説明

ゴム組成物及び空気入りタイヤ

【課題】耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤ等を製造するのに好適な加硫ゴムを調製可能なゴム組成物を提供する。
【解決手段】(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体を20質量%以上、及び(b1)変性共役ジエン系重合体を5質量%以上含有するジエン系ゴムを含む(A)ゴム成分と、(B)充填剤と、を含有し、(b1)変性共役ジエン系重合体が、シス−1,4−結合の含有割合が80%以上である共役ジエン系重合体の活性末端がアルコキシシラン化合物で変性されたものであり、(B)充填剤が、(A)ゴム成分100質量部に対して2〜100質量部の(b1)カーボンブラックと、(A)ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部の(b2)シリカの少なくともいずれかを含有するものであるゴム組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤ等を製造するのに好適な加硫ゴムを調製可能なゴム組成物、及び耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の自動車に対する低燃費化要求に伴い、タイヤの転がり抵抗を低減するゴム材料の開発が望まれている。タイヤの転がり抵抗を低減するためには、加硫ゴムの低周波数でのエネルギーロスを小さくすればよい。即ち、走行中の自動車のタイヤ温度は50〜70℃となるが、その際、タイヤ(トレッドゴム)が受ける外力の周波数(車速とタイヤの直径から算出される)は数10Hzであり、この温度及び低周波数条件でのエネルギーロスを小さくするほど燃費が良好なタイヤとなる。このように「加硫ゴムの低周波数でのエネルギーロス」という概念は、タイヤの実際の使用条件における燃費性に関する加硫ゴムの評価指数となるものである。一方、実際の走行によることなく、その実走行条件をラボで再現した場合の燃費性に関する加硫ゴムの評価指数(ラボ指数)として、「60℃におけるtanδ(tanδはエネルギーロスを示す)」があり、この「60℃におけるtanδ」を小さくするほど燃費が良好なタイヤとなる。
【0003】
一方、自動車の走行安定性の向上という要請もある。この要請に伴い、タイヤの氷雪路面での摩擦抵抗や乾燥路面での摩擦抵抗を増加させるゴム材料の開発も望まれている。ゴム材料の摩擦抵抗を増加させるためには、加硫ゴムの高周波数でのエネルギーロスを大きくすればよい。即ち、自動車がブレーキをかけた場合、自動車のタイヤ温度は50〜70℃となるが、その際、タイヤは路面の目に見えない凹凸により高周波数(数万〜数10万Hz)で外力をうけることになり、この温度及び高周波数条件でのエネルギーロスを大きくするほど路面での摩擦抵抗が大きい(即ち、走行安定性に優れた)タイヤとなる。このように「加硫ゴムの高周波数でのエネルギーロス」という概念は、タイヤの実際の使用条件における走行安定性に関する加硫ゴムの評価指数となるものである。しかしながら、この高周波数で測定する試験機が入手困難であるため、そのままでは走行安定性に関する加硫ゴムのラボ指数に置き換えることはできない。そこで、周波数を温度に換算し(周波数を下げてその分だけ温度を下げるという条件で)、「0℃におけるtanδ」を測定することで走行安定性に関する加硫ゴムのラボ指数として評価している。この「0℃におけるtanδ」を大きくするほど走行安定性に優れたタイヤとなる。
【0004】
このように、低燃費化(転がり抵抗の低減)の要求と、走行安定性の向上の要請(摩擦抵抗の増加)とは二律背反の関係にあり、これらの物性を両立させることは困難であった。また、低燃費化の要求に関しては、転がり抵抗の低減の他に、タイヤの軽量化の要求もある。タイヤの軽量化には、必然的にトレッド部の薄型化を伴うため、タイヤ寿命の短期化を避けるためには、摩耗特性や破壊強度を改良したゴム材料が望まれている。
【0005】
このような低燃費化の要求と走行安定性の向上の要請を満たすために、ゴム材料に充填剤を含有させることが行われている。充填剤としては、例えば、耐摩耗性の向上や補強の目的で使用されるカーボンブラックや、高速での安定性及び低燃費化の目的で使用されるシリカがある。しかしながら、シリカを使用する場合、カーボンブラックの配合量が必然的に減少するため、タイヤの耐摩耗性や破壊強度が低下するという問題がある。また、シリカの分散性が悪く、混練を行う際の作業性についても、現実にタイヤを製造する上での大きな問題となる。
【0006】
このようなシリカを使用した場合の問題を改善するゴム材料として、アミノ基とアルコキシシリル基を重合体鎖に有し、重量平均分子量が所定の値である共役ジエン系(共)重合ゴム、及び重量平均分子量が所定の値である共役ジエン系(共)重合ゴムを主成分とするゴム組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、所定の官能基を有するジエン系ゴムを含むゴム成分と、シリカと、脂肪族成分と、を含有するゴム組成物が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
更に、シス−1,4−結合の含有量が75mol%以上の共役ジエン系重合体の活性末端を、少なくともヒドロカルビルオキシシラン化合物により変性してなる変性共役ジエン系重合体を含むゴム成分と、シリカと、を含有するゴム組成物が開示されている(例えば、特許文献3参照)。また、前記変性共役ジエン系重合体及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分を含有するゴム組成物を用いた空気入りタイヤが開示されている(例えば、特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】国際公開第2005/085343号パンフレット
【特許文献2】国際公開第2006/016512号パンフレット
【特許文献3】特開2007−308653号公報
【特許文献4】特開2007−326942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1〜4等において開示されたゴム組成物であっても、近年の高い低燃費化に対する要求や、走行安定性に対する要請に対し、必ずしも満足できるものではなかった。
【0010】
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、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤ等を製造するのに好適な加硫ゴムを調製可能なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、特定の変性スチレン−ブタジエン共重合体及び変性共役ジエン系重合体を含有するジエン系ゴムを含むゴム成分と、充填剤とを所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。
【0012】
即ち、本発明によれば、以下に示すゴム組成物、及び空気入りタイヤが提供される。
【0013】
[1]スチレン−ブタジエン共重合体の末端が変性された(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体を20質量%以上、及び(a2)変性共役ジエン系重合体を5質量%以上含有するジエン系ゴムを含む(A)ゴム成分と、(B)充填剤と、を含有し、前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、シス−1,4−結合の含有割合が80%以上である共役ジエン系重合体の活性末端が少なくともアルコキシシラン化合物で第一次変性されたものであり、前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して2〜100質量部の(b1)カーボンブラックと、前記(A)ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部の(b2)シリカの少なくともいずれかを含有するものであるゴム組成物。
【0014】
[2]前記(B)充填剤が、前記(b2)シリカを含有するものである場合に、前記(b2)シリカ100質量部に対して、5〜20質量部のシランカップリング剤を更に含有する前記[1]に記載のゴム組成物。
【0015】
[3]前記(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体が、有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属、アルカリ金属アミド化合物、及びアルカリ土類金属アミド化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を開始剤として使用して、ブタジエンとスチレンを炭化水素溶媒中でアニオン重合させた後、その活性重合体末端と変性剤を反応させて得られたものである前記[1]又は[2]に記載のゴム組成物。
【0016】
[4]前記(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体が、前記スチレン−ブタジエン共重合体の末端に、エポキシ基、水酸基、3級アミノ基、ヘテロ環、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基が導入されたものである前記[1]〜[3]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0017】
[5]前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、前記共役ジエン系重合体の活性末端が前記アルコキシシラン化合物により第一次変性された後、縮合促進剤の存在下で第二次変性されて得られたものである前記[1]〜[4]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0018】
[6]前記アルコキシシラン化合物が、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、下記一般式(3)で表される化合物、及びこれらの化合物の部分縮合物からなる群より選択される少なくとも一種である前記[1]〜[5]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0019】
【化1】

【0020】
前記一般式(1)中、Aは、(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、(チオ)ケトン基、(チオ)アルデヒド基、イミノ基、シアノ基、アミド基、イソシアヌル酸トリヒドロカルビルエステル基、(チオ)カルボン酸エステル基、(チオ)カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、及び炭酸ジヒドロカルビルエステル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、nは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(1)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。
【0021】
【化2】

【0022】
前記一般式(2)中、Aは、環状又は非環状の三級アミノ基、ピリジル基、スルフィド基、及びマルチスルフィド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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(2)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。
【0023】
【化3】

【0024】
前記一般式(3)中、Aは、ヒドロキシル基、チオール基、一級アミノ基、一級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の二級アミノ基、環状又は非環状の二級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の三級アミンのオニウム塩、アリールSn結合又はアリールアルキルSn結合を有する基、スルホニル基、及びスルフィニル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、qは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0025】
[7]前記アルコキシシラン化合物が、前記一般式(1)で表される化合物と前記一般式(1)で表される化合物の部分縮合物の少なくともいずれかである前記[6]に記載のゴム組成物。
【0026】
[8]前記アルコキシシラン化合物が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、及びこれらの化合物の部分縮合物からなる群より選択される少なくとも一種である前記[7]に記載のゴム組成物。
【0027】
[9]前記縮合促進剤が、下記一般式(4)で表される酸化数2のスズの炭素数3〜20のカルボン酸塩、下記一般式(5)で表される酸化数4のスズ化合物、及び下記一般式(6)で表される酸化数4のチタン化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、水と、を含んでなるものである前記[5]に記載のゴム組成物。
【0028】
Sn(OCOR10 ・・・(4)
(前記一般式(4)中、R10は、相互に独立に、炭素数2〜19の有機基を示す)
【0029】
11SnA(4−t−r) ・・・(5)
(前記一般式(5)中、Aは、炭素数2〜30の脂肪族カルボン酸残基、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜20のヒドロカルビル基からなる群より選択される基で合計三置換(同一であっても、異なっていてもよい)されたシロキシ基を示し、Bは、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を示し、R11は、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基を示し、rは、1〜3の整数を示し、tは、1又は2の整数を示し、t+r=3又は4である。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。R11が複数ある場合には、複数のR11は同一であっても、異なっていてもよい)
【0030】
TiB(4−x) ・・・(6)
(前記一般式(6)中、Aは、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜30のアルキル基からなる群より選択される基で合計三置換されたシロキシ基を示し、Bは、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基を示し、xは、2又は4の整数を示す。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。Bが複数ある場合には、複数のBは同一であっても、異なっていてもよい)
【0031】
[10]前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、変性ポリブタジエンである前記[1]〜[9]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0032】
[11]タイヤトレッド用の加硫ゴムに用いられる前記[1]〜[10]のいずれかに記載のゴム組成物。
【0033】
[12]前記[1]〜[11]のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【0034】
本発明のゴム組成物は、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤ等を製造するのに好適な加硫ゴムを調製可能であるといった効果を奏するものである。
【0035】
本発明の空気入りタイヤは、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れているといった効果を奏するものである。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の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、以下の実施の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。
【0037】
1.ゴム組成物:
本発明のゴム組成物は、(A)ゴム成分と、(B)充填剤と、を含有するものである。以下、その詳細について説明する。
【0038】
((A)ゴム成分)
(A)ゴム成分は、ジエン系ゴムを含有するものである。このジエン系ゴムには、(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体(以下、「(a1)共重合体」ともいう)、及び(a2)変性共役ジエン系重合体(以下、「(a2)重合体」ともいう)が含有されている。なお、ジエン系ゴムは、本質的に(a1)共重合体と(a2)重合体からなるものであることが好ましい。
【0039】
(ジエン系ゴム)
ジエン系ゴムに含有される(a1)共重合体の割合は、(a1)共重合体と(a2)重合体の合計を100質量%とした場合に、20質量%以上、好ましくは20〜95質量%、更に好ましくは25〜90質量%である。(a1)共重合体の含有割合が20質量%未満であると、加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、転がり抵抗性が劣る場合がある。
【0040】
また、ジエン系ゴムに含有される(a2)重合体の割合は、(a1)共重合体と(a2)重合体の合計を100質量%とした場合に、5質量%以上、好ましくは5〜80質量%、更に好ましくは10〜75質量%である。(a2)重合体の含有割合が5質量%未満であると、加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、転がり抵抗性が劣る場合がある。なお、なお、ジエン系ゴムは、本質的に(a1)共重合体と(a2)重合体からなるものであることが好ましく、更には、(A)ゴム成分は、本質的に(a1)共重合体と(a2)重合体からなるものであることが好ましい。
【0041】
((a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体)
(a1)共重合体は、スチレン−ブタジエン共重合体の末端が変性されたもの(変性SBR)である。(a1)共重合体に含まれる1,3−ブタジエンに由来する構造単位の割合は、全構造単位中、通常、55〜99質量%、好ましくは55〜95質量%、更に好ましくは58〜90質量%である。また、1,3−ブタジエンに由来する構造単位中のビニル結合含有量は、通常、70%以下、好ましくは15〜70%、更に好ましくは18〜67%である。ビニル結合含有量が70%超であると、加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、転がり抵抗性が劣る場合がある。なお、1,3−ブタジエンに由来する構造単位中のビニル結合含有量は、重合反応中にエーテル化合物と3級アミン化合物の少なくともいずれかを添加することで調整することができる。
【0042】
エーテル化合物の具体例としては、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を挙げることができる。
【0043】
また、3級アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、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を挙げることができる。
【0044】
(a1)共重合体に含まれるスチレンに由来する構造単位の割合は、全構造単位中、通常、45質量%以下、好ましくは5〜42質量%である。スチレンに由来する構造単位の割合が45質量%超であると、低温特性、ウェッドスキッド抵抗性、耐摩耗性が悪化する場合がある。
【0045】
(a1)共重合体には、1,3−ブタジエンに由来する構造単位とスチレンに由来する構造単位以外にも、多官能単量体に由来する構造単位を必要に応じて更に含むものであってもよい。多官能単量体の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン等を挙げることができる。なお、(a1)共重合体に含まれる多官能単量体に由来する構造単位の割合は、全構造単位中、10質量%未満であることが好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。
【0046】
(a1)共重合体を調製する方法は特に限定されるものではないが、例えば、有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属、アルカリ金属アミド化合物、及びアルカリ土類金属アミド化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を開始剤として使用して、ブタジエンとスチレンを炭化水素溶媒中でアニオン重合させた後、その活性重合体末端と変性剤を反応させて調製することが好ましい。この調製方法によれば、一反応で容易に(a1)共重合体を高収率で調製することができる。
【0047】
アニオン重合の反応条件は特に限定されるものではない。単量体成分は、全量を一括投入してもよく、分割して投入してもよい。また、反応温度や反応時間等の条件は、単量体成分の種類、量等に応じて適宣選択することができる。
【0048】
炭化水素溶媒の種類は特に限定されるものではない。炭化水素溶媒の具体例としては、ブタン、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。なかでも、ブタン、ペンタン、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンが好ましい。
【0049】
開始剤として用いられる有機アルカリ金属及び有機アルカリ土類金属の具体例としては、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−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、tert−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、tert−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。
【0050】
また、開始剤として用いられるアルカリ金属アミド化合物及びアルカリ土類金属アミド化合物の具体例としては、上記の有機アルカリ金属又は有機アルカリ土類金属に2級アミン化合物又は3級アミン化合物を反応させたものを挙げることができる。この場合には、有機アルカリ金属としてアルキルリチウムを用いることが好ましく、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムを用いることが更に好ましい。
【0051】
2級アミン化合物の具体例としては、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、2−メチルピペラジン、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、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。
【0052】
また、3級アミン化合物の具体例としては、N,N−ジメチル−ο−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、(ο−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−ο−トルイジン、N,N−ヘプタメチレン−ο−トルイジン、N,N−ヘキサメチレン−ο−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(ο−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(ο−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。
【0053】
変性剤による反応は、通常、0〜120℃の温度条件下で行われる。なお、定温条件下で変性反応を行ってもよいし、上昇温度条件下で変性反応を行ってもよい。変性反応の時間は、通常、5分以上、好ましくは10分以上である。
【0054】
変性剤の具体例としては、以下に示す化合物(群)を挙げることができる。即ち、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル;ジグリシジル化ビスフェノールA等の2個以上のフェノール基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル;1,4−ジグリシジルベンゼン、1,3,5−トリグリシジルベンゼン、ポリエポキシ化液状ポリブタジエン等のポリエポキシ化合物;4,4’−ジグリシジル−ジフェニルメチルアミン、4,4’−ジグリシジル−ジベンジルメチルアミン等のエポキシ基含有3級アミン;ジグリシジルアニリン、N,N’−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等のジグリシジルアミノ化合物;
【0055】
ビス−(1−メチルプロピル)カルバミン酸クロリド、4−モルホリンカルボニルクロリド、1−ピロリジンカルボニルクロリド、N,N−ジメチルカルバミド酸クロリド、N,N−ジエチルカルバミド酸クロリド等のアミノ基含有酸クロリド;1,3−ビス−(グリシジルオキシプロピル)−テトラメチルジシロキサン、(3−グリシジルオキシプロピル)−ペンタメチルジシロキサン等のエポキシ基含有シラン化合物;
【0056】
(トリメチルシリル)[3−(トリメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(トリブトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3−(メチルジブトキシシリル)プロピル]スルフィド等のスルフィド基含有シラン化合物;
【0057】
エチレンイミン、プロピレンイミン等のN−置換アジリジン化合物;メチルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン;4−N,N−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジ−t−ブチルアミノベンゾフェノン、4−N,N−ジフェニルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジフェニルアミノ)ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−ビス−(テトラエチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有する(チオ)ベンゾフェノン化合物;4−N,N−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−N,N−ジフェニルアミノベンズアルデヒド、4−N,N−ジビニルアミノベンズアルデヒド等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有するベンズアルデヒド化合物;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−フェニル−2−ピロリドン、N−t−ブチル−2−ピロリドン、N−メチル−5−メチル−2−ピロリドン等のN−置換ピロリドンN−メチル−2−ピペリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−フェニル−2−ピペリドン等のN−置換ピペリドン;N−メチル−ε−カプロラクタム、N−フェニル−ε−カプロラクタム、N−メチル−ω−ラウリロラクタム、N−ビニル−ω−ラウリロラクタム、N−メチル−β−プロピオラクタム、N−フェニル−β−プロピオラクタム等のN−置換ラクタム類;の他、
【0058】
N,N−ビス−(2,3−エポキシプロポキシ)−アニリン、4,4−メチレン−ビス−(N,N−グリシジルアニリン)、トリス−(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリオン類、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルマレイミド、N,N−ジエチル尿素、1,3−ジメチルエチレン尿素、1,3−ジビニルエチレン尿素、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1−メチル−3−エチル−2−イミダゾリジノン、4−N,N−ジメチルアミノアセトフェン、4−N,N−ジエチルアミノアセトフェノン、1,3−ビス(ジフェニルアミノ)−2−プロパノン、1,7−ビス(メチルエチルアミノ)−4−ヘプタノン等を挙げることができる。
【0059】
上記の変性剤を使用してスチレン−ブタジエン共重合体の末端を変性することにより、(a1)共重合体を得ることができる。なお、得られる(a1)共重合体は、スチレン−ブタジエン共重合体の末端に、エポキシ基、水酸基、3級アミノ基、ヘテロ環、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基が導入されたものであることが好ましい。
【0060】
(a1)共重合体のゲルパーミエーションカラムクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、150,000〜2,000,000であることが好ましく、150,000〜1,500,000であることが更に好ましく、160,000〜1,000,000であることが特に好ましい。(a1)共重合体のMwが150,000未満であると、加硫ゴムの引張強度、耐摩耗性、転がり抵抗性が劣る場合がある。一方、2,000,000超であると、ゴム組成物の加工性が劣ったり、混練の際の(B)充填剤の分散性が悪化したり、加硫ゴムの引張強度、耐摩耗性、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性が悪化したりする場合がある。
【0061】
ASTM D3418に準拠して測定した(a1)共重合体のガラス転移温度(Tg)は、通常、−5℃以下、好ましくは−10℃以下、更に好ましくは−10〜−90℃である。(a1)共重合体のガラス転移温度(Tg)を−5℃以下にすることにより、加硫ゴムのウェッドスキッド抵抗性を悪化させることなく、転がり抵抗性を改良することができる。なお、(a1)共重合体のガラス転移温度(Tg)は、1,3−ブタジエンに由来する構造単位のビニル結合含有量や、スチレンに由来する構造単位の含有割合を調整することで、調節することができる。
【0062】
(a1)共重合体のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、20〜200であることが好ましく、30〜100であることが更に好ましい。(a1)共重合体のムーニー粘度(ML1+4,100℃)が20未満であると、加硫ゴムの引張強度、耐摩耗性、転がり抵抗性が悪化する場合がある。一方、(a1)共重合体のムーニー粘度(ML1+4,100℃)が200超であると、ゴム組成物の加工性に劣る場合がある。しかしながら、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が200超であっても、伸展油や重量平均分子量(Mw)が150,000未満の液状ポリマーを添加することで、ムーニー粘度を低下することができる。特に、伸展油を添加した場合は、(B)充填剤を均一に微分散化させることができ、加工性や加硫性、特に耐摩耗性を向上させることができるために好ましい。
【0063】
伸展油の具体例としては、鉱物油や軟化剤等を挙げることができる。伸展油の粘度比重恒数(以下、「V.G.C」ともいう)は、0.790〜1.100であることが好ましく、0.790〜1.049であることが更に好ましく、0.790〜0.999であることが特に好ましく、0.790〜0.949であることが最も好ましい。
【0064】
伸展油を添加する場合、その添加量は、(a1)共重合体100質量部に対し、通常、10〜100質量部、好ましくは15〜90質量部である。伸展油の添加量が10質量部未満であると、伸展油を添加する効果を得られない場合がある。一方、100質量部超であると、(a1)共重合体が著しく軟化してしまい、ゴム組成物の加工性が悪化する場合がある。
【0065】
((a2)変性共役ジエン系重合体)
(a2)重合体は、シス−1,4−結合の含有割合が80%以上である共役ジエン系重合体の活性末端がアルコキシシラン化合物で第一次変性されたものである。
【0066】
ジエン系ゴムに含有される(a2)重合体の割合は、ジエン系ゴムの全体に対して5質量%以上であり、好ましくは5〜80質量%、更に好ましくは10〜75質量%である。ジエン系ゴムに含有される(a2)重合体の割合が5質量%未満であると、得られる加硫ゴムの転がり抵抗性やウェッドスキッド抵抗性が低下する。
【0067】
(a2)重合体のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、10〜150であることが好ましく、15〜70であることが更に好ましい。ムーニー粘度が10未満であると、引張強度をはじめとする加硫ゴムの物性値が低下する傾向にある。一方、ムーニー粘度が150超であると、加工性が低下し、(B)充填剤等とともに混練することが困難になる傾向にある。
【0068】
(a2)重合体は、例えば、重合触媒の存在下、共役ジエン化合物を必要に応じて他の単量体とともに重合反応させて共役ジエン系重合体を得、得られた共役ジエン系重合体の活性末端をアルコキシシラン化合物により第一次変性して調製することができる。
【0069】
(共役ジエン系重合体)
(a2)重合体を調製するために用いられる共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物に由来する構造単位中、シス−1,4−結合の含有割合が80%以上、好ましくは、82%以上、更に好ましくは84%以上のものである。この共役ジエン系重合体を調製する際の重合反応方法については、特に制限されるものではなく、溶液重合方法、気相重合方法、バルク重合方法等の従来公知の方法を用いることができる。なかでも、溶液重合方法が好ましい。溶液重合方法により重合を行う場合、反応に不活性な有機溶媒を重合溶媒として使用することが好ましい。重合溶媒として用いられる有機溶媒の具体例としては、脂肪族、脂環族、芳香族等の炭化水素溶媒等を挙げることができる。より具体的には、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、イソブテン、トランス−2−ブテン、シス−2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等を挙げることができる。なお、これらの有機溶媒は、一種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。
【0070】
重合に際しての反応温度は、−80〜150℃とすることが好ましく、−20〜120℃とすることが更に好ましい。また、重合に際しての圧力は、単量体(共役ジエン化合物)を実質的に液相に保持するのに十分な圧力であることが好ましい。なお、単量体や溶媒の種類、或いは反応温度等にも依存するが、より高い圧力条件下で重合することが好ましい。このような高い圧力は、不活性ガスで反応容器を加圧する等といった操作で調整することができる。なお、重合触媒、有機溶媒、及び単量体等の全ての原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を実質的に除去したものを用いることが好ましい。
【0071】
共役ジエン化合物の具体例としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエン等を挙げることができる。なかでも、1,3−ブタジエンが好ましい(即ち、(a2)重合体は、変性ポリブタジエンであることが好ましい)。なお、これらの共役ジエン化合物は、一種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。
【0072】
共役ジエン系重合体は、共役ジエン化合物以外の単量体に由来する構造を有するものであってもよい。但し、共役ジエン化合物は、全単量体に対して80mol%以上使用することが好ましい。
【0073】
共役ジエン系重合体のシス−1,4−結合の含有量を80%以上にするためには、重合触媒の存在下で重合反応を行うことが好ましい。重合触媒としては、国際公開第03/046020号公報に記載されたものを好適に用いることができる。より具体的には、下記(e)〜(g)成分を主成分とする重合触媒が好ましい。このような重合触媒を用いることにより、分子量分布が狭く、シス−1,4−結合の含有量が80%以上である共役ジエン系重合体を調製することができる。また、この重合触媒は、従来用いられているメタロセン触媒に比して安価であるとともに、極低温で重合反応を行う必要がない。このため、この重合触媒を用いる重合反応は、操作が簡便であり、工業的生産工程として有用である。
【0074】
(e)成分:ランタノイド元素(周期律表の原子番号57〜71にあたる希土類元素)の少なくともいずれかを含有するランタノイド元素含有化合物、又はランタノイド元素含有化合物とルイス塩基との反応により得られる反応生成物
(f)成分:アルモキサン、及び/又は、一般式(4):AlR101112で表される有機アルミニウム化合物(但し、一般式(4)中、R10及びR11は、相互に独立に、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を示し、R12は、炭素数1〜10の炭化水素基を示す)
(g)成分:その分子構造中に少なくとも一つのハロゲン元素を含有するハロゲン含有化合物
【0075】
(e)成分は、ランタノイド元素(周期律表の原子番号57〜71にあたる希土類元素)の少なくともいずれかを含有するランタノイド元素含有化合物、又はこのランタノイド元素含有化合物とルイス塩基との反応により得られる反応生成物である。ランタノイド元素の具体例としては、ネオジム、プラセオジウム、セリウム、ランタン、ガドリニウム、サマリウム等を挙げることができる。なかでも、ネオジムが好ましい。なお、これらのランタノイド元素は、一種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。ランタノイド元素含有化合物の具体例としては、ランタノイド元素のカルボン酸塩、アルコキサイド、β−ジケトン錯体、リン酸塩、亜リン酸塩等を挙げることができる。なかでも、ランタノイド元素のカルボン酸塩、又はリン酸塩が好ましく、ランタノイド元素のカルボン酸塩が更に好ましい。
【0076】
ランタノイド元素のカルボン酸塩の具体例としては、一般式(5):(R13−COMで表される化合物を挙げることができる(但し、一般式(5)中、Mは、ランタノイド元素を示し、R13は、炭素数1〜20の炭化水素基(好ましくは、飽和又は不飽和の、直鎖状、分岐状、又は環状)を示す)。なお、カルボキシル基は、一級、二級、又は三級の炭素原子に結合している。カルボキシル基の具体例としては、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、商品名「バーサチック酸」(シェル化学社製)(カルボキシル基が三級の炭素原子に結合しているカルボン酸)等の塩を挙げることができる。なかでも、2−エチルヘキサン酸、ナフテン酸、バーサチック酸の塩が好ましい。
【0077】
ランタノイド元素のアルコキサイドの具体例としては、一般式(6):(R14O)Mで表される化合物を挙げることができる(但し、一般式(6)中、Mは、ランタノイド元素を示し、R14は、炭素数1〜20の炭化水素基(好ましくは、飽和又は不飽和の、直鎖状、分岐状、又は環状)を示す)。なお、アルコキシ基は、一級、二級、又は三級の炭素原子に結合している。アルコキシ基の具体例としては、2−エチル−ヘキシルアルコキシ基、オレイルアルコキシ基、ステアリルアルコキシ基、フェノキシ基、ベンジルアルコキシ基等を挙げることができる。なかでも、2−エチル−ヘキシルアルコキシ基、ベンジルアルコキシ基が好ましい。
【0078】
ランタノイド元素のβ−ジケトン錯体のβ−ジケトン錯体部位の具体例としては、アセチルアセトン錯体、ベンゾイルアセトン錯体、プロピオニトリルアセトン錯体、バレリルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体等を挙げることができる。なかでも、アセチルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体が好ましい。
【0079】
ランタノイド元素のリン酸塩のリン酸塩部位、及びランタノイド元素の亜リン酸塩の亜リン酸塩部位の具体例としては、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、リン酸ビス(p−ノニルフェニル)、リン酸ビス(ポリエチレングリコール−p−ノニルフェニル)、リン酸(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)、リン酸(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−p−ノニルフェニル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、ビス(1−メチルヘプチル)ホスフィン酸、ビス(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸、(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸等の塩を挙げることができる。なかでも、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸の塩が好ましい。
【0080】
これまで例示したもののうち、ランタノイド元素含有化合物としては、ネオジムのリン酸塩、又はネオジムのカルボン酸塩が更に好ましく、ネオジムの2−エチルヘキサン酸塩、又はネオジムのバーサチック酸塩等のカルボン酸塩が特に好ましい。
【0081】
上記のランタノイド元素含有化合物を溶剤に可溶化させるため、又は長期間安定に貯蔵するために、ランタノイド元素含有化合物とルイス塩基を混合すること、又はランタノイド元素含有化合物とルイス塩基を反応させて反応生成物とすることも好ましい。ルイス塩基の使用量は、ランタノイド元素1mol当り、30mol以下とすることが好ましく、1〜10molとすることが更に好ましい。ルイス塩基の具体例としては、アセチルアセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリエチルアミン、有機リン化合物、一価又は二価のアルコール等を挙げることができる。なお、これまで述べてきた(e)成分は、一種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。
【0082】
(f)成分は、アルモキサン、及び/又は、一般式(7):AlR121314で表される有機アルミニウム化合物(但し、一般式(7)中、R12及びR13は、相互に独立に、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を示し、R14は、炭素数1〜10の炭化水素基を示す)である。
【0083】
アルモキサン(アルミノオキサンともいう)は、その構造が、下記一般式(8)又は(9)で表される化合物である。なお、ファインケミカル,23,(9),5(1994)、J.Am.Chem.Soc.,115,4971(1993)、及びJ.Am.Chem.Soc.,117,6465(1995)で開示されている、アルモキサンの会合体であってもよい。
【0084】
【化4】

【0085】
【化5】

【0086】
前記一般式(8)及び(9)中、R15は、炭素数1〜20の炭化水素基を示す。また、前記一般式(8)中のn、及び前記一般式(9)中のmは、いずれも2以上の整数を示す。前記一般式(8)及び(9)中、R15で表される炭素数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基等を挙げることができる。なかでも、メチル基、エチル基、イソブチル基、t−ブチル基が好ましく、メチル基が更に好ましい。また、前記一般式(8)中のn、及び前記一般式(9)中のmは、いずれも4〜100の整数が好ましい。
【0087】
アルモキサンの具体例としては、メチルアルモキサン(MAO)、エチルアルモキサン、n−プロピルアルモキサン、n−ブチルアルモキサン、イソブチルアルモキサン、t−ブチルアルモキサン、ヘキシルアルモキサン、イソヘキシルアルモキサン等を挙げることができる。アルモキサンは、従来公知の方法によって調製することができる。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の有機溶媒中に、トリアルキルアルミニウム、又はジアルキルアルミニウムモノクロライドを加え、更に水、水蒸気、水蒸気含有窒素ガス、又は硫酸銅5水塩や硫酸アルミニウム16水塩等の結晶水を有する塩を加えて反応させることにより調製することができる。これらのアルモキサンは、一種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。
【0088】
前記一般式(7)で表される有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−t−ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ−n−プロピルアルミニウム、水素化ジ−n−ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム、エチルアルミニウムジハイドライド、n−プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等を挙げることができる。なかでも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム等が好ましい。これらの有機アルミニウム化合物は、一種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。
【0089】
(g)成分は、その分子構造中に少なくとも一つのハロゲン原子を含有するハロゲン含有化合物である。(g)成分の具体例としては、金属ハロゲン化物とルイス塩基との反応物、ジエチルアルミニウムクロリド、四塩化ケイ素、トリメチルクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、四塩化スズ、三塩化スズ、三塩化リン、ベンゾイルクロリド、t−ブチルクロリド、トリメチルシリルアイオダイド、トリエチルシリルアイオダイド、ジメチルシリルジアイオダイド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、メチルアイオダイド、ブチルアイオダイド、ヘキシルアイオダイド、オクチルアイオダイド、ヨードホルム、ジヨードメタン、ヨウ素、ベンジリデンアイオダイド等を挙げることができる。
【0090】
金属ハロゲン化物の具体例としては、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、臭化金、ヨウ化金等を挙げることができる。なかでも、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マンガン、ヨウ化亜鉛、ヨウ化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化マンガン、ヨウ化亜鉛、ヨウ化銅が更に好ましい。
【0091】
金属ハロゲン化物とルイス塩基との反応物を生成するために用いるルイス塩基の具体例としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等を挙げることができる。より具体的には、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニトリルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、商品名「バーサチック酸」(シェル化学社製)(カルボキシル基が三級炭素原子に結合しているカルボン酸)、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2−エチルヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコール等を挙げることができる。なかでも、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2−エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2−エチルヘキシルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコール等が好ましい。
【0092】
金属ハロゲン化物とルイス塩基との反応物を生成するために用いるルイス塩基の量は、金属ハロゲン化物1mol当り、0.01〜30molが好ましく、0.05〜10molが更に好ましい。金属ハロゲン化物とルイス塩基の反応物を主成分とする重合触媒を用いて重合反応を行うと、得られる共役ジエン系重合体中に残存する金属の量を低減することができるために好ましい。
【0093】
重合触媒の主成分となるそれぞれの成分((e)〜(g)成分)の使用量は、必要に応じて適宜設定することができる。(e)成分の使用量は、100gの共役ジエン化合物に対して0.00001〜1.0mmolとすることが好ましく、0.0001〜0.5mmolとすることが更に好ましい。(e)成分の使用量が0.00001mmol未満であると、重合活性が低下する傾向にある。一方、1.0mmol超であると、触媒濃度が高くなり、脱灰工程が必要となる場合がある。
【0094】
(f)成分がアルモキサンである場合、重合触媒に含有されるアルモキサンの好ましい量は、(e)成分とアルモキサンに含まれるアルミニウム(Al)のmol比で表すことができる。即ち、「(e)成分」:「アルモキサンに含まれるアルミニウム(Al)」(mol比)=1:1〜1:500であることが好ましく、1:3〜1:250であることが更に好ましく、1:5〜1:200であることが特に好ましい。上記の範囲外では、触媒活性が低下する傾向にあるか、又は触媒残渣を除去する工程が必要となる場合がある。
【0095】
また、(f)成分が有機アルミニウム化合物である場合、重合触媒に含有される有機アルミニウム化合物の好ましい量は、(e)成分と、有機アルミニウム化合物のmol比で表すことができる。即ち、「(e)成分」:「有機アルミニウム化合物」(mol比)=1:1〜1:700であることが好ましく、1:3〜1:500であることが更に好ましい。上記の範囲外では、触媒活性が低下する傾向にあるか、又は触媒残渣を除去する工程が必要となる場合がある。
【0096】
重合触媒に含有される(g)成分の好ましい量は、(g)成分に含有されるハロゲン原子と、(e)成分とのmol比で表すことができる。即ち、(ハロゲン原子)/((e)成分)(mol比)=0.1〜20であることが好ましく、0.2〜15であることが更に好ましく、0.5〜8であることが特に好ましい。
【0097】
重合触媒には、(e)〜(g)成分以外に、触媒活性を向上させる目的で、共役ジエン化合物と非共役ジエン系合物の少なくともいずれか(以下、「助触媒」ともいう)を含有させてもよい。助触媒の使用量は、(e)成分1molに対して、1000mol以下とすることが好ましく、0.5〜750molとすることが更に好ましく、1〜500molとすることが特に好ましい。共役ジエン化合物の具体例としては、重合用の単量体と同じく、1,3−ブタジエン、イソプレン等を挙げることができる。また、非共役ジエン化合物の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、トリイソプロペニルベンゼン、1,4−ビニルヘキサジエン、エチリデンノルボルネン等を挙げることができる。
【0098】
重合触媒は、例えば、溶剤に溶解した(e)〜(g)成分、更に必要に応じて添加される助触媒を反応させることにより調製することができる。なお、それぞれの成分の添加順序は任意でよい。但し、それぞれの成分を予め混合及び反応させるとともに、熟成させておくことが、重合活性の向上、及び重合開始誘導期間の短縮の点から好ましい。熟成温度は0〜100℃とすることが好ましく、20〜80℃とすることが更に好ましい。熟成温度が0℃未満であると、熟成が不十分となる傾向にある。一方、100℃超であると、触媒活性の低下や、得られる共役ジエン系重合体の分子量分布に広がりが生じ易くなる傾向にある。なお、熟成時間は、特に制限されるものではなく、0.5分以上であれば十分であり、重合反応槽に添加する前に、それぞれの成分どうしをライン中で接触させて行ってもよい。また、調製した触媒は、数日間は安定である。このような触媒を用いることにより、シス−1,4−結合の含有量が80%以上の、活性末端を有する共役ジエン系重合体を調製することができる。
【0099】
共役ジエン系重合体の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、6以下であることが好ましく、5.5以下であることが更に好ましく、5以下であることが特に好ましい。なお、共役ジエン系重合体の分子量分布は、重合触媒の主成分((e)〜(g)成分)のmol比をコントロールすること等によって容易に調整することができる。
【0100】
また、共役ジエン系重合体の100℃におけるムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、10〜150であることが好ましく、15〜130であることが更に好ましく、20〜120であることが特に好ましい。ムーニー粘度が10未満であると、得られる加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性等が低下する場合がある。一方、ムーニー粘度が150超であると、得られる(a2)重合体の混練時の加工性が低下する場合がある。なお、ムーニー粘度は、重合触媒の主成分((e)〜(g)成分)のmol比をコントロールすること等によって容易に調整することができる。
【0101】
(アルコキシシラン化合物)
共役ジエン系重合体の活性末端を第一次変性するために用いるアルコキシシラン化合物は、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、下記一般式(3)で表される化合物、及びこれらの化合物の部分縮合物からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。なお、ここでいう「部分縮合物」とは、下記一般式(1)〜(3)で表される化合物のSi−OR結合の一部(全部ではない)が、縮合によりSi−O−Si結合に変化したものをいう。
【0102】
【化6】

【0103】
前記一般式(1)中、Aは、(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、(チオ)ケトン基、(チオ)アルデヒド基、イミノ基、シアノ基、アミド基、イソシアヌル酸トリヒドロカルビルエステル基、(チオ)カルボン酸エステル基、(チオ)カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、及び炭酸ジヒドロカルビルエステル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、nは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(1)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。
【0104】
【化7】

【0105】
前記一般式(2)中、Aは、環状又は非環状の三級アミノ基、ピリジル基、スルフィド基、及びマルチスルフィド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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(2)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。
【0106】
【化8】

【0107】
前記一般式(3)中、Aは、ヒドロキシル基、チオール基、一級アミノ基、一級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の二級アミノ基、環状又は非環状の二級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の三級アミンのオニウム塩、アリールSn結合又はアリールアルキルSn結合を有する基、スルホニル基、及びスルフィニル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、qは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0108】
前記一般式(1)中、Aで表される官能基のうちのイミノ基には、ケチミン、アルジミン、アミジンが含まれる。また、(チオ)カルボン酸エステル基には、アクリレートやメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル基が含まれる。なお、(チオ)カルボン酸の金属塩を構成する金属の具体例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Al、Sn、Zn等を挙げることができる。
【0109】
前記一般式(1)中、Rで表される基のうちの二価の不活性炭化水素基の好適例としては、炭素数1〜20のアルキレン基を挙げることができる。このアルキレン基は、直鎖状、分岐状、及び環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。直鎖状のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等を挙げることができる。
【0110】
前記一般式(1)中、R及びRで表される基のうちの炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基等を挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等を挙げることができる。
【0111】
前記一般式(1)中、R及びRで表される基のうちの炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基の具体例としては、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアラルキル基等を挙げることができる。より具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。なお、これらの芳香族炭化水素基の芳香環は、低級アルキル基等の置換基を有するものであってもよい。
【0112】
前記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、(2−グリシドキシエチル)メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジメトキシシラン、及びこれらの化合物中のエポキシ基をチオエポキシ基に置き換えた(チオ)エポキシ基含有アルコキシシラン化合物;
【0113】
N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、及びこれらのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシシリル化合物、メチルジエトキシシリル化合物、エチルジエトキシシリル化合物、メチルジメトキシシリル化合物、エチルジメトキシシリル化合物等のイミノ基含有アルコキシシラン化合物;
【0114】
3−シアノプロピルトリメトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、3−シアノエチルトリメトキシシラン、3−シアノエチルトリエトキシシラン等のカルボン酸無水物含有化合物等のシアノ基含有アルコキシシラン化合物;
【0115】
3−メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリイソプロポキシシラン等のカルボン酸エステル基含有化合物;3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリイソプロポキシシラン等のイソシアネート基含有化合物;3−トリエトキシシリルプロピルサクシニック無水物、3−トリメトキシシリルプロピルサクシニック無水物、3−メチルジエトキシシリルプロピルサクシニック無水物等のカルボン酸無水物含有化合物等を挙げることができる。これらの化合物は、一種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。
【0116】
前記一般式(2)中、Aで表される官能基のうちの非環状の三級アミノ基には、N,N−(二置換)アニリン等のN,N−(二置換)芳香族アミンが含まれる。また、環状の三級アミノ基は、環の一部に(チオ)エーテルを含んでいてもよい。
【0117】
前記一般式(2)中、Rで表される基のうちの二価の不活性炭化水素基の好適例としては、炭素数1〜20のアルキレン基を挙げることができる。このアルキレン基は、直鎖状、分岐状、及び環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。直鎖状のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等を挙げることができる。
【0118】
前記一般式(2)中、R及びRで表される基のうちの炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基等を挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等を挙げることができる。
【0119】
前記一般式(2)中、R及びRで表される基のうちの炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基の具体例としては、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアラルキル基等を挙げることができる。より具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。なお、これらの芳香族炭化水素基の芳香環は、低級アルキル基等の置換基を有するものであってもよい。
【0120】
前記一般式(2)で表される化合物の具体例としては、3−ジメチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン、3−ジメチルアミノプロピル(トリメトキシ)シラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリメトキシ)シラン、2−ジメチルアミノエチル(トリエトキシ)シラン、2−ジメチルアミノエチル(トリメトキシ)シラン、3−ジメチルアミノプロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−ジブチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン等の非環状の三級アミノ基含有アルコキシシラン化合物;
【0121】
3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ヘプタメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ドデカメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)エチルシラン等の環状の三級アミノ基含有アルコキシシラン化合物;
【0122】
2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、4−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、及び4−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン等のその他のヒドロカルビルオキシシラン化合物を挙げることができる。これらの化合物は、一種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。
【0123】
前記一般式(3)中、Aで表される官能基のうちの一級アミノ基には、アニリン等の芳香族アミンが含まれる。また、非環状の二級アミノ基には、N−(一置換)アニリン等のN−(一置換)芳香族アミンが含まれる。更に、非環状の三級アミンのオニウム塩には、N,N−(二置換)アニリン等のN,N−(二置換)芳香族アミンのオニウム塩が含まれる。なお、環状の二級アミンや環状の三級アミンは、環の一部に(チオ)エーテルを含んでいてもよい。
【0124】
前記一般式(3)中、Rで表される基のうちの二価の不活性炭化水素基の好適例としては、炭素数1〜20のアルキレン基を挙げることができる。このアルキレン基は、直鎖状、分岐状、及び環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。直鎖状のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等を挙げることができる。
【0125】
前記一般式(3)中、R及びRで表される基のうちの炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基等を挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等を挙げることができる。
【0126】
前記一般式(3)中、R及びRで表される基のうちの炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基の具体例としては、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアラルキル基等を挙げることができる。より具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。なお、これらの芳香族炭化水素基の芳香環は、低級アルキル基等の置換基を有するものであってもよい。
【0127】
前記一般式(3)で表される化合物の具体例としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリエトキシシラン、3−(N−メチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(N−メチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、オクタデシルジメチル(3−トリメチルシリルプロピル)アンモニウムクロリド、オクタデシルジメチル(3−トリエチルシリルプロピル)アンモニウムクロリド、スルホニルメチルトリメトキシシラン、スルホニルメチルトリエトキシシラン、スルフィニルメチルトリメトキシシラン、スルフィニルメチルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
【0128】
上記のアルコキシシラン化合物のなかでも、前記一般式(1)で表される化合物が好ましく、更に好ましいのは、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランである。
【0129】
第一次変性(変性反応)は、溶液反応と固相反応のいずれを用いて実施してもよいが、溶液反応が好ましい。溶液反応では、重合反応で使用した溶媒をそのまま用いてもよく、未反応の単量体を除去する必要はない。また、反応形式については特に制限されるものではなく、バッチ式反応器を用いても、多段階連続式反応器やインラインミキサ等の装置を用いてもよい。なお、第一次変性は、重合反応終了後、脱溶媒処理、水処理、熱処理、共役ジエン系重合体の単離等の操作を行わずに実施することが肝要である。
【0130】
第一次変性の反応温度は、20〜100℃とすることが好ましい。反応温度が20℃未満であると、得られる(a2)重合体のムーニー粘度が上昇する傾向にある。一方、100℃超であると、共役ジエン系重合体の活性末端が失活し易くなる傾向にある。
【0131】
(a2)重合体は、共役ジエン系重合体の活性末端をアルコキシシラン化合物により第一次変性した後、更に、縮合促進剤の存在下で第二次変性して調製することが好ましい。
【0132】
(縮合促進剤)
縮合促進剤は、下記一般式(4)で表される酸化数2のスズの炭素数3〜20のカルボン酸塩、下記一般式(5)で表される酸化数4のスズ化合物、及び下記一般式(6)で表される酸化数4のチタン化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、水と、からなるものであることが好ましい。
Sn(OCOR10 ・・・(4)
11SnA(4−t−r) ・・・(5)
TiB(4−x) ・・・(6)
【0133】
前記一般式(4)中、R10は、相互に独立に、炭素数2〜19の有機基を示す。また、前記一般式(5)中、Aは、炭素数2〜30の脂肪族カルボン酸残基、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜20のヒドロカルビル基からなる群より選択される基で合計三置換(同一であっても、異なっていてもよい)されたシロキシ基を示し、Bは、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を示し、R11は、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基を示し、rは、1〜3の整数を示し、tは、1又は2の整数を示し、t+r=3又は4である。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。R11が複数ある場合には、複数のR11は同一であっても、異なっていてもよい。
【0134】
前記一般式(6)中、Aは、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜30のアルキル基からなる群より選択される基で合計三置換されたシロキシ基を示し、Bは、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基を示し、xは、2又は4の整数を示す。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。Bが複数ある場合には、複数のBは同一であっても、異なっていてもよい。
【0135】
前記一般式(4)及び(5)で表される化合物の具体例としては、スズジカルボン酸塩(好ましくは、炭素数8〜20のカルボン酸塩)、ジヒドロカルビルスズジカルボン酸塩、ジヒドロカルビルスズビス(α,γ−ジケトネート)、ジヒドロカルビルスズアルコキシハライド、ジヒドロカルビルスズモノカルボン酸塩ヒドロキシド、ジヒドロカルビルスズアルコキシ(トリヒドロカルビルシロキシド)、ジヒドロカルビルスズアルコキシ(ジヒドロカルビルアルコキシシロキシド)、ジヒドロカルビルスズビス(トリヒドロカルビルシロキシド)、ジヒドロカルビルスズビス(ジヒドロカルビルアルコキシシロキシド)等を挙げることができる。
【0136】
また、前記一般式(6)で表される化合物の具体例としては、チタンテトラアルコキシド、チタンジアルコキシビス(α,γ−ジケトネート)、チタンテトラキス(トリヒドロカルビオキシシロキシド)等を挙げることができる。
【0137】
縮合促進剤に含まれる水は、水そのものの他、水とアルコールの混合溶媒を使用することができる。また、炭化水素溶媒中の分散ミセル等の他、固体表面の吸着水や、水和物に存する水和水等を使用することもできる。
【0138】
縮合促進剤に含まれる水の量は、反応系内に存するアルコキシシラン化合物の総量に対し、金属換算で0.1mol以上とすることが好ましく、0.5〜3molとすることが更に好ましい。なお、縮合促進剤に含まれる金属の量に対しては、0.5〜20molとすることが好ましい。
【0139】
縮合促進剤の使用量は、反応系内に存するアルコキシシラン化合物の総量に対し、金属換算で0.1mol以上とすることが好ましい。
【0140】
(第二次変性)
第二次変性は、縮合促進剤の存在下、例えばアルコキシシラン化合物を用いて行われる。この際に用いられるアルコキシシラン化合物の具体例としては、前述の「アルコキシシラン化合物」において例示したものと同様のものを挙げることができる。なお、第一次変性の際に用いられるアルコキシシラン化合物と、第二次変性の際に用いられるアルコキシシラン化合物は、異なるものであってもよいが、同一のものであることが好ましい。
【0141】
(他のジエン系ゴム)
(A)ゴム成分に含有されるジエン系ゴムには、(a1)共重合体及び(a2)重合体以外の「他のジエン系ゴム」が含有されていてもよい。「他のジエン系ゴム」の具体例としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、高シス1,4結合−ポリブタジエンゴム等を挙げることができる。なお、「他のジエン系ゴム」をジエン系ゴムに含有させる場合における、「他のジエン系ゴム」の割合は、ジエン系ゴムの全体に対して75質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることが更に好ましく、40質量%以下であることが特に好ましい。
【0142】
((B)充填剤)
(B)充填剤には、(b1)カーボンブラックと(b2)シリカの少なくともいずれかが含有されている。この(B)充填剤は、加硫ゴムの引張強度等の破壊特性、耐摩耗性、転がり抵抗性等を向上させるとともに、ゴム組成物の加工性を良好にする効果がある。
【0143】
((b1)カーボンブラック)
(b1)カーボンブラックは、加硫ゴムの引張強度等の破壊特性の改良効果に優れる。特に制限されるものではないが、(b1)カーボンブラックの具体例としては、SRF、GPF、FEF、ISAF、SAF等を挙げることができる。なかでも、ヨウ素吸着量が60mg以上であるとともに、ジブチルフタレート吸油量が80mL/100gであるものが好ましく、得られる加硫ゴムの耐摩耗性を向上させる観点からは、HAF、ISAF、SAFが更に好ましい。
【0144】
(B)充填剤に(b1)カーボンブラックが含有される場合において、(b1)カーボンブラックの含有割合は、(A)ゴム成分100質量部に対して2〜100質量部、好ましくは2〜90質量部、更に好ましくは2〜75質量部である。(b1)カーボンブラックの含有割合が、(A)ゴム成分100質量部に対して2質量部未満であると、得られる加硫ゴムの引張強度の改良効果が十分ではない場合がある。一方、100質量部超であると、ゴム組成物の加工性が低下する場合がある。
【0145】
((b2)シリカ)
特に制限されるものではないが、(b2)シリカの具体例としては、湿式シリカ、乾式シリカ、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。なかでも、得られる加硫ゴムの引張強度等の破壊強度、ウェッドスキッド抵抗性、転がり抵抗性を向上させる観点からは、湿式シリカが好ましい。
【0146】
(B)充填剤に(b2)シリカが含有される場合において、(b2)シリカの含有割合は、(A)ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部、好ましくは30〜90質量部、更に好ましくは30〜80質量部である。(b2)シリカの含有割合が、(A)ゴム成分100質量部に対して30質量部未満であると、得られる加硫ゴムの転がり抵抗性の改良効果が十分ではない場合がある。一方、100質量部超であると、ゴム組成物の加工性が低下する場合がある。
【0147】
なお、(B)充填剤に(b2)シリカが含有される場合には、更にシランカップリング剤が(B)充填剤に含有されることが好ましい。(B)充填剤にシランカップリング剤が含有されることで、(b2)シリカによる補強効果を更に向上させることができる。
【0148】
シランカップリング剤の具体例としては、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、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。なかでも、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ゾリルテトラスルフィドが、補強効果が高いために好ましい。これらのシランカップリング剤は、一種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。
【0149】
(B)充填剤に含有されるシランカップリング剤の割合は、(b2)シリカ100質量部に対して、2〜20質量部であることが好ましく、3〜15質量部であることが更に好ましい。シランカップリング剤の含有割合が、(b2)シリカ100質量部に対して2質量部未満であると、シランカップリング剤による補強効果が不十分となる場合がある。一方、20質量部超であると、ゴム組成物がゲル化する場合がある。
【0150】
((b3)無機充填剤)
(B)充填剤には、(b1)カーボンブラック及び(b2)シリカ以外の(b3)無機充填剤を含有させることもできる。(b3)無機充填剤の具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、タルク、アタパルジャイト、チタン白、チタン黒、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化アルミニウムマグネシウム、クレー、カオリン、パイロフィライト、ベントナイト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムカルシウム、ケイ酸マグネシウムカルシウム、マイカ等を挙げることができる。なお、これらの(b3)無機充填剤は、一種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。
【0151】
(他のゴム)
本発明のゴム組成物には、その性質を損なわない範囲で、(A)ゴム成分以外の「他のゴム」を含有させることができる。「他のゴム」の具体例としては、エチレン−プロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ化ビニリデンゴム等を挙げることができる。なお、「他のゴム」を本発明のゴム組成物に含有させる場合における、「他のゴム」の割合は、(A)ゴム成分の全体に対して0〜30質量%であることが好ましく、0〜25質量%であることが更に好ましく、0〜20質量%であることが特に好ましい。
【0152】
(その他の成分)
本発明のゴム組成物には、その性質を損なわない範囲で、(A)ゴム成分及び(B)充填剤以外のその他の成分を含有させることもできる。その他の成分の具体例としては、加硫剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス等の加工助剤、粘着付与剤等を挙げることができる。
【0153】
加硫剤の具体例としては、イオウ;ジ−t−ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド類;テトラメチルチウラムジサルファイド等のイオウ供与物質等を挙げることができる。なかでも、得られる加硫ゴムに耐久性を付与する観点からイオウが好ましい。加硫剤の配合量は、(A)ゴム成分100質量部に対し、0.5〜5質量部であることが好ましい。
【0154】
加硫促進剤の具体例としては、ジフェニルグアニジン、N−テトラ−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンアミド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾルスルフェンアミド等を挙げることができる。加硫促進剤の配合量は、(A)ゴム成分100質量部に対し、1〜5質量部であることが好ましい。
【0155】
老化防止剤の具体例としては、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、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等を挙げることができる。老化防止剤の配合量は、(A)ゴム成分100質量部に対し、1〜10質量部であることが好ましい。
【0156】
(ゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れた空気入りタイヤ等を製造するのに好適な加硫ゴムを調製可能なものである。このため本発明のゴム組成物は、タイヤトレッド用の加硫ゴムを製造するための材料として好適である。なお、タイヤトレッド用以外にも、アンダートレッド用、カーカス用、サイドウォール用、及びビート部用の加硫ゴムを製造するための材料としても好適である。
【0157】
(ゴム組成物及び加硫ゴムの製造方法)
本発明のゴム組成物は、(A)ゴム成分、及び(B)充填剤、並びに必要に応じて添加させるその他の成分を混練することで製造することができる。混練に際しては、ロール等の開放式混練機、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用いることができる。なお、混練に際しては、ゴム組成物に伸展油を配合することも好ましい。伸展油を配合すると、ゴム組成物の加工性を良好にすることができる。伸展油の配合量は、(A)ゴム成分100質量部に対して、6〜55質量部であることが好ましく、10〜50質量部であることが更に好ましい。伸展油の配合量が6質量部未満であると、加工性と低燃費性を両立させることが困難な場合がある。一方、55質量部超であると、低燃費性に劣る場合がある。
【0158】
2.空気入りタイヤ:
本発明の空気入りタイヤは、前述のゴム組成物を用いてなるものである。より具体的には、本発明の空気入りタイヤは、前述のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムを用いて製造されるものである。このため、本発明の空気入りタイヤは、耐摩耗性、破壊強度、転がり抵抗性、ウェッドスキッド抵抗性等に優れたものである。
【0159】
空気入りタイヤを製造するために用いられる加硫ゴムは、前述のゴム組成物を成形加工した後、例えば130〜200℃の温度で加硫することで製造することができる。なお、加硫方法は特に限定されるものではなく、従来公知のゴム組成物の加硫方法を用いることができる。
【実施例】
【0160】
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。
【0161】
[ビニル結合含有量(%)及び結合スチレン含有量(%)]:H−NMR(270MHz)を用いて測定及び算出した。
【0162】
[シス−1,4−結合含有量(%)及び1,2−ビニル結合含有量(%)]:赤外法(モレロ法)により算出した。
【0163】
[ガラス転移温度(℃)]:ASTM D3418に準拠して測定した。
【0164】
[分子量分布(Mw/Mn)]:商品名「HLC−8120」(東ソー社製)のGPCを用いるとともに、示差屈折計を検知器として使用し、以下に示す条件で重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定し、測定したMw及びMnの値から算出した。
カラム:商品名「カラムGMHHXL」(東ソー社製)
流速:1.0m/s
温度:50℃
【0165】
[ムーニー粘度(ML1+4,100℃)]:JIS K6300に準拠して、Lローター、予熱1分、ローター作動時間4分、温度100℃で測定した。
【0166】
[引張強度(300%モジュラス)]:JIS K6301に準拠して測定し、比較例9のゴム組成物の引張強度の値を基準(100)とする指数で算出した。なお、算出した指数が大きいほど、引張強度が大きく、破壊強度に優れていると評価することができる。
【0167】
[tanδ(50℃)及びtanδ(0℃)]:tanδ(50℃)は、米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを使用し、引張動歪1%、周波数10Hz、50℃の条件で測定した。なお、比較例9のゴム組成物のtanδ(50℃)の値を基準(100)とする指数で算出した。算出した指数が大きいほど、転がり抵抗が小さいと評価することができる。また、tanδ(0℃)は、同機器を使用し、引張動歪0.1%、周波数10Hz、0℃の条件で測定した。なお、比較例9のゴム組成物のtanδ(0℃)の値を基準(100)とする指数で算出した。算出した指数が大きいほど、ウェッドスキッド抵抗性に優れていると評価することができる。
【0168】
[耐摩耗性]:ランボーン型摩耗試験機を使用し、スリップ率25%での摩耗量を室温で測定し、比較例9のゴム組成物の摩耗量を基準(100)とする指数で算出した。算出した指数が大きいほど、耐摩耗性に優れていると評価することができる。
【0169】
(合成例1)
窒素置換された内容積5Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2500g、テトラヒドロフラン25g、スチレン100g、及び1,3−ブタジエン390gを仕込んだ。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、n−ブチルリチウム375mgを添加して重合を開始した。断熱条件で重合し、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、メチルトリエトキシシラン1043mgを変性剤として加えて15分間反応を行った。重合反応終了後、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乾燥して変性スチレン−ブタジエン共重合体(SBR−A)を得た。得られたSBR−Aのビニル結合含有量は55%、結合スチレン含有量は20%、ガラス転移温度は−36℃、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は28、及び重量平均分子量(Mw)は2300000であった。
【0170】
(合成例2〜5)
表1に示す配合処方としたこと以外は、前述の合成例1の場合と同様の操作により変性スチレン−ブタジエン共重合体(SBR−B、SBR−C、SBR−D、SBR−E)を得た。得られたSBR−B〜SBR−Eのビニル結合含有量、結合スチレン含有量、ガラス転移温度、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)、及び重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
【0171】
(合成例6)
窒素置換された内容積5Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2500g、テトラヒドロフラン25g、スチレン100g、及び1,3−ブタジエン390gを仕込んだ。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、n−ブチルリチウム375mg及びピペリジン473mgをシクロヘキサン溶剤中で予め反応させて調製した開始剤を添加して重合を開始した。断熱条件で重合し、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、N−メチルピロリドン579mgを変性剤として加えて10分間反応を行った。その後、四塩化スズ85mgを更に加えて10分間反応を行った。重合反応終了後、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乾燥して変性スチレン−ブタジエン共重合体(SBR−F)を得た。得られたSBR−Fのビニル結合含有量、結合スチレン含有量、ガラス転移温度、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)、及び重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
【0172】
【表1】

【0173】
(合成例7)
窒素置換された5Lオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン2400g、及び1,3−ブタジエン300gを仕込んだ。バーサチック酸ネオジム(0.09mmol)のシクロヘキサン溶液、メチルアルモキサン(1.8mmol)のトルエン溶液、水素化ジイソブチルアルミニウム(5.0mmol)、四塩化ケイ素(0.045mmol)のトルエン溶液、及び1,3−ブタジエン(4.5mmol)を、50℃で30分間反応熟成させて予め調製した触媒を添加し、80℃で60分間重合反応を行った。1,3−ブタジエンの重合転化率は、ほぼ100%であった。重合体溶液200gを抜き取り、2,4−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール1.5gを含むメタノール溶液を添加し、重合反応を停止させた。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温されたロールにより乾燥して共役ジエン系重合体を得た。得られた共役ジエン系重合体(変性反応前)のシス−1,4−結合含有量は97%、1,2−ビニル結合含有量は1.1%、分子量分布(Mw/Mn)は2.2、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)は18であった。
【0174】
60℃に保温した残りの重合体溶液に対して、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(4.5mmol)のトルエン溶液を添加し、変性反応を30分間行った。次いで、テトラ(2−エチルヘキシルオキシ)チタン(13.5mmol)のトルエン溶液を添加し、30分間混合した。その後、2,4−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール1.5gを含むメタノール溶液を添加し、250gの変性共役ジエン系重合体溶液を得た。得られた変性共役ジエン系重合体溶液を、pH10に調整した水酸化ナトリウム水溶液20Lに添加し、110℃で2時間、脱溶媒するとともに縮合反応を行った。110℃の調温されたロールにより乾燥して変性共役ジエン系重合体(BR−Y)を得た。得られたBR−Yの分子量分布(Mw/Mn)は2.7、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)は43であった。
【0175】
(合成例8)
表2に示す配合処方としたこと以外は、前述の合成例7の場合と同様の操作により変性共役ジエン系重合体(BR−Z)を得た。得られたBR−Zの分子量分布(Mw/Mn)、及びムーニー粘度(ML1+4,100℃)を表2に示す。
【0176】
【表2】

【0177】
(実施例1)
変性スチレン−ブタジエン共重合体(SBR−A)70部、変性共役ジエン系重合体(BR−Y)30部、伸展油(商品名「アロマックス#3」(富士興産社製))37.5部、シリカ(商品名「ニプシルAQ」(日本シリカ社製))70部、カーボンブラック(商品名「ダイアブラックN339」(三菱化学社製))5.6部、シランカップリング剤(商品名「Si69」(デグサ社製))5.6部、ステアリン酸2部、老化防止剤(商品名「ノクラック810NA」(大内新興化学工業社製))1部、酸化亜鉛3部、加硫促進剤NS(商品名「ノクセラーNS・F」(大内新興化学工業社製))1.5部、加硫促進剤CZ(商品名「ノクセラーCZ」(大内新興化学工業社製))1.8部、及び硫黄1.5部を配合して配合物を得た。なお、配合処方を表3に示す。250ccラボプラストミルを用いて得られた配合物を混練し、ゴム組成物(実施例1)を得た。得られたゴム組成物を145℃加硫して加硫ゴムを調製した。調製した加硫ゴムの引張強度(指数)は118、tanδ(0℃)(指数)は116、tanδ(50℃)(指数)は129、及び耐摩耗性(指数)は122であった。
【0178】
(実施例2〜12、比較例1〜9)
表4に示す種類の(変性)スチレン−ブタジエン共重合体、及び(変性)共役ジエン系重合体を使用したこと以外は、前述の実施例1の場合と同様の操作により、ゴム組成物(実施例2〜12、比較例1〜9)を得た。また、得られたゴム組成物(実施例2〜12、比較例1〜9)を用いて、前述の実施例1の場合と同様の操作により、加硫ゴムを調製した。調製した加硫ゴムの引張強度(指数)、tanδ(0℃)(指数)、tanδ(50℃)(指数)、及び耐摩耗性(指数)を表4に示す。
【0179】
【表3】

【0180】
【表4】

【0181】
なお、表4中に略記した(変性)スチレン−ブタジエン共重合体、及び(変性)共役ジエン系重合体は以下に示す通りである。
【0182】
SL563:商品名「スチレンブタジエンゴムSL563」、JSR社製(ビニル結合含有量=55%、結合スチレン含有量=20%、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)=75)
BR01:商品名「ポリブタジエンゴムBR01」、JSR社製(シス−1,4−結合含有量=95%、1,2−ビニル結合含有量=2.5%、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)=45)
【0183】
表4に示す結果から、アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、3級アミノ基、又はヘテロ環がその末端に結合した変性スチレン−ブタジエン共重合体と、アルコキシシラン化合物で変性された変性共役ジエン系重合体を配合して得られた実施例1〜12のゴム組成物を用いると、比較例1〜9のゴム組成物を用いた場合に比して、引張強度、転がり抵抗(tanδ(50℃))、ウェッドスキッド抵抗性(tanδ(0℃))、及び耐摩耗性が顕著に改良された加硫ゴムを調製可能であることが明らかである。また、その両末端に3級アミノ基が導入された実施例11及び12のゴム組成物を用いると、いずれの物性についてもより顕著に向上することが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0184】
本発明のゴム組成物を用いれば、引張強度、転がり抵抗、ウェッドスキッド抵抗性、及び耐摩耗性等の諸特性に優れた高性能な空気入りタイヤを製造し、市場に供給することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スチレン−ブタジエン共重合体の末端が変性された(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体を20質量%以上、及び(a2)変性共役ジエン系重合体を5質量%以上含有するジエン系ゴムを含む(A)ゴム成分と、
(B)充填剤と、を含有し、
前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、シス−1,4−結合の含有割合が80%以上である共役ジエン系重合体の活性末端が少なくともアルコキシシラン化合物で第一次変性されたものであり、
前記(B)充填剤が、前記(A)ゴム成分100質量部に対して2〜100質量部の(b1)カーボンブラックと、前記(A)ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部の(b2)シリカの少なくともいずれかを含有するものであるゴム組成物。
【請求項2】
前記(B)充填剤が、前記(b2)シリカを含有するものである場合に、
前記(b2)シリカ100質量部に対して、5〜20質量部のシランカップリング剤を更に含有する請求項1に記載のゴム組成物。
【請求項3】
前記(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体が、有機アルカリ金属、有機アルカリ土類金属、アルカリ金属アミド化合物、及びアルカリ土類金属アミド化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物を開始剤として使用して、ブタジエンとスチレンを炭化水素溶媒中でアニオン重合させた後、その活性重合体末端と変性剤を反応させて得られたものである請求項1又は2に記載のゴム組成物。
【請求項4】
前記(a1)変性スチレン−ブタジエン共重合体が、前記スチレン−ブタジエン共重合体の末端に、エポキシ基、水酸基、3級アミノ基、ヘテロ環、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基が導入されたものである請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項5】
前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、前記共役ジエン系重合体の活性末端が前記アルコキシシラン化合物により第一次変性された後、縮合促進剤の存在下で第二次変性されて得られたものである請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項6】
前記アルコキシシラン化合物が、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、下記一般式(3)で表される化合物、及びこれらの化合物の部分縮合物からなる群より選択される少なくとも一種である請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【化1】

(前記一般式(1)中、Aは、(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、(チオ)ケトン基、(チオ)アルデヒド基、イミノ基、シアノ基、アミド基、イソシアヌル酸トリヒドロカルビルエステル基、(チオ)カルボン酸エステル基、(チオ)カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、及び炭酸ジヒドロカルビルエステル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、nは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(1)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない)
【化2】

(前記一般式(2)中、Aは、環状又は非環状の三級アミノ基、ピリジル基、スルフィド基、及びマルチスルフィド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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であっても、異なっていてもよい。なお、前記一般式(2)で表される化合物の分子中には、活性プロトン及びオニウム塩は含まれない)
【化3】

(前記一般式(3)中、Aは、ヒドロキシル基、チオール基、一級アミノ基、一級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の二級アミノ基、環状又は非環状の二級アミンのオニウム塩、環状又は非環状の三級アミンのオニウム塩、アリールSn結合又はアリールアルキルSn結合を有する基、スルホニル基、及びスルフィニル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一価の基を示し、Rは、単結合又は二価の不活性炭化水素基を示し、R及びRは、相互に独立に、炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、qは、0〜2の整数を示す。Rが複数ある場合には、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。また、ORが複数ある場合には、複数のORは同一であってもよく、異なっていてもよい)
【請求項7】
前記アルコキシシラン化合物が、前記一般式(1)で表される化合物と前記一般式(1)で表される化合物の部分縮合物の少なくともいずれかである請求項6に記載のゴム組成物。
【請求項8】
前記アルコキシシラン化合物が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、及びこれらの化合物の部分縮合物からなる群より選択される少なくとも一種である請求項7に記載のゴム組成物。
【請求項9】
前記縮合促進剤が、下記一般式(4)で表される酸化数2のスズの炭素数3〜20のカルボン酸塩、下記一般式(5)で表される酸化数4のスズ化合物、及び下記一般式(6)で表される酸化数4のチタン化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物と、水と、を含んでなるものである請求項5に記載のゴム組成物。
Sn(OCOR10 ・・・(4)
(前記一般式(4)中、R10は、相互に独立に、炭素数2〜19の有機基を示す)
11SnA(4−t−r) ・・・(5)
(前記一般式(5)中、Aは、炭素数2〜30の脂肪族カルボン酸残基、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜20のヒドロカルビル基からなる群より選択される基で合計三置換(同一であっても、異なっていてもよい)されたシロキシ基を示し、Bは、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を示し、R11は、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基を示し、rは、1〜3の整数を示し、tは、1又は2の整数を示し、t+r=3又は4である。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。R11が複数ある場合には、複数のR11は同一であっても、異なっていてもよい)
TiB(4−x) ・・・(6)
(前記一般式(6)中、Aは、炭素数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜30のアルキル基からなる群より選択される基で合計三置換されたシロキシ基を示し、Bは、炭素数5〜30の1,3−ジカルボニル含有基を示し、xは、2又は4の整数を示す。Aが複数ある場合には、複数のAは同一であっても、異なっていてもよい。Bが複数ある場合には、複数のBは同一であっても、異なっていてもよい)
【請求項10】
前記(a2)変性共役ジエン系重合体が、変性ポリブタジエンである請求項1〜9のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項11】
タイヤトレッド用の加硫ゴムに用いられる請求項1〜10のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれか一項に記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。

【公開番号】特開2010−209256(P2010−209256A)
【公開日】平成22年9月24日(2010.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−58407(P2009−58407)
【出願日】平成21年3月11日(2009.3.11)
【出願人】(000004178)JSR株式会社 (3,320)
【Fターム(参考)】