JP5662106B2 - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。

従来より、タイヤの転がり抵抗を低減（低燃費性を向上）させることにより、車の低燃費化が行なわれてきた。近年、車の低燃費化への要求がますます強くなってきており、タイヤ部材の中でもタイヤにおける占有比率の高いトレッドを製造するためのゴム組成物に対して、優れた低燃費性が要求されている。

一般に、空気入りタイヤの低燃費性とともにウェットグリップ性能（湿潤路面でのグリップ性能または制動距離）を向上させるためには、トレッドゴム組成物に充填剤としてシリカを用いるとともに、低温でのゴム組成物のヒステリシスを増加させる方法が知られている。低温でのヒステリシスを増加させる方法として、ガラス転移温度の高いゴム組成物を使用する方法がある。しかし、ガラス転移温度の高いゴム組成物はウェットグリップ性能を向上させることができるが、同時に高温でのヒステリシスも増加して転がり抵抗が増大する（低燃費性が悪化する）という問題があり、耐摩耗性能も低下する傾向にある。ゴム組成物の低燃費性を向上させる方法として、補強用充填剤の含有量を減量する方法が知られている。しかし、この場合、ゴム組成物の硬度が低下するためタイヤが軟化し、車のハンドリング性能（操縦安定性）やウェットグリップ性能が低下したり、耐摩耗性が低下したりするという問題があった。

特許文献１には、超微粒子粉末ゴムを配合することにより、ウェットグリップ性能と低燃費性を両立できるゴム組成物が開示されている。しかし、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上については、未だ改善の余地を残すものである。

特開２００６−８９５５２号公報

本発明は、前記課題を解決し、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を向上できるタイヤ用ゴム組成物、及びそれをタイヤのトレッドに用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜１５０質量部、水酸基を有し、ガラス転移温度が−４０〜０℃のジエン系ゴムゲルを１０〜３０質量部含有し、前記ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１及びゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分である主ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ_２が下記関係式を満たすタイヤ用ゴム組成物に関する。
Ｔｇ_１−Ｔｇ_２≧３０

上記ゴム成分が、スチレンブタジエンゴム及び／又はブタジエンゴムを含み、上記ゴム成分１００質量％中、天然ゴム及びイソプレンゴムの合計含有量が２０質量％以下であることが好ましい。

上記ゴム成分が、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むことが好ましい。

上記スチレンブタジエンゴム及び上記ブタジエンゴムのガラス転移温度が−１２０〜−２５℃であることが好ましい。

上記ジエン系ゴムゲルの平均粒子径が１０〜１００ｎｍであることが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、シリカと、水酸基を有し、ガラス転移温度が特定の温度範囲のジエン系ゴムゲルをそれぞれ特定量配合し、ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１及びゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分である主ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ_２が特定の関係式を満たすので、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性に優れた空気入りタイヤを提供できる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分に対して、シリカと、水酸基を有し、ガラス転移温度が特定の温度範囲のジエン系ゴムゲルをそれぞれ特定量含み、ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１及びゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分である主ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ_２が下記関係式を満たす。
Ｔｇ_１−Ｔｇ_２≧３０
なお、本発明におけるガラス転移温度は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に従い、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製の示差走査熱量計（Ｑ２００）を用いて、昇温速度１０℃／分の条件で測定した値である。

本発明では、Ｔｇ_１及びＴｇ_２が上記特定の関係式を満たすことにより、ゴム組成物（加硫後）の損失正接（ｔａｎδ）をその測定温度に対してプロットして得られるｔａｎδの温度分布曲線において、主ポリマー由来のｔａｎδピーク（１ｓｔピーク）と、ジエン系ゴムゲル由来のｔａｎδピーク（２ｎｄピーク）の２つのピークが検出され、２つのピークトップが検出される。これは、主ポリマーと、ジエン系ゴムゲルが非相溶状態であることを示し、２ｎｄピークのピークトップが存在することにより、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を向上（特に、ウェットグリップ性能と低燃費性を両立）できる。一方、１ｓｔピークと２ｎｄピークが重なり、ピークトップが１つしか検出されない場合には、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を充分に向上できない。

Ｔｇ_１−Ｔｇ_２は、３０以上、好ましくは３２以上、より好ましくは３４以上である。３０未満であると、ｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークが明確に分かれにくく、ピークトップが１つしか検出されず、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を充分に向上できない。

主ポリマーとしては、そのガラス転移温度が上記関係式を満たす限り、特に限定されないが、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、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）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（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−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのジエン系ゴムが挙げられる。

ジエン系ゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）は好ましくは−２５℃以下、より好ましくは−３５℃以下である。−２５℃を超えると、低燃費性が低下するおそれがある。
Ｔｇは好ましくは−１２０℃以上、より好ましくは−９０℃以上、更に好ましくは−８０℃以上である。−１２０℃未満であると、ウェットグリップ性能が低下するおそれがある。

主ポリマーとしては、上記温度範囲のＴｇを有するジエン系ゴムのなかでも、ウェットグリップ性能、操縦安定性（硬度）、低燃費性の向上効果が高いという理由からＳＢＲが、耐摩耗性、低燃費性の向上効果が高いという理由からＢＲが好ましい。
ＳＢＲやＢＲを主ポリマーとした場合にｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップが明確に検出されるため、上記性能の向上効果が高いものと思われる。ＳＢＲやＢＲを主ポリマーとした場合にｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップが明確に検出される理由としては、ＳＢＲは、スチレン単位を有し、スチレン単位に起因する立体障害のためにジエン系ゴムゲルとの相溶性が低く、ＢＲは、自己凝集力が強いためにジエン系ゴムゲルとの相溶性が低いためと推測される。

なお、例えば、２種以上のＳＢＲを含有する場合には、各ＳＢＲを別々のポリマー成分として捉えて、ゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分を主ポリマーと決定する。

ゴム成分１００質量％中の主ポリマーの含有量は、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上である。４０質量％未満であると、ｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップが検出されにくく、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上効果が充分に得られないおそれがある。上記主ポリマーの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。８０質量％を超えると、併用するゴム成分の含有量が低下し、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上効果が充分に得られないおそれがある。

主ポリマー以外に使用できるゴム成分としては、上記ジエン系ゴムが挙げられる。なかでも、上記温度範囲のＴｇを有するジエン系ゴムが好ましい。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、主ポリマーがＳＢＲの場合にはＢＲを、主ポリマーがＢＲの場合にはＳＢＲを併用することがより好ましい。ＳＢＲとＢＲを併用することにより、ｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップがより明確に分かれやすくなり、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性をより向上できる。

主ポリマー及び主ポリマー以外のゴム成分として用いられるＳＢＲとしては、特に限定されず、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）、第１級アミノ基等により変性された変性ＳＢＲ等が挙げられる。なかでも、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上効果が高いという理由から、変性ＳＢＲが好ましい。

変性ＳＢＲとしては、スズやケイ素などでカップリングされたものが好ましく用いられる。変性ＳＢＲのカップリング方法としては、常法に従って、例えば、変性ＳＢＲの分子鎖末端のアルカリ金属（Ｌｉなど）やアルカリ土類金属（Ｍｇなど）を、ハロゲン化スズやハロゲン化ケイ素などと反応させる方法などが挙げられる。

また、変性ＳＢＲとしては、スチレン及びブタジエンの共重合体で、第１級アミノ基やアルコキシシリル基を有するものも好ましい。第１級アミノ基は、重合開始末端、重合終了末端、重合体主鎖、側鎖のいずれに結合していてもよいが、重合体末端からエネルギー消失を抑制してヒステリシスロス特性を改良し得る点から、重合開始末端又は重合終了末端に導入されていることが好ましい。

変性ＳＢＲのなかでも、特に溶液重合のスチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）を下記式（１）で表される化合物により変性したもの（変性Ｓ−ＳＢＲ（特開２０１０−１１１７５３号公報に記載の変性ＳＢＲ））が好適に用いられる。これにより、ポリマーの分子量をコントロールし易く、ｔａｎδを増大させる低分子量成分を少なくすることができ、更にシリカとポリマー鎖の結合を強め、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性をより向上できる。

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜８、より好ましくは炭素数１〜６、更に好ましくは炭素数１〜４のアルコキシ基）、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、メルカプト基（−ＳＨ）又はこれらの誘導体を表す。Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基）を表す。ｎは整数（好ましくは１〜５、より好ましくは２〜４、更に好ましくは３）を表す。）

Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３としては、アルコキシ基が望ましい。これにより、優れたウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を得ることができる。

上記式（１）で表される化合物の具体例としては、３−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、２−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

ＳＢＲの結合スチレン量は、好ましくは２３質量％以下であり、より好ましくは１５質量％以下、更に好ましくは１２質量％以下である。２３質量％を超えると、引張強度が低下するおそれがある。また、ＳＢＲの結合スチレン量の下限は、特に限定されない。
なお、スチレン量は、Ｈ^１−ＮＭＲ測定により算出される。

ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量（主ポリマー及び主ポリマー以外のゴム成分として用いられるＳＢＲの合計含有量）は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上である。２０質量％未満であると、ウェットグリップ性能、低燃費性が悪化するおそれがある。該ＳＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７５質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。８０質量％を超えると、併用するゴム成分の含有量が低下し、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上効果が充分に得られないおそれがある。

主ポリマー及び主ポリマー以外のゴム成分として用いられるＢＲとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０、宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ等の高シス含有量のＢＲ、宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２、ＶＣＲ６１７等の１，２−シンジオタクチックポリブタジエン結晶（ＳＰＢ）を含むＢＲ、Ｐｏｌｉｍｅｒｉ Ｅｕｒｏｐａ社製のＥｕｒｏｐｒｅｎｅ ＢＲ ＨＶ８０等の高ビニル含量のＢＲ等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、スズ化合物により変性されたスズ変性ブタジエンゴム（スズ変性ＢＲ）も使用できる。

ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量（主ポリマー及び主ポリマー以外のゴム成分として用いられるＢＲの合計含有量）は、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上である。１５質量％未満であると、耐摩耗性、低燃費性が悪化するおそれがある。該ＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは５０質量％以下である。８０質量％を超えると、併用するゴム成分の含有量が低下し、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性の向上効果が充分に得られないおそれがある。

また、ＮＲやＩＲ（特に、ＮＲ）を配合した場合に、Ｔｇ_１及びＴｇ_２が特定の関係式を満たす場合であっても、ｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップが明確に検出されにくく、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性（特に、ウェットグリップ性能）の向上効果が充分に得られないおそれがある。これは、ＮＲは混練中に分子鎖が切断されやすく、ジエン系ゴムゲルを、細かく砕いてポリマー層中に取り込みやすいためと推測される。従って、本発明のゴム組成物では、ＮＲ及びＩＲの合計含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下である。一方、ＮＲやＩＲ（特に、ＮＲ）を配合することにより、低燃費性、耐摩耗性を向上できることから、ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＩＲの合計含有量は、好ましくは５質量％以上である。

本発明ではシリカが使用される。これにより、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を改善できる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１００ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以上である。５０ｍ^２／ｇ未満であると、破断強度、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、シリカのＮ_２ＳＡは、好ましくは３００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは２５０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下である。３００ｍ^２／ｇを超えると、分散性が悪く、タイヤの発熱性が増大する傾向にある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上、好ましくは１５質量部以上、更に好ましくは４５質量部以上である。１０質量部未満では、ウェットグリップ性能と低燃費性、耐摩耗性の向上効果が充分に得られない傾向がある。該シリカの含有量は、１５０質量部以下、好ましくは１２０質量部以下、更に好ましくは１００質量部以下である。１５０質量部を超えると、シリカのゴム組成物中での分散性が悪化し、耐摩耗性、強度などが低下する傾向がある。

本発明ではジエン系ゴムゲルが使用される。これにより、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を改善できる。ジエン系ゴムゲルは、充填剤（フィラー）とゴム成分の中間的な性質を示す。すなわち、ゴム組成物に引張応力を加えた場合、ジエン系ゴムゲル自身も伸びを吸収する特性（すなわち、弾性）を有する。そのため、上記性能の改善効果が大きいものと思われる。

ジエン系ゴムゲルは、ジエン系ゴム分散液を架橋することにより製造することができる。該ジエン系ゴム分散液としては、乳化重合により製造されるゴムラテックス、溶液重合されたジエン系ゴムを水中に乳化させて得られるジエン系ゴム分散液などが挙げられる。また、架橋剤としては、有機ペルオキシド、有機アゾ化合物、硫黄系架橋剤などが挙げられる。また、ジエン系ゴムの架橋は、ジエン系ゴムの乳化重合中に、架橋作用を持つ多官能化合物との共重合によっても行うことができる。具体的には、特許第３７３９１９８号公報、特許第３２９９３４３号公報、特表２００４−５０４４６５号公報、特表２００４−５０６０５８号公報などに開示の方法を用いることができる。

本発明のジエン系ゴムゲルは、水酸基（ＯＨ（ヒドロキシル）基）を有する。
ジエン系ゴムゲルは、ジエン系ゴムからなるものであるため、粒子表面にＣ＝Ｃ二重結合を有する。そのため、水酸基を有するとともにＣ＝Ｃ二重結合に対する反応性を有する化合物により、ジエン系ゴムを変性することにより、粒子表面にＯＨ基を組み込むことができる。

このような化合物（変性剤）としては、例えば、特表２００４−５０６０５８号公報に記載されているように、ヒドロキシブチルアクリレート又はメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。

ジエン系ゴムゲルを構成するジエン系ゴム成分としては、上記した各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、Ｔｇを調整しやすいという理由から、ＳＢＲを主成分とするものが好ましい。

ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１は−４０℃以上、好ましくは−３５℃以上、より好ましくは−３０℃以上である。−４０℃未満であると、ｔａｎδの温度分布曲線において、２つのピークトップが明確に検出されにくく、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能を充分に向上できない。また、硬度が低下し、操縦安定性が低下する傾向がある。
上記ガラス転移温度は０℃以下、好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−１５℃以下、更に好ましくは−２０℃以下である。０℃を超えると、低燃費性が悪化する。

ジエン系ゴムゲルの平均粒子径は、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、更に好ましくは３０ｎｍ以上である。１０ｎｍ未満であると、ゲルが凝集するおそれがある。
該平均粒子径は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは９０ｎｍ以下、更に好ましくは８０ｎｍ以下である。１００ｎｍを超えると、耐摩耗性が悪化するおそれがある。
なお、ジエン系ゴムゲルの平均粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定した。

ジエン系ゴムゲルの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ−ｇｅｌ）は、好ましくは６０以下、より好ましくは５０以下、更に好ましくは４０以下である。６０を超えると、ゲル粒子が大きくなってしまい、強度が低下し、耐摩耗性が低下するおそれがある。
該水酸基価は、好ましくは１０以上、より好ましくは２０以上、更に好ましくは３０以上である。１０未満であると、シリカとポリマーとの間の相互作用が低下し、強度が低下し、耐摩耗性が低下するおそれがある。
なお、ジエン系ゴムゲルの水酸基価は、ジエン系ゴムゲル１ｇをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムの量をミリグラム数で表したものであり、電位差滴定法（ＪＩＳ Ｋ００７０）により測定した値である。

ジエン系ゴムゲルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上、好ましくは１５質量部以上である。１０質量部未満では、充分なウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性（特に、ウェットグリップ性能）が得られないおそれがある。該ジエン系ゴムゲルの含有量は、３０質量部以下、好ましくは２５質量部以下である。３０質量部を超えると、低燃費性、耐摩耗性（特に、低燃費性）が悪化するおそれがある。

本発明のゴム組成物には、シリカ及びジエン系ゴムゲルとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、シランカップリング剤を介して、ジエン系ゴムゲルとシリカ、ジエン系ゴムゲルとゴム成分、シリカとゴム成分を結合することができる。さらに、ジエン系ゴムゲルが有する水酸基と、シリカ表面のシラノール基との相互作用とも相まって、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性を高度に向上できる。

シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、スルフィド系が好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

スルフィド系シランカップリング剤としては、低発熱性（低燃費性）、ウェットグリップ性能、耐摩耗性をバランスよく向上できるという理由から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィドが好ましく、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドがより好ましい。

シランカップリング剤の含有量は、ジエン系ゴムゲル及びシリカの合計含有量１００質量部に対して、３質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましい。３質量部未満では、充分な低燃費性が得られないおそれがある。また、該シランカップリング剤の含有量は、１５質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。１５質量部を超えると、破壊強度、耐摩耗性が低下するおそれがある。

本発明のゴム組成物には、カーボンブラックを配合してもよい。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができ、操縦応答性を向上できる。使用できるカーボンブラックの例としては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。

カーボンブラックを使用する場合、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は４０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、５０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。Ｎ_２ＳＡが４０ｍ^２／ｇ未満では、破壊強度が低下するおそれがある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは１５０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１３０ｍ^２／ｇ以下がより好ましく、１２０ｍ^２／ｇ以下が更に好ましい。Ｎ_２ＳＡが１５０ｍ^２／ｇを超えると、分散性が悪く、充分なゴム強度が得られないおそれがある。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

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、好ましくは５質量部以上、より好ましくは８質量部以上である。５質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、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、好ましくは２５質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。２５質量部を超えると、低燃費性が悪化するおそれがある。

上記ゴム組成物には、前記成分の他に、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、クレー等の充填剤、軟化剤（パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイル等のオイル、可塑剤等）、粘着付与剤（クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂等）、ワックス、酸化防止剤、老化防止剤、加硫促進助剤（ステアリン酸、酸化亜鉛等）、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤等を含有してもよい。

加硫剤として硫黄を用いる場合、硫黄の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１．０質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは３．０質量部以下、より好ましくは２．５質量部以下である。０．５質量部未満では、加硫速度が遅く、加硫不足になる傾向があり、３．０質量部を超えると、逆に加硫速度が速く、スコーチングする傾向がある。

加硫促進剤としては、グアニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンデート系の化合物などが挙げられる。これら加硫促進剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ゴム中への分散性、加硫物性の安定性の点から、スルフェンアミド系加硫促進剤〔Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなど〕、グアニジン系加硫促進剤（ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、ジオルトトリグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレートなど）が好ましく、ＣＢＳ及びＤＰＧを併用することが特に好ましい。

加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．０質量部以上、より好ましくは１．５質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは４．０質量部以下、より好ましくは３．５質量部以下である。１．０質量部未満では、加硫速度が遅く、硬度不足になる傾向があり、４．０質量部を超えると、加硫速度が速くなり、スコーチングする傾向がある。

ＤＰＧの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．０質量部以上、より好ましくは１．２質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは２．０質量部以下、より好ましくは１．６質量部以下である。１．０質量部未満では、加硫速度が遅く、硬度が低下する傾向があり、２．０質量部を超えると、加硫速度が速く、加工中焼けが生じる傾向がある。

本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。

本発明のゴム組成物（加硫後）の損失正接（ｔａｎδ）をその測定温度に対してプロットして得られるｔａｎδの温度分布曲線において、主ポリマー由来のｔａｎδピーク（１ｓｔピーク）と、ジエン系ゴムゲル由来のｔａｎδピーク（２ｎｄピーク）の２つのピークが検出される。
低μ路面におけるウェットグリップ性能に優れ、かつ、低燃費性にも優れるという理由から、２ｎｄピークのピークトップは、−２０〜０℃に存在することが好ましく、−１５〜−５℃に存在することがより好ましい。
上記温度範囲内に２ｎｄピークのピークトップが存在すると、低μ路面におけるウェットグリップ性能と相関のある−２０〜０℃におけるｔａｎδが高く、かつ、低燃費性と相関のある３０〜６０℃におけるｔａｎδを低く抑えることができ、ウェットグリップ性能と低燃費性を高度に両立できる。
なお、本明細書において、ｔａｎδの温度分布曲線は、実施例に記載の方法により得られる。

本発明のゴム組成物（加硫後）の２ｎｄピークのピークトップを上記温度範囲内とするためには、例えば、主ポリマーのガラス転移温度及びジエン系ゴムゲルのガラス転移温度をそれぞれ上述の好ましいガラス転移温度の温度範囲内とすればよい。

本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材（特に、トレッド（キャップトレッド））に好適に使用できる。

キャップトレッドとは、多層構造を有するトレッドの表層部であり、例えば２層構造〔表面層（キャップトレッド）及び内面層（ベーストレッド）〕からなるトレッドでは表面層である。

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材（特に、トレッド（キャップトレッド））の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＳＢＲ１：ＪＳＲ（株）製のＨＰＲ３４０（変性Ｓ−ＳＢＲ、結合スチレン量：１０質量％、Ｔｇ：−６４℃、アルコキシシランでカップリングし末端に導入、式（１）で表される化合物により変性（式（１）中のＲ^１＝メトキシ基、Ｒ^２＝メトキシ基、Ｒ^３＝メトキシ基、Ｒ^４＝水素原子、Ｒ^５＝水素原子、ｎ＝３））
ＳＢＲ２：ＪＳＲ（株）製のＨＰＲ３５０（変性Ｓ−ＳＢＲ、結合スチレン量：２１質量％、Ｔｇ：−３５℃、アルコキシシランでカップリングし末端に導入、式（１）で表される化合物により変性（式（１）中のＲ^１＝メトキシ基、Ｒ^２＝メトキシ基、Ｒ^３＝メトキシ基、Ｒ^４＝水素原子、Ｒ^５＝水素原子、ｎ＝３））
ＳＢＲ３：ＪＳＲ（株）製のＨＰＲ３５５（変性Ｓ−ＳＢＲ、結合スチレン量：２７質量％、Ｔｇ：−２７℃、アルコキシシランでカップリングし末端に導入、式（１）で表される化合物により変性（式（１）中のＲ^１＝メトキシ基、Ｒ^２＝メトキシ基、Ｒ^３＝メトキシ基、Ｒ^４＝水素原子、Ｒ^５＝水素原子、ｎ＝３））
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（Ｔｇ：−１１４℃）
ＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０Ｈ（Ｔｇ：−９０℃）
ＢＲ３：Ｐｏｌｉｍｅｒｉ Ｅｕｒｏｐａ社製のＥｕｒｏｐｒｅｎｅ ＢＲ ＨＶ８０（Ｔｇ：−３５℃、ビニル含量：８０質量％）
ＮＲ：ＴＳＲ２０（Ｔｇ：−７３℃）
ジエン系ゴムゲル１：ランクセス（株）製のＮａｎｏｐｒｅｎｅＢＭ ７５ＯＨ（ジエン系ゴム成分：ＳＢＲ、Ｔｇ：−７５℃、水酸基価：３５ｍｇＫＯＨ／ｇ−ｇｅｌ、平均粒子径：５０ｎｍ）
ジエン系ゴムゲル２：ランクセス（株）製のＮａｎｏｐｒｅｎｅＢＭ ２５ＯＨ（ジエン系ゴム成分：ＳＢＲ、Ｔｇ：−２５℃、水酸基価：３５ｍｇＫＯＨ／ｇ−ｇｅｌ、平均粒子径：５０ｎｍ）
ジエン系ゴムゲル３：ランクセス（株）製のＮａｎｏｐｒｅｎｅＢＭ １５ＯＨ（ジエン系ゴム成分：ＳＢＲ、Ｔｇ：−１５℃、水酸基価：３５ｍｇＫＯＨ／ｇ−ｇｅｌ、平均粒子径：５０ｎｍ）
シリカ：デグッサ社製のＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３（Ｎ_２ＳＡ：１７５ｍ^２／ｇ）
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＮＨ（Ｎ_２ＳＡ：７４ｍ^２／ｇ）
オイル：出光興産（株）製のＴＤＡＥ
シランカップリング剤：エボニックデグッサ社（株）製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：三新化学工業（株）製の５％オイル処理硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

実施例１〜１４及び比較例１〜１１
表１，２に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で３分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することにより、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合わせ、１６０℃で３０分間加硫することにより、試験用タイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を作製した。

得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１，２に示す。

（ｔａｎδの温度分布曲線）
得られた加硫ゴム組成物について、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％、振幅±０．２５％および昇温速度２℃／ｍｉｎの条件下で、−１２０℃から７０℃までの温度範囲で、ｔａｎδの温度分布曲線を測定した。そして、測定した温度分布曲線から主ポリマー由来のｔａｎδピーク（１ｓｔピーク）のピークトップの温度と、ジエン系ゴムゲル由来のｔａｎδピーク（２ｎｄピーク）のピークトップの温度を決定した。なお、表中に「なし」と記載したものは、明確なピークトップが見られなかったことを示す。

（低燃費性）
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例２を１００としたときの指数（転がり抵抗指数）で表示した。指数が大きい方が低燃費性に優れることを示す。

（ウェットグリップ性能）
試験用タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度１００ｋｍ／ｈからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、指数が大きいほどウェットグリップ性能が良好である。指数は次式で求めた。
ウェットグリップ指数＝（比較例２の制動距離）／（各実施例又は比較例の制動距離）×１００

（耐摩耗性）
アスファルト路面のテストコースにて、試験用タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着して２０周走行し、走行後タイヤの溝の深さを計測し、比較例２を１００として指数表示した。数値が大きい方が耐摩耗性に優れていることを示す。

表１，２により、シリカと、水酸基を有し、ガラス転移温度が特定の温度範囲のジエン系ゴムゲルをそれぞれ特定量配合し、ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１及びゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分である主ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ_２が特定の関係式を満たす実施例は、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性に優れていた。

Claims (8)

1. ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜１５０質量部、水酸基を有し、ガラス転移温度が−４０〜０℃のジエン系ゴムゲルを１０〜３０質量部含有し、
   前記ゴム成分として、下記式（１）で表される化合物により変性したスチレンブタジエンゴムを含有し、
   前記ジエン系ゴムゲルのガラス転移温度Ｔｇ_１及びゴム成分中において含有量が最も多いポリマー成分である主ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ_２が下記関係式を満たすタイヤ用ゴム組成物。
   Ｔｇ_１−Ｔｇ_２≧３０
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、又はメルカプト基（−ＳＨ）を表す。Ｒ^４及びＲ^５は、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。ｎは整数を表す。）
2. ゴム成分が、スチレンブタジエンゴム及び／又はブタジエンゴムを含み、
   ゴム成分１００質量％中、天然ゴム及びイソプレンゴムの合計含有量が２０質量％以下である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記ゴム成分が、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含む請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムのガラス転移温度が−１２０〜−２５℃である請求項２又は３記載のタイヤ用ゴム組成物。
5. 前記ジエン系ゴムゲルの平均粒子径が１０〜１００ｎｍである請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
6. 窒素吸着比表面積が４０〜１２０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを含む請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
7. ゴム成分１００質量％中、天然ゴム及びイソプレンゴムの合計含有量が５質量％以上である請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤ。