acrylate type polymer is 50 mol% or more, More preferably Is 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more.
  • the upper limit of the molar ratio of the structural unit of Formula (1) is not specifically limited, For example, when adding said polyfunctional vinyl monomer, 99.5 mol% or less may be sufficient and 99 mol% or less may be sufficient.
  • the molar ratio of the structural units based on the polyfunctional vinyl monomer may be 0.5 to 20 mol%, 1 to 10 mol%, or 1 to 5 mol%.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (2) to all the structural units of the polymer is 25 mol%. Preferably, it is 35 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, or 80 mol% or more.
  • the upper limit of the molar ratio is not particularly limited. For example, when the polyfunctional vinyl monomer is added at the above molar ratio, it may be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (3) to all the structural units of the polymer is 25 mol%. Preferably, it is 35 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, or 80 mol% or more.
  • the upper limit of the molar ratio is not particularly limited. For example, when the polyfunctional vinyl monomer is added at the above molar ratio, it may be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.
  • the formula for all the structural units of the copolymer ( The molar ratio of the structural unit of 2) may be 25 to 90 mol%, the molar ratio of the structural unit of formula (3) may be 5 to 60 mol%, and the molar ratio of the structural unit of formula (2) may be 35 to 85 mol%. %, And the molar ratio of the structural unit of the formula (3) may be 8 to 55 mol%. Further, the total molar ratio of the structural unit of the formula (2) and the structural unit of the formula (3) may be 80 mol% or more, and may be 90 mol% or more. When added at a molar ratio, it may be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.
  • a polymer having no reactive silyl group is used as the (meth) acrylate polymer. That is, in this embodiment, since the fine particles are not blended as a reinforcing filler that substitutes for silica, a reactive silyl group is added to the molecular terminal or molecular chain of the (meth) acrylate polymer constituting the fine particles. Use what you do not have. Thereby, it is thought that the effect of this embodiment that the balance between the wet grip performance and the rolling resistance performance is improved can be effectively exhibited while suppressing the decrease in the normal temperature hardness and the increase in the low temperature elastic modulus.
  • the reactive silyl group is a functional group represented by the formula ⁇ Si—X (wherein X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group), and 1 to 3 hydroxyl groups or hydrolysable groups.
  • X is a group having a structure in which a decomposable monovalent group is bonded to a tetravalent silicon atom.
  • Examples of X include a hydroxyl group, an alkoxyl group, and a halogen atom.
  • the glass transition point (Tg) of the fine particles comprising the (meth) acrylate polymer is set in the range of ⁇ 70 to 0 ° C.
  • the glass transition point can be set according to the monomer composition constituting the (meth) acrylate polymer.
  • the glass transition point of the fine particles is preferably ⁇ 50 to ⁇ 10 ° C., more preferably ⁇ 40 to ⁇ 20 ° C.
  • the average particle diameter of the fine particles is 10 nm or more and less than 100 nm.
  • the average particle size of the fine particles is more preferably 20 to 90 nm, still more preferably 30 to 80 nm.
  • the fine particles may be made of a polymer having at least one functional group selected from the group consisting of a nitrile group, an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, and a hydroxyl group.
  • those functional groups that are included as part of the reactive silyl group are excluded.
  • the polymer fine particles having these specific functional groups the fine particles are obtained by the interaction between the fine particles and between the fine particles and silica (a concept including intermolecular forces such as hydrogen bonds and affinity). And the dispersibility of silica can be improved. Therefore, the balance between low fuel consumption and wet grip performance when used in a tire can be improved.
  • the amino group may be not only a primary amino group but also a secondary amino group or a tertiary amino group.
  • the total number of carbon atoms of the hydrocarbon groups as substituents is preferably 15 or less, more preferably 10 or less.
  • an epoxy group a glycidyl group is mentioned, for example.
  • the method for introducing these functional groups into the (meth) acrylate polymer is not particularly limited.
  • a vinyl monomer having the functional group (hereinafter referred to as a functional group-containing vinyl monomer) is replaced with the above alkyl (meth) acrylate. It may be copolymerized.
  • the following are illustrated as a functional group containing vinyl monomer. Examples of those having a nitrile group include acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Examples of those having an amino group include 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, 2- (diethylamino) ethyl acrylate, 2- (diethylamino) ethyl methacrylate, 2-acrylic acid 2- Examples include aminoethyl, 2-aminoethyl methacrylate, and butylaminoethyl methacrylate. As what has a carboxyl group, acrylic acid, methacrylic acid, etc. are mentioned, for example.
  • Examples of those having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrylic acid [(3,4-epoxycyclohexane) -1-yl] methyl, and methacrylic acid [(3,4-epoxycyclohexane) -1-yl] methyl.
  • Etc examples of those having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate Etc.
  • These functional group-containing vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • a copolymer using such a functional group-containing vinyl monomer includes the following structural unit represented by formula (1) (preferably the structural unit represented by formula (2) and / or formula (3)): It has a structural unit represented by general formula (10).
  • R 5 is a hydrogen atom or a methyl group (preferably a methyl group), and R 5 in the same molecule may be the same or different.
  • G 1 is a group containing a nitrile group (—CN), a group containing an amino group, a group containing a carboxyl group (—COOH), a group containing an epoxy group, or a group containing a hydroxyl group (—OH).
  • G 1 in the molecule may be the same or different.
  • G 1 may be a nitrile group or —COOG 2 , where G 2 is a hydrogen atom, a glycidyl group, an epoxycyclohexyl group, —G 3 —NG 4 G 5 , or —G 6. It may be —OH.
  • G 3 is an alkylene group having 1 to 5 (preferably 2 to 4) carbon atoms, and G 4 and G 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 (preferably 1 to 3) carbon atoms.
  • G 6 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (preferably 2 to 4 carbon atoms).
  • the (meth) acrylate polymer having such a functional group may be a copolymer of the above alkyl (meth) acrylate and a functional group-containing vinyl monomer, but the alkyl (meth) acrylate and the functional group-containing vinyl monomer may be used. Further, a polymer having a crosslinked structure formed by crosslinking in the presence of a polyfunctional vinyl monomer may be used. That is, the (meth) acrylate polymer includes a structural unit derived from a polyfunctional vinyl monomer together with a structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (10). You may have a crosslinked structure which makes the structural unit derived from a monomer a crosslinking point.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (1) to the total structural units (total repeating units) is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol%. It is above, and it is preferred that it is 90 mol% or less, and more preferably it is 85 mol% or less.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (10) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, still more preferably 14 mol% or more, and 40 mol% or less. Preferably, it is 30 mol% or less.
  • the molar ratio of the structural units based on the polyfunctional vinyl monomer may be 0.5 to 20 mol%, 1 to 10 mol%, or 1 to 5 mol%. Moreover, when it is a polymer which has a structural unit of Formula (2), it is preferable that the molar ratio of the structural unit of Formula (2) with respect to all the structural units of the said polymer is 25 mol% or more, More preferably, 35
  • the mol% is 50 mol% or more, preferably 90 mol% or less, and may be 80 mol% or less.
  • the method for producing the fine particles is not particularly limited, and can be synthesized using, for example, known emulsion polymerization.
  • a preferred example is as follows. That is, (meth) acrylate is dispersed in an aqueous medium such as water in which an emulsifier is dissolved together with a polyfunctional vinyl monomer as a crosslinking agent, and a water-soluble radical polymerization initiator (for example, potassium persulfate or the like) is obtained in the obtained emulsion.
  • a water-soluble radical polymerization initiator for example, potassium persulfate or the like
  • known polymerization methods such as suspension polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, miniemulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization (non-emulsifier emulsion polymerization), and microemulsion polymerization can be used.
  • the amount of the fine particles composed of the (meth) acrylate polymer is not particularly limited, but is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component composed of the diene rubber. Preferably, it is 2 to 50 parts by mass, more preferably 3 to 30 parts by mass, and 5 to 20 parts by mass.
  • the rubber composition according to the embodiment includes a reinforcing filler, a silane coupling agent, oil, zinc white, stearic acid, Various additives generally used in rubber compositions, such as anti-aging agents, waxes, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators, can be blended.
  • silica or carbon black is preferably used as the reinforcing filler. More preferably, silica is used to improve the balance between rolling resistance performance and wet grip performance, and silica alone or a combination of silica and carbon black is preferred.
  • the compounding amount of the reinforcing filler is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 parts by mass or 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the silica is not particularly limited, but wet silica such as wet precipitation silica or wet gel silica is preferably used.
  • the BET specific surface area (measured according to the BET method described in JIS K6430) of silica is not particularly limited, and may be, for example, 90 to 250 m 2 / g or 150 to 220 m 2 / g.
  • the compounding amount of silica is not particularly limited and can be appropriately set depending on the application.
  • the amount may be 20 to 150 parts by mass, 20 to 100 parts by mass, or 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It may be part by mass or 40 to 90 parts by mass.
  • silane coupling agent such as sulfide silane or mercaptosilane
  • the amount of the silane coupling agent is preferably 2 to 20% by mass of the silica mass, More preferably, it is 4 to 15% by mass.
  • the carbon black is not particularly limited.
  • carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) JIS K6217-2) of 30 to 120 m 2 / g may be used.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • HAF class N300 series
  • FEF class N500 series
  • GPF class N600 series
  • ASTM grade ASTM grade
  • the blending amount of the vulcanizing agent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • various vulcanization accelerators such as a sulfenamide type
  • the blending amount of the vulcanization accelerator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 7 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. .
  • the rubber composition according to the first embodiment can be prepared by kneading according to a conventional method using a commonly used mixer such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll. That is, for example, in the first mixing stage, other additives excluding the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added to the diene rubber together with the fine particles, and then the final mixture stage is added to the obtained mixture.
  • a rubber composition can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.
  • the rubber composition thus obtained can be used for various rubber members for tires, vibration-proof rubbers, conveyor belts and the like.
  • it is for tires, and includes various uses such as passenger car tires, large tires for trucks and buses, and pneumatic tires of various sizes.
  • Applicable parts of the tire include each part of the tire such as a tread part and a sidewall part.
  • a pneumatic tire according to an embodiment includes a rubber portion made of the rubber composition. More preferably, it is used for a tread rubber constituting a ground contact surface of a pneumatic tire, that is, a preferable application is a rubber composition for a tire tread.
  • the rubber composition is molded into a predetermined shape by extrusion or the like and combined with other parts to produce a green tire. Then, for example, the green tire is vulcanized at 140 to 180 ° C. By doing so, it can be manufactured.
  • the rubber composition according to the first application example includes natural rubber (NR) and / or synthetic isoprene rubber (IR) and styrene butadiene having a glass transition point (Tg) of ⁇ 70 to ⁇ 20 ° C.
  • the fine particles are contained in an amount of 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component including rubber (SBR).
  • SBR having a Tg of ⁇ 70 to ⁇ 20 ° C.
  • SBR-A According to the first application example, it is possible to improve wet grip performance while suppressing a decrease in steering stability of the tire.
  • NR, IR and SBR-A may be used alone or in combination of two or more.
  • NR and SBR-A are used.
  • the ratio of these rubbers in 100 parts by mass of the rubber component is not particularly limited.
  • NR and / or IR may be 20 to 70 parts by mass
  • SBR-A may be 80 to 30 parts by mass
  • NR and / or IR May be 20 to 50 parts by mass
  • SBR-A may be 80 to 50 parts by mass
  • NR and / or IR may be 20 to 40 parts by mass
  • SBR-A may be 80 to 60 parts by mass.
  • the glass transition point of SBR-A is more preferably ⁇ 60 to ⁇ 30 ° C., and may be ⁇ 50 to ⁇ 30 ° C.
  • the glass transition point is a value measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method in accordance with JIS K7121 at a heating rate of 20 ° C./min (measurement temperature range: ⁇ 150 ° C. to 50 ° C.). is there.
  • the above-described modified diene rubber may be used.
  • modified diene rubber modified SBR-A obtained by modifying SBR-A is preferable.
  • modified SBR-A modified with an amino group and / or an alkoxysilyl group may be used.
  • the rubber component may include unmodified SBR-A, modified SBR-A, NR and / or IR. For example, 100 parts by weight of the rubber component is 10 to 40 parts by weight.
  • It may contain unmodified SBR-A, 10 to 40 parts by weight of modified SBR-A, and 20 to 50 parts by weight of NR, or 20 to 40 parts by weight of unmodified SBR-A and 20 to 40 parts by mass of modified SBR-A and 20 to 40 parts by mass of NR.
  • other diene rubbers may be included as long as the effect is not impaired.
  • the amount of the fine particles is 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass, and 8 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition of the first application example preferably contains 20 to 150 parts by mass of silica and 1 to 70 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of silica is preferably 30 to 100 parts by mass, more preferably 50 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of carbon black is preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the reinforcing filler is preferably composed mainly of silica, that is, it is preferable that more than 50% by mass of the reinforcing filler is silica, and more preferably the reinforcing filler. 60% by mass or more is silica.
  • the rubber composition according to the second application example includes a styrene butadiene rubber having a glass transition point of ⁇ 70 to ⁇ 20 ° C. (that is, the above SBR-A) and a butadiene rubber (BR). 1 to 30 parts by mass of the fine particles are contained per 100 parts by mass of the rubber component. According to the second application example, the wet grip performance can be improved while suppressing a decrease in the snow performance of the tire.
  • the rubber component may further contain natural rubber (NR) and / or synthetic isoprene rubber (IR). That is, the rubber component may contain SBR-A, BR, NR and / or IR. For example, the rubber component may contain SBR-A, BR and NR. Note that other diene rubbers may be included as long as the effect is not impaired.
  • NR natural rubber
  • IR synthetic isoprene rubber
  • the ratio of these rubbers in 100 parts by mass of the rubber component is not particularly limited.
  • SBR-A is 20 to 80 parts by mass
  • BR is 20 to 60 parts by mass
  • NR and / or IR is 0 to 30 parts by mass.
  • the SBR-A may be 40 to 70 parts by mass
  • BR may be 30 to 50 parts by mass
  • NR and / or IR may be 0 to 20 parts by mass
  • SBR-A may be 45 to 65 parts by mass
  • BR may be 30 to 30 parts by mass.
  • 50 parts by mass, NR and / or IR may be 5 to 15 parts by mass.
  • the glass transition point of SBR-A is more preferably ⁇ 60 to ⁇ 30 ° C. and may be ⁇ 50 to ⁇ 30 ° C. Further, as the SBR-A, BR, NR and IR, the above-mentioned modified diene rubber may be used. As the modified diene rubber, modified SBR-A obtained by modifying SBR-A is preferable. In one embodiment, modified SBR-A modified with an amino group and / or an alkoxysilyl group may be used.
  • the compounding amount of the fine particles is 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass, and 8 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition of the second application example preferably contains 20 to 150 parts by mass of a reinforcing filler containing carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • a reinforcing filler carbon black alone may be used, or carbon black and silica may be used in combination.
  • the compounding amount of the reinforcing filler is preferably 50 to 100 parts by mass, and may be 60 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of carbon black is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 90 parts by mass, and may be 40 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the blending amount of silica is preferably 0 to 140 parts, preferably 20 to 100 parts by weight, or 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
  • the reinforcing filler may be one containing carbon black as a main component (that is, more than 50% by mass of the reinforcing filler is carbon black), or one containing silica as a main component (that is, reinforcing). More than 50% by mass of the filler may be silica).
  • the use of the rubber composition of the second application example is not particularly limited, but can be suitably used for a tread rubber of a snow tire that requires snow performance.
  • the rubber composition according to the third application example contains 5 to 50 parts by mass of paraffinic oil and 1 to 30 parts by mass of the fine particles with respect to 100 parts by mass of the rubber component made of diene rubber. To do.
  • the above-mentioned fine particles can improve the wet grip performance by improving the loss coefficient tan ⁇ around 0 ° C. without impairing the flexibility at low temperature, and use the paraffin oil together. The effect can be enhanced. Therefore, wet grip performance can be improved while suppressing a drop in ice performance.
  • the paraffinic oil is an oil having a paraffin component content (% C P ) of 50% or more by ring analysis (ndM), and for example, a paraffinic mineral oil marketed as a paraffinic process oil is used. be able to.
  • the blending amount of the paraffinic oil is preferably 10 to 40 parts by mass, and may be 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of the fine particles is 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass, or 8 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber component preferably includes natural rubber and butadiene rubber. More preferably, 100 parts by mass of the rubber component includes 30 to 70 parts by mass of natural rubber and 30 to 70 parts by mass of butadiene rubber, and further preferably 30 to 60 parts by mass of natural rubber and 40 to 70 parts by mass of butadiene rubber. Part.
  • silica and / or carbon black is preferably used as the reinforcing filler, and more preferably, silica and carbon black are used in combination.
  • the compounding amount of silica may be, for example, 10 to 100 parts by mass or 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of carbon black may be, for example, 10 to 100 parts by mass or 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • an antislip material for example, a plant granule such as a ground product of walnuts or a porous carbide of a plant such as a ground product of bamboo charcoal. You may mix
  • the use of the rubber composition of the third application example is not particularly limited, it is excellent in ice performance, and thus is suitably used for a tread rubber of a studless tire.
  • the rubber composition according to the fourth application example has 50 to 150 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 140 to 250 m 2 / g with respect to 100 parts by mass of the rubber component made of diene rubber. And 1 to 30 parts by mass of the fine particles.
  • the rubber composition of the fourth application example may further contain a petroleum resin.
  • the fourth application example in the rubber composition having improved steering stability by compounding carbon black having a small particle diameter, by blending the fine particles, the steering stability is not deteriorated at around 0 ° C.
  • the loss coefficient tan ⁇ of the oil can be improved and the wet grip performance can be improved.
  • by blending the fine particles it is possible to improve the workability by suppressing the tackiness of the unvulcanized rubber by blending the petroleum resin.
  • the rubber component preferably includes styrene butadiene rubber, that is, the rubber component may be styrene butadiene rubber alone or a blend of styrene butadiene rubber and other diene rubber.
  • the rubber component may be styrene butadiene rubber alone or a blend of styrene butadiene rubber and other diene rubber.
  • the other diene rubber is preferably butadiene rubber and / or natural rubber.
  • carbon black having a very small particle diameter having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) (JIS K6217-2) of 140 to 250 m 2 / g is used.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is preferably 160 to 220 m 2 / g, more preferably 180 to 200 m 2 / g.
  • the content of the carbon black is preferably 60 to 120 parts by mass, more preferably 70 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the reinforcing filler may be the carbon black alone, or may be mixed with silica together with the carbon black.
  • the compounding amount of silica is not particularly limited, and may be, for example, 50 parts by mass or less or 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of the fine particles is 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass, or 8 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition of the fourth application example 20 to 80 parts by mass of petroleum resin may be blended with 100 parts by mass of the rubber component.
  • Petroleum resins have a softening point (JIS K2207 ring-and-ball type) of about 70 to 120 ° C. By blending such a resin that softens at a high temperature, grip performance can be improved.
  • the fine particles composed of the (meth) acrylate polymer are blended to process the resin. Can improve sex.
  • Examples of petroleum resins include aliphatic petroleum resins, aromatic petroleum resins, and aliphatic / aromatic copolymer petroleum resins.
  • Aliphatic petroleum resins are resins obtained by cationic polymerization of unsaturated monomers such as isoprene and cyclopentadiene, which are petroleum fractions corresponding to 4 to 5 carbon atoms (C5 fraction) (C5 petroleum resins). It may also be hydrogenated.
  • An aromatic petroleum resin is a resin obtained by cationic polymerization of monomers such as vinyltoluene, alkylstyrene, and indene, which are petroleum fractions (C9 fractions) corresponding to 8 to 10 carbon atoms (C9 petroleum products).
  • the aliphatic / aromatic copolymer petroleum resin is a resin obtained by copolymerizing the C5 fraction and the C9 fraction (also referred to as C5 / C9 petroleum resin), and is hydrogenated. There may be.
  • the blending amount of the petroleum resin is preferably 30 to 60 parts by mass, and may be 40 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the use of the rubber composition of the fourth application example is not particularly limited, it is suitably used for a motor sports tire, particularly its tread rubber.
  • the rubber composition according to the second and third embodiments is obtained by blending fine particles made of a specific polymer with a rubber component made of a diene rubber.
  • the diene rubber as the rubber component is, for example, NR, IR, BR, SBR, NBR, CR, IIR, styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer.
  • examples thereof include polymer rubber and styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • at least one selected from the group consisting of NR, BR and SBR is preferable.
  • the fine particles are not included in the rubber component.
  • each diene rubber listed above include at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an alkoxy group, an alkoxysilyl group, and an epoxy group at the molecular end or molecular chain.
  • a modified diene rubber modified with the functional group by introducing one kind of functional group is also included.
  • modified diene rubber modified SBR and / or modified BR are preferable.
  • the diene rubber may be a modified diene rubber alone or a blend of a modified diene rubber and an unmodified diene rubber.
  • modified SBR in 100 parts by mass of diene rubber, 30 parts by mass or more of modified SBR may be included, 50 to 90 parts by mass of modified SBR and 50 to 10 parts by mass of unmodified diene rubber (eg, BR and / or NR). It may be included.
  • unmodified diene rubber eg, BR and / or NR
  • Fine particles As the fine particles, those composed of a polymer having a structural unit (also referred to as a repeating unit) represented by the following general formula (4) are used.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may be the same or different, and at least one is an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, The remainder is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms.
  • one of R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, and 0 to 2 is an aliphatic hydrocarbon having 1 or 2 carbon atoms.
  • the remaining 3 to 5 are hydrogen atoms.
  • the aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms is preferably an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing at least one double bond, and may be linear or branched. A branched unsaturated hydrocarbon group having one methyl group as a side chain and one or two double bonds is preferred.
  • the aliphatic hydrocarbon group preferably has 4 to 6 carbon atoms. Preferable specific examples include, for example, 4-methyl-3-pentenyl group, 3-methyl-2-butenyl group, 3-methyl-3-butenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, and 2-methyl- A 1,3-butadienyl group may be mentioned.
  • the aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms is preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group, that is, a methyl group or an ethyl group, and more preferably a methyl group.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are any one of R 11 , R 12 and R 13 having 3 to 8 carbon atoms (preferably 4 to 6). And the remaining 5 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group, and at least one of R 15 and R 16 is a hydrogen atom.
  • R 11 , R 12 , R 14 , R 15, and R 16 are hydrogen atoms
  • R 13 may be a 4-methyl-3-pentenyl group (constituent unit derived from ⁇ -myrcene described later).
  • one of R 11 and R 12 is a hydrogen atom and the other is a 3-methyl-2-butenyl group
  • R 13 is a methyl group
  • R 14 , R 15, and R 16 are hydrogen atoms. It may be (a structural unit derived from ⁇ -oscymene described later).
  • the structural unit represented by the formula (4) includes a trans-type structural unit represented by the following general formula (4A) and / or a cis-type structural unit represented by the following general formula (4B). Is included.
  • the structural unit of the formula (4) is a structural unit derived from the compound represented by the following general formula (7), that is, the compound represented by the formula (7) is reacted as a monomer. Is a monomer unit formed by
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 in the formula (7) are the same as in the formula (4).
  • a compound represented by the formula (7) is a compound having an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms bonded to a conjugated diene structure.
  • Specific examples thereof include 2-methyl-4-methylenehexa-1,5-diene, 2-methyl-6-methyleneocta-1,7-diene (ie ⁇ -myrcene), 2-methyl-8-methylenedeca -1,9-diene, 5-methyl-3-methylenehexa-1,4-diene, 7-methyl-3-methyleneocta-1,6-diene (ie ⁇ -myrcene), 9-methyl-3- Methylenedeca-1,8-diene, 3,7-dimethylocta-1,3,7-triene (ie, ⁇ -oximene), 3,9-dimethyldeca-1,3,9-triene, 3,7-dimethyl Octa-1,3,6-triene (ie ⁇ -os), 2-methyl-4-methylenehexa-1,5-diene
  • At least one selected from the group consisting of myrcene, ocimene, alloocimene and cosmene is preferred, and more preferably at least one selected from the group consisting of myrcene and osymene.
  • Myrcene may be ⁇ -myrcene, ⁇ -myrcene, or a mixture thereof.
  • Ocymen may be ⁇ -cymene, ⁇ -cymene (trans or cis), or a mixture thereof.
  • the conjugated diene-containing compound according to a preferred embodiment is at least one selected from the group consisting of ⁇ -myrcene and ⁇ -osimene.
  • the structural unit formed by the compound represented by the formula (7) may be only the structural unit represented by the above formula (4).
  • the structural unit represented by Formula (12) may be formed, and these structural units may be included.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 in the formula (11) and the formula (12) are the same as those in the formula (4).
  • the ratio of each structural unit represented by Formula (4), Formula (11), and Formula (12) is not particularly limited, usually the structural unit of Formula (4) is mainly formed, so in Formula (7)
  • the structural unit of the formula (4) may be 60 to 100 mol% or 70 to 90 mol%.
  • the structural unit of the formula (11) may be 0 to 20 mol% or 3 to 15 mol%.
  • the structural unit of the formula (12) may be 0 to 30 mol% or 5 to 25 mol%.
  • a polymer having a structural unit represented by the following general formula (5) may be used together with the structural unit represented by the formula (4).
  • the addition form of these structural units may be random addition or block addition, and is preferably random addition.
  • R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group.
  • R 18 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and may be linear or branched. R 18 is more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the alkyl (meth) acrylate unit represented by the formula (5) is a structural unit derived from the compound represented by the following general formula (8), that is, using the compound represented by the formula (8) as a monomer. , A monomer unit formed by the reaction of the compound.
  • R 17 and R 18 in the formula (8) are the same as those in the formula (5).
  • alkyl (meth) acrylate examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and isopropyl (meth) acrylate.
  • a polymer having a structural unit represented by the following general formula (6) together with the structural unit represented by the general formula (4) may be used.
  • the addition form of these structural units may be random addition or block addition, and is preferably random addition.
  • R 19 represents a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.
  • R 20 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (that is, a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms), more preferably a hydrogen atom or carbon
  • An alkyl group of 1 to 4; R 20 may be in any of the ortho (o-) position, the meta (m-) position, and the para (p-) position of the aromatic ring, and is preferably the meta position and / or the para position.
  • the aromatic vinyl unit represented by the formula (6) is a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (9), that is, using the compound represented by the formula (9) as a monomer, It is a monomer unit formed by the reaction of a compound.
  • R 19 and R 20 in formula (9) are the same as in formula (6).
  • Examples of the compound represented by the formula (9) include styrene, ⁇ -methylstyrene, methylstyrene (ortho position, meta position, para position, or a mixture of two or more thereof), Ethyl styrene (ortho position, meta position, para position or a mixture of two or more thereof), propyl styrene (ortho position, meta position, para position or a mixture of two or more thereof), isopropyl styrene (ortho position, meta position) , Para-position or a mixture of two or more thereof), butylstyrene (ortho-position, meta-position, para-position or a mixture of two or more thereof), isobutylstyrene (ortho-position, meta-position, para-position or these two kinds) Mixture of the above), t-butylstyrene (ortho, meta, para, or a mixture of two or more thereof), Ethyl
  • a polymer having a structural unit represented by the formula (4), a structural unit represented by the formula (5), and a structural unit represented by the formula (6) is used as the polymer constituting the fine particles. May be.
  • the addition form of these structural units may be random addition or block addition, and is preferably random addition.
  • the polymer constituting the fine particles includes at least one monomer selected from the group consisting of ⁇ -myrcene and ⁇ -osimene, methyl methacrylate, styrene, 4-methylstyrene, and 4-tert-butyl. It may be formed by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of styrene.
  • the polymer constituting the fine particles is a homopolymer of a conjugated diene-containing compound of formula (7), or a conjugated diene-containing compound of formula (7) and an alkyl (meth) acrylate of formula (8) and / or formula (9). ) May be a copolymer with an aromatic vinyl compound, but according to a more preferred embodiment, it is a polymer having a crosslinked structure formed by crosslinking a monomer containing a conjugated diene-containing compound in the presence of a polyfunctional vinyl monomer. . That is, in a preferred embodiment, the polymer constituting the fine particles includes the structural unit of the formula (4) (with the structural unit of the formula (4) and / or the structural unit of the formula (5).
  • a structural unit may be included.), A structural unit derived from a polyfunctional vinyl monomer is included, and the structural unit derived from the polyfunctional vinyl monomer has a cross-linking structure.
  • the polyfunctional vinyl monomer those exemplified in the first embodiment can be used.
  • the ratio of each structural unit is not particularly limited.
  • the molar ratio of the structural unit of the formula (4) may be 10 mol% or more, 30 mol% or more, and 60 mol% as the molar ratio with respect to all the structural units (all repeating units) constituting the polymer. That's all.
  • the upper limit of the molar ratio is not particularly limited.
  • the above polyfunctional vinyl monomer when added, it may be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.
  • the molar ratio of the structural unit derived from the compound of the formula (7) may be 15 mole% or more, 45 mole% or more, 90 mole% or more as the mole ratio with respect to all the structural units, and the upper limit. May be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.
  • the molar ratio of the structural unit based on the polyfunctional vinyl monomer may be 0.5 to 20 mol%, 1 to 10 mol%, or 1 to 5 mol% as the molar ratio with respect to all the structural units.
  • the molar ratio of each structural unit to the total structural units of the polymer is You may set as follows. That is, the molar ratio of the structural units of the formula (4) may be 10 to 80 mol%, and the total molar ratio of the structural units of the formulas (5) and (6) may be 5 to 80 mol%. The molar ratio of the structural units of the formula (4) may be 30 to 70 mol%, and the total molar ratio of the structural units of the formulas (5) and (6) may be 10 to 50 mol%.
  • the molar ratio of the structural unit derived from the compound of formula (7) may be 15 to 90 mol% or 45 to 85 mol% as the molar ratio with respect to the total structural units.
  • the molar ratio with respect to all the structural units may be 5 to 80 mol% or 10 to 50 mol%, respectively. Good.
  • the molar ratio to the total structural unit is 3 to 60 mol% of the structural unit of the formula (5) and the structural unit of the formula (6).
  • the structural unit may be 3 to 60 mol%
  • the structural unit of the formula (5) may be 5 to 30 mol%
  • the structural unit of the formula (6) may be 5 to 30 mol%.
  • the polymer constituting the fine particles is basically composed of a structural unit derived from the compound of the formula (7) and the above-mentioned vinyl monomer (that is, a compound of the formula (8), a compound of the formula (9)).
  • Compound and polyfunctional vinyl monomer and the total molar ratio of these structural units to all the structural units is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more. 100 mol% may be sufficient.
  • the glass transition point (Tg) of the fine particles made of the above polymer is set in the range of ⁇ 70 to 0 ° C.
  • the glass transition point can be set according to the monomer composition constituting the polymer. When the glass transition point is 0 ° C. or lower, it is possible to more effectively suppress deterioration in low-temperature performance. Further, when the glass transition point is ⁇ 70 ° C. or higher, the effect of improving wet grip performance can be enhanced.
  • the glass transition point of the fine particles is preferably ⁇ 50 to ⁇ 10 ° C., more preferably ⁇ 40 to ⁇ 20 ° C.
  • the average particle diameter of the fine particles is 10 to 1000 nm.
  • the method for producing the fine particles is not particularly limited, and can be synthesized using, for example, known emulsion polymerization.
  • a preferred example is as follows. That is, a monomer containing a conjugated diene-containing compound of the formula (7) is dispersed in an aqueous medium such as water in which an emulsifier is dissolved together with a polyfunctional vinyl monomer as a crosslinking agent, and water-soluble radical polymerization is initiated in the obtained emulsion.
  • an agent for example, a peroxide such as potassium persulfate
  • radical polymerization fine particles composed of the above polymer are generated in the aqueous medium, so that the fine particles can be obtained by separating from the aqueous medium.
  • the compounding amount of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component made of diene rubber.
  • the amount is 2 to 50 parts by mass, and more preferably 3 to 30 parts by mass.
  • the rubber composition according to the second embodiment includes a reinforcing filler, a silane coupling agent, oil, zinc white, stearic acid, Various additives generally used in rubber compositions, such as anti-aging agents, waxes, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators, can be blended.
  • silica such as wet silica and / or carbon black is preferably used. More preferably, silica is used to improve the balance between rolling resistance performance and wet grip performance, and silica alone or a combination of silica and carbon black is preferred.
  • the reinforcing filler is preferably composed mainly of silica, that is, 50% by mass or more of the reinforcing filler is silica.
  • the compounding amount of the reinforcing filler is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 parts by mass or 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the amount of silica is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 120 parts by mass or 30 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the blending amount of the silane coupling agent is preferably 2 to 20% by mass, more preferably 4 to 15% by mass. %.
  • the average particle diameter of the fine particles is a particle diameter (50% diameter: D50) at an integrated value of 50% in a particle size distribution measured by a dynamic light scattering method (DLS), and is a dynamic light scattering light intensity manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. It was measured by a photon correlation method (based on JIS Z8826) using a meter “DLS-8000” (angle of incident light and detector 90 °).
  • Tg of the fine particles was measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method according to JIS K7121 at a heating rate of 20 ° C./min (measurement temperature range: ⁇ 150 ° C. to 150 ° C.).
  • the fine particle 1 was analyzed by 13 C-NMR for the chemical structure of the polymer.
  • the molar ratio of each structural unit was 97 mol% for the structural unit of the formula (2) and 3.0 mol% for the EGDM structural unit.
  • the average particle diameter of the fine particles 3 was 60 nm, and Tg was ⁇ 32 ° C.
  • the structural unit of formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 78 mol%
  • the structural unit of formula (3) derived from 2-ethylhexyl methacrylate. was 19 mol%
  • the EGDM constitutional unit was 3.0 mol%.
  • the average particle diameter of the fine particles 4 was 60 nm, and Tg was ⁇ 24 ° C.
  • 49 mol% of the structural unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was obtained, and the structural unit of the formula (3) derived from 2-ethylhexyl methacrylate.
  • the EGDM constitutional unit was 3.0 mol%.
  • Fine Particle 7 Fine particles 7 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of water was 122 g and the amount of ethanol was 13.0 g. The average particle diameter of the fine particles 7 was 60 nm, and Tg was ⁇ 37 ° C. As a result of 13 C-NMR analysis of the fine particles 7, the constitutional unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 97 mol% and the EGDM constitutional unit was 3 mol%.
  • the average particle diameter of the fine particles 9 was 62 nm, and Tg was ⁇ 39 ° C.
  • the constitutional unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 56 mol%
  • the constitutional unit of the formula (1) derived from n-dodecyl methacrylate.
  • 25 mol%, methacrylonitrile-derived structural unit of formula (10) was 16 mol%
  • EGDM structural unit was 3 mol%.
  • the average particle diameter of the fine particles 10 was 58 nm, and Tg was ⁇ 25 ° C.
  • the constituent unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 69 mol%, and the formula (10 derived from 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate ) was 28 mol% and EGDM structural unit was 3 mol%.
  • the average particle diameter of the fine particles 12 was 60 nm, and Tg was ⁇ 39 ° C.
  • the constitutional unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 35 mol%
  • the constitutional unit of the formula (1) derived from n-dodecyl methacrylate.
  • the glycidyl methacrylate-derived structural unit of the formula (10) was 18 mol%
  • the EGDM structural unit was 3 mol%.
  • the constitutional unit of the formula (2) derived from 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate was 68 mol% and the constitution of the formula (10) derived from 2-hydroxyethyl methacrylate.
  • the unit was 29 mol%, and the EGDM constitutional unit was 3 mol%.
  • Fine Particle 15 Fine Particle 15 (Comparative Example)
  • Fine particles 15 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that ethyl acrylate was used instead of 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate used for the synthesis of fine particles 1.
  • the average particle diameter of the fine particles was 60 nm, and Tg was ⁇ 25 ° C.
  • Anti-aging agent “NOCRACK 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Stearic acid “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
  • Sulfur 1 "Sulfur powder for rubber 150 mesh” manufactured by Hosoi Chemical Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator 1 “Noxeller CZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Secondary vulcanization accelerator “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Fine particles 1 to 6, 16, and 17 synthesized in the above synthesis examples 1 to 6, 16, and 17
  • Polymer 1 Aromatic aliphatic copolymer petroleum resin “Petrotac 100” manufactured by Tosoh Corporation ⁇
  • Polymer 2 Liquid styrene butadiene rubber “Kuraprene L-SBR820” manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • Polymer 3 synthesized in Synthesis Example 18 above.
  • the test piece of a predetermined shape is produced by vulcanizing in 160 degreeC x 20 minutes, and the dynamic viscoelasticity test is done using the obtained test piece, and 0 degreeC and 60 degreeC Tan ⁇ at -10 ° C. and storage elastic modulus E ′ at ⁇ 10 ° C. were measured, and hardness at normal temperature (23 ° C.) was measured.
  • the measuring method is as follows.
  • tan ⁇ Using a rheometer E4000 manufactured by UBM, the loss factor tan ⁇ was measured under the conditions of a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a temperature of 0 ° C. The index was displayed. The larger the index, the larger the tan ⁇ , and the better the wet grip performance.
  • E ′ The index was calculated by changing the temperature to ⁇ 10 ° C. and measuring the storage elastic modulus E ′ at ⁇ 10 ° C. under the same conditions as 0 ° C. tan ⁇ and setting the value of Comparative Example 1 as 100. displayed. The smaller the index, the smaller the E ′ and the better the low temperature performance.
  • Comparative Example 4 in which petroleum resin was blended instead of fine particles, as in Comparative Examples 2 and 3, the low temperature performance was significantly deteriorated and the rolling resistance performance was also deteriorated. Further, in Comparative Example 5 in which liquid rubber was blended, the hardness decrease at room temperature was large. On the other hand, although the glass transition point is low, Comparative Example 6 containing a (meth) acrylate polymer that is not fine particles is inferior to Examples 1 to 6 in terms of the balance between wet grip performance and normal temperature hardness. Met.
  • SBR2 Unmodified SBR, "SL563” manufactured by JSR Corporation SBR3: amino group terminal-modified SBR, “# 9590” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • SBR4 hydroxyl group-modified SBR, “Toughden E580” manufactured by Asahi Kasei Corporation -SBR5: carboxyl group terminal modified SBR, "Nippol LX421” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • Fine particles 15 Fine particles obtained by the method described in Synthesis Example 15 Cross-linked rubber particles: “Nanoprene BM350H” styrene butadiene rubber gel (Tg: ⁇ 35 ° C.) manufactured by LANXESS.
  • the test piece of a predetermined shape is produced by vulcanizing in 160 degreeC x 20 minutes, and the dynamic viscoelasticity test is done using the obtained test piece, and 0 degreeC and 60 degreeC The tan ⁇ was measured. Further, the tear strength was measured.
  • the results are shown in Tables 2 and 3. The measuring method is as follows.
  • Tear strength The tear strength of the test piece was measured in accordance with JIS K6252, and the values of Comparative Example 11 in Table 2 and the values of Comparative Example 16 in Table 2 were each expressed as an index. A larger index indicates better tear resistance.
  • Example 18 blended with fine particles 1 improved wet grip performance while suppressing deterioration of rolling resistance performance, compared to Comparative Example 16 as a control. However, the tearing performance decreased.
  • Table 2 in the blended system using the modified SBR, the rolling resistance performance of Examples 11 to 17 in which fine particles 1, 2, 4, and 5 were blended with respect to Comparative Example 11 as a control. The wet grip performance was remarkably improved while suppressing the deterioration of the film and maintaining or improving the tear resistance.
  • Comparative Examples 12 and 13 in which fine particles 15 and 16 made of a non-regulated (meth) acrylate polymer are blended not only the improvement effect of wet grip performance is small, but also the rolling resistance performance is deteriorated. In addition, the tear resistance was deteriorated.
  • Comparative Example 14 in which crosslinked rubber particles were blended instead of fine particles made of a (meth) acrylate polymer not only the effect of improving wet grip performance was small, but also the rolling resistance performance and tear resistance were deteriorated.
  • Comparative Example 15 in which a (meth) acrylate polymer that was not fine particles was blended not only the effect of improving wet grip performance was small, but also the tear resistance was deteriorated.
  • Fine particles 7 to 14 Fine particles obtained by the method described in Synthesis Examples 7 to 14 Each rubber composition obtained was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes to prepare a test piece having a predetermined shape. Using the obtained test piece, a dynamic viscoelasticity test was performed to measure tan ⁇ at 0 ° C. and 60 ° C. Further, the tear strength was measured. The measurement method of tan ⁇ at 0 ° C. and 60 ° C. is the same as in Experiment (1), and the measurement method of tensile strength is the same as in Experiment (2), except that the value of Comparative Example 21 is 100. Expressed as an index. The results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 21 as a control was Example 20, in which fine particles 7 were blended, wet grip was maintained while suppressing deterioration of rolling resistance performance and maintaining or improving tear resistance. The performance could be remarkably improved.
  • Example 21 to 27 by adding the fine particles 8 to 14 having a predetermined functional group, the rolling resistance performance can be further improved with respect to Example 20, while maintaining or improving the tear resistance. The balance between low fuel consumption and wet grip performance could be improved.
  • Comparative Example 22 in which the crosslinked rubber particles were blended not only the effect of improving the wet grip performance was small, but also the rolling resistance performance and the tear resistance were deteriorated.
  • Aroma oil “Process NC140” manufactured by JX Nippon Oil & Energy ⁇ Petroleum resin 1: “Petrotac 90” manufactured by Tosoh Corporation ⁇ Zinc flower 2: “Zinc flower 3" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. ⁇ Wax: Nippon Seiki Co., Ltd. “OZOACE0355” ⁇ Sulfur 2: “Powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. ⁇ Vulcanization accelerator 2: “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. -Vulcanization accelerator 3: "Soccinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • a pneumatic radial tire (tire size: 215 / 45ZR17) was produced by vulcanizing and molding the obtained rubber composition as a tread rubber according to a conventional method. About the obtained tire, steering stability and wet grip performance were evaluated. Each measurement / evaluation method is as follows.
  • Steering stability Sensory evaluation (feeling) of steering stability was performed by mounting four test tires on a car and a test driver traveling on a dry road surface.
  • the control stability evaluation in the control A1 is displayed as an index with the index being 100, and the larger the index, the better the steering stability.
  • Results are as shown in Table 5.
  • the wet grip performance was improved in A2 containing a petroleum resin, the steering stability was lowered.
  • the improvement effect of wet grip performance was small in A3 which mix
  • A4 using a TBR having a high Tg the effect of improving wet grip performance was small and steering stability was inferior to A1.
  • the microparticles 1 made of a specific (meth) acrylate polymer were blended, the steering stability was inferior to A1 because it was combined with SBR having a high Tg.
  • A6-16 in which fine particles of a specific (meth) acrylate polymer are blended with a rubber component of SBR and NR having a specific Tg, wet grip while maintaining steering stability. The performance could be improved significantly.
  • Results are as shown in Table 6.
  • B2 containing petroleum resin improved wet grip performance, but decreased snow performance.
  • the improvement effect of wet grip performance was small in B3 which mix
  • B4 using SBR having a high Tg the effect of improving wet grip performance was small and snow performance was inferior to B1.
  • B5 although the fine particle 1 which consists of a specific (meth) acrylate type polymer was mix
  • BR2 “BR01” manufactured by JSR Corporation (Hicis BR, cis 1,4 bond content 95%)
  • Carbon black 2 “Seast KH” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
  • a pneumatic radial tire (tire size: 195 / 65R15) was produced by vulcanizing and molding the obtained rubber composition as a tread rubber according to a conventional method. About the obtained tire, ice performance and wet grip performance were evaluated. Each measurement / evaluation method is as follows.
  • tires for motor sports (tire size: 31 / 71-18) were produced by vulcanization molding according to a conventional method using each rubber composition as a tread rubber. The obtained tire was evaluated for wet grip performance.
  • Each measurement / evaluation method is as follows.
  • the modulus at 100% elongation (100% tensile stress: S100) was measured at 100 ° C with an automatic tensile tester manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd. It was displayed as an index with the value of control D1 being 100.
  • the modulus at 100 ° C. is an index of steering stability in a motor sports tire, and the larger the index, the higher the S100 and the better the steering stability.
  • Results are as shown in Table 8.
  • D2 in which crosslinked rubber particles were blended had a small effect of improving processability and the steering stability was also impaired.
  • D3 although the fine particles 1 composed of a specific (meth) acrylate polymer were blended, since the small particle size carbon black was not used, the steering stability and wet grip performance were inferior to D1.
  • D4-14 which combines fine particles of small particle size carbon black and a specific (meth) acrylate polymer, improves wet grip performance and processability while maintaining or improving steering stability. We were able to.
  • the fine particle E1 was analyzed by 13 C-NMR for the chemical structure of the polymer.
  • structural units of the formula (4), formula (11) and formula (12) (wherein R 11 , R 12 , R 14 , R 15 and R 16 are hydrogen atoms, R 13 is a 4-methyl-3-pentenyl group), and an EGDM structural unit.
  • the molar ratio of each structural unit is 72 mol% of the structural unit of the formula (4),
  • the structural unit of the formula (11) was 6.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 19 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 60 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 5.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 16 mol%
  • the structural unit of the formula (5) (wherein R 17 and R 18 are both methyl groups) was 16 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 37 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 2.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 8.0 mol%
  • the structural unit of the formula (5) was 50 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural units of the formula (4), the formula (11) and the formula (12) (wherein one of R 11 and R 12 is a hydrogen atom and the other is Is a 3-methyl-2-butenyl group, R 13 is a methyl group, R 14 , R 15 and R 16 are hydrogen atoms), and a structural unit of the formula (5) and an EGDM structural unit,
  • the molar ratio of the structural unit of formula (4) is 60 mol%
  • the structural unit of formula (11) is 6.0 mol%
  • the structural unit of formula (12) is 16 mol%
  • the structural unit of formula (5) Was 15 mol%
  • the EGDM constitutional unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) is 60 mol%
  • the structural unit of the formula (11) is 5.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 16 mol%
  • the structural unit of the formula (6) (wherein R 19 and R 20 are both hydrogen atoms) was 16 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 58 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 5.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 18 mol%
  • the structural unit of the formula (6) (wherein R 19 was a hydrogen atom and R 20 was a tert-butyl group) was 16 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 60 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 5.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 16 mol%
  • the structural unit of the formula (5) was 8.0 mol%
  • the structural unit of the formula (6) was 8.0 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 42 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 4.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 11 mol%
  • the structural unit of the formula (5) was 20 mol%
  • the structural unit of the formula (6) was 20 mol%
  • the EGDM structural unit was 3.0 mol%.
  • the structural unit of the formula (4) was 72 mol%
  • the structural unit of the formula (11) was 5.0 mol%
  • the structural unit of the formula (12) was 20 mol%
  • the structural unit derived from divinylbenzene was 3.0 mol%.
  • Fine particles E1 to E10 synthesized in the above synthesis examples E1 to E10.
  • the test piece of a predetermined shape is produced by vulcanizing in 160 degreeC x 20 minutes, and the dynamic viscoelasticity test is done using the obtained test piece, and 0 degreeC and 60 degreeC Tan ⁇ at -10 ° C. and storage elastic modulus E ′ at ⁇ 10 ° C. were measured, and hardness at normal temperature (23 ° C.) was measured.
  • These measurement methods were the same as those in Experiment (1), except that all were expressed as indices with the value of Comparative Example 31 as 100. The results are shown in Table 9.
  • Comparative Example 32 in which the fine particle E10 made of an isoprene-based polymer was blended, not only the effect of improving the wet grip performance was small, but also the rolling resistance performance was deteriorated, and the low temperature performance was also impaired.
  • Comparative Example 33 in which petroleum resin was blended instead of fine particles, not only the effect of improving wet grip performance was small, but also the low-temperature performance was significantly deteriorated, and the hardness was lowered at room temperature. Further, in Comparative Example 34 in which liquid rubber was blended, the hardness decrease at room temperature was large.

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Abstract

実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分と、特定の重合体からなるガラス転移点が-70~0℃の微粒子を含む。微粒子は、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もの、又は、式(4)で表される構成単位を有する重合体からなる微粒子である。式(1)中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数4~18のアルキル基。式(4)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16は少なくとも1つが炭素数3~8の脂肪族炭化水素基、残りが水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基。

Description

ゴム組成物及び空気入りタイヤ
 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。
 従来、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。
 特許文献1には、転がり抵抗性能を悪化させることなくウェットグリップ性能を向上させるために、ナフサの熱分解によるC5留分とスチレン又はビニルトルエンの共重合樹脂を配合することが提案されている。この場合、ウェットグリップ性能を向上させることはできるが、常温でのゴム組成物の硬度低下による操縦安定性の低下という課題がある。また、低温においてゴム組成物の弾性率が上昇してグリップ性能が悪化するため、低温性能にも課題がある。
 特許文献2には、路面グリップ力に優れ、破壊強度及び耐摩耗性良好にしてかつ耐熱性に優れるゴム組成物を提供することを目的として、ゴム成分として2000~50000の分子量を有する低分子量ビニル芳香族・ジエン共重合体(スチレンブタジエン液状ポリマー)を配合することが開示されている。この場合、得られるゴム組成物の硬度低下が大きく、タイヤに採用した際の操縦安定性が低下してしまう。
 特許文献3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配合することが開示されている。しかしながら、特定の粒径を持つ微粒子状の(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。
 一方、架橋ゴム粒子であるゴムゲルを、ジエン系ゴムからなるゴム組成物に配合する技術が知られている。例えば、特許文献4には、転がり抵抗が小さく優れた反発弾性を有するゴム弾性体を得るために、変性ジエン系ゴムと、架橋ゴム粒子と、シリカを混練することが開示されている。この文献では、変性ジエン系ゴムによりシリカの分散性が高くなる一方で、架橋ゴム粒子によりシリカを排斥することでシリカを部分的に偏在化させている。また、特許文献5には、スチレンブタジエンゴムゲルを配合することにより、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能を両立することが開示されている。しかしながら、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能を高度に改良するには至っていない。
 特許文献6には、(メタ)アクリル酸アルキルエステルポリマーの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、この文献において、該粒子は、スタッドレスタイヤのトレッド面にミクロな凹凸を形成することで氷上摩擦抵抗を向上させるものである。そのため、粒径が0.1μm~100μm、好ましくは1μm~30μmと比較的大きいものを用いる必要がある。より粒径の小さい微粒子状の(メタ)アクリレート系重合体を配合することにより、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上できることについての開示はみられない。
 特許文献7には、式≡Si-Xで表される反応性シリル基(式中、Xはヒドロキシルまたは加水分解可能な基である)を持つ非芳香族ビニルポリマー(例えば、(メタ)アクリレートの重合体)のナノ粒子を、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、この文献において、該ナノ粒子は補強性充填剤として用いられており、カップリング剤との併用による補強性を発揮するために、反応性シリル基を持つことが必須となっている。反応性シリル基を持たない(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を用いることにより、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上できることについての開示はみられない。
 ところで、特許文献8には、スチレンブタジエンゴムの分子鎖中にミルセンなどの分岐共役ジエン成分を導入した分岐共役ジエン共重合体を、タイヤ用ゴム組成物のゴム成分として利用することが開示されている。しかしながら、この文献は、スチレン含量の高いスチレンブタジエンゴムの特性改善を狙いとして、上記分岐共役ジエン化合物を共重合体の構成単位として導入するものである。該共重合体はゴム成分として用いられるものであることから、低温特性の低下を抑えることは容易ではない。
特開平09-328577号公報 特開昭61-203145号公報 WO2015/155965A1 WO2012/111640A1 特開平10-204217号公報 特開2012-158710号公報 特表2009-542827号公報 特開2014-088544号公報
 本発明の実施形態は、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、タイヤ用途に用いたときのウェットグリップ性能を向上す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。
 本発明の実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分に対し、特定の重合体からなるガラス転移点が-70~0℃の微粒子を配合することに特徴があり、以下の実施形態を含む。
 第1実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(1)で表される構成単位を有しかつ反応性シリル基を持たない(メタ)アクリレート系重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10nm以上100nm未満の微粒子を、1~100質量部含有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 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。
 第2実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(4)で表される構成単位を有する重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10~1000nmの微粒子を、1~100質量部含有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(4)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、同一又は異なってもよく、少なくとも1つは炭素数3~8の脂肪族炭化水素基を表し、残りは水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基を表す。
 第3実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(7)で表される化合物由来の構成単位を有する重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10~1000nmの微粒子を、1~100質量部含有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(7)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、同一又は異なってもよく、少なくとも1つは炭素数3~8の脂肪族炭化水素基を表し、残りは水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基を表す。
 一実施形態に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物を含むものである。
 実施形態によれば、ジエン系ゴムに上記特定の重合体からなる微粒子を配合することにより、タイヤ用途に用いたときに、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することができる。
 [第1実施形態]
 第1実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分に、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を配合してなるものである。
 (a)ゴム成分
 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、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。
 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、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシル基、アルコキシシリル基、及びエポ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。変性ジエン系ゴムとしては、変性SBR及び/又は変性BRが好ましい。
 一実施形態において、ゴム成分は、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、シリル基、及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも1種の官能基を有するスチレンブタジエンゴム、即ち変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)を含んでもよい。このような官能基を持つ変性SBRを用いることにより、シリカの粒子表面のシラノール基や上記微粒子のエステル基との間で相互作用(水素結合などの分子間力や親和性を含む概念である。)が得られると考えられる。そのため、マトリックス相をなすジエン系ゴム中にシリカ及び上記微粒子が高分散化されるものと考えられ、タイヤに用いたときの低燃費性とウェットグリップ性能と耐引裂特性をバランスよく改善することができる。
 これらの官能基において、アミノ基は、1級アミノ基(-NH2)だけでなく、2級アミノ基もしくは3級アミノ基でもよい。なお、2級又は3級アミノ基の場合、置換基である炭化水素基の炭素数は合計で15以下であることが好ましく、より好ましくは10以下である。シリル基は、-SiH3で表される狭義のシリル基だけでなく、ケイ素原子に結合した水素原子の少なくとも1つがヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシル基、アルキレン基、エーテル基などの置換基で置換された置換シリル基でもよい。例えば、シリル基としては、-SiL123が挙げられる(ここで、L1、L2、L3は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシル基、-(L4-O)p-L5、又は、-O-(L6-O)q-L7でもよい。アルキル基としては炭素数1~5のものが好ましく、アルコキシル基としては炭素数1~4のものが好ましい。-(L4-O)p-L5及び-O-(L6-O)q-L7で表されるアルキルポリエーテル基において、L4は炭素数1~4のアルキレン基、L5は炭素数1~16のアルキル基、pは1~20、L6は炭素数1~4のアルキレン基、L7は炭素数1~16のアルキル基、qは1~20であることが好ましい。)。好ましくは、シリル基としては、アルキルシリル基又はアルコキシシリル基であり、更に好ましくはアルコキシシリル基である。アルコキシシリル基としては、例えばトリアルコキシシリル基、アルキルジアルコキシシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基が挙げられ、好ましくはトリエトキシシリル基又はトリメトキシシリル基などのトリアルコキシシリル基である。
 変性SBRの官能基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、及びシリル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、より好ましくは、アミノ基、ヒドロキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群から選択される少なくとも1種である。
 上記の官能基は、スチレンブタジエンゴムの少なくとも一方の末端に導入されてもよく、あるいはまた分子鎖中に導入されてもよい。すなわち、SBRの分子鎖の少なくとも一方の末端に官能基が導入された末端変性SBRでもよく、SBRの主鎖に官能基が導入された主鎖変性SBRでもよく、主鎖及び末端に官能基が導入された主鎖末端変性SBRでもよい。このような官能基を有する変性SBR自体は公知であり、その製造方法等は限定されるものではない。例えば、アニオン重合で合成されたスチレンブタジエンゴムを変性剤で変性することで、上記官能基を導入してもよい。
 一実施形態において、ゴム成分は、変性ジエン系ゴム単独でもよく、変性ジエン系ゴムと未変性のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。ゴム成分は、変性SBR単独でもよく、変性SBRと他のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。その場合、変性SBRとしては、1種のみを用いてもよく、2種以上の変性SBRを組み合わせて用いてもよい。
 より詳細には、ゴム成分100質量部は、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。一実施形態において、ゴム成分100質量部は、変性SBRを50~90質量部と、未変性ジエン系ゴム(例えば、BR及び/又はNR)を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。
 (b)微粒子
 上記微粒子としては、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(メタ)アクリレート系重合体からなるものが用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 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。
 該(メタ)アクリレート系重合体は、1種又は2種以上のアルキル(メタ)アクリレートを含むモノマーを重合してなるものである。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。
 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。
 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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 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。
 式(2)の構成単位は、式(1)中のR2が下記一般式(2A)で表される場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(2A)中のZは、式(2)のZと同じである。
 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。かかるイソアルキル基を有する(メタ)アクリレート(より好ましくは、メタクリレート)を用いることにより、本実施形態による効果を高めることができる。式(2)及び(2A)中のZは、炭素数5~12のアルキレン基であることが好ましく、より好ましくは炭素数6~10のアルキレン基である。特に好ましくは、炭素数7のアルキレン基であり、一例として、(メタ)アクリレート系重合体は、メタクリル酸イソデシルを含むモノマーの重合体であることが好ましい。
 他の実施形態において、上記(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(3)で表される構成単位を有する、重合体でもよく、あるいはまた、式(2)で表される構成単位と式(3)で表される構成単位を有する、重合体でもよい。後者の場合、両構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 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。Q1は、炭素数1~6(より好ましくは1~3)のアルキレン基(即ち、アルカンジイル基)であり、直鎖でも分岐でもよく(好ましくは直鎖)、同一分子中のQ1は同一でも異なってもよい。Q2は、メチル基又はエチル基であり(好ましくはエチル基)、同一分子中のQ2は同一でも異なっていてもよい。
 式(3)の構成単位は、式(1)中のR2が下記一般式(3A)で表される場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(3A)中、Q1及びQ2は、それぞれ式(3)のQ1及びQ2と同じである。
 (メタ)アクリレート系重合体が、このような式(2)の構成単位と式(3)の構成単位との共重合体であることにより、常温硬度の低下と低温弾性率の上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能のバランスを改良する、という効果を高めることができる。
 ここで、式(3)の構成単位を生じる(メタ)アクリレートの具体例としては、上記列挙のアルキル(メタ)アクリレートのうち、(メタ)アクリル酸n-アルキルおよび(メタ)アクリル酸イソアルキルを除くものが挙げられ、特に好ましくは、メタクリル酸2-エチルヘキシルである。
 このような共重合体の場合、式(2)の構成単位と式(3)の構成単位の比率(共重合比)は、特に限定されない。例えば、式(2)の構成単位/式(3)の構成単位のモル比で、30/70~90/10でもよく、40/60~85/15でもよい。
 本実施形態に係る微粒子を構成する(メタ)アクリレート系重合体は、上記のアルキル(メタ)アクリレートのみの重合体でもよいが、より好ましい実施形態によれば、アルキル(メタ)アクリレートを、多官能ビニルモノマーの存在によって架橋してなる架橋構造の重合体である。すなわち、好ましい実施形態において、(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。
 多官能ビニルモノマーとしては、フリーラジカル重合によって重合可能な少なくとも2個のビニル基を有する化合物が挙げられ、例えば、ジオールまたはトリオールのジ(メタ)アクリレートまたはトリ(メタ)アクリレート(ここで、ジオールまたはトリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。); メチレンビス-アクリルアミドなどのアルキレンジ(メタ)アクリルアミド; ジイソプロペニルベンゼン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンなどの少なくとも2個のビニル基を持つビニル芳香族化合物などが挙げられ、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。
 (メタ)アクリレート系重合体は、基本的には式(1)の構成単位からなり、即ち式(1)の構成単位を主成分とするが、効果を損なわない範囲で他のビニル系化合物を併用してもよい。特に限定するものではないが、(メタ)アクリレート系重合体を構成する全構成単位(全繰り返し単位)に対する式(1)の構成単位のモル比が50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは80モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上である。式(1)の構成単位のモル比の上限は、特に限定しないが、例えば上記の多官能ビニルモノマーを添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。多官能ビニルモノマーに基づく構成単位のモル比は、0.5~20モル%でもよく、1~10モル%でもよく、1~5モル%でもよい。
 一実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(2)の構成単位を有する重合体である場合、当該重合体の全構成単位に対する式(2)の構成単位のモル比は25モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上であり、50モル%以上でもよく、80モル%以上でもよい。当該モル比の上限は、特に限定しないが、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。
 一実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(3)の構成単位を有する重合体である場合、当該重合体の全構成単位に対する式(3)の構成単位のモル比は25モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上であり、50モル%以上でもよく、80モル%以上でもよい。当該モル比の上限は、特に限定しないが、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。
 また、他の実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(2)の構成単位と式(3)の構成単位の共重合体である場合、当該共重合体の全構成単位に対する式(2)の構成単位のモル比が25~90モル%で、式(3)の構成単位のモル比が5~60モル%でもよく、式(2)の構成単位のモル比が35~85モル%で、式(3)の構成単位のモル比が8~55モル%でもよい。また、式(2)の構成単位と式(3)の構成単位のモル比の合計で80モル%以上でもよく、90モル%以上でもよく、またその上限は、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。
 本実施形態では、上記(メタ)アクリレート系重合体として、反応性シリル基を持たないものを用いる。すなわち、本実施形態において、微粒子はシリカを代替する補強性充填剤として配合するものではないので、該微粒子を構成する(メタ)アクリレート系重合体の分子末端又は分子鎖中に反応性シリル基を有していないものを用いる。これにより、常温硬度の低下と低温弾性率の上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能のバランスを改良するとの本実施形態の効果を有効に発揮することができると考えられる。ここで、反応性シリル基とは、式≡Si-Xで表される官能基(式中、Xはヒドロキシルまたは加水分解可能な基である。)であり、1~3個のヒドロキシル基又は加水分解可能な1価の基が4価のケイ素原子に結合した構造を有する基である。Xとしては、ヒドロキシル基、アルコキシル基、及びハロゲン原子が挙げられる。
 本実施形態において、上記(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子のガラス転移点(Tg)は-70~0℃の範囲内に設定される。ガラス転移点の設定は、(メタ)アクリレート系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。ガラス転移点が0℃以下であることにより、低温性能の悪化をより効果的に抑えることができる。また、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。微粒子のガラス転移点は、-50~-10℃であることが好ましく、より好ましくは-40~-20℃である。
 本実施形態において、上記微粒子の平均粒径は10nm以上100nm未満である。上記特定の構成単位を含む(メタ)アクリレート系重合体を、このような微細な粒子としてジエン系ゴム中に添加することにより、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という効果を高めることができる。該微粒子の平均粒径は、より好ましくは20~90nmであり、更に好ましくは30~80nmである。
 一実施形態において、上記微粒子は、ニトリル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基及びヒドロキシル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重合体からなるものでもよい。ここで、これらの官能基は、上記反応性シリル基の一部として含まれるものは除かれる。これらの特定の官能基を持つポリマー微粒子を配合することにより、微粒子同士及び微粒子とシリカとの間での相互作用(水素結合などの分子間力や親和性を含む概念である。)により、微粒子とシリカの分散性を向上することができる。そのため、タイヤに用いたときの低燃費性とウェットグリップ性能のバランスを向上することができる。
 ここで、アミノ基としては、1級アミノ基だけでなく、2級アミノ基もしくは3級アミノ基でもよい。2級又は3級アミノ基の場合、置換基である炭化水素基の炭素数は合計で15以下であることが好ましく、より好ましくは10以下である。エポキシ基としては、例えばグリシジル基が挙げられる。
 これらの官能基を(メタ)アクリレート系重合体に導入する方法は特に限定されないが、例えば、該官能基を持つビニルモノマー(以下、官能基含有ビニルモノマーという)を上記のアルキル(メタ)アクリレートと共重合してもよい。官能基含有ビニルモノマーとしては次のものが例示される。ニトリル基を持つものとしては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。アミノ基を持つものとして、例えばアクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、メタクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、アクリル酸2-アミノエチル、メタクリル酸2-アミノエチル、メタクリル酸ブチルアミノエチルなどが挙げられる。カルボキシル基を持つものとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。エポキシ基を持つものとして、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アクリル酸[(3,4-エポキシシクロヘキサン)-1-イル]メチル、メタクリル酸[(3,4-エポキシシクロヘキサン)-1-イル]メチルなどが挙げられる。ヒドロキシル基を持つものとして、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸2-ヒドロキシブチル、メタクリル酸2-ヒドロキシブチルなどが挙げられる。これらの官能基含有ビニルモノマーは、いずれか1種を用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
 このような官能基含有ビニルモノマーを用いた共重合体は、式(1)で表される構成単位(好ましくは式(2)及び/又は式(3)で表される構成単位)とともに、下記一般式(10)で表される構成単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(10)中、R5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R5は同一でも異なってもよい。G1は、ニトリル基(-CN)を含む基、アミノ基を含む基、カルボキシル基(-COOH)を含む基、エポキシ基を含む基、又はヒドロキシル基(-OH)を含む基であり、同一分子中のG1は同一でも異なってもよい。一実施形態において、G1は、ニトリル基、又は、-COOG2でもよく、ここで、G2は、水素原子、グリシジル基、エポキシシクロヘキシル基、-G3-NG45、又は-G6-OHでもよい。G3は、炭素数1~5(好ましくは2~4)のアルキレン基、G4及びG5は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~5(好ましくは1~3)のアルキル基である。G6は、炭素数1~5(好ましくは2~4)のアルキレン基である。
 このような官能基を有する(メタ)アクリレート系重合体は、上記のアルキル(メタ)アクリレートと官能基含有ビニルモノマーとの共重合体でもよいが、アルキル(メタ)アクリレート及び官能基含有ビニルモノマーを、多官能ビニルモノマーの存在によって架橋してなる架橋構造の重合体でもよい。すなわち、(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式(10)で表され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してもよい。
 官能基を有する(メタ)アクリレート系重合体において、その全構成単位(全繰り返し単位)に対する式(1)の構成単位のモル比は50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは60モル%以上であり、また90モル%以下であることが好ましく、より好ましくは85モル%以下である。式(10)の構成単位のモル比は、5モル%以上であることが好ましく、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは14モル%以上であり、また、40モル%以下であることが好ましく、より好ましくは30モル%以下である。多官能ビニルモノマーに基づく構成単位のモル比は、0.5~20モル%でもよく、1~10モル%でもよく、1~5モル%でもよい。また、式(2)の構成単位を有する重合体である場合、当該重合体の全構成単位に対する式(2)の構成単位のモル比は25モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上であり、50モル%以上でもよく、また、90モル%以下であることが好ましく、80モル%以下でもよい。
 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、(メタ)アクリレートを、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(メタ)アクリレート系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。
 本実施形態に係るゴム組成物において、上記(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子の配合量は、特に限定されないが、ジエン系ゴムからなるゴム成分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。
 (c)その他の成分
 本実施形態に係るゴム組成物には、上記(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子の他に、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。
 補強性充填剤としては、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、ゴム成分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。
 シリカとしては、特に限定されないが、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカのBET比表面積(JIS K6430に記載のBET法に準じて測定)は、特に限定されず、例えば90~250m2/gでもよく、150~220m2/gでもよい。
 シリカの配合量は、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、ゴム成分100質量部に対して20~150質量部でもよく、20~100質量部でもよく、30~100質量部でもよく、40~90質量部でもよい。
 シリカを配合する場合、スルフィドシランやメルカプトシラン等の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。
 カーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば、窒素吸着比表面積(N2SA)(JIS K6217-2)が30~120m2/gであるものを用いてもよく、具体的には、ISAF級(N200番台)、HAF級(N300番台)、FEF級(N500番台)、GPF級(N600番台)(ともにASTMグレード)が挙げられる。
 上記加硫剤としては、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、ゴム成分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、上記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、ゴム成分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。
 (d)ゴム組成物の調製及び用途
 第1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。
 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、トラックやバスの大型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。一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ゴム部分を備えるものである。より好ましくは、空気入りタイヤの接地面を構成するトレッドゴムに用いることであり、即ち、好ましい用途は、タイヤトレッド用ゴム組成物である。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。
 (e)第1応用例
 第1応用例に係るゴム組成物は、天然ゴム(NR)及び/又は合成イソプレンゴム(IR)と、ガラス転移点(Tg)が-70~-20℃のスチレンブタジエンゴム(SBR)とを含むゴム成分100質量部に対し、上記微粒子を1~30質量部含有するものである。以下、Tgが-70~-20℃のSBRをSBR-Aという。第1応用例によれば、タイヤの操縦安定性の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することができる。
 これらNR、IR及びSBR-Aは、それぞれいずれか1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。好ましくはNRとSBR-Aを用いることである。ゴム成分100質量部中におけるこれらゴムの比率は、特に限定されず、例えば、NR及び/又はIRが20~70質量部で、SBR-Aが80~30質量部でもよく、NR及び/又はIRが20~50質量部で、SBR-Aが80~50質量部でもよく、NR及び/又はIRが20~40質量部で、SBR-Aが80~60質量部でもよい。
 SBR-Aのガラス転移点は、より好ましくは-60~-30℃であり、-50~-30℃でもよい。なお、ガラス転移点は、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(測定温度範囲:-150℃~50℃)測定される値である。
 NR,IR及びSBR-Aとしては、上述した変性ジエン系ゴムを用いてもよい。変性ジエン系ゴムとしては、SBR-Aを変性した変性SBR-Aが好ましく、一実施形態として、アミノ基及び/又はアルコキシシリル基で変性された変性SBR-Aを用いてもよい。一実施形態において、ゴム成分は、未変性のSBR-Aと、変性SBR-Aと、NR及び/又はIRとを含むものでもよく、例えば、ゴム成分100質量部は、10~40質量部の未変性のSBR-Aと、10~40質量部の変性SBR-Aと、20~50質量部のNRとを含むものでもよく、あるいはまた、20~40質量部の未変性のSBR-Aと、20~40質量部の変性SBR-Aと、20~40質量部のNRとを含むものでもよい。なお、効果が損なわれない範囲で、他のジエン系ゴムが含まれてもよい。
 第1応用例において、上記微粒子の配合量は、ゴム成分100質量部に対して1~30質量部であり、より好ましくは5~25質量部であり、8~20質量部でもよい。
 第1応用例のゴム組成物には、ゴム成分100質量部に対して、シリカ20~150質量部と、カーボンブラック1~70質量部が配合されることが好ましい。シリカの配合量は、ゴム成分100質量部に対して30~100質量部であることが好ましく、より好ましくは50~100質量部である。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して5~40質量部であることが好ましい。
 第1応用例において、補強性充填剤としては、シリカを主成分とすることが好ましく、すなわち、補強性充填剤の50質量%超がシリカであることが好ましく、より好ましくは補強性充填剤の60質量%以上がシリカである。
 (f)第2応用例
 第2応用例に係るゴム組成物は、ガラス転移点が-70~-20℃のスチレンブタジエンゴム(即ち、上記SBR-A)と、ブタジエンゴム(BR)とを含むゴム成分100質量部に対し、上記微粒子を1~30質量部含有するものである。第2応用例によれば、タイヤのスノー性能の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することができる。
 ゴム成分は、更に、天然ゴム(NR)及び/又は合成イソプレンゴム(IR)を含んでもよい。即ち、ゴム成分は、SBR-Aと、BRと、NR及び/又はIRを含むものでもよく、例えば、ゴム成分は、SBR-AとBRとNRを含むものでもよい。なお、効果が損なわれない範囲で、他のジエン系ゴムが含まれてもよい。
 ゴム成分100質量部中におけるこれらゴムの比率は、特に限定されず、例えば、SBR-Aが20~80質量部、BRが20~60質量部、NR及び/又はIRが0~30質量部でもよく、SBR-Aが40~70質量部、BRが30~50質量部、NR及び/又はIRが0~20質量部でもよく、また、SBR-Aが45~65質量部、BRが30~50質量部、NR及び/又はIRが5~15質量部でもよい。
 なお、SBR-Aのガラス転移点は、より好ましくは-60~-30℃であり、-50~-30℃でもよい。また、SBR-A、BR、NR及びIRとしては、上述した変性ジエン系ゴムを用いてもよい。変性ジエン系ゴムとしては、SBR-Aを変性した変性SBR-Aが好ましく、一実施形態として、アミノ基及び/又はアルコキシシリル基で変性された変性SBR-Aを用いてもよい。
 第2応用例において、上記微粒子の配合量は、ゴム成分100質量部に対して1~30質量部であり、より好ましくは5~25質量部であり、8~20質量部でもよい。
 第2応用例のゴム組成物には、ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを含む補強性充填剤が20~150質量部配合されることが好ましい。補強性充填剤としては、カーボンブラック単独でもよいが、カーボンブラックとシリカを併用してもよい。補強性充填剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して50~100質量部であることが好ましく、60~90質量部でもよい。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分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5~90質量部であり、40~85質量部でもよい。シリカの配合量は、ゴム成分100質量部に対して0~140部であることが好ましく、20~100質量部でもよく、40~80質量部でもよい。
 第2応用例において、補強性充填剤は、カーボンブラックを主成分とするもの(即ち、補強性充填剤の50質量%超がカーボンブラック)でもよく、シリカを主成分とするもの(即ち、補強性充填剤の50質量%超がシリカ)でもよい。
 第2応用例のゴム組成物の用途は、特に限定するものではないが、スノー性能が要求されるスノータイヤのトレッドゴムに好適に用いることができる。
 (g)第3応用例
 第3応用例に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、パラフィン系オイル5~50質量部と、上記微粒子1~30質量部を含有するものである。第3応用例によれば、上記微粒子によって低温での柔軟性を損なわずに0℃付近での損失係数tanδが向上してウェットグリップ性能を改善することができ、しかも、パラフィン系オイルを併用することで、その効果を高めることができる。そのため、アイス性能の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能を向上することができる。
 パラフィン系オイルは、環分析法(n-d-M)によるパラフィン成分含有率(%CP)が50%以上のオイルであり、例えばパラフィン系プロセスオイルとして市販されているパラフィン系鉱物油を用いることができる。パラフィン系オイルの配合量は、ゴム成分100質量部に対して、10~40質量部であることが好ましく、20~30質量部でもよい。
 第3応用例において、上記微粒子の配合量は、ゴム成分100質量部に対して1~30質量部であり、より好ましくは5~25質量部であり、8~20質量部でもよい。
 第3応用例において、ゴム成分は、天然ゴムとブタジエンゴムを含むことが好ましい。より好ましくは、ゴム成分100質量部が、天然ゴム30~70質量部とブタジエンゴム30~70質量部を含むことであり、更に好ましくは、天然ゴム30~60質量部とブタジエンゴム40~70質量部を含むことである。
 第3応用例のゴム組成物において、補強性充填剤としては、シリカ及び/又はカーボンブラックが好ましく用いられ、より好ましくは、シリカとカーボンブラックを併用することである。シリカの配合量は、例えば、ゴム成分100質量部に対して10~100質量部でもよく、20~50質量部でもよい。カーボンブラックの配合量は、例えば、ゴム成分100質量部に対して10~100質量部でもよく、20~50質量部でもよい。
 第3応用例のゴム組成物には、また、アイス性能を向上するために、防滑材(例えば、胡桃の粉砕物などの植物性粒状体や、竹炭粉砕物などの植物の多孔質性炭化物の粉砕物など)を配合してもよい。
 第3応用例のゴム組成物の用途は、特に限定するものではないが、アイス性能に優れるので、スタッドレスタイヤのトレッドゴムに好適に用いられる。
 (h)第4応用例
 第4応用例に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積が140~250m2/gであるカーボンブラック50~150質量部と、上記微粒子1~30質量部を含有するものである。第4応用例のゴム組成物には、更に石油樹脂が配合されてもよい。第4応用例によれば、小粒径のカーボンブラックを配合することで操縦安定性を向上したゴム組成物において、上記微粒子を配合したことにより、操縦安定性を損なうことなく、0℃付近での損失係数tanδが向上してウェットグリップ性能を改善することができる。また、上記微粒子を配合することにより、石油樹脂を配合したことによる未加硫ゴムの粘着性を抑制して加工性を改善することができる。
 第4応用例において、ゴム成分としては、スチレンブタジエンゴムを含むことが好ましく、すなわち、ゴム成分は、スチレンブタジエンゴム単独、又はスチレンブタジエンゴムと他のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。例として、ゴム成分100質量部中にスチレンブタジエンゴムを80~100質量部含むことが好ましい。前記他のジエン系ゴムとしては、ブタジエンゴム及び/又は天然ゴムが好ましい。
 第4応用例では、窒素吸着比表面積(N2SA)(JIS K6217-2)が140~250m2/gである極めて小粒径のカーボンブラックを用いる。このような小粒径のカーボンブラックを用いることにより、補強性を向上して操縦安定性を高めることができる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、160~220m2/gであることが好ましく、より好ましくは180~200m2/gである。該カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して60~120質量部であることが好ましく、より好ましくは70~100質量部である。
 第4応用例において、補強性充填剤は、該カーボンブラック単独でもよいが、カーボンブラックとともにシリカを配合してもよい。シリカの配合量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して50質量部以下でもよく、10~30質量部でもよい。
 第4応用例において、上記微粒子の配合量は、ゴム成分100質量部に対して1~30質量部であり、より好ましくは5~25質量部であり、8~20質量部でもよい。
 第4応用例のゴム組成物には、ゴム成分100質量部に対し、石油樹脂を20~80質量部配合してもよい。石油樹脂は、軟化点(JIS K2207 環球式)が70~120℃程度であり、このように高温で軟化する樹脂を配合することにより、グリップ性能を向上することができる。一方で、石油樹脂を配合すると、未加硫ゴムの粘着性により加工性が悪化するが、第4応用例によれば、上記(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を配合することで、加工性を改善することができる。
 石油樹脂としては、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族/芳香族共重合系石油樹脂が挙げられる。脂肪族系石油樹脂は、炭素数4~5個相当の石油留分(C5留分)であるイソプレンやシクロペンタジエンなどの不飽和モノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂であり(C5系石油樹脂とも称される。)、水添したものであってもよい。芳香族系石油樹脂は、炭素数8~10個相当の石油留分(C9留分)であるビニルトルエン、アルキルスチレン、インデンなどのモノマーをカチオン重合することにより得られる樹脂であり(C9系石油樹脂とも称される。)、水添したものであってもよい。脂肪族/芳香族共重合系石油樹脂は、上記C5留分とC9留分を共重合することにより得られる樹脂であり(C5/C9系石油樹脂とも称される。)、水添したものであってもよい。
 石油樹脂の配合量は、ゴム成分100質量部に対して30~60質量部であることが好ましく、40~60質量部でもよい。
 第4応用例のゴム組成物の用途は、特に限定するものではないが、モータースポーツ用タイヤ、とりわけそのトレッドゴムに好適に用いられる。
 [第2及び第3実施形態]
 第2及び第3実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分に、特定の重合体からなる微粒子を配合してなるものである。
 (i)ゴム成分
 ゴム成分としてのジエン系ゴムとしては、第1実施形態と同様、例えば、NR、IR、BR、SBR、NBR、CR、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、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。なお、上記微粒子は、ゴム成分には含まれない。
 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、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルコキシシリル基、及びエポ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。変性ジエン系ゴムとしては、変性SBR及び/又は変性BRが好ましい。一実施形態において、ジエン系ゴムは、変性ジエン系ゴム単独でもよく、変性ジエン系ゴム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、変性SBRを50~90質量部と未変性ジエン系ゴム(例えば、BR及び/又はNR)を50~10質量部含むものでもよい。
 (j)微粒子
 微粒子としては、下記一般式(4)で表される構成単位(繰り返し単位とも称される。)を有する重合体からなるものが用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式(4)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、同一又は異なってもよく、少なくとも1つは炭素数3~8の脂肪族炭化水素基であり、残りは水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基である。好ましくは、R11、R12、R13、R14、R15及びR16のうち、1つが炭素数3~8の脂肪族炭化水素基であり、0~2つが炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基であり、残りの3~5つが水素原子である。
 前記炭素数3~8の脂肪族炭化水素基としては、少なくとも1つの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状でも分岐状でもよい。好ましくは、側鎖として1つのメチル基を持ち1つ又は2つの二重結合を持つ分岐不飽和炭化水素基である。該脂肪族炭化水素基の炭素数は4~6であることが好ましい。好ましい具体例としては、例えば、4-メチル-3-ペンテニル基、3-メチル-2-ブテニル基、3-メチル-3-ブテニル基、2-メチル-1-プロペニル基、及び、2-メチル-1,3-ブタジエニル基が挙げられる。
 前記炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、即ちメチル基又はエチル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
 好ましい一実施形態において、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、R11、R12及びR13のいずれか1つが炭素数3~8(好ましくは4~6)の不飽和脂肪族炭化水素基であり、残りの5つが同一又は異なって水素原子又はメチル基であり、R15及びR16の少なくとも一方が水素原子である。
 一実施形態において、R11、R12、R14、R15及びR16が水素原子であり、R13が4-メチル-3-ペンテニル基でもよい(後記のβ-ミルセン由来の構成単位)。また、他の実施形態において、R11とR12のいずれ一方が水素原子で他方が3-メチル-2-ブテニル基であり、R13がメチル基、R14、R15及びR16が水素原子でもよい(後記のβ-オシメン由来の構成単位)。
 なお、式(4)で表される構成単位には、下記一般式(4A)で表されるトランス型の構成単位、及び/又は、下記一般式(4B)で表されるシス型の構成単位が含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式(4)の構成単位は、下記一般式(7)で表される化合物由来の構成単位であり、すなわち、式(7)で表される化合物を単量体として、当該化合物が反応することにより形成される単量体単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式(7)中のR11、R12、R13、R14、R15及びR16は、式(4)と同じである。
 式(7)で表される化合物(以下、共役ジエン含有化合物)は、共役ジエン構造に結合した炭素数3~8の脂肪族炭化水素基を有する化合物である。その具体例としては、2-メチル-4-メチレンヘキサ-1,5-ジエン、2-メチル-6-メチレンオクタ-1,7-ジエン(即ち、α-ミルセン)、2-メチル-8-メチレンデカ-1,9-ジエン、5-メチル-3-メチレンヘキサ-1,4-ジエン、7-メチル-3-メチレンオクタ-1,6-ジエン(即ち、β-ミルセン)、9-メチル-3-メチレンデカ-1,8-ジエン、3,7-ジメチルオクタ-1,3,7-トリエン(即ち、α-オシメン)、3,9-ジメチルデカ-1,3,9-トリエン、3,7-ジメチルオクタ-1,3,6-トリエン(即ち、β-オシメン)、3,9-ジメチルデカ-1,3,8-トリエン、2,6-ジメチルオクタ-2,4,6-トリエン(即ち、アロオシメン)、2,8-ジメチルデカ-2,6,8-トリエン、2,6-ジメチルオクタ-1,3,5,7-テトラエン(即ち、コスメン)などが挙げられ、これらはいずれか1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ミルセン、オシメン、アロオシメン及びコスメンからなる群から選択された少なくとも一種が好ましく、より好ましくはミルセン及びオシメンからなる群から選択された少なくとも一種である。ミルセンとしては、α-ミルセンでも、β-ミルセンでも、これらの混合物でもよい。オシメンとしては、α-オシメンでも、β-オシメン(トランス型でもシス型でもよい)でも、これらの混合物でもよい。好ましい実施形態に係る共役ジエン含有化合物は、β-ミルセン及びβ-オシメンからなる群から選択された少なくとも一種である。
 式(7)で表される化合物により形成される構成単位としては、上記式(4)の構成単位だけでもよいが、例えば、下記一般式(11)で表される構成単位及び/又は下記一般式(12)で表される構成単位が形成される場合もあり、これらの構成単位を含んでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(11)及び式(12)中のR11、R12、R13、R14、R15及びR16は、式(4)と同じである。
 式(4)、式(11)及び式(12)で表される各構成単位の比率は特に限定されないが、通常は式(4)の構成単位が主として形成されるので、式(7)で表される化合物由来の構成単位に対する比率として(即ち、当該比率を100モル%として)、式(4)の構成単位が60~100モル%でもよく、70~90モル%でもよい。また、式(11)の構成単位が0~20モル%でもよく、3~15モル%でもよい。また、式(12)の構成単位が0~30モル%でもよく、5~25モル%でもよい。
 微粒子を構成する重合体としては、式(4)で表される構成単位とともに、下記一般式(5)で表される構成単位を有する重合体を用いてもよい。これらの構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式(5)中、R17は、水素原子又はメチル基を表し、好ましくはメチル基である。R18は、炭素数1~18のアルキル基を表し、直鎖でも分岐でもよい。R18は、より好ましくは炭素数1~8のアルキル基である。
 式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位は、下記一般式(8)で表される化合物由来の構成単位であり、すなわち、式(8)で表される化合物を単量体として、当該化合物が反応することにより形成される単量体単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式(8)中のR17及びR18は、式(5)と同じである。
 式(8)で表される化合物(以下、アルキル(メタ)アクリレート)としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-トリデシル、(メタ)アクリル酸n-ステアリ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。これらの中でも、メタクリル酸メチルが好ましい。
 微粒子を構成する重合体としては、前記一般式(4)で表される構成単位とともに、下記一般式(6)で表される構成単位を有する重合体を用いてもよい。これらの構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(6)中、R19は、水素原子又はメチル基を表し、より好ましくは水素原子である。R20は、水素原子又は炭素数1~8のアルキル基(即ち、炭素数1~8の直鎖アルキル基又は炭素数3~8の分岐アルキル基)を表し、より好ましくは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基である。R20は、芳香環のオルト(o-)位、メタ(m-)位、及びパラ(p-)位のいずれにあってもよく、好ましくはメタ位及び/又はパラ位である。
 式(6)で表される芳香族ビニル単位は、下記一般式(9)で表される化合物由来の構成単位であり、すなわち、式(9)で表される化合物を単量体として、当該化合物が反応することにより形成される単量体単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(9)中のR19及びR20は、式(6)と同じである。
 式(9)で表される化合物(以下、芳香族ビニル化合物)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、メチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、エチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、プロピルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、イソプロピルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、ブチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、イソブチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、t-ブチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、s-ブチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、ペンチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、ヘキシルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、ヘプチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)、及び、オクチルスチレン(オルト位、メタ位、パラ位又はこれらの2種以上の混合物)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。これらの中でも、スチレン、メチルスチレン及びtert-ブチルスチレンからなる群から選択された少なくとも一種が好ましい。
 微粒子を構成する重合体としては、式(4)で表される構成単位と、式(5)で表される構成単位と、式(6)で表される構成単位とを有する重合体を用いてもよい。これらの構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。
 好ましい一実施形態において、微粒子を構成する重合体は、β-ミルセン及びβ-オシメンからなる群から選択される少なくとも一種のモノマーと、メタクリル酸メチル、スチレン、4-メチルスチレン及び4-tert-ブチルスチレンからなる群から選択される少なくとも一種のモノマーとを重合してなるものでもよい。
 微粒子を構成する重合体は、式(7)の共役ジエン含有化合物の単独重合体、又は、式(7)の共役ジエン含有化合物と式(8)のアルキル(メタ)アクリレート及び/又は式(9)の芳香族ビニル化合物との共重合体でもよいが、より好ましい実施形態によれば、共役ジエン含有化合物を含むモノマーを、多官能ビニルモノマーの存在によって架橋してなる架橋構造の重合体である。すなわち、好ましい実施形態において、微粒子を構成する重合体は、式(4)の構成単位を含むとともに(式(4)の構成単位とともに、式(5)の構成単位及び/又は式(6)の構成単位を含んでもよい。)、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。多官能ビニルモノマーとしては、第1実施形態で例示したものを用いることができる。
 微粒子を構成する重合体において、各構成単位の比率は特に限定されない。例えば、式(4)の構成単位のモル比は、当該重合体を構成する全構成単位(全繰り返し単位)に対するモル比として、10モル%以上でもよく、30モル%以上でよく、60モル%以上でもよい。モル比の上限は、特に限定しないが、例えば上記の多官能ビニルモノマーを添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。また、式(7)の化合物由来の構成単位のモル比は、上記全構成単位に対するモル比として、15モル%以上でもよく、45モル%以上でもよく、90モル%以上でもよく、また、上限は、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。
 多官能ビニルモノマーに基づく構成単位のモル比は、上記全構成単位に対するモル比として、0.5~20モル%でもよく、1~10モル%でもよく、1~5モル%でもよい。
 一実施形態において、式(4)の構成単位とともに、式(5)の構成単位及び/又は式(6)の構成単位を含む場合、当該重合体の全構成単位に対する各構成単位のモル比は次のように設定してもよい。すなわち、式(4)の構成単位のモル比が10~80モル%であり、かつ式(5)と式(6)の構成単位のモル比の合計が5~80モル%でもよい。式(4)の構成単位のモル比が30~70モル%であり、かつ式(5)と式(6)の構成単位のモル比の合計が10~50モル%でもよい。この場合、式(7)の化合物由来の構成単位のモル比としては、全構成単位に対するモル比として、15~90モル%でもよく、45~85モル%でもよい。なお、式(5)の構成単位と式(6)の構成単位のうちのいずれか一方を含む場合、全構成単位に対するモル比は、それぞれ5~80モル%でもよく、10~50モル%でもよい。また、式(5)の構成単位と式(6)の構成単位の双方を含む場合、全構成単位に対するモル比は、式(5)の構成単位が3~60モル%かつ式(6)の構成単位が3~60モル%でもよく、式(5)の構成単位が5~30モル%かつ式(6)の構成単位が5~30モル%でもよい。
 なお、微粒子を構成する重合体は、基本的には、式(7)の化合物由来の構成単位と、任意成分である上記のビニルモノマー(即ち、式(8)の化合物、式(9)の化合物及び多官能ビニルモノマー)由来の構成単位からなるものであり、全構成単位に対するこれら構成単位の合計のモル比は、90モル%以上であることが好ましく、より好ましくは95モル%以上であり、100モル%でもよい。
 上記重合体からなる微粒子のガラス転移点(Tg)は-70~0℃の範囲内に設定される。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。ガラス転移点が0℃以下であることにより、低温性能の悪化をより効果的に抑えることができる。また、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。微粒子のガラス転移点は、-50~-10℃であることが好ましく、より好ましくは-40~-20℃である。
 第2実施形態において、微粒子の平均粒径は10~1000nmである。上記特定の構成単位を含む重合体を、このような微細な粒子としてジエン系ゴム中に添加することにより、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇を抑えながら、ウェットグリップ性能と転がり抵抗性能を高次元でバランスさせることができ、特には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向上することができる。該微粒子の平均粒径は、より好ましくは10~100nmであり、更に好ましくは20~80nmである。
 上記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、式(7)の共役ジエン含有化合物を含むモノマーを、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、水性媒体中に上記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。
 第2実施形態に係るゴム組成物において、上記微粒子の配合量は、特に限定されないが、ジエン系ゴムからなるゴム成分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質量部である。
 (k)その他の成分、ゴム組成物の調製及び用途
 第2実施形態に係るゴム組成物には、上記微粒子の他に、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。
 補強性充填剤としては、湿式シリカ等のシリカ、及び/又は、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。補強性充填剤はシリカを主成分とすること、即ち補強性充填剤の50質量%以上はシリカであることが好ましい。補強性充填剤の配合量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分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、ゴム成分100質量部に対して20~120質量部でもよく、30~90質量部でもよい。
 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。
 加硫剤及び加硫促進剤の好ましい具体例及び配合量については、上述した第1実施形態と同様であり、説明は省略する。また、ゴム組成物の調製方法、及び、ゴム組成物の用途についても、上述した第1実施形態と同様であり、説明は省略する。
 [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、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°)。
 [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℃)。
 [合成例1:微粒子1]
 15.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、0.394gのエチレングリコールジメタクリレート、1.91gのドデシル硫酸ナトリウム、120gの水および13.5g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、0.179g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、14.5gの微粒子1を得た(重合転化率(生成量/仕込量):94%)。微粒子1の平均粒径は60nm、Tgは-37℃であった。
 微粒子1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2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位とともに、エチレングリコールジメタクリレート由来の構成単位(以下、EGDM構成単位)を有し、各構成単位のモル比は、式(2)の構成単位が97モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例2:微粒子2]
 15.0gのメタクリル酸2-エチルヘキシル、0.450gのエチレングリコールジメタクリレート、2.18gのドデシル硫酸ナトリウム、0.205gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により、14.2gの微粒子2を得た(重合転化率:92%)。微粒子2の平均粒径は58nm、Tgは-10℃であった。微粒子2についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2-エチルヘキシル由来の式(3)の構成単位が97モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例3:微粒子3]
 12.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、2.63gのメタクリル酸2-エチルヘキシル(ここで、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル/メタクリル酸2-エチルヘキシル=80/20(モル比))、0.394gのエチレングリコールジメタクリレート、1.91gのドデシル硫酸ナトリウム、0.179gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により、14.0gの微粒子3(重合転化率:93%)を得た。微粒子3の平均粒径は60nm、Tgは-32℃であった。微粒子3についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が78モル%、メタクリル酸2-エチルヘキシル由来の式(3)の構成単位が19モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例4:微粒子4]
 8.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、7.0gのメタクリル酸2-エチルヘキシル(ここで、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル/メタクリル酸2-エチルヘキシル=50/50(モル比))、0.420gのエチレングリコールジメタクリレート、2.04gのドデシル硫酸ナトリウム、0.191gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により、14.5gの微粒子4を得た(重合転化率:94%)。微粒子4の平均粒径は60nm、Tgは-24℃であった。微粒子4についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が49モル%、メタクリル酸2-エチルヘキシル由来の式(3)の構成単位が48モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例5:微粒子5]
 15.0gのメタクリル酸n-ドデシル、0.351gのエチレングリコールジメタクリレート、1.70gのドデシル硫酸ナトリウム、0.159gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により、13.8gの微粒子5を得た(重合転化率:90%)。微粒子5の平均粒径は62nm、Tgは-65℃であった。微粒子5についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸n-ドデシル由来の式(1)の構成単位が97モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例6:微粒子6]
 微粒子1の合成に用いた0.394gのエチレングリコールジメタクリレートの代わりに、0.673gのトリメチロールプロパントリ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、14.6gの微粒子6を得た(重合転化率:93%)。微粒子6の平均粒径は58nm、Tgは-36℃であった。微粒子6についての13C-NMR分析の結果、式(2)の構成単位が97モル%、トリメチロールプロパントリメタクリレート由来の構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例7:微粒子7]
 水の量を122gとし、エタノールの量を13.0gとし、その他は合成例1と同様の手法により、微粒子7を得た。微粒子7の平均粒径は60nm、Tgは-37℃であった。微粒子7についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が97モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例8:微粒子8]
 14.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、1.36gのメタクリロニトリル、0.504gのエチレングリコールジメタクリレート、2.44gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.229g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子8を得た。微粒子8の平均粒径は60nm、Tgは-25℃であった。微粒子8についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が73モル%、メタクリロニトリル由来の式(10)の構成単位が24モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例9:微粒子9]
 9.50gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、4.80gのメタクリル酸n-ドデシル、0.805gのメタクリロニトリル、0.446gのエチレングリコールジメタクリレート、2.16gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.203g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子9を得た。微粒子9の平均粒径は62nm、Tgは-39℃であった。微粒子9についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が56モル%、メタクリル酸n-ドデシル由来の式(1)の構成単位が25モル%、メタクリロニトリル由来の式(10)の構成単位が16モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例10:微粒子10]
 11.5gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、3.24gのメタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、0.438gのエチレングリコールジメタクリレート、2.12gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.199g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子10を得た。微粒子10の平均粒径は58nm、Tgは-25℃であった。微粒子10についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が69モル%、メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル由来の式(10)の構成単位が28モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例11:微粒子11]
 12.5gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、2.30gのグリシジルメタクリレート、0.438gのエチレングリコールジメタクリレート、2.12gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.199g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子11を得た。微粒子11の平均粒径は63nm、Tgは-24℃であった。微粒子11についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が75モル%、メタクリル酸グリシジル由来の式(10)の構成単位が22モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例12:微粒子12]
 5.50gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、7.77gのメタクリル酸n-ドデシル、1.78gのグリシジルメタクリレート、0.413gのエチレングリコールジメタクリレート、2.00gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.188g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子12を得た。微粒子12の平均粒径は60nm、Tgは-39℃であった。微粒子12についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が35モル%、メタクリル酸n-ドデシル由来の式(1)の構成単位が44モル%、グリシジルメタクリレート由来の式(10)の構成単位が18モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
[合成例13:微粒子13]
 14.0gのメタクリル酸2-エチルヘキシル、0.733gのメタクリロニトリル、0.500gのエチレングリコールジメタクリレート、2.42gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.227g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子13を得た。微粒子13の平均粒径は63nm、Tgは-2.0℃であった。微粒子13についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2-エチルヘキシル由来の式(2)の構成単位が84モル%、メタクリロニトリル由来の式(10)の構成単位が13モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
[合成例14:微粒子14]
 12.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル、2.94gのメタクリル酸2-ヒドロキシエチル、0.464gのエチレングリコールジメタクリレート、2.25gのドデシル硫酸ナトリウム、135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.211g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時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、微粒子14を得た。微粒子14の平均粒径は58nm、Tgは-20℃であった。微粒子14についての13C-NMR分析の結果、メタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル由来の式(2)の構成単位が68モル%、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル由来の式(10)の構成単位が29モル%、EGDM構成単位が3モル%であった。
 [合成例15:微粒子15(比較例)]
 微粒子1の合成に用いたメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチルの代わりにアクリル酸エチル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15を得た。微粒子の平均粒径は60nm、Tgは-25℃であった。
 [合成例16:微粒子16(比較例)]
 15.0gのメタクリル酸メチル、0.891gのエチレングリコールジメタクリレート、4.32gのドデシル硫酸ナトリウム、0.405gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により微粒子16を得た。微粒子16の平均粒径は60nm、Tgは105℃であった。
 [合成例17:微粒子17(比較例)]
 15.0gのスチレン、0.856gのエチレングリコールジメタクリレート、4.15gのドデシル硫酸ナトリウム、0.390gの過硫酸カリウム、120gの水および13.5gのエタノールを用い、合成例1と同様の手法により微粒子17を得た。微粒子17の平均粒径は60nm、Tgは100℃であった。
 [合成例18:ポリマー3(比較例)]
 30gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチルと、0.129gの2-ブロモイソ酪酸エチルと、0.115gのN,N,N',N'',N''-ペンタメチルジエチレントリアミンを混合し、1時間窒素バブリングした。その後、反応溶液に0.190gの臭化銅(I)を添加し、70℃で5時間保持した。得られた溶液のメタノールへの再沈精製により、(メタ)アクリレート系重合体(ポリマー3)を得た。ポリマー3のTgは-41℃であった。
 [実験(1):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、ジエン系ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練した(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。表1中の各成分の詳細は、以下の通りである。
 ・SBR1:アルコキシシリル基及びアミノ基末端変性溶液重合SBR、Tg=-33℃、JSR(株)製「HPR350」
 ・BR1:ポリブタジエンゴム、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」(BET:205m2/g)
 ・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1:三井金属鉱業(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1: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1: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1~6,16,17:上記合成例1~6,16,17で合成したもの
 ・ポリマー1:東ソー(株)製、芳香族脂肪族共重合体系石油樹脂「ペトロタック100」
 ・ポリマー2:クラレ(株)製、液状スチレンブタジエンゴム「クラプレン L-SBR820」
 ・ポリマー3:上記合成例18で合成したもの。
 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と、-10℃での貯蔵弾性率E’を測定するとともに、常温(23℃)での硬度を測定した。測定方法は次の通りである。
 ・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。
 ・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。
 ・-10℃ E’:温度を-10℃に変え、その他は0℃tanδと同条件にて-10℃での貯蔵弾性率E’を測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほど、E’が小さく、低温性能に優れることを示す。
 ・23℃硬度:JIS K6253に準拠して、デュロメーターのタイプAにより温度23℃での硬度を測定し、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、常温での硬度が高いことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 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、上記特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子1~6を配合した実施例1~6であると、転がり抵抗性能が実質的に悪化することなく、ウェットグリップ性能が顕著に向上していた。また、低温での弾性率を実質的に上昇させることなく、低温性能に優れており、更に、常温での硬度の低下も実質上なく、操縦安定性が維持されていた。これに対し、ガラス転移点の高い(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子16を用いた比較例2や、ポリスチレンからなる微粒子17を用いた比較例3では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、低温性能が大きく損なわれており、また、転がり抵抗性能にも悪化が見られた。微粒子ではなく、石油樹脂を配合した比較例4でも、比較例2,3と同様、低温性能の大幅な悪化とともに、転がり抵抗性能にも悪化が見られた。また、液状ゴムを配合した比較例5では、常温での硬度低下が大きかった。一方、ガラス転移点は低いものの、微粒子でない(メタ)アクリレート系重合体を配合した比較例6では、ウェットグリップ性能と常温での硬度とのバランスの点で、実施例1~6に対し劣るものであった。
 [実験(2):ゴム組成物の評価]
 下記表2,3に示す配合(質量部)に従い、実験(1)と同様にしてゴム組成物を調製した。表2,3中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・SBR2:未変性SBR、JSR(株)製「SL563」
 ・SBR3:アミノ基末端変性SBR、日本ゼオン(株)製「#9590」
 ・SBR4:ヒドロキシル基末端変性SBR、旭化成(株)製「タフデンE580」
 ・SBR5:カルボキシル基末端変性SBR、日本ゼオン(株)製「Nipоl LX421」
 ・微粒子15:上記合成例15に記載の手法により得られた微粒子
 ・架橋ゴム粒子:LANXESS社製「Nanoprene BM350H」スチレンブタジエンゴムゲル(Tg:-35℃)。
 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。また、引裂強度を測定した。結果を表2,3に示す。測定方法は次の通りである。
 ・0℃tanδ,60℃tanδ:実験(1)と同じ。但し、表2では比較例11の値、表3では比較例16の値を、それぞれ100とした指数で表示した。
 ・引裂強度:JIS K6252に準拠して試験片の引裂強度を測定し、表2では比較例11の値、表2では比較例16の値を、それぞれ100とした指数で表示した。指数が大きいほど、耐引裂特性に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示すように、未変性SBRを用いた配合系では、コントロールである比較例16に対し、微粒子1を配合した実施例18は、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が改善されたが、引裂性能が低下した。一方、表2に示すように、変性SBRを用いた配合系では、コントロールである比較例11に対し、微粒子1,2,4,5を配合した実施例11~17であると、転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、また耐引裂特性を維持ないし向上しつつ、ウェットグリップ性能を顕著に改善することができた。
 これに対し、規定外の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子15,16を配合した比較例12,13では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、転がり抵抗性能にも悪化が見られ、また耐引裂特性も悪化した。また、(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子の代わりに架橋ゴム粒子を配合した比較例14でも、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、転がり抵抗性能と耐引裂特性が悪化した。また、微粒子でない(メタ)アクリレート系重合体を配合した比較例15では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、耐引裂特性が悪化した。
 [実験(3):ゴム組成物の評価]
 下記表4に示す配合(質量部)に従い、実験(1)と同様にしてゴム組成物を調製した。表4中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~3に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・微粒子7~14:上記合成例7~14に記載の手法により得られた微粒子
 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。また、引裂強度を測定した。0℃及び60℃でのtanδの測定方法は実験(1)と同じであり、また引張強度の測定方法は実験(2)と同じであり、但し、いずれも比較例21の値を100とした指数で表示した。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示すように、コントロールである比較例21に対し、微粒子7を配合した実施例20であると、転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、また耐引裂特性を維持ないし向上しつつ、ウェットグリップ性能を顕著に改善することができた。実施例21~27では、所定の官能基を有する微粒子8~14を配合したことにより、実施例20に対して、更に転がり抵抗性能を改善することができ、耐引裂特性を維持ないし向上しつつ、低燃費性とウェットグリップ性能のバランスを向上することができた。一方、架橋ゴム粒子を配合した比較例22では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、転がり抵抗性能と耐引裂特性が悪化した。
 [実験(4):タイヤの作製及び評価]
 バンバリーミキサーを使用し、下記表5に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し(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。表5中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~4に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・SBR6:未変性SBR、Tg=-40℃、JSR(株)製「JSR0122」
 ・SBR7:未変性SBR、Tg=-53℃、JSR(株)製「JSR1723」
 ・SBR8:未変性SBR、Tg=-4℃、住友化学(株)製「SE-6529」
 ・NR:RSS#3
 ・カーボンブラック1:東海カーボン(株)製「シースト3」(N2SA:79m2/g)
 ・アロマ系オイル:JX日鉱日石エネルギー(株)製「プロセスNC140」
 ・石油樹脂1:東ソー(株)製「ペトロタック90」
 ・亜鉛華2:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華3号」
 ・ワックス:日本精鑞(株)製「OZOACE0355」
 ・硫黄2:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
 ・加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
 ・加硫促進剤3:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」。
 得られた各ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従い加硫成型することにより空気入りラジアルタイヤ(タイヤサイズ:215/45ZR17)を作製した。得られたタイヤについて、操縦安定性とウェットグリップ性能を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。
 ・操縦安定性:試験タイヤ4本を自動車に装着し、テストドライバーが乾燥路面上を走行することにより操縦安定性の官能評価(フィーリング)評価を行った。コントロールA1における操縦安定性評価を100とした指数で表示し、指数が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。
 ・ウェットグリップ性能:試験タイヤ4本を自動車に装着し、2~3mmの水深で水をまいた路面上を走行した。100km/hにて摩擦係数を測定し、コントロールA1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど摩擦係数が高く、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 結果は表5に示す通りである。コントロールA1に対し、石油樹脂を配合したA2ではウェットグリップ性能は向上したものの、操縦安定性が低下した。また、架橋ゴム粒子を配合したA3ではウェットグリップ性能の向上効果が小さかった。SBRとしてTgが高いものを用いたA4では、A1に対して、ウェットグリップ性能の向上効果が小さく、操縦安定性も劣っていた。A5では、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子1を配合したものの、Tgが高いSBRと組み合わせたため、A1に対して操縦安定性が劣っていた。これに対し、特定のTgを持つSBRとNRからなるゴム成分に、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を配合したA6~16であると、操縦安定性を維持しつつ、ウェットグリップ性能を顕著に向上することができた。
 [実験(5):タイヤの作製及び評価]
 下記表6に示す配合(質量部)に従い、実験(4)と同様にしてゴム組成物を調製した。表6中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~5に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・パラフィン系オイル:JX日鉱日石エネルギー(株)製「プロセスP200」
 得られた各ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従い加硫成型することにより空気入りラジアルタイヤ(タイヤサイズ:215/45ZR17)を作製した。得られたタイヤについて、スノー性能とウェットグリップ性能を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。
 ・スノー性能:試験タイヤ4本を自動車に装着し、雪上路面上で60km/h走行からABS作動させて20km/hまで減速時の制動距離を測定し(n=10の平均値)、制動距離の逆数についてコントロールB1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、スノー制動性能に優れることを示す。
 ・ウェットグリップ性能:実験(4)と同じ。但し、表6ではコントロールB1の値を100とした指数で表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 結果は表6に示す通りである。コントロールB1に対し、石油樹脂を配合したB2ではウェットグリップ性能は向上したものの、スノー性能が低下した。また、架橋ゴム粒子を配合したB3ではウェットグリップ性能の向上効果が小さかった。SBRとしてTgが高いものを用いたB4では、B1に対して、ウェットグリップ性能の向上効果が小さく、スノー性能も劣っていた。B5では、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子1を配合したものの、Tgが高いSBRと組み合わせたため、B1に対してスノー性能が劣っていた。これに対し、特定のTgを持つSBRとBRからなるゴム成分に、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を配合したB6~17であると、スノー性能の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能を顕著に向上することができた。
 [実験(6):タイヤの作製及び評価]
 下記表7に示す配合(質量部)に従い、実験(4)と同様にしてゴム組成物を調製した。表7中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~6に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・BR2:JSR(株)製「BR01」(ハイシスBR、シス1,4結合含量95%)
 ・カーボンブラック2:東海カーボン(株)製「シーストKH」
 得られた各ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従い加硫成型することにより空気入りラジアルタイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を作製した。得られたタイヤについて、アイス性能とウェットグリップ性能を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。
 ・アイス性能:試験タイヤ4本を2000ccの4WD車に装着し、氷盤路(気温-3±3℃)上で40km/h走行からABS作動させて制動距離を測定し(n=10の平均値)、制動距離の逆数についてコントロールC1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、氷上路面での制動性能に優れることを示す。
 ・ウェットグリップ性能:実験(4)と同じ。但し、表7ではコントロールC1の値を100とした指数で表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 結果は表7に示す通りである。コントロールC1に対し、石油樹脂を配合したC2ではウェットグリップ性能は向上したものの、アイス性能が低下した。また、架橋ゴム粒子を配合したC3ではウェットグリップ性能の向上効果が小さかった。C4では、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子1を配合したものの、アロマ系オイルと組み合わせたため、C1に対してアイス性能が劣っていた。これに対し、パラフィン系オイルと特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を組み合わせたC6~14であると、アイス性能を維持ないし向上しつつ、ウェットグリップ性能を顕著に向上することができた。
 [実験(7):タイヤの作製及び評価]
 下記表8に示す配合(質量部)に従い、実験(4)と同様にしてゴム組成物を調製した。表8中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~7に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・SBR9:JSR(株)製「JSR0202」
 ・カーボンブラック3:三菱化学(株)製「ダイヤブラック-UX10」(N2SA:190m2/g)
 ・カーボンブラック4:東海カーボン(株)製「シースト9」(N2SA:142m2/g)
 ・カーボンブラック5:三菱化学(株)製「ダイヤブラックN339」(N2SA:91m2/g)
 ・石油樹脂2:脂肪族系石油樹脂、日本ゼオン(株)製「クイントンM100」(軟化点:95℃)
 得られた各ゴム組成物について、未加硫状態での加工性を評価した。また、160℃で30分間加硫したダンベル状3号形の試験片を作製し、操縦安定性を評価した。また各ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従い加硫成型することによりモータースポーツ用タイヤ(タイヤサイズ:31/71-18)を作製した。得られたタイヤについてウェットグリップ性能を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。
 ・加工性:未加硫ゴムのロールへの密着性を1~5の5段階にて官能評価した。1に近いほど密着性が高く、工程性(加工性)が悪化することを示す。
 ・操縦安定性:JIS K6251に準拠して、(株)上島製作所製の自動引張り試験機にて、100℃の条件下で100%伸び時のモジュラス(100%引張応力:S100)を測定し、コントロールD1の値を100とした指数で表示した。100℃でのモジュラスは、モータースポーツ用タイヤにおける操縦安定性の指標となるものであり、指数が大きいほど、S100が高く、操縦安定性に優れることを示す。
 ・ウェットグリップ性能:実験(4)と同じ。但し、表8ではコントロールD1の値を100とした指数で表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 結果は表8に示す通りである。コントロールD1に対し、架橋ゴム粒子を配合したD2では加工性の改良効果は小さく操縦安定性も損なわれた。D3では、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子1を配合したものの、小粒径カーボンブラックを用いなかったので、D1に対して操縦安定性とウェットグリップ性能に劣っていた。これに対し、小粒径カーボンブラックと特定の(メタ)アクリレート系重合体からなる微粒子を組み合わせたD4~14であると、操縦安定性を維持ないし向上しつつ、ウェットグリップ性能及び加工性を改善することができた。
 [合成例E1:微粒子E1]
 15.0gのβ-ミルセン(東京化成工業(株)製)、0.655gのエチレングリコールジメタクリレート、3.18gのドデシル硫酸ナトリウムおよび135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.298g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24時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、12.0gの微粒子E1を得た(重合転化率(生成量/仕込量):77%)。微粒子E1の平均粒径は30nm、Tgは-65℃であった。
 微粒子E1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、式(4)、式(11)及び式(12)の構成単位(式中、R11、R12、R14、R15及びR16は水素原子、R13は4-メチル-3-ペンテニル基)とともに、EGDM構成単位を有し、各構成単位のモル比は、式(4)の構成単位が72モル%、式(11)の構成単位が6.0モル%、式(12)の構成単位が19モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E2:微粒子E2]
 13.0gのβ-ミルセン、2.39gのメタクリル酸メチル、0.709gのエチレングリコールジメタクリレート、3.44gのドデシル硫酸ナトリウムおよび135gの水を混合し(β-ミルセン/メタクリル酸メチル=80/20(モル比))、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.322g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24時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、14.0gの微粒子E2を得た(重合転化率:87%)。微粒子E2の平均粒径は30nm、Tgは-30℃であった。
 微粒子E2について、微粒子1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位60モル%、式(11)の構成単位が5.0モル%、式(12)の構成単位が16モル%、式(5)の構成単位(式中、R17及びR18はともにメチル基)が16モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E3:微粒子E3]
 9.00gのβ-ミルセン、6.61gのメタクリル酸メチル(ここで、β-ミルセン/メタクリル酸メチル=50/50(モル比))、0.79gのエチレングリコールジメタクリレート、3.81gのドデシル硫酸ナトリウム、0.357gの過硫酸カリウム、150gの水を用い、合成例E2と同様の手法により、14.5gの微粒子E3を得た(重合転化率:88%)。微粒子E3の平均粒径は30nm、Tgは-5.0℃であった。
 微粒子E3について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が37モル%、式(11)の構成単位が2.0モル%、式(12)の構成単位が8.0モル%、式(5)の構成単位が50モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E4:微粒子E4]
 微粒子E2の合成に用いた13.0gのβ-ミルセンの代わりに、13.0gのβ-オシメン(シグマアルドリッチ製)を用い(β-オシメン/メタクリル酸メチル=80/20(モル比))、それ以外は合成例E2と同様の手法により、14.0gの微粒子E4を得た(重合転化率:87%)。微粒子E4の平均粒径は28nm、Tgは-28℃であった。
 微粒子E4について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)、式(11)及び式(12)の構成単位(式中、R11とR12の一方が水素原子で他方が3-メチル-2-ブテニル基、R13はメチル基、R14、R15及びR16は水素原子)、並びに、式(5)の構成単位とともに、EGDM構成単位を有し、各構成単位のモル比は、式(4)の構成単位が60モル%、式(11)の構成単位が6.0モル%、式(12)の構成単位が16モル%、式(5)の構成単位が15モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E5:微粒子E5]
 13.0gのβ-ミルセン、2.48gのスチレン(ここで、β-ミルセン/スチレン=80/20(モル比))、0.71gのエチレングリコールジメタクリレート、3.44gのドデシル硫酸ナトリウム、0.32gの過硫酸カリウム、150gの水を用い、合成例E2と同様の手法により、13.6gの微粒子E5を得た(重合転化率:84%)。微粒子E5の平均粒径は28nm、Tgは-30℃であった。
 微粒子E5について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が60モル%、式(11)の構成単位が5.0モル%、式(12)の構成単位が16モル%、式(6)の構成単位(式中、R19及びR20はともに水素原子)が16モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E6:微粒子E6]
 12.0gのβ-ミルセン、3.53gの4-tertブチルスチレン(ここで、β-ミルセン/スチレン=80/20(モル比))、0.655gのエチレングリコールジメタクリレート、3.18gのドデシル硫酸ナトリウム、0.298gの過硫酸カリウム、150gの水を用い、合成例E2と同様の手法により、14.0gの微粒子E6を得た(重合転化率:86%)。微粒子E6の平均粒径は28nm、Tgは-25℃であった。
 微粒子E6について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が58モル%、式(11)の構成単位が5.0モル%、式(12)の構成単位が18モル%、式(6)の構成単位(式中、R19は水素原子、R20はtert-ブチル基)が16モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E7:微粒子E7]
 13.0gのβ-ミルセン、1.19gのメタクリル酸メチル、1.91gの4-tert-ブチルスチレン、0.709gのエチレングリコールジメタクリレート、3.44gのドデシル硫酸ナトリウムおよび135gの水を混合し(β-ミルセン/メタクリル酸メチル/4-tert-ブチルスチレン=80/10/10(モル比))、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.322g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24時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、14.5gの微粒子E7を得た(重合転化率:86%)。微粒子E7の平均粒径は32nm、Tgは-28℃であった。
 微粒子E7について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が60モル%、式(11)の構成単位が5.0モル%、式(12)の構成単位が16モル%、式(5)の構成単位が8.0モル%、式(6)の構成単位が8.0モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E8:微粒子E8]
 8.0gのβ-ミルセン、2.94gのメタクリル酸メチル、4.71gの4-tertブチルスチレン(ここで、β-ミルセン/メタクリル酸メチル/スチレン=50/25/25(モル比))、0.698gのエチレングリコールジメタクリレート、3.39gのドデシル硫酸ナトリウム、0.318gの過硫酸カリウム、150gの水を用い、合成例E7と同様の手法により、13.8gの微粒子E8を得た(重合転化率:84%)。微粒子E8の平均粒径は30nm、Tgは0℃であった。
 微粒子E8について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が42モル%、式(11)の構成単位が4.0モル%、式(12)の構成単位が11モル%、式(5)の構成単位が20モル%、式(6)の構成単位が20モル%、EGDM構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E9:微粒子E9]
 微粒子E1の合成に用いた0.655gのエチレングリコールジメタクリレートの代わりに、0.430gのジビニルベンゼンを用い、それ以外は合成例E1と同様の手法により、14.5gの微粒子E9を得た(重合転化率:94%)。微粒子E9の平均粒径は28nm、Tgは-64℃であった。
 微粒子E9について、微粒子E1と同様に化学構造の分析をした結果、式(4)の構成単位が72モル%、式(11)の構成単位が5.0モル%、式(12)の構成単位が20モル%、ジビニルベンゼン由来の構成単位が3.0モル%であった。
 [合成例E10:微粒子E10(比較例)]
 11.0gのイソプレン、4.20gのスチレン、1.20gのエチレングリコールジメタクリレート、5.82gのドデシル硫酸ナトリウムおよび135gの水を混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.546g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24時間保持した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、13.5gの微粒子E10を得た。微粒子E10の平均粒径は30nm、Tgは-35℃であった。
 [実験(8):ゴム組成物の評価]
 下記表9に示す配合(質量部)に従い、実験(1)と同様にしてゴム組成物を調製した。表9中の各成分の詳細は、以下の通りである(表1~8に記載のものと同じものは上述した通り)。
 ・微粒子E1~E10:上記合成例E1~E10で合成したもの。
 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と、-10℃での貯蔵弾性率E’を測定するとともに、常温(23℃)での硬度を測定した。これらの測定方法は、実験(1)と同じであり、但し、いずれも比較例31の値を100とした指数で表示した。結果を表9に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 結果は表9に示す通りである。コントロールである比較例31に対し、上記特定の重合体からなる微粒子E1~E9を配合した実施例31~39であると、転がり抵抗性能が実質的に悪化することなく、ウェットグリップ性能が顕著に向上していた。また、低温での弾性率が低減されており、低温性能に優れていた。更に、常温での硬度の低下も実質上なく、操縦安定性が維持されていた。
 これに対し、イソプレン系重合体からなる微粒子E10を配合した比較例32では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、転がり抵抗性能が悪化しており、また、低温性能も損なわれていた。微粒子ではなく、石油樹脂を配合した比較例33では、ウェットグリップ性能の向上効果が小さいだけでなく、低温性能の大幅な悪化がみられ、常温での硬度低下もみられた。また、液状ゴムを配合した比較例34では、常温での硬度低下が大きかった。
 以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその省略、置き換え、変更などは、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (21)

  1.  ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(1)で表される構成単位を有しかつ反応性シリル基を持たない(メタ)アクリレート系重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10nm以上100nm未満の微粒子を、1~100質量部含有するゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
     式(1)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。
  2.  前記(メタ)アクリレート系重合体が、前記一般式(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、請求項1に記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
     式(2)中、R3は水素原子又はメチル基であり、同一分子中のR3は同一でも異なっていてもよく、Zは炭素数1~15のアルキレン基であり、同一分子中のZは同一でも異なっていてもよい。
  3.  前記(メタ)アクリレート系重合体が、前記一般式(1)で表される構成単位として、下記一般式(3)で表される構成単位を有する、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
     式(3)中、R4は水素原子又はメチル基であり、同一分子中のR4は同一でも異なっていてもよく、Q1は炭素数1~6のアルキレン基であり、同一分子中のQ1は同一でも異なっていてもよく、Q2はメチル基又はエチル基であり、同一分子中のQ2は同一でも異なっていてもよい。
  4.  前記(メタ)アクリレート系重合体が、メタクリル酸イソデシルを含むモノマーの重合体である請求項1~3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  5.  前記ゴム成分100質量部に対して、シリカ20~150質量部を含み、
     前記ゴム成分が、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、シリル基、及びカルボキシル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、請求項1~4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  6.  前記ゴム成分100質量部に対して、シリカ20~150質量部を含み、
     前記微粒子が、前記一般式(1)で表される構成単位を有するとともに、ニトリル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有しかつ反応性シリル基を有さない重合体からなる、請求項1~5のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  7.  前記ゴム成分が、天然ゴム及び/又は合成イソプレンゴムと、ガラス転移点が-70~-20℃のスチレンブタジエンゴムとを含むものであり、
     前記ゴム成分100質量部に対する前記微粒子の含有量が1~30質量部である、請求項1~6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  8.  前記ゴム成分100質量部に対し、シリカ20~150質量部と、カーボンブラック1~70質量部を含む、請求項7に記載のゴム組成物。
  9.  前記ゴム成分が、ガラス転移点が-70~-20℃のスチレンブタジエンゴムと、ブタジエンゴムとを含むものであり、
     前記ゴム成分100質量部に対する前記微粒子の含有量が1~30質量部である、請求項1~6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  10.  前記ゴム成分が、更に、天然ゴム及び/又は合成イソプレンゴムを含む、請求項9に記載のゴム組成物。
  11.  前記ゴム成分100質量部に対し、カーボンブラックを含む補強性充填剤20~150質量部を含有する、請求項9又は10に記載のゴム組成物。
  12.  前記ゴム成分100質量部に対し、パラフィン系オイル5~50質量部を含み、
     前記ゴム成分100質量部に対する前記微粒子の含有量が1~30質量部である、請求項1~6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  13.  前記ゴム成分100質量部が、天然ゴム30~70質量部とブタジエンゴム30~70質量部とを含む、請求項12に記載のゴム組成物。
  14.  前記ゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積が140~250m2/gであるカーボンブラック50~150質量部を含み、
     前記ゴム成分100質量部に対する前記微粒子の含有量が1~30質量部である、請求項1~6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  15.  前記ゴム成分100質量部に対し、石油樹脂20~80質量部を含む、請求項14に記載のゴム組成物。
  16.  ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(4)で表される構成単位を有する重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10~1000nmの微粒子を、1~100質量部含有するゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
     式(4)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、同一又は異なってもよく、少なくとも1つは炭素数3~8の脂肪族炭化水素基を表し、残りは水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基を表す。
  17.  前記重合体が、前記一般式(4)で表される構成単位とともに、下記一般式(5)で表される構成単位及び/又は下記一般式(6)で表される構成単位を有する重合体である、請求項16に記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
     式(5)中、R17は水素原子又はメチル基を表し、R18は炭素数1~18のアルキル基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
     式(6)中、R19は水素原子又はメチル基を表し、R20は水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を表す。
  18.  前記一般式(4)で表される構成単位が、ミルセン、オシメン、アロオシメン及びコスメンからなる群から選択された少なくとも一種の化合物由来の構成単位である、請求項16又は17に記載のゴム組成物。
  19.  ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、下記一般式(7)で表される化合物由来の構成単位を有する重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10~1000nmの微粒子を、1~100質量部含有するゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
     式(7)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、同一又は異なってもよく、少なくとも1つは炭素数3~8の脂肪族炭化水素基を表し、残りは水素原子又は炭素数1もしくは2の脂肪族炭化水素基を表す。
  20.  前記重合体が、前記一般式(7)で表される化合物由来の構成単位とともに、下記一般式(8)で表される化合物由来の構成単位及び/又は下記一般式(9)で表される化合物由来の構成単位を有する重合体である、請求項19に記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
     式(8)中、R17は水素原子又はメチル基を表し、R18は炭素数1~18のアルキル基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
     式(9)中、R19は水素原子又はメチル基を表し、R20は水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を表す。
  21.  請求項1~20のいずれか1項に記載のゴム組成物を含む空気入りタイヤ。
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