説明

ゴム組成物、及びタイヤ

【課題】耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤを良好に形成することが可能な加工性に優れたゴム組成物を提供する。
【解決手段】本発明のゴム組成物は、(A)ゴム成分として、(a1)少なくとも共役ジエン単位を含み、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を重合体鎖に有する、重量平均分子量が15万〜200万の共役ジエン系重合体と、(a2)1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとを含み、この(A)ゴム成分として、(a1)共役ジエン系重合体を30〜98質量%、及び(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを2〜20質量%含んでいる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴム組成物、及びタイヤに関する。更に詳しくは、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤを良好に形成することが可能な、加工性に優れたゴム組成物、及びこのゴム組成物からなるタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
共役ジエン系重合体を含有するゴム組成物は、構成単位により異なった性質を有し、用途に応じて種々開発されている。例えば、このようなゴム組成物は、タイヤ用ゴム材料や防振ゴム等として用いられている。
【0003】
タイヤ用ゴム材料として上記ゴム組成物を用いる場合、近年の自動車に対する低燃費化の要求に対応するために、優れた転がり抵抗、耐摩耗性、破壊特性、操縦安定性等を有することが求められている。
【0004】
例えば、耐摩耗性、破壊特性、及び操縦安定性を向上させるために、ゴム組成物中にシリカやカーボンブラック等の充填剤を含有させることが知られている。
【0005】
また、転がり抵抗とウエットスキッド特性に優れたゴム組成物として、有機リチウム化合物を用いたアニオン重合反応で得られる共役ジエン系重合体の重合活性末端を、充填剤と相互作用する官能基を含有するアルコキシシラン誘導体で変性したゴム組成物が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。
【0006】
【特許文献1】特開2003−171418号公報
【特許文献2】特開2004−18795号公報
【特許文献3】特開2004−168903号公報
【特許文献4】特開2004−168904号公報
【特許文献5】特開2004−168813号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述した特許文献1〜5に記載された従来のゴム組成物に、充填剤としてシリカを加えた場合、共役ジエン系重合体の重合末端とシリカの粒子とが化学結合を形成することにより、ゴム組成物の粘度が上昇してしまう。このようにゴム組成物の粘度が上昇してしまうと、成形品等を製造する際の加工性が悪化してしまうという問題があった。
【0008】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤを良好に形成することが可能な、加工性に優れたゴム組成物、及びこのようなゴム組成物からなるタイヤを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、ゴム組成物を構成する共役ジエン系重合体に対して、1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを特定の割合で配合することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
即ち、本発明によれば、以下に示すゴム組成物、及びこのゴム組成物からなるタイヤが提供される。
【0011】
[1] (A)ゴム成分を含有し、前記(A)ゴム成分として、(a1)少なくとも共役ジエン単位を含み、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を重合体鎖に有する共役ジエン系重合体と、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとを含み、前記(a1)共役ジエン系重合体は、重量平均分子量が15万〜200万のものであり、前記(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のものであり、前記(A)ゴム成分として、前記(a1)共役ジエン系重合体を30〜98質量%、及び前記(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを2〜20質量%含むゴム組成物。
【0012】
[2] 前記(a1)共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物の単独重合体、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物の共重合体に、前記官能基が結合されたものである前記[1]に記載のゴム組成物。
【0013】
[3] 前記(a1)共役ジエン系重合体は、前記官能基として、第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する前記[1]又は[2]に記載のゴム組成物。
【0014】
[4] (B)充填剤を更に含有する前記[1]〜[3]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0015】
[5] 前記(B)充填剤が、シリカ及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも一種を含む前記[4]に記載のゴム組成物。
【0016】
[6] 前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記シリカを少なくとも1質量部含む前記[5]に記載のゴム組成物。
【0017】
[7] 前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記シリカを30〜100質量部含む前記[6]に記載のゴム組成物。
【0018】
[8] 前記シリカ100質量部に対して、シランカップリング剤を0.5〜20質量部更に含有する前記[6]又は[7]に記載のゴム組成物。
【0019】
[9] 前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックを2〜100質量部含む前記[5]〜[8]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0020】
[10] トレッド部とサイドウォール部とを備え、前記トレッド部と前記サイドウォール部との少なくとも一方が前記[1]〜[9]のいずれかに記載のゴム組成物からなるタイヤ。
【発明の効果】
【0021】
本発明のゴム組成物は、加工性に優れており、例えば、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤを良好に形成することができる。
【0022】
また、本発明のタイヤは、上記本発明のゴム組成物から形成されたものであり、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【0024】
[1]ゴム組成物:
まず、本発明のゴム組成物の一の実施形態について説明する。本実施形態のゴム組成物は、(A)ゴム成分を含有し、この(A)ゴム成分として、(a1)少なくとも共役ジエン単位を含み、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を重合体鎖に有する共役ジエン系重合体(以下、「(a1)共役ジエン系重合体」ということがある)と、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとを含むゴム組成物である。
【0025】
そして、上記(a1)共役ジエン系重合体は、重量平均分子量が15万〜200万のものであり、また、上記(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のものである。
【0026】
更に、本実施形態のゴム組成物は、上記(A)ゴム成分として、(a1)共役ジエン系重合体を30〜98質量%、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを2〜20質量%、及び必要に応じて(a3)その他のゴム成分を含んでいる。但し、(a1)+(a2)+(a3)=100質量%である。
【0027】
このような本実施形態のゴム組成物は、加工性に優れており、また、例えば、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤを良好に形成することができる。以下、本実施形態のゴム組成物を構成する各成分について更に具体的に説明する。
【0028】
[1−A](A)ゴム成分:
本実施形態のゴム組成物に含有される(A)ゴム成分は、(a1)共役ジエン系重合体、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、及び必要に応じて(a3)その他のゴム成分を含むものである。
【0029】
[1−A1](a1)共役ジエン系重合体:
(a1)共役ジエン系重合体は、少なくとも共役ジエン単位を含み、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を重合体鎖に有する重合体であり、その重量平均分子量(Mw)が15万〜200万である。
【0030】
即ち、この(a1)共役ジエン系重合体は、少なくとも共役ジエン単位を含む重合体(以下、「ジエン系重合体」ということがある)が、特定の変性剤(例えば、第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する化合物)によって変性された重合体(共役ジエン系重合体)である。
【0031】
この(a1)共役ジエン系重合体は、(A)ゴム成分中に30〜98質量%含まれている。このように構成することによって、(a1)共役ジエン系重合体の諸特性をゴム組成物に良好に反映させることができる。なお、(a1)共役ジエン系重合体の(A)ゴム成分中の含有量は、50〜88質量%であることが好ましく、60〜85質量%であることが更に好ましい。
【0032】
なお、少なくとも共役ジエン単位を含む重合体(ジエン系重合体)は、共役ジエン化合物の単独重合体、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体であることが好ましい。具体的には、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)を好適例として挙げることができる。このような共役ジエン系重合体をゴム成分として含有するゴム組成物は、耐摩耗性、破壊特性、及びヒステリシスロス特性に優れている。
【0033】
(a1)共役ジエン系重合体の重合体鎖に導入された官能基の含有量は、その官能基の種類によっても異なるが、例えば、0.5〜200mmol/kg・重合体であることが好ましく、1〜100mmol/kg・重合体であることが更に好ましく、2〜50mmol/kg・重合体であることが特に好ましい。
【0034】
なお、この官能基の数が多すぎると、ゴム組成物とした場合に、カーボンブラックやシリカ等の充填剤(フィラー)との相互作用が高くなりすぎて、配合粘度が向上して加工性が悪化することがある。一方、官能基の数が少なすぎると、上記した充填剤(フィラー)との相互作用が得られ難くなり、耐摩耗性、破壊特性、ヒステリシスロス特性、及びウエットスキッド特性等が十分に向上しないことがある。
【0035】
ここで、「mmol/kg・重合体」は、ポリマー成分の全質量(kg)に対する、上記官能基のモル数(mmol)を意味する。なお、上記したポリマー成分の全質量とは、製造時又は製造後、添加される老化防止剤等の添加剤を含まないポリマー成分のみの質量を意味する。
【0036】
この官能基は、共役ジエン系重合体の重合体鎖であれば、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うる点から、重合開始末端あるいは重合終了末端に導入されていることが好ましい。
【0037】
なお、(a1)共役ジエン系重合体は、この官能基として、第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有することが好ましい。このような(a1)共役ジエン系重合体を用いることによって、耐摩耗性、破壊特性、ヒステリシスロス特性、及びウエットスキッド特性を向上させることができる。
【0038】
なお、(a1)共役ジエン系重合体が、官能基として第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する場合には、第1級アミノ基の含有量は、0.5〜200mmol/kg・重合体であることが好ましく、1〜100mmol/kg・重合体であることが更に好ましく、2〜50mmol/kg・重合体であることが特に好ましい。
【0039】
また、アルコキシシリル基の含有量は、0.5〜200mmol/kg・重合体であることが好ましく、1〜100mmol/kg・重合体であることが更に好ましく、2〜50mmol/kg・重合体であることが特に好ましい。
【0040】
また、(a1)共役ジエン系重合体は、上述したように、その重量平均分子量(Mw)が15万〜200万のものであることが必要である。上記重量平均分子量(Mw)が15万未満であると、得られるゴム組成物の破壊特性、耐摩耗性、ヒステリシスロス特性などが十分ではなくなる。一方、200万超であると、粘度が高すぎて加工性が低下してしまう。ここで、本明細書において、「重量平均分子量(Mw)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用したポリスチレン換算の値である。
【0041】
また、特に限定されることはないが、(a1)共役ジエン系重合体の重量平均分子量(Mw)は、15万〜170万であることが好ましく、15万〜140万であることが更に好ましい。
【0042】
また、(a1)共役ジエン系重合体は、共役ジエン部分のビニル結合含量が15%以上であることが好ましい。共役ジエン部分のビニル結合含量が15%未満のものであるとヒステリシスロス特性とウエットスキッド特性のバランスが悪化することがある。ここで、本明細書において「共役ジエン部分のビニル結合含量」とは、赤外分析法を使用し、ハンプトン法により算出される1,2−ビニル結合及び3,4−ビニル結合の合計含量である。
【0043】
なお、特に限定されることはないが、この共役ジエン系重合体の共役ジエン部分のビニル結合含量は、15〜60%であることが好ましい。また、通常の芳香族ビニル化合物と共役ジオレフィンの共重合体の合成法で、90%を超えることは困難である。
【0044】
このような(a1)共役ジエン系重合体は、例えば、共役ジエン化合物、あるいは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを含む炭化水素溶媒中に、有機アルカリ金属と有機アルカリ土類金属との少なくとも一方を含む開始剤を添加してアニオン重合させて重合体を得、得られた重合体に、上記官能基を付与する化合物、例えば、保護された第1級アミノ基とアルコキシシリル基を有する化合物を添加してリビング重合体末端に反応させることによって得ることができる(以下、「第一の方法」ということがある)。
【0045】
例えば、上記官能基として第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する(a1)共役ジエン系重合体を製造する場合には、下記反応(I)によって製造することができる。
【0046】
反応(I):共役ジエン化合物、あるいは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを含む炭化水素溶媒中に、有機アルカリ金属と有機アルカリ土類金属との少なくとも一方を含む開始剤を添加してアニオン重合させて重合体を得、得られた重合体の重合活性末端に下記一般式(1)で表される化合物と下記一般式(2)で表される化合物とのうちの少なくとも一方を反応させる。
【0047】
【化1】

【0048】
但し、一般式(1)中、Rはメチレン基、又は炭素数2〜12のアルキレン基であり、R及びRは各々独立に炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基であり、R,R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアリール基を示すか、又はそれらのうち2つが互いに結合して形成されるケイ素原子を含む環を示し、gは1〜2の整数であり、fは1〜10の整数である。
【0049】
【化2】

【0050】
但し、一般式(2)中、R、R、R、R、R、及びRの定義は上記一般式(1)に同じであり、eは1〜2の整数である。
【0051】
上記反応(I)によれば、一段反応で容易に第1級アミノ基とアルコキシシリル基を同時に導入することができ、更に、高い導入率を得ることが可能である。
【0052】
上記一般式(1)及び一般式(2)において、Rの炭素数2〜12のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、及びプロピレン基を挙げることができる。
【0053】
また、R、R、R、R及びRとしての炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、及びプロピル基を挙げることができる。
【0054】
また、アリール基としては、例えば、フェニル基、トルイル基、及びナフチル基を挙げることができる。
【0055】
また、R、R、及びRのうち2つが互いに結合して形成されるケイ素原子を含む環を形成している場合には、4〜7員環であることが好ましい。
【0056】
また、アミノ基を保護するための保護基としては、アルキルシリル基を挙げることができる。アルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基、メチルジフェニルシリル基、及びエチルメチルフェニルシリル基を挙げることができる。
【0057】
保護された第1級アミノ基とアルコキシシリル基を有する化合物としては、例えば、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン、及びN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン等を挙げることができる。なお、好ましくは、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、又は1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタンである。
【0058】
リビング重合体末端(例えば、PLi)と、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシランとの反応は、下記反応式(3)で表すことができる。
【0059】
【化3】

【0060】
なお、上記反応式(3)における、Pは、共役ジエン単位を含む重合体(具体的には、共役ジエン化合物の重合体、あるいは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体)を示している。
【0061】
同様に、リビング重合体末端(例えば、PLi)と、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタンとの反応は、下記反応式(4)で表すことができる。
【0062】
【化4】

【0063】
また、上記した1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタンは、2分子のリビング重合体末端と反応することができ、そのときには下記反応式(5)で表すことができる。
【0064】
【化5】

【0065】
また、(a−1)共役ジエン系重合体は、例えば、共役ジエン化合物、あるいは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを含む炭化水素溶媒中に、下記一般式(6)又は一般式(7)で表されるリチウムアミド開始剤を添加してアニオン重合させて重合体を得、得られた重合体を、下記一般式(8)で表されるアルコキシシラン化合物を添加してリビング重合体末端に反応させることによって得ることもできる。
【0066】
【化6】

【0067】
但し、一般式(6)中、R、R、R、及びRの定義は上記一般式(1)に同じである。
【0068】
【化7】

【0069】
但し、一般式(7)中、Rの定義は上記一般式(1)に同じであり、R及びRは、相互に独立に、水素、炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基であり、dは1〜7の整数である。
【0070】
【化8】

【0071】
但し、一般式(8)中、R及びRの定義は上記一般式(1)に同じであり、Xはハロゲン原子であり、cは0〜2の整数であり、bは1〜4の整数である〔但し、c+bは2〜4の整数である〕。
【0072】
このようにして得られる共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物、あるいは共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物、及び場合により共重合可能なその他の化合物とを重合して得られた重合体である。
【0073】
共役ジエン系重合体を構成する共役ジエンとしては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、及びこれらの混合物等を挙げることができる。
【0074】
共役ジエン単位の含有量としては、全単量体中に60〜100質量%であることが好ましく、80〜100質量%であることが更に好ましく、90〜100質量%であることが特に好ましい。例えば、60質量%未満では、ヒステリシスロスが大きくなることがある。
【0075】
芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、tert−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、2−t−ブチルスチレン、3−t−ブチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、ビニルピリジン及びこれらの混合物等を挙げることができる。
【0076】
これらのうち、スチレンが特に好ましい。このような芳香族ビニル化合物に由来する構造単位の含有量は、全単量体中に40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることが更に好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。40%超であるとヒステリシスロス特性とウエットスキッド特性のバランスが悪化するおそれがある。
【0077】
また、共重合可能なその他の化合物としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、及びアクリル酸ヒドロキシエチル等を挙げることができる。その他の化合物に由来する構造単位の含有量は、全単量体中に40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることが更に好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。40%超であると防振特性が悪化するおそれがある。
【0078】
なお、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を有する(a1)共役ジエン系重合体としては、例えば、下記の官能基を有する単量体を共重合させることによっても得ることができる。
【0079】
アルコキシシリル基を有する単量体としては、(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジベンジロキシシラン等を挙げることができる。
【0080】
アミノ基を有する単量体としては、三級アミノ基を有する単量体が好ましく、例えば、(a)ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、2−(ジ−n−プロピルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、2−(ジ−n−プロピルアミノ)プロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;(b)N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド等のN−ジアルキルアミノアルキル基含有不飽和アミド類;(c)N,N−ジメチル−p−アミノスチレン、ジメチル(p−ビニルベンジル)アミン、ジメチル(p−ビニルフェネチル)アミン、ジメチル(p−ビニルベンジルオキシメチル)アミン、ジエチル〔2−(p−ビニルベンジルオキシ)エチル〕アミン、2−ビニルピリジン等の三級アミノ基含有ビニル芳香族化合物等を挙げることができる。これらのうちではジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類及び三級アミノ基含有ビニル芳香族化合物が好ましい。
【0081】
ヒドロキシル基を有する単量体としては、例えば、(a)2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;(b)ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ−ル等のポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数は、例えば2〜23)のモノ(メタ)アクリレート類;(c)N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシル基含有不飽和アミド類;(d)o−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−ビニルベンジルアルコール等のヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物;(e)(メタ)アリルアルコール等を挙げることができる。これらのうちではヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類及びヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物が好ましい。
【0082】
エポキシ基を有する単量体としては、(メタ)アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−オキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0083】
このような特定の官能基を有する単量体は、それぞれ一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用することもできる。
【0084】
また、上記の官能基は、共役ジエン系重合体を製造する際に、これらの官能基を有する重合開始剤又は重合停止剤を用いることにより導入することもできる。
【0085】
ここで、上述した(a1)共役ジエン系重合体を調製する方法(第一の方法)について具体的に説明する。
【0086】
(a1)共役ジエン系重合体を得るための、重合反応、及び第1級アミノ基(保護された第1級アミノ基)とアルコキシシリル基とを有する化合物との反応は、通常、0〜120℃の温度範囲で行われ、一定温度条件下でも上昇温度条件下でもよい。
【0087】
また、保護された第1級アミノ基を脱保護させるための加水分解は、80〜150℃の温度範囲で行うことが好ましく、90〜120℃の温度範囲で行うことが更に好ましい。また、保護された第1級アミノ基とアルコキシシリル基を有する化合物の2倍モル以上の水あるいは酸性水等を添加し、10分間以上反応させることにより行われることが好ましい。なお、反応時間は30分以上であることが更に好ましい。重合方式は、バッチ重合方式又は連続重合方式のいずれでもよい。
【0088】
重合に使用される有機アルカリ金属及び有機アルカリ土類金属の開始剤の例としては、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム等のアルキルリチウム、1,4−ジリチオブタン等のアルキレンジリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウム、リチウムナフタレン、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン、n−ブチルマグネシウム、n−ヘキシルマグネシウム、エトキシカルシウム、ステアリン酸カルシウム、t−ブトキシストロンチウム、エトキシバリウム、イソプロポキシバリウム、エチルメルカプトバリウムt−ブトキシバリウム、フェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ステアリン酸バリウム等を挙げることができる。
【0089】
また、上記開始剤としての有機アルカリ金属は、第2級アミン化合物又は第3級アミン化合物との反応生成物として、共役ジエンと芳香族ビニル化合物の共重合に使用することができる。上記第2級アミン化合物又は第3級アミン化合物と反応させる有機アルカリ金属としては、有機リチウム化合物が好ましい。より好ましくは、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウムを挙げることができる。
【0090】
開始剤の使用量は、共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物、及び他の化合物の合計量1gに対して、アルカリ金属原子又はアルカリ土類金属原子換算で、0.002〜0.1ミリモルであることが好ましく、0.005〜0.03ミリモルであることが更に好ましい。
【0091】
有機アルカリ金属と反応させる第2級アミン化合物の例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−(2−エチルヘキシル)アミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルベンジルアミン、ジアリルアミン、モルホリン、ピペラジン、2,6−ジメチルモルホリン、2,6−ジメチルピペラジン、1−エチルピペラジン、2−メチルピペラジン、1−ベンジルピペラジン、ピペリジン、3,3−ジメチルピペリジン、2,6−ジメチルピペリジン、1−メチル−4−(メチルアミノ)ピペリジン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ピロリジン、2,5−ジメチルピロリジン、アゼチジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、5−ベンジルオキシインドール、3−アザスピロ[5,5]ウンデカン、3−アザビシクロ[3.2.2]ノナン、カルバゾール等を挙げることができる。
【0092】
また、有機アルカリ金属と反応させる第3級アミン化合物の例としては、N,N−ジメチル−o−トルイジン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ベンジルジメチルアミン、ベンジルジエチルアミン、ベンジルジプロピルアミン、ベンジルジブチルアミン、(o−メチルベンジル)ジメチルアミン、(m−メチルベンジル)ジメチルアミン、(p−メチルベンジル)ジメチルアミン、N,N−テトラメチレン−o−トルイジン、N,N−ヘプタメチレン−o−トルイジン、N,N−ヘキサメチレン−o−トルイジン、N,N−トリメチレンベンジルアミン、N,N−テトラメチレンベンジルアミン、N,N−ヘキサメチレンベンジルアミン、N,N−テトラメチレン(o−メチルベンジル)アミン、N,N−テトラメチレン(p−メチルベンジル)アミン、N,N−ヘキサメチレン(o−メチルベンジル)アミン、N,N−ヘキサメチレン(p−メチルベンジル)アミン等を挙げることができる。
【0093】
また、重合には、必要に応じて、ジエチルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、2,2−(ビステトラヒドロフルフリル)プロパン、ビステトラヒドロフルフリルホルマール、テトラヒドロフルフリルアルコールのメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのエチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのブチルエーテル、α−メトキシテトラヒドロフラン、ジメトキシベンゼン、ジメトキシエタン等のエーテル化合物や、トリエチルアミン、ピリジン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、N,N−ジエチルエタノールアミンのメチルエーテル、N,N−ジエチルエタノールアミンのエチルエーテル、N,N−ジエチルエタノールアミンのブチルエーテル等の第3級アミン化合物を、重合系中に添加して、(a−1)共役ジエン系重合体の共役ジエン部分のミクロ構造(ビニル結合含量)を調整することができる。
【0094】
炭化水素溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。これらのうち、シクロヘキサン、ヘプタンが好ましい。
【0095】
炭化水素溶媒の使用量は、共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物、及び他の化合物の合計濃度が、5〜30質量%となる量が好ましく、7〜20質量%となる量が更に好ましい。
【0096】
(a−1)共役ジエン系重合体を製造する際において、使用する開始剤の反応性を向上させようとする場合、あるいは重合体中に導入される芳香族ビニル化合物をランダムに配列するか又は芳香族ビニル化合物の単連鎖を付与させようとする場合に、重合開始剤とともにカリウム化合物を添加してもよい。
【0097】
重合開始剤とともに添加されるカリウム化合物としては、例えば、カリウムイソプロポキシド、カリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−アミロキシド、カリウム−n−ヘプタオキシド、カリウムベンジルオキシド、カリウムフェノキシドに代表されるカリウムアルコキシド、カリウムフェノキシド;イソバレリアン酸、カプリル酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレイン酸、安息香酸、フタル酸、2−エチルヘキサン酸等のカリウム塩;ドデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼンスルホン酸等の有機スルホン酸のカリウム塩;亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジイソプロピル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリル等の、有機亜リン酸部分エステルのカリウム塩等を挙げることができる。
【0098】
これらのカリウム化合物は、開始剤のアルカリ金属1グラム原子当量あたり、0.005〜0.5モルの量で添加することが好ましい。0.005モル未満では、カリウム化合物の添加効果(開始剤の反応性向上、芳香族ビニル化合物のランダム化又は単連鎖付与)が現れないことがあり、一方0.5モルを超えると、重合活性が低下し、生産性を大幅に低下させることがあるとともに、重合体末端を官能基で変性する反応を行う際の変性効率が低下することがある。
【0099】
共役ジエン系重合体を製造する際には、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物(以下、「アミノ基含有アルコキシシラン化合物」ということがある)と併用してカップリング剤を添加することも可能である。カップリング剤の具体例は、以下のとおりである。なお、このカップリング剤は、上記したアミノ基含有アルコキシシラン化合物によって共役ジエン系重合体を生成する段階で(具体的には、アミノ基含有アルコキシシラン化合物よりも前に)添加される。
【0100】
すなわち、アミノ基含有アルコキシシラン化合物と併用して、重合活性末端に反応させるカップリング剤としては、(a)イソシアナート化合物とイソチオシアナート化合物との少なくとも一方の化合物、(b)アミド化合物とイミド化合物との少なくとも一方の化合物、(c)ピリジル置換ケトン化合物とピリジル置換ビニル化合物との少なくとも一方の化合物、(d)ケイ素化合物、(e)エステル化合物、(f)ケトン化合物、並びに(g)スズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を挙げることができる。
【0101】
これらの化合物のうち、(a)成分であるイソシアナート化合物又はチオイソシアナート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ポリメリックタイプのジフェニルメタンジイソシアナート(C−MDI)、イソホロンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、1,3,5−ベンゼントリイソシアナート、フェニル−1,4−ジイソチオシアナート等を好適例として挙げることができる。
【0102】
(b)成分であるアミド化合物又はイミド化合物としては、コハク酸アミド、フタル酸アミド、N,N,N’,N’−テトラメチルフタル酸アミド、オキサミド、N,N,N’,N’−テトラメチルオキサミドなどのアミド化合物、コハク酸イミド、N−メチルコハクイミド、マレイミド、N−メチルマレイミド、フタルイミド、N−メチルフタルイミドなどのイミド化合物等を好適例として挙げることができる。
【0103】
(c)成分であるピリジル置換ケトン化合物又はピリジル置換ビニル化合物としては、ジベンゾイルピリジン、ジアセチルピリジン、ジビニルピリジン等を好適例として挙げることができる。
【0104】
(d)成分であるケイ素化合物としては、ジブチルジクロロケイ素、メチルトリクロロケイ素、メチルジクロロケイ素、テトラクロロケイ素、トリエトキシメチルシラン、トリフェノキシメチルシラン、トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、4,5−エポキシヘプチルメチルジメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド等を好適例として挙げることができる。
【0105】
(e)成分であるエステル化合物としては、アジピン酸ジエチル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジエチル、グルタル酸ジエチル、マレイン酸ジエチル等を好適例として挙げることができる。
【0106】
(f)成分であるケトン化合物の具体例としては、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラエチル(4,4’−ジアミノ)−ベンゾフェノン、N,N−ジメチル−1−アミノベンゾキノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノベンゾキノン、N,N−ジメチル−1−アミノアントラキノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−ジアミノアントラキノン等を好適例として挙げることができる。
【0107】
(g)成分であるスズ化合物としては、テトラクロロスズ、テトラブロムスズ、トリクロロブチルスズ、トリクロロメチルスズ、トリクロロオクチルスズ、ジブロムジメチルスズ、ジクロロジメチルスズ、ジクロロジブチルスズ、ジクロロジオクチルスズ、1,2−ビス(トリクロロスタニル)エタン、1,2−ビス(メチルジクロロスタニルエタン)、1,4−ビス(トリクロロスタニル)ブタン、1,4−ビス(メチルジクロロスタニル)ブタン、エチルスズトリステアレート、ブチルスズトリスオクタノエート、ブチルスズトリスステアレート、ブチルスズトリスラウレート、ジブチルスズビスオクタノエート、ジブチルスズビスステアレート、ジブチルスズビスラウレート等を好適例として挙げることができる。
【0108】
アミノ基含有アルコキシシラン化合物と併用して、重合活性末端に反応させるこれらの化合物は、一種単独で使用することも、あるいは二種以上を併用することもできる。
【0109】
上記カップリング剤の使用量は、開始剤のアルカリ金属1グラム原子当量あたり、カップリング剤中のカップリング可能な置換基の量として1モル以下であることが好ましく、0.1〜0.5モルであることが更に好ましい。例えば、1モルを超えると、上記一般式(1)で表される化合物と上記一般式(2)で表される化合物とのうちの少なくとも一方を反応させる際の反応率が低下し、期待する性能が得られないことがある。
【0110】
次に、本実施形態の水添共役ジエン系重合ゴムの製造方法に用いられる共役ジエン系重合体を製造する他の方法(第二の方法)について説明する。共役ジエン系重合体を製造する他の方法としては、炭化水素溶媒中で、共役ジエン、あるいは共役ジエンと芳香族ビニル化合物を、上記一般式(6)又は上記一般式(7)で表されるリチウムアミド開始剤を用いて、アニオン重合させて重合体を得、得られた重合体を、上記一般式(8)で表されるアルコキシシラン化合物を添加してリビング重合体末端に反応させる。
【0111】
リチウムアミド開始剤による重合反応、及びアルコキシシラン化合物との反応は、例えば、0〜120℃の温度範囲で行われ、一定温度条件下でも上昇温度条件下でもよい。保護された第1級アミノ基を脱保護させるための加水分解は、例えば、80〜150℃、好ましくは90〜120℃の温度範囲で、第1級アミノ基が保護されたリチウムアミド開始剤の2倍モル以上の水あるいは酸性水等を添加し、10分間以上、好ましくは30分間以上反応させることにより行うことができる。重合方式は、バッチ重合方式又は連続重合方式のいずれでもよい。
【0112】
なお、以下に説明すること以外の事項は、上記した方法(第一の方法)にて記載した事項がそのままあるいは当業者に自明の変更を加えて適用されると理解されるべきである。
【0113】
上記一般式(6)で表されるリチウムアミド開始剤としては、例えば、3−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−1−プロピルリチウム、3−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−2−メチル−1−プロピルリチウム、3−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−2,2−ジメチル−1−プロピルリチウム、4−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−1−ブチルリチウム、5−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−1−ペンチルリチウム、8−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]−1−オクチルリチウムを挙げることができる。
【0114】
また、上記一般式(7)で表されるリチウムアミド開始剤としては、例えば、3−(2,2,5,5,−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン)−1−プロピルリチウム、2−メチル−3−(2,2,5,5,−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン)−1−プロピルリチウム、2,2−ジメチル−3−(2,2,5,5,−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン)−1−プロピルリチウム、4−(2,2,5,5,−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン)−1−ブチルリチウム、6−(2,2,5,5,−テトラメチル−2,5−ジシラ−1−アザシクロペンタン)−1−ヘキシルリチウム等を挙げることができる。
【0115】
また、上記リチウムアミド開始剤は、対応するハライドと有機リチウム化合物を炭化水素溶媒中で反応させた合成体を使用してもよい。なお、ハライドと有機リチウムの反応は、重合リアクターと別の反応容器にて予め行ってもよい。
【0116】
更に、上記式(8)で表されるアルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラトルイロキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、
【0117】
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、アリルトリフェノキシシラン、オクテニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、トリメトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、トリプロポキシクロロシラン、トリブトキシクロロシラン、トリフェノキシクロロシラン、ジメトキシジクロロシラン、ジプロポキシジクロロシラン、ジフェノキシジクロロシランを挙げることができる。
【0118】
なお、これまでに説明した共役ジエン系重合体としては、例えば、本出願人による国際出願にかかる国際公開公報、WO03/029299A1に記載された共役ジオレフィン(共)重合ゴムを好適に用いることができる。
【0119】
[1−A2](a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン:
(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のものである。
【0120】
このような(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを、(A)ゴム成分中に、2〜20質量%含むことによって、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性等の諸特性を低下させることなく、ゴム組成物の粘度の上昇を抑制することができ、加工性に優れたゴム組成物とすることができる。
【0121】
(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの1,2−ビニル結合含量は、70%以上であるが、80%以上であることが好ましく、90%以上であることが更に好ましい。1,2−ビニル結合含が70%未満では、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの結晶性が低下し、加工性が低下してしまう。なお、本明細書にいう「1,2−ビニル結合含量」は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)によって求めた値である。
【0122】
また、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの結晶化度は、10〜40%であることが好ましく、15〜35%であることが更に好ましい。(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの結晶化度を5〜50%の範囲内とすることにより、熱劣化が起こらない180℃以下でゴム組成物を調整することが可能となる。例えば、結晶化度が50%を超えると、180℃以上での調整が必要となり、熱劣化やスコーチにより加工性が低下する恐れがある。なお、本明細書にいう「結晶化度」は、結晶化度0%の1,2−ポリブタジエンの密度を0.889g/cm、結晶化度100%の1,2−ポリブタジエンの密度を0.963g/cmとして、水中置換法により測定した密度から換算した値である。
【0123】
上述したように、(A)ゴム成分中の(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの含有割合は、2〜20質量%となっている。例えば、この含有割合が20質量%を超えると、得られるゴム組成物が必要以上に硬くなり、耐摩耗性が著しく低下してしまう。
【0124】
なお、この(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの含有割合は、5〜15質量%であることが好ましい。このように構成することによって、ゴム組成物の耐摩耗性と加工性のバランスをより向上させることができる。
【0125】
(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの融点(Tm)は、50〜150℃であることが好ましく、60〜140℃であることが更に好ましい。この融点(Tm)が50〜150℃であると、耐熱性と力学強度と柔軟性のバランスに更に優れたタイヤを形成することができる。
【0126】
また、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの重量平均分子量(Mw)は、1万〜500万であることが好ましく、1万〜150万であることが更に好ましく、5万〜100万であることが特に好ましい。重量平均分子量(Mw)が1万未満であると、流動性が高くなりすぎて、加工性が低下する傾向にある。一方、重量平均分子量(Mw)が500万超であると、流動性が低くなり、加工性が低下する傾向にある。
【0127】
(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、ブタジエン以外の共役ジエンが少量共重合したものであってもよい。ブタジエン以外の共役ジエンとしては、1,3−ペンタジエン、高級アルキル基で置換された1,3−ブタジエン誘導体、2−アルキル置換−1,3−ブタジエン等を挙げることができる。高級アルキル基で置換された1,3−ブタジエン誘導体の具体例としては、1−ペンチル−1,3−ブタジエン、1−ヘキシル−1,3−ブタジエン、1−ヘプチル−1,3−ブタジエン、1−オクチル−1,3−ブタジエン等を挙げることができる。
【0128】
また、2−アルキル置換−1,3−ブタジエンの具体例としては、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2−エチル−1,3−ブタジエン、2−プロピル−1,3−ブタジエン、2−イソプロピル−1,3−ブタジエン、2−ブチル−1,3−ブタジエン、2−イソブチル−1,3−ブタジエン、2−アミル−1,3−ブタジエン、2−イソアミル−1,3−ブタジエン、2−ヘキシル−1,3−ブタジエン、2−シクロヘキシル−1,3−ブタジエン、2−イソヘキシル−1,3−ブタジエン、2−ヘプチル−1,3−ブタジエン、2−イソヘプチル−1,3−ブタジエン、2−オクチル−1,3−ブタジエン、2−イソオクチル−1,3−ブタジエン等を挙げることができる。
【0129】
上述のブタジエン以外の共役ジエンのうち、イソプレン、1,3−ペンタジエンが好ましい。
【0130】
(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、例えば、コバルト化合物及びアルミノオキサンを含有する触媒の存在下に、ブタジエンを重合して得ることができる。上記コバルト化合物としては、好ましくは炭素数4以上の有機酸とコバルトとの有機酸塩を挙げることができる。
【0131】
この有機酸塩の具体例として、酪酸塩、ヘキサン酸塩、ヘプチル酸塩、2−エチルヘキシル酸等のオクチル酸塩、デカン酸塩や、ステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸等の高級脂肪酸塩、安息香酸塩、トリル酸塩、キシリル酸塩、エチル安息香酸等のアルキル、アラルキル、アリル置換安息香酸塩やナフトエ酸塩、アルキル、アラルキル若しくはアリル置換ナフトエ酸塩を挙げることができる。これらのうち、2−エチルヘキシル酸のいわゆるオクチル酸塩や、ステアリン酸塩、安息香酸塩が、炭化水素溶媒への優れた溶解性のために好ましい。
【0132】
前記アルミノオキサンとしては、例えば、下記一般式(9)又は(10)で表されるものを挙げることができる。
【0133】
【化9】

【0134】
【化10】

【0135】
上記一般式(9)及び(10)中、Rは、相互に独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭化水素基であり、好ましくはメチル基、エチル基であり、特に好ましくはメチル基である。また、mは、2以上、好ましくは5以上、更に好ましくは10〜100の整数である。アルミノオキサンの具体例としては、メチルアルミノオキサン、エチルアルミノオキサン、プロピルアルミノオキサン、ブチルアルミノオキサン等を挙げることができる。なかでも、メチルアルミノオキサンが好ましい。
【0136】
重合触媒には、上述したコバルト化合物とアルミノオキサン以外に、ホスフィン化合物を含有させることが極めて好ましい。ホスフィン化合物は、重合触媒の活性化、ビニル結合構造及び結晶性の制御に有効な成分である。好適なホスフィン化合物としては、下記一般式(11)で表される有機リン化合物を挙げることができる。
【0137】
【化11】

【0138】
上記一般式(11)中、R10はシクロアルキル基又はアルキル置換シクロアルキル基であり、nは0〜3の整数であり、Arは下記一般式(12)で表される基である。
【0139】
【化12】

【0140】
上記一般式(12)中、R11、R12、及びR13は、各々同一又は異なってもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、又はアリール基である。
【0141】
上記R11、R12、及びR13におけるアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。また、R11、R12、及びR13におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。更に、R11、R12、及びR13におけるアリール基としては、炭素数6〜12のアリール基が好ましい。
【0142】
前記一般式(11)で表されるホスフィン化合物の具体例としては、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−エチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,4−ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−イソプロピルフェニル)ホスフィン、トリス(3−t−ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5−ジエチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−メチル−5−エチルフェニル)ホスフィン)、トリス(3−フェニルフェニル)ホスフィン、トリス(3,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−エトキシ−3,5−ジエチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−ブトキシ−3,5−ジブチルフェニル)ホスフィン、トリ(p−メトキシフェニルホスフィン)、トリシクロヘキシルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリ(4−メチルフェニルホスフィン)、トリ(4−エチルフェニルホスフィン)等を挙げることができる。これらのうち、特に好ましいものとしては、トリフェニルホスフィン、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニル)ホスフィン等が挙げられる。
【0143】
上記コバルト化合物としては、下記一般式(13)で表される化合物を用いることができる。
【0144】
【化13】

【0145】
上記一般式(13)で表される化合物は、塩化コバルトに対して、上記一般式(11)においてnが3であるホスフィン化合物を配位子に持つ錯体である。このコバルト化合物の使用に際しては、予め合成したものを使用してもよいし、又は重合系中に塩化コバルトとホスフィン化合物を接触させる方法で使用してもよい。錯体中のホスフィン化合物を種々選択することにより、得られるシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの1,2−結合含量、結晶化度の制御を行うことができる。
【0146】
前記一般式(13)で表されるコバルト化合物の具体例としては、コバルトビス(トリフェニルホスフィン)ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−メチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−エチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−メチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3,5−ジメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3,4−ジメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−イソプロピルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−t−ブチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3,5−ジエチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−メチル−5−エチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−フェニルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3,4,5−トリメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−エトキシ−3,5−ジエチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−ブトキシ−3,5−ジブチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−メトキシフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−メトキシフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−ドデシルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−エチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド等を挙げることができる。
【0147】
これらのうち、特に好ましいものとしては、コバルトビス(トリフェニルホスフィン)ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3−メチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(3,5−ジメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド、コバルトビス〔トリス(4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニルホスフィン)〕ジクロライド等を挙げることができる。
【0148】
ブタジエン単独重合の場合は、ブタジエン1モル当たり、共重合する場合はブタジエンとブタジエン以外の共役ジエンとの合計量1モル当たり、触媒としてのコバルト化合物を、コバルト原子換算で0.001〜1ミリモル使用することが好ましく、0.01〜0.5ミリモル使用することが更に好ましい。また、ホスフィン化合物の使用量は、コバルト原子に対するリン原子の比(P/Co)として、通常0.1〜50であり、0.5〜20であることが好ましく、1〜20であることが更に好ましい。更に、アルミノオキサンの使用量は、コバルト化合物のコバルト原子に対するアルミニウム原子の比(Al/Co)として、通常4〜10であり、10〜10であることが好ましい。なお、前記一般式(13)で表される錯体を用いる場合は、ホスフィン化合物の使用量がコバルト原子に対するリン原子の比(P/Co)が2であるとし、アルミノオキサンの使用量は、上記の記載に従う。
【0149】
重合溶媒として用いられる不活性有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族炭化水素溶媒、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ブタン等の脂肪族炭化水素溶媒、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素溶媒、及びこれらの混合物を挙げることができる。
【0150】
重合温度は、−50〜120℃であることが好ましく、−20〜100℃であることが更に好ましい。重合反応は、回分式でも、連続式でもよい。なお、溶媒中の単量体濃度は、5〜50質量%であることが好ましく、10〜35質量%であることが更に好ましい。
【0151】
また、重合体を製造するために、触媒及び重合体を失活させないために、重合系内に酸素、水、又は炭酸ガス等の失活作用のある化合物の混入を極力なくすような配慮がなされることが好ましい。重合反応が所望の段階まで進行したら、反応混合物にアルコール、その他の重合停止剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加し、次いで、通常の方法に従って生成重合体を分離、洗浄、乾燥すれば、所望のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを得ることができる。
【0152】
[1−A3](a3)その他のゴム成分:
本実施形態のゴム組成物においては、(A)ゴム成分として、上記した(a1)共役ジエン系重合体、及び(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンに加えて、(a3)その他のゴム成分を更に含んでいてもよい。このように構成することによって、その他のゴム成分に由来する特性をゴム組成物に付与することができる。
【0153】
このような(a3)その他のゴム成分としては、例えば、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン以外のポリブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等を挙げることができる。このような(a3)その他のゴム成分を含有することによって、耐摩耗性や、強度特性を向上できる。
【0154】
また、この(a3)その他のゴム成分を更に含む場合には、上述した(a1)共役ジエン系重合体と(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンと含有割合の範囲を満たしつつ、(A)ゴム成分中に、(a3)その他のゴム成分を10〜40質量%含むことが好ましい。
【0155】
[1−B](B)充填剤:
本実施形態のゴム組成物は、(B)充填剤を更に含有することが好ましい。この(B)充填剤としては、シリカ及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも一種を挙げることができる。また、(B)充填剤がシリカを含む場合には、シランカップリング剤を更に含んでいてもよい。このようなシリカやカーボンブラックを(B)充填剤として含有することによって、ゴム組成物の補強性を向上させることができる。
【0156】
なお、特に限定されることはないが、(B)充填剤が、少なくともシリカとシランカップリング剤とを含む場合には、この(B)充填剤は、ゴム成分100質量部に対して、シリカを少なくとも1質量部含むことが好ましく、このシリカ100質量部に対して、シランカップリング剤を0.5〜20質量部含むことがより好ましい。なお、この場合には、(B)充填剤がゴム成分100質量部に対してシリカを30質量部以上含むことが更に好ましく、50質量部以上含むことが特に好ましい。例えば、シリカ含有量が30質量部以下の場合、十分な補強性が得られない可能性がある。
【0157】
また、シランカップリング剤が少なすぎると、カップリング剤としての効果が十分に発揮され難くなる傾向にある。一方、シランカップリング剤が多すぎると、ゴム成分がゲル化し易くなる傾向にある。
【0158】
シリカの具体例としては、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等を挙げることができる。これらのうち、耐破壊特性の改良効果、及び低転がり抵抗性の両立効果が最も顕著である湿式シリカが好ましい。このようなシリカは、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0159】
また、(B)充填剤が、カーボンブラックを含む場合には、(A)ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを2〜100質量部含むことが好ましく、30〜80質量部含むことが更に好ましい。カーボンブラックの具体例としては、SRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等の各グレードのカーボンブラックを挙げることができる。
【0160】
また、ヨウ素吸着量(IA)が60mg/g以上であり、ジブチルフタレート吸油量(DBP)が80ml/100g以上のカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックを用いることにより、例えば、ゴム組成物のグリップ性能、及び耐破壊特性の改良効果は大きくなる。なお、耐摩耗性に優れるHAF、ISAF、SAFが特に好ましい。このようなカーボンブラックは、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0161】
また、上述したように、シリカとともに用いられるシランカップリング剤としては、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、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)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン;
【0162】
3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド等を挙げることができる。
【0163】
これらのうち、補強性改善効果等の点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドが好適である。なお、これらのシランカップリング剤は、単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。
【0164】
本実施形態のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、(C)添加剤として、ゴム工業界で通常用いられている各種の薬品やその他の添加剤を含んでいてもよい。このようなその他の添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫助剤、加工助剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を挙げることができる。
【0165】
加硫剤としては、硫黄を挙げることができる。加硫剤の使用量は、(A)ゴム成分100質量部に対して、0.1〜3質量部であることが好ましく、0.5〜2質量部であることが更に好ましい。加硫助剤及び加工助剤としては、一般的にステアリン酸が用いられ、その使用量は、(A)ゴム成分100質量部に対して、0.5〜5質量部であることが好ましい。
【0166】
また、加硫促進剤は、特に限定されないが、M(2−メルカプトベンゾチアゾール)、DM(ジベンゾチアジルジサルファイド)、CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)等のチアゾール系加硫促進剤を好適例として挙げることができる。加硫促進剤の使用量は、(A)ゴム成分100質量部に対して、0.1〜5質量であることが好ましく、0.2〜3質量部であることが更に好ましい。
【0167】
[1−C]ゴム組成物の調製:
本実施形態のゴム組成物は、例えば、これまでに説明した(a1)共役ジエン系重合体及び(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとを(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの融点以上、好ましくは120℃以上で混練して(A)ゴム成分を得、得られた(A)ゴム成分と、必要に応じて添加される(B)充填剤及び(C)添加剤とを、ロールをはじめとする開放式混練機、バンバリーミキサーをはじめとする密閉式混練機等の混練機を使用し、混練することによって調製することができる。
【0168】
[1−D]ゴム組成物の適用対象:
本発明のゴム組成物は、タイヤの形成用、即ち、タイヤのトレッド部とサイドウォール部との少なくとも一方の形成に好適に用いることができるが、例えば、防振ゴム、防舷材、ベルト、ホース、靴底材、その他の工業品等の形成に用いることもできる。
【0169】
[2]タイヤ:
次に、本発明のタイヤの一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態のタイヤは、トレッド部とサイドウォール部とを備え、このトレッド部材とサイドウォール部材との少なくとも一方が、これまでに説明した本発明のゴム組成物から形成されたものである。
【0170】
このようなタイヤは、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたものである。また、加工性に優れた上記ゴム組成物によって形成されているため、タイヤ表面(シート肌)の面精度に優れるとともに、タイヤエッジの寸法精度にも優れている。
【0171】
本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造することができる。例えば、トレッド部が本発明のゴム組成物によって形成されたタイヤを製造する場合には、まず、ゴム組成物が未加硫の段階で、このゴム組成物をタイヤのトレッド部に加工し、得られたトレッド部をタイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形して生タイヤを形成する。このようにして得られた生タイヤを、加硫機中で加熱加圧して、本発明のゴム組成物によってトレッド部が形成されたタイヤを得ることができる。
【実施例】
【0172】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
【0173】
[重量平均分子量]:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(カラム:商品名「HLC−8120」、東ソー社製)を使用し、ポリスチレン換算にて算出した。
【0174】
[1,2−ビニル結合含量(%)]:赤外吸収スペクトル法(モレロ法)によって測定した。
【0175】
[結晶化度]:結晶化度0%の1,2−ポリブタジエンの密度を0.889g/cm、結晶化度100%の1,2−ポリブタジエンの密度を0.963g/cmとして、水中置換法により測定した密度から換算して算出した。
【0176】
[ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4,100℃)]:加硫前の配合ゴムを測定用試料とし、JIS K6300に準拠し、Lローターを使用して、予熱1分、ローター作動時間4分、温度100℃の条件で測定した。
【0177】
[ゴムシートエッジ]:混練り後のゴム組成物をロールに通し、得られたゴムシートのエッジ部分の形状を目視により◎〜×の4段階に評価した。
◎:まっすぐであり極めて良好。
○:比較的まっすぐであり良好。
△:部分的にぎざぎざである。
×:全体的にぎざぎざである。
【0178】
[ゴムシート肌]:混練り後のゴム組成物をロールに通し、得られたゴムシートの表面部分のなめらかさを目視により◎〜×の4段階に評価した。
◎:なめらかであり極めて良好。
○:比較的なめらかであり良好。
△:部分的に粗さが目立つ。
×:全体的に粗さが目立つ。
【0179】
[デュロA硬度]:JIS K 6253に準じて測定したJIS A硬度である。
【0180】
[DIN摩耗試験減量]:JIS K 6264に準じて測定したDIN摩耗試験の摩耗減量である。減量が少ないほど耐摩耗性は良好である。
【0181】
[ランボーン摩耗試験25%スリップ減量]:ランボーン型摩耗試験機を使用し、スリップ率が25%での摩耗減量を測定した。測定温度は50℃である。減量が少ないほど耐摩耗性は良好である。
【0182】
[ランボーン摩耗試験40%スリップ減量]:ランボーン型摩耗試験機を使用し、スリップ率が40%での摩耗減量を測定した。測定温度は50℃である。減量が少ないほど耐摩耗性は良好である。
【0183】
[50℃G’、tanδ(50℃)]:加硫ゴムを測定用試料とし、動的粘弾性測定装置(TA INSTRUMENTS社製)を使用し、歪0.7%、角速度100ラジアン毎秒、50℃の条件で、貯蔵弾性率(50℃G’)、及び損失係数(tanδ(50℃))を測定した。
【0184】
[70℃G’、tanδ(70℃)]:加硫ゴムを測定用試料とし、動的粘弾性測定装置(TA INSTRUMENTS社製)を使用し、歪0.7%、角速度100ラジアン毎秒、70℃の条件で、貯蔵弾性率(70℃G’)、及び損失係数(tanδ(70℃))を測定した。
【0185】
(実施例1)
官能基として第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する共役ジエン系重合体(以下、「(a1−1)重合体」ということがある)65部と、結晶化度が25%のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエン(商品名「RB820」、JSR社製、1,2−ビニル結合含量:92%、融点:95℃、以下、「(a2−1)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン」ということがある)5部と、市販のポリブタジエンゴム(商品名「ポリブタジエンゴムBR01」、JSR社製)30部とを混合し、(A)ゴム成分を調製した。
【0186】
なお、(a1−1)重合体は、以下の要領で調整した。窒素置換された内容積5リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2,750g、テトラヒドロフラン27.5g、スチレン100g、1,3−ブタジエン390g、ジビニルベンゼン0.15gを仕込んだ。反応器内容物の温度を20℃に調整した後、n−ブチルリチウム391mgを添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は85℃に達した。重合転化率が99%に達した時点で、ブタジエン10gを追加し、更に5分重合させた後、四塩化スズ49mgを加えて1分間反応を行った後、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン926mgを加えて15分間反応を行った。反応後の重合体溶液に、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールによりゴムを乾燥し、共役ジエン系重合体(a1−1)を得た。得られた共役ジエン系重合体((a1−1)重合体)の重量平均分子量は、23万、ブタジエン部の1,2結合は56モル%、結合スチレン量は20質量%である。
【0187】
このようにして得られた(A)ゴム成分に、(B)充填剤として、下記に示すシリカ70部、カーボンブラック5.6部、(C)添加材として、シランカップリング剤5.6部、可塑剤37.5部、ステアリン酸2部、老化防止剤1部、亜鉛華3部、加硫促進剤A1.5部、加硫促進剤B1.8部、硫黄1.5部を加えゴム組成物を調製した。表1に実施例1のゴム組成物の配合処方を示す。
【0188】
〔(B)添加剤〕
シリカ:商品名「ZEOSIL 1165MP」(Rhodia社製)。
カーボンブラック:商品名「シーストKH」(東海カーボン社製)。
【0189】
〔(C)添加剤〕
シランカップリング剤:商品名「Si75」(デグサ社製)。
可塑剤:商品名「フッコール・アロマックス#3」(富士興産社製)。
ステアリン酸:商品名「ルナックS−30」(花王社製)。
老化防止剤:商品名「オゾノン6C」(精工化学社製)。
亜鉛華:商品名「酸化亜鉛2種」(正同化学工業社製)。
加硫促進剤A:商品名「ノクセラーD」(大内新興化学社製)。
加硫促進剤B:商品名「ノクセラーCZ」(大内新興化学社製)。
硫黄:商品名「金華印微粉硫黄200メッシュ」(鶴見化学工業社製)。
【0190】
【表1】

【0191】
得られたゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4,100℃)を測定した。測定結果を表2に示す。
【0192】
得られたゴム組成物をロール成型することによりゴムシートエッジ、ゴムシート肌の評価を、また、前記ゴム組成物を160℃で30分プレス加硫して測定用の試料を得、得られた試料を用いて、デュロA硬度、DIN摩耗試験減量、ランボーン摩耗試験25%スリップ減量、ランボーン摩耗試験40%スリップ減量、50℃G’、tanδ(50℃)、70℃G’、及びtanδ(70℃)の測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
【0193】
【表2】

【0194】
(実施例2及び3)
(a1−1)重合体と、(a2−1)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとの量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法によってゴム組成物を得、得られたゴム組成物を用いて上記した測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
【0195】
(実施例4)
(a1−1)重合体の代わりに、官能基としてアルコキシシリル基を有する共役ジエン系重合体(以下、「(a1−2)重合体」ということがある)を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法によってゴム組成物を得、得られたゴム組成物を用いて上記した測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
【0196】
なお、(a1−2)重合体は、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシランに換えて、ジエトキシジメチルシラン446mgを使用した以外は、(a1−1)重合体と同様の方法によって調製した。共役ジエン系重合体((a1−2)重合体)の重量平均分子量は22万であり、ブタジエン部の1,2結合は55モル%、結合スチレン量は20質量%である。
【0197】
(実施例5)
(a1−1)重合体の代わりに、官能基として第1級アミノ基を有する共役ジエン系重合体(以下、「(a1−3)重合体」ということがある)を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法によってゴム組成物を得、得られたゴム組成物を用いて上記した測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
【0198】
なお、(a1−3)重合体は、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシランに換えて、N−ベンジリデントリメチルシリルアミン534mgを使用した以外は、(a1−1)重合体と同様の方法によって調製した。共役ジエン系重合体((a1−3)重合体)の重量平均分子量は23万であり、ブタジエン部の1,2結合は55モル%、結合スチレン量は20質量%である。
【0199】
(実施例6)
(a2−1)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの代わりに、結晶化度が29%のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエン(商品名「RB830」、JSR社製、1,2−ビニル結合含量:93%、融点:105℃、以下、「(a2−2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン」ということがある)を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法によってゴム組成物を得、得られたゴム組成物を用いて上記した測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
【0200】
(比較例1〜5)
表3に示すように、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを用いることなく比較例1〜5のゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物を用いて上記した測定及び評価を行った。結果を表4に示す。
【0201】
なお、比較例2においては、官能基を有していない共役ジエン系重合体(「SL563」、JSR社製、以下、「(a1−4)重合体」ということがある)を用いた。この共役ジエン系重合体((a1−4)重合体)のブタジエン部の1,2結合は62モル%、結合スチレン量は20質量%である。
【0202】
【表3】

【0203】
【表4】

【0204】
(結果)
実施例1〜3のゴム組成物は、特定のシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを含有したものであり、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを含んでいない比較例1と比較した場合、ムーニー粘度が低く、加工性に優れたものであった。また、これらのゴム組成物からは、エッジ及び肌が優れたゴムシートを得ることができた。また、得られたゴム組成物は、デュロA硬度、50℃G’、及び70℃G’が、比較例1に比べて高くなっており、操縦安定性に優れるものであった。また、耐摩耗性の低下も抑制されていた。
【0205】
実施例4〜6のゴム組成物についても、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを含んでいない対応する比較例と比較した場合、同様に良好な結果を得ることができた。なお、比較例5のゴム組成物については、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの配合量が多すぎるため、硬度が高すぎ、摩耗試験における減量が多く、タイヤとしては不適切なものであった。比較例2は、官能基を有していない共役ジエン系重合体を用いているため、重合体と充填剤との相互作用が弱く、耐摩耗性、ヒステリシス特性(tanδ:低い方が優れる)、ウエットスキッド特性等の向上が見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【0206】
本発明のゴム組成物は、タイヤ形成用のゴム組成物として好適に用いることができる。特に、タイヤのトレッド部及びサイドウォール部の材料として有用である。
【0207】
また、本発明のタイヤは、耐摩耗性、破壊特性、低ヒステリシスロス、及びウエットスキッド特性のバランスを兼ね備えたタイヤとして利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ゴム成分を含有し、前記(A)ゴム成分として、(a1)少なくとも共役ジエン単位を含み、アルコキシシリル基、アミノ基、ヒドロキシル基及びエポキシ基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を重合体鎖に有する共役ジエン系重合体と、(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとを含み、
前記(a1)共役ジエン系重合体は、重量平均分子量が15万〜200万のものであり、
前記(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、1,2−ビニル結合含量が70%以上で、且つ結晶化度が5〜50%のものであり、
前記(A)ゴム成分として、前記(a1)共役ジエン系重合体を30〜98質量%、及び前記(a2)シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを2〜20質量%含むゴム組成物。
【請求項2】
前記(a1)共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物の単独重合体、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物の共重合体に、前記官能基が結合されたものである請求項1に記載のゴム組成物。
【請求項3】
前記(a1)共役ジエン系重合体は、前記官能基として、第1級アミノ基とアルコキシシリル基とを有する請求項1又は2に記載のゴム組成物。
【請求項4】
(B)充填剤を更に含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項5】
前記(B)充填剤が、シリカ及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも一種を含む請求項4に記載のゴム組成物。
【請求項6】
前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記シリカを少なくとも1質量部含む請求項5に記載のゴム組成物。
【請求項7】
前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記シリカを30〜100質量部含む請求項6に記載のゴム組成物。
【請求項8】
前記シリカ100質量部に対して、シランカップリング剤を0.5〜20質量部更に含有する請求項6又は7に記載のゴム組成物。
【請求項9】
前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックを2〜100質量部含む請求項5〜8のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項10】
トレッド部とサイドウォール部とを備え、
前記トレッド部と前記サイドウォール部との少なくとも一方が請求項1〜9のいずれか一項に記載のゴム組成物からなるタイヤ。

【公開番号】特開2009−235191(P2009−235191A)
【公開日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−81355(P2008−81355)
【出願日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【出願人】(000004178)JSR株式会社 (3,320)
【Fターム(参考)】