変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムおよびゴム組成物
【課題】低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与えるために好適に用いられる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムと、それを用いて得られるゴム組成物を提供する。
【解決手段】活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、特定の変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【解決手段】活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、特定の変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムおよびゴム組成物に関し、さらに詳しくは、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れ、例えばタイヤ用などとして好適に用いられるゴム組成物を与える、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や資源問題から、自動車用のタイヤには低燃費性が強く求められており、さらに安全性の面からは優れたウエットグリップ性、ドライグリップ性および操縦安定性が求められ、耐久性の面からは優れた耐摩耗性が求められている。充填剤としてシリカを配合したゴム組成物は、通常使用されるカーボンブラックを配合したゴム組成物に比べて低発熱性に優れるため、これを用いることにより低燃費なタイヤを製造することができる。しかし、通常使用されているゴムをシリカと配合しても、シリカとの親和性が劣るため分離しやすく、未架橋ゴム組成物の加工性が劣り、得られたタイヤの低発熱性や耐摩耗性が不十分となり、種々のシランカップリング剤を添加して改良することが多い。しかしながら、シランカップリング剤を併用しても、カーボンブラック配合ゴム組成物に比べて耐摩耗性が不十分である場合があり、さらに、シランカップリング剤が高価であり配合量が多くなると製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、変性剤を反応させることにより、ゴム自体にシリカとの親和性を持たせる技術が検討されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、低発熱性（低ヒステリシスロス）や耐摩耗性を向上させるため、シリカとの親和性を向上させた特定の化合物を重合活性末端に反応させた共役ジエン系ゴムが開示されている。これらの共役ジエン系ゴムでは低発熱性が改善される。また、特許文献３や特許文献４には、活性末端を有する共役ジエン系重合体に、特定の官能基を有するポリオルガノシロキサンを反応させて得られるゴム重合体にシリカを配合してなるゴム組成物が開示されている。これらのゴム組成物では、ポリオルガノシロキサンの使用により、低発熱性、ウエットグリップ性、および耐摩耗性が改善される。しかし、近年の自動車用タイヤに対する要求性能の高まりを鑑みると、これらの特許文献に具体的に記載されたゴム組成物を用いた場合であっても、未だ低発熱性、ウエットグリップ性、耐摩耗性が不十分な場合がある。また、これらのゴム組成物ではスティフネスも不十分な場合があり、その結果、これより得られるタイヤのドライグリップ性や操縦安定性が不十分となる場合があった。
【０００４】
【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】特開平９−１１０９０４号公報
【特許文献４】国際公開第２００３／１０２０５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような事情に鑑み、本発明の目的は、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与えるために好適に用いられる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムと、それを用いて得られるゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に特定の変性剤を反応させて変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得る場合において、その変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量と共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量とに特定の関係を有させ、さらにガラス転移温度を特定の範囲に調節することにより、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与える変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得られることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【０００７】
かくして、本発明によれば、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが提供される。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【０００８】
また、本発明によれば、上記の変性芳香族ビニル‐共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるゴム組成物が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、上記のゴム組成物を用いてなるタイヤが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与えるために好適に用いられる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に特定の変性剤を反応させて得られるものである。本発明で用いる活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖は、芳香族ビニル単量体単位および共役ジエン単量体単位を含んでなる重合体鎖であって末端に活性を有するものであり、不活性溶媒中で、共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体を含んでなる単量体混合物を、重合開始剤を用いてランダム共重合させることにより得ることができる。なお、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、後述するように、芳香族ビニル単量体単位含有量と共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量とが特定の関係を有し、さらに、特定の範囲のガラス転移温度を有する必要がある。ここで、芳香族ビニル単量体単位含有量、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量およびガラス転移温度の値は、変性反応の前後で実質的に変化しないので、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得る際において、従来知られた手法に基づき、これらの値を調節する必要がある。
【００１２】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得るために用いる単量体混合物に含有される共役ジエン単量体としては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン（２−メチル−１，３−ブタジエン）、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、１，３−ヘキサジエンなどを用いることができる。これらの中でも、１，３−ブタジエン、イソプレンを用いることが好ましく、１，３−ブタジエンを用いることが特に好ましい。これらの共役ジエン単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１３】
また、単量体混合物に含有される芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、５−ｔ−ブチル−２−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレンなどを用いることができる。これらのなかでも、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレンを用いることが好ましく、スチレンを用いることが特に好ましい。これらの芳香族ビニル単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１４】
単量体混合物には、本発明の所期の目的を損なわない範囲において、所望により、共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体以外の他の単量体を含有することができる。この他の単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα，β−不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物；メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル；１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを挙げることができる。これらの単量体の使用量は、単量体混合物中に、１０重量％以下とするのが好ましく、５重量％以下とするのがより好ましい。
【００１５】
単量体混合物の重合に用いられる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用され、重合反応を阻害しないものであれば、特に制限なく使用できる。その具体例としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、２−ブテンなどの脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロへキサン、シクロヘキセンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；が挙げられる。不活性溶媒の使用量は、単量体濃度が、通常、１〜５０重量％となるような割合であり、好ましくは１０〜４０重量％となるような割合である。
【００１６】
重合開始剤としては、単量体混合物を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されないが、例えば、有機アルカリ金属化合物および有機アルカリ土類金属化合物や、ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤が好ましく使用される。有機アルカリ金属化合物の具体例としては、例えば、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物；ジリチオメタン、１，４−ジリチオブタン、１，４−ジリチオ−２−エチルシクロヘキサン、１，３，５−トリリチオベンゼン、１，３，５−トリス（リチオメチル）ベンゼンなどの有機多価リチウム化合物；ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物；カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物が挙げられる。また、有機アルカリ土類金属化合物としては、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、ケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウムなどのランタン系列金属とカルボン酸、リン含有有機酸などからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤のなかでも、有機リチウム化合物、特に有機モノリチウム化合物を用いることが好ましい。なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン（好ましくは、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン）などの第２級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すれば良いが、単量体混合物１０００ｇ当り、通常、１〜５０ミリモル、好ましくは２〜２０ミリモル、より好ましくは４〜１５ミリモルの範囲である。
【００１８】
単量体混合物を重合するに際し、重合温度は、通常、−７８〜＋１５０℃、好ましくは０〜１００℃、より好ましくは３０〜９０℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できるが、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。
【００１９】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合に際し、不活性有機溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパンなどのエーテル化合物；テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン；アルカリ金属アルコキシド；ホスフィン化合物；などが挙げられる。これらの中でも、エーテル化合物および第三級アミンが好ましく、その中でも、重合開始剤の金属とキレート構造を形成しうるものがより好ましく、２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパン、またはテトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すれば良く、重合開始剤１モルに対して、好ましくは０．０１〜１００モル、より好ましくは０．３〜３０モルの範囲で調節すれば良い。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
【００２０】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得るにあたり、重合系内において、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との合計に対する芳香族ビニル単量体の比率が高くなりすぎないように、共役ジエン単量体または共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体とを含有する単量体混合物を、連続的または断続的に重合系内に供給して重合することが好ましい。このようにすることで、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を向上させることができ、目的とする芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得ることが容易となる。
【００２１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得るために用いる、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の分子量は特に限定されないが、その重量平均分子量が、１，０００〜３，０００，０００であることが好ましく、１０，０００〜１，５００，０００であることがより好ましく、１００，０００〜１，２００，０００であることが特に好ましい。活性末端を有する重合体の重量平均分子量が上記範囲内にあるとき、最終的に得られるゴム組成物の低発熱性と耐摩耗性とのバランスが良好となる。
【００２２】
また、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、好ましくは１．０１〜４．０、より好ましくは１．０２〜３．５、特に好ましくは１．０３〜３．０である。この分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が小さすぎる重合体は、その製造が困難であり、また、このＭｗ／Ｍｎが大きすぎると、最終的に得られるゴム組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００２３】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、以上のようにして得られる活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなるものである。このような変性剤を用いることにより、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与える変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得ることが可能となる。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が、ヒドロカルビルオキシシリル基を有する変性剤と反応する場合は、変性剤における少なくとも一部のヒドロカルビル基が脱離することにより、ケイ素−重合体鎖末端の結合が形成されると考えられ、また、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が、エポキシ基を有する変性剤と反応する場合は、変性剤における少なくとも一部のエポキシ基が開環することにより、炭素−重合体鎖末端の結合が形成されると考えられる。
【００２４】
本発明で用いられる変性剤は、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上であるものであれば、特に限定されない。すなわち、本発明で用いられる変性剤としては、分子中に２以上のエポキシ基を有するものや分子中に２以上のヒドロカルビルオキシシリル基を有するものを用いることができ、それに加えて、分子中に１つのエポキシ基と１つのヒドロカルビルオキシシリル基を有するものを用いることもできる。なお、本発明においては、１つのケイ素原子に対して、２以上のヒドロカルビルオキシ基が結合した構造を有する変性剤であっても、２以上のヒドロカルビルオキシシリル基を有する変性剤であるものとする。
【００２５】
本発明で用いられる変性剤に含まれうるヒドロカルビルオキシシリル基としては、例えば、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、ブトキシシリル基などのアルコキシシリル基やフェノキシシリル基などのアリールオキシシリル基が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤として、特に好ましく用いられるものとしては、下記一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＶ）で表されるヒドロカルビルオキシシラン、下記一般式（Ｖ）で表されるヒドロカルビルオキシシランが挙げられる。
【００２７】
一般式（Ｉ）：
【化１】
【００２８】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ１およびＸ４は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基もしくはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基、または、炭素数１〜６のアルキル基もしくは炭素数６〜１２のアリール基であり、Ｘ１およびＸ４は同一であっても相違してもよい。Ｘ２は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。Ｘ３は、２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基である。ｍは２〜２００の整数、ｎは０〜２００の整数、ｋは０〜２００の整数である。）
【００２９】
一般式（ＩＩ）：
【化２】
【００３０】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１６は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ５〜Ｘ８は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。）
【００３１】
一般式（ＩＩＩ）：
【化３】
【００３２】
（式中、Ｒ１７〜Ｒ１９は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ９〜Ｘ１１は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。ｓは１〜１８の整数である。）
【００３３】
一般式（ＩＶ）：
【化４】
【００３４】
（式中、Ｒ２０は、炭素数１〜１２のアルキレン基である。Ｒ２１〜Ｒ２５は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。ｑは１または２、ｒは１〜１０の整数である。）
【００３５】
一般式（Ｖ）：
【化５】
【００３６】
（式中、Ｒ２６は、炭素数１〜１２のアルキレン基である。Ｒ２７〜Ｒ３０は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。）
【００３７】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ８、Ｘ１およびＸ４を構成する炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数６〜１２のアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基などが挙げられる。これらのアルキル基およびアリール基の中では、メチル基が特に好ましい。
【００３８】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうる炭素数１〜５のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。なかでも、メトキシ基またはエトキシ基が好ましい。
【００３９】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうる炭素数６〜１４のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、トリルオキシ基などが挙げられる。
【００４０】
また、一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうるエポキシ基を有する炭素数４〜１２の基としては、下記一般式（ＶＩ）で表される基が挙げられる。
一般式（ＶＩ）：ＺＹＥ
【００４１】
式中、Ｚは炭素数１〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｙはメチレン基、硫黄原子または酸素原子であり、Ｅはエポキシ基を有する炭素数２〜１０のヒドロカルビル基である。これらの中でも、Ｙが酸素原子であるものが好ましく、Ｙが酸素原子、かつ、Ｅがグリシジル基であるものがより好ましく、Ｚが炭素数３のアルキレン基、Ｙが酸素原子、かつ、Ｅがグリシジル基であるものが特に好ましい。
【００４２】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１およびＸ４としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基または炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、また、Ｘ２としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基が好ましい。一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ３、すなわち２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記一般式（ＶＩＩ）で表される基が好ましい。
【００４３】
一般式（ＶＩＩ）：
【化６】
【００４４】
式中、ｔは２〜２０の整数であり、Ｐは炭素数２〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｑは炭素数１〜１０のアルコキシル基またはアリールオキシ基である。これらの中でも、ｔが２〜８の整数であり、Ｐが炭素数３のアルキレン基であり、Ｒが水素原子であり、かつＱがメトキシ基であるものが好ましい。
【００４５】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｍは２〜２００、好ましくは３〜２００、より好ましくは２０〜１５０、特に好ましくは３０〜１２０の整数である。この数が少ないと、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を用いて得られるゴム組成物の加工性や低発熱性に劣るおそれがある。また、この数が多いとポリオルガノシロキサン自体の製造が困難になると共に、その粘度が高くなりすぎて、取り扱いも困難となるおそれがある。
【００４６】
また、一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｎは０〜２００の整数、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１２０の整数である。ｋは０〜２００の整数、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１２０の整数である。ｍ、ｎ、およびｋの合計数は、４００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましく、２５０以下であることが特に好ましい。この数が多いとポリオルガノシロキサン自体の製造が困難になると共に、その粘度が高くなりすぎて、取り扱いも困難となるおそれがある。
【００４７】
一般式（ＩＩ）および上記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、炭素数１〜６のアルキル基および炭素数６〜１２のアリール基、ならびに炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基およびエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基は、一般式（Ｉ）のポリオルガノシロキサンについて説明したもの同様である。
【００４８】
一般式（ＩＶ）および上記一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランにおいて、炭素数１〜６のアルキル基および炭素数６〜１２のアリール基は、一般式（Ｉ）のポリオルガノシロキサンについて説明したもの同様である。なお、一般式（ＩＶ）または上記一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランを変性剤として用いる場合は、アルコキシシリル基が芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端と反応することにより、変性剤が重合体鎖と結合し、この反応の後、窒素−ケイ素結合が加水分解により開裂することにより、第一級アミノ基または第二級アミノ基が形成される。すなわち、重合体鎖と第一級アミノ基または第二級アミノ基とが、ケイ素原子を含むアルキレン基を介して結合した構造が形成される。
【００４９】
一般式（ＩＶ）または一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランの具体例としては、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−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）−３−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）−３−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）−３−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および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を挙げることができる。これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシランまたはＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランを用いることが特に好ましい。
【００５０】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤の他の例としては、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などのテトラアルコキシシラン化合物；ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ビス（トリメトキシシリル）メタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリメトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）プロパン、ビス（トリエトキシシリル）プロパン、ビス（トリメトキシシリル）ブタン、ビス（トリエトキシシリル）ブタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘプタン、ビス（トリエトキシシリル）ヘプタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリメトキシシリル）シクロヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）シクロヘキサン、ビス（トリメトキシシリル）オクタン、ビス（トリエトキシシリル）オクタン、ビス（トリメトキシシリル）ノナン、ビス（トリエトキシシリル）ノナン、ビス（トリメトキシシリル）エチレン、ビス（トリエトキシシリル）エチレン、ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、ビス（トリエトキシシリルエチル）ベンゼンなどのヘキサアルコキシシラン化合物；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などのアルキルアルコキシシラン化合物；ビニルトリメトキシシランン、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、アリルトリメトキシシラン、オクテニルトリメトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、スチリルトリメトキシシランなどのアルケニルアルコシキシシラン化合物；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などのアリールアルコキシシラン化合物；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、トリメトキシブロモシラン、トリエトキシブロモシラン、トリプロポキシブロモシラン、トリフェノキシブロモシラン、ジメトキシジブロモシラン、ジエトキシジブロモシラン、ジフェノキシジブロモシラン、トリメトキシヨードシラン、トリエトキシヨードシラン、トリプロポキシヨードシラン、トリフェノキシヨードシラン、ジメトキシジヨードシラン、ジエトキシジヨードシラン、ジプロポキシヨードシランなどのハロゲノアルコキシシラン化合物；β−クロロエチルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシランなどのハロゲノアルキルアルコキシシラン化合物；β−ニトロエチルメチルジメトキシシラン、γ−ニトロプロピルメチルジメトキシシランなどのニトロアルキルアルコキシシラン化合物、３−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシブチルプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルジエチルメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペンオキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジメトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジエトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジプロポキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジブトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジフェノキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルメトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルエトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルプロポキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルブトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルフェノキシシラン、トリス（３−グリシドキシプロピル）メトキシシラン、β−（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、β−（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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピル−トリメトキシシラン、β−（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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−エチルジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−エチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジエチルエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジエチルメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジイソプロペンオキシシラン、２，３−エポキシプロピルメチルジメトキシシラン、３，４−エポキシブチルメチルジメトキシシラン、４，５−エポキシヘプチルメチルジメトキシシラン、４，５−エポキシヘプチルエチルジメトキシシラン、５，６−エポキシヘキシルメチルジメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物；３−オクタチオ−１−プロピル−トリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−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などの硫黄含有アルコキシシラン化合物；ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）メチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）メチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）エチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）プロピルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ブチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）エチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）プロピルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ブチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）フェニルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ベンジルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）フェニルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ベンジルアミン、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）アミン、トリス（３−トリエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（トリメトキシシリルメチル）メチルアミン、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）メチルアミン、ビス（トリエトキシシリルメチル）メチルアミン、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）メチルアミン、ビス（トリエトキシシリルメチル）プロピルアミン、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）プロピルアミン、トリス（トリメトキシシリルメチル）アミン、トリス（２−トリエトキシシリルエチル）アミン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物；ビス［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ウレア、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ウレア、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート、トリス（３−トリエトキシシリルプロピル）イソシアヌレートなどのイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物；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、テトラグリシジル−１，３−ビスアミノメチルベンゼン、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油などのエポキシ基含有化合物；が挙げられる。
【００５１】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５２】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤の使用量は、特に限定されないが、（重合反応に使用した重合開始剤のモル数）／（変性剤のエポキシ基およびヒドロカルビルオキシシリル基の合計モル数）の比が、０．４〜１０となる量であることが好ましく、該比が０．５〜５となる量であることがより好ましい。
【００５３】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させる時期は、重合反応がほぼ完結した時点が好ましく、重合反応がほぼ完結した後、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が副反応でゲル化したり、重合系中の不純物による連鎖移動反応を受けたりする前であることが好ましい。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させる前に、本発明の効果を阻害しない範囲で、重合停止剤や、本発明で用いられる特定の変性剤以外の、重合末端変性剤およびカップリング剤などを重合系内に添加して、重合体鎖の活性末端の一部を不活性化してもよい。
【００５４】
このとき用いられうる重合末端変性剤およびカップリング剤としては、例えば、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−メチル−ε−カプロラクタムなどのＮ−置換環状アミド類；１，３−ジメチルエチレン尿素、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノンなどのＮ−置換環状尿素類；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）ベンゾフェノンなどのＮ−置換アミノケトン類；ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのＮ，Ｎ−ジ置換アミノアルキルメタクリルアミド類；４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンズアルデヒドなどのＮ−置換アミノアルデヒド類；ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのＮ−置換カルボジイミド類；Ｎ−エチルエチリデンイミン、Ｎ−メチルベンジリデンイミンなどのシッフ塩基類；４−ビニルピリジンなどのピリジル基含有ビニル化合物；四塩化錫、四塩化ケイ素、ヘキサクロロジシラン、ビス（トリクロロシリル）メタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，３−ビス（トリクロロシリル）プロパン、１，４−ビス（トリクロロシリル）ブタン、１，５−ビス（トリクロロシリル）ペンタン、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンなどのハロゲン化金属化合物；が挙げられる。
【００５５】
本発明の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、前述の変性剤に加えて、ハロゲン化金属化合物をカップリング剤として併用して得られるものであることが好ましく、５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤として併用して得られるものであることが特に好ましい。このようなカップリング剤を併用することにより、特に、低発熱性、グリップ性および耐摩耗性に優れたゴム組成物を得ることができる。５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物の具体例としては、ヘキサクロロジシラン、ビス（トリクロロシリル）メタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，３−ビス（トリクロロシリル）プロパン、１，４−ビス（トリクロロシリル）ブタン、１，５−ビス（トリクロロシリル）ペンタン、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンが挙げられ、これらのなかでも、ヘキサクロロジシラン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタンまたは１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンを用いることが好ましく、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンを用いることが特に好ましい。この５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物の使用量は、（重合反応に使用した重合開始剤のモル数）／（ハロゲン化ケイ素化合物のケイ素−ハロゲン原子結合のモル数）の比が、１．５〜５０．０となる量であることが好ましく、該比が３．０〜３５．０となる量であることがより好ましい。また、これらのハロゲン化ケイ素化合物は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を含有する溶液に変性剤やカップリング剤を添加する際には、反応を良好に制御する観点から、それらを不活性溶媒に溶解して重合系内に添加することが好ましい。その溶液濃度は、１〜５０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００５７】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を含有する溶液に、変性剤やカップリング剤を添加する時期は特に限定されないが、重合反応が完結しておらず活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液が、１００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００〜５０，０００ｐｐｍの単量体を含有している状態で、該溶液に変性剤やカップリング剤を添加することが好ましい。変性剤やカップリング剤の添加をこのように行なうことにより、活性末端を有する重合体鎖と重合系中に含まれる不純物との副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。なお、このような単量体の濃度を保つ目的で、変性剤やカップリング剤を活性末端を有する重合体鎖と反応させた後などに、重合系中に単量体を添加することも好ましい。
【００５８】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得るにあたり、変性剤やカップリング剤を２種以上併用する場合において、それらを重合系に添加する順序は特に限定されない。分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤と、５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤とを併用する場合においても、その添加順序は特に限定されないが、該カップリング剤の添加を該変性剤の添加より先に行うことが好ましい。このような順序で添加を行なうことにより、所望の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得やすくなる。
【００５９】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤やカップリング剤を反応させるときの条件としては、温度が、通常０〜１００℃、好ましくは３０〜９０℃の範囲であり、それぞれの反応時間が、通常１〜１２０分、好ましくは２〜６０分の範囲である。
【００６０】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させた後は、メタノール、イソプロパノールなどのアルコールまたは水を添加して活性末端を失活させることが好ましい。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させた後においても、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が残存している場合には、活性末端を失活させる前に、所望により、本発明で用いられる特定の変性剤以外の、重合末端変性剤およびカップリング剤などを重合系内に添加して反応させてもよい。
【００６１】
重合体鎖の活性末端を失活させた後、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、スケール防止剤などを重合溶液に添加した後、直接乾燥やスチームストリッピングにより重合溶液から重合溶媒を分離して、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを回収する。なお、重合溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとして回収しても良い。油展ゴムとすることにより、得られるゴム組成物のスティフネスをさらに改良することができる。
【００６２】
変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとして回収する場合に用いる伸展油としては、ゴム工業において通常使用されるものが使用でき、パラフィン系、芳香族系、ナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、多環芳香族の含有量が３％未満であることが好ましい。この含有量は、ＩＰ３４６の方法（英国のＴＨＥ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭの検査方法）により測定される。伸展油を使用する場合、その使用量は、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム１００重量部に対して、通常５〜１００重量部、好ましくは１０〜６０重量部、より好ましくは、２０〜５０重量部である。
【００６３】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）とし、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）とした場合に、ＡｒをＶで除した商であるＡｒ／Ｖの値が、０．９０以上２．００以下である必要がある。また、このＡｒ／Ｖの値は、０．９５以上１．７５以下であることが好ましく、１．００以上１．６０以下であることがより好ましい。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのＡｒ／Ｖの値がこの範囲内であることにより、これを用いて得られるゴム組成物が、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性のいずれにも優れる、極めて高い性能を有するものとなる。一方、Ａｒ／Ｖの値が小さすぎる場合は、ウエットグリップ性やスティフネスに劣るものとなるおそれがあり、Ａｒ／Ｖの値が大きすぎる場合は、低発熱性に劣るものとなるおそれがある。
【００６４】
また、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が、−３５℃以上０℃以下である必要があり、−３３℃以上−１０℃以下であることが好ましく、−３１℃以上−２０℃以下であることがより好ましい。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのＡｒ／Ｖの値が上述の範囲を満たし、さらに、ガラス転移温度がこの範囲内であることにより、これを用いて得られるゴム組成物が、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れる上に、さらにウエットグリップ性にも優れるものとなる。一方、ガラス転移温度が低すぎる場合は、スティフネスやウエットグリップ性に劣るものとなるおそれがあり、ガラス転移温度が高すぎる場合は、低発熱性に劣るものとなるおそれがある。
【００６５】
なお、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムにおける、芳香族ビニル単量体単位含有量、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量およびガラス転移温度は、それを得るために用いる、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖における、それぞれの値と実質的に等しいものとなる。したがって、公知の手法に基づいて、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得る際に用いる単量体混合物の組成や重合反応系に添加する極性化合物の量などを調節して、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の単量体単位組成やミクロ構造を所望のものとすれば、それを上述の変性剤と反応させることにより、所望のＡｒ／Ｖの値およびガラス転移温度を有する変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得ることができる。
【００６６】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの単量体単位組成は、Ａｒ／Ｖの値およびガラス転移温度が前述の範囲となる限りにおいて特に限定されないが、通常、芳香族ビニル単量体単位が２０〜５０重量％、共役ジエン単量体単位が５０〜８０重量％、その他の単量体単位が０〜１０重量％の範囲であり、芳香族ビニル単量体単位が２５〜４５重量％、共役ジエン単量体単位が５５〜７５重量％、その他の単量体単位が０〜１０重量％の範囲であることがより好ましい。
【００６７】
また、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分における結合様式も、Ａｒ／Ｖの値およびガラス転移温度が前述の範囲となる限りにおいて特に限定されない。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量（変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが含んでいる共役ジエン単量体単位全体に対して、ビニル結合構造を有している共役ジエン単量体単位の割合）は、通常、１０〜８０重量％であり、２０〜７０重量％であることが好ましい。また、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分のシス１，４結合含有量は、通常、２０〜９０重量％であり、３０〜８０重量％であることが好ましい。
【００６８】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合されたものを含有していることが好ましい。特に、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合された構造を有するものが、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム全体に対して、５〜９０重量％を占めることが好ましく、１５〜８０重量％を占めることがより好ましく、２５〜７０重量％を占めることが特に好ましい。このような変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、製造時における凝固性、乾燥性が良好となり、さらには、シリカを配合したときに、より加工性および低発熱性に優れる組成物を与える。なお、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合された構造を有するものの割合（以下の記載において、カップリング率という場合がある）は、最終的に得られた変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の全量に対する、変性剤と反応させる前の活性末端を有する変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の重量平均分子量の１．９倍以上の分子量を有する重合体分子の重量分率であるものとし、この測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ポリスチレン換算）により行うものとする。
【００６９】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定される値として、通常、１，０００〜３，０００，０００、好ましくは、１００，０００〜２，０００，０００、より好ましくは、３００，０００〜１，５００，０００の範囲で適宜選択される。分子量が高すぎると、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムへのシリカの配合が困難となり、組成物の加工性に劣るおそれがある。また、分子量が低すぎると、得られる組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００７０】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、特に限定されないが、好ましくは１．１〜３．０、より好ましくは１．２〜２．５、特に好ましくは１．３〜２．２である。この分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が大きすぎると、得られる組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００７１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）も、特に限定されないが、通常、２０〜１００、好ましくは、３０〜９０、より好ましくは、４０〜８０の範囲で適宜選択される。なお、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
【００７２】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、架橋剤や充填剤などの配合剤を添加した上で、種々の用途に好適に用いることができるが、なかでも、充填剤としてシリカを配合した場合に、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れ、タイヤ用途などに好適に用いられるゴム組成物を与える。すなわち、本発明のゴム組成物は、上述した本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるものである。
【００７３】
本発明のゴム組成物には、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム以外のその他のゴムを配合してもよい。その他のゴムとしては、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム（１，２−ポリブタジエン重合体からなる結晶繊維を含むポリブタジエンゴムであってもよい）、スチレン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合ゴムなどが挙げられる。なかでも、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムが好ましく用いられる。これらのゴムは、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００７４】
本発明のゴム組成物において、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、ゴム成分中の５〜１００重量％を占めることが好ましく、１０〜９０重量％を占めることがより好ましく、２０〜８０重量％を占めることが特に好ましい。このような割合で、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを用いることにより、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に特に優れる組成物を得ることができる。
【００７５】
また、本発明のゴム組成物は、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム以外のゴム成分を用いる場合、ゴム成分として、ポリブタジエンゴムを含有するものであることが好ましい。本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムとポリブタジエンゴムとを組み合わせて用いることにより、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に特に優れる組成物を得ることができる。本発明のゴム組成物において、ポリブタジエンゴムは、ゴム成分中の５〜５０重量％を占めることが好ましく、１０〜４０重量％を占めることがより好ましく、１５〜３０重量％を占めることが特に好ましい。
【００７６】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し、シリカを１０〜２００重量部、好ましくは２０〜１５０重量部、より好ましくは３０〜１２０重量部含有するものである。このような量でシリカを用いることにより、ゴム組成物の低発熱性が特に良好となる。用いられるシリカとしては、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
用いるシリカの窒素吸着比表面積（ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じＢＥＴ法で測定される）は、好ましくは５０〜３００ｍ２／ｇ、より好ましくは８０〜２２０ｍ２／ｇ、特に好ましくは１００〜１７０ｍ２／ｇである。この範囲であると、より低発熱性に優れたゴム組成物が得られる。また、シリカのｐＨは、ｐＨ７未満であることが好ましく、ｐＨ５〜６．９であることがより好ましい。
【００７８】
低発熱性をさらに改良する観点より、本発明のゴム組成物には、さらにシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、β−（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、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−オクタチオ−１−プロピル−トリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−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などを挙げることができる。なかでも、混練時のスコーチを避ける観点より、１分子中に含有される硫黄が４個以下のものが好ましい。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して、好ましくは０．１〜３０重量部、より好ましくは１〜１５重量部である。
【００７９】
本発明のゴム組成物には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどの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用いる場合、ファーネスブラックを用いることが好ましく、その具体例としては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＩＩＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ−ＬＳ、Ｔ−ＨＳ、Ｔ−ＮＳ、ＭＡＦ、ＦＥＦなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、通常、１２０重量部以下であり、シリカとカーボンブラックの合計量は、ゴム成分１００重量部に対して、２５〜１２０重量部となるようにすることが好ましく、３０〜６０重量部となるようにすることがより好ましく、３５〜５０重量部となるようにすることが特に好ましい。
【００８０】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは５〜２００ｍ２／ｇ、より好ましくは２０〜１３０ｍ２／ｇ、特に好ましくは４０〜８０ｍ２／ｇであり、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸着量は、好ましくは５〜２００ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは５０〜１６０ｍｌ／１００ｇ、特に好ましくは７０〜１３０ｍｌ／１００ｇである。この範囲であると、成形性が良好で、低発熱性に特に優れる組成物を得ることができる。
【００８１】
ゴム組成物にシリカやカーボンブラックなどの充填剤を添加する方法は特に限定されず、固形ゴムに対して添加して混練する方法（乾式混練法）やゴムの溶液に添加して凝固・乾燥させる方法（湿式混練法）などを適用することができる。
【００８２】
本発明のゴム組成物には、上記成分以外に、常法に従って、架橋剤、架橋促進剤、架橋活性化剤、老化防止剤、活性剤、プロセス油、可塑剤、滑剤、充填剤、粘着付与剤、水酸化アルミニウムなどの配合剤をそれぞれ必要量配合できる。
【００８３】
架橋剤としては、例えば、硫黄、ハロゲン化硫黄、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂などが挙げられる。中でも、硫黄が好ましく使用される。架橋剤の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは１．６〜５．０重量部、より好ましくは１．７〜４．０重量部、特に好ましくは１．９〜３．０重量部である。
【００８４】
架橋促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、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のスルフェンアミド系架橋促進剤；ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系架橋促進剤；チオウレア系架橋促進剤；チアゾール系架橋促進剤；チウラム系架橋促進剤；ジチオカルバミン酸系架橋促進剤；キサントゲン酸系架橋促進剤；などが挙げられる。なかでも、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが特に好ましい。これらの架橋促進剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。架橋促進剤の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１５重量部、より好ましくは０．５〜５重量部、特に好ましくは１．０〜４．０重量部である。
【００８５】
架橋活性化剤としては、例えば、ステアリン酸などの高級脂肪酸や酸化亜鉛などを用いることができる。架橋活性化剤の配合量は適宜選択されるが、高級脂肪酸の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．０５〜１５重量部、より好ましくは０．５〜５重量部であり、酸化亜鉛の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．０５〜１０重量部、より好ましくは０．５〜３重量部である。
【００８６】
プロセス油としては、上述した変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの伸展油と同様のものを用いることができる。その他の配合剤としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シリコーンオイルなどの活性剤；炭酸カルシウム、タルク、クレーなどの充填剤；石油樹脂、クマロン樹脂などの粘着付与剤；ワックスなどが挙げられる。
【００８７】
本発明のゴム組成物を得るためには、常法に従って各成分を混練すればよく、例えば、架橋剤および架橋促進剤を除く配合剤とゴム成分を混練後、その混練物に架橋剤および架橋促進剤を混合して目的の組成物を得ることができる。架橋剤および架橋促進剤を除く配合剤とゴム成分の混練温度は、好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは１２０〜１８０℃であり、その混練時間は、好ましくは３０秒〜３０分である。混練物と架橋剤および架橋促進剤との混合は、通常１００℃以下、好ましくは８０℃以下まで冷却後に行われる。
【００８８】
本発明のゴム組成物は、例えばタイヤにおいて、キャップトレッド、ベーストレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位の材料や、ホース、ベルト、マット、防振ゴムその他の各種工業用品へ、また、接着剤、樹脂の耐衝撃性改良剤、樹脂フィルム緩衝剤、靴底、ゴム靴、ゴルフボール、玩具として用いることができる。なかでも、本発明のゴム組成物が特に低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れることから、タイヤのキャップトレッドやベーストレッド用または靴底として特に好適に用いられ、タイヤのキャップトレッド用に最も好適に用いられる。
【００８９】
本発明のゴム組成物を用いてタイヤなどのゴム製品（架橋物）を構成する場合の架橋および成形方法は、特に限定されず、架橋物の形状、大きさなどに応じて選択すればよい。金型中に架橋剤を配合したゴム組成物を充填して加熱することにより成形と同時に架橋してもよく、架橋剤を配合したゴム組成物を予め成形した後、それを加熱して架橋してもよい。架橋温度は、好ましくは１２０〜２００℃、より好ましくは１４０〜１８０℃であり、架橋時間は、通常、１〜１２０分程度である。
【実施例】
【００９０】
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。なお、各例中の部および％は、特に断りのない限り、重量基準である。
【００９１】
各種の物性については、以下の方法に従って評価した。
〔重量平均分子量、分子量分布およびカップリング率〕
ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより、ポリスチレン換算の分子量に基づくチャートを得て、そのチャートに基づいて求めた。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィの具体的な測定条件は、以下の通りである。
測定器 ：ＨＬＣ−８０２０（東ソー社製）
カラム ：ＧＭＨ−ＨＲ−Ｈ（東ソー社製）２本を直列に連結した
検出器 ：示差屈折計ＲＩ−８０２０（東ソー社製）
溶離液 ：テトラヒドロフラン
カラム温度：４０℃
〔スチレン単位含有量およびビニル結合含有量〕
１Ｈ−ＮＭＲにより測定した。
〔ムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）〕
ＪＩＳ Ｋ６３００に従い、ムーニー粘度計（島津製作所社製）を用いて測定した。
〔ガラス転移温度〕
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製）を用いて、２３℃から１２０℃まで昇温、１２０℃を１０分間保持、−１２０℃まで降温（冷却速度１００℃／分）、−１２０℃を１０分間保持、２３℃まで昇温（加熱速度１０℃／分）の順で測定試料の温度を変化させ、オンセット値の２回平均値をガラス転移温度の測定値とした。
〔引張強度〕
ＪＩＳ Ｋ６３０１に従って、引張試験を行ない、３００％伸張時の応力を測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、引張強度に優れる。
〔ウエットグリップ性〕
レオメトリックス社製ＡＲＥＳを用い、動的歪み０．５％、１０Ｈｚの条件で０℃におけるｔａｎδを測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、ウエットグリップ性に優れる。
〔低発熱性〕
レオメトリックス社製ＡＲＥＳを用い、動的歪み０．５％、１０Ｈｚの条件で６０℃におけるｔａｎδを測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が小さいものほど、低発熱性に優れる。
〔スティフネス〕
上島製作所社製フレクソメータＦＴ−１２６０を用い、１０Ｈｚ、動的荷重７８ｋｇｆの一定荷重の条件で、６０℃におけるＥ＊を測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、スティフネスに優れる。
〔耐摩耗性〕
上島製作所社製ＦＰＳ摩耗試験機を用い、荷重１ｋｇｆ、スリップ率１５％で測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、耐摩耗性に優れる。
【００９２】
〔実施例１〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２７５ｇ、スチレン４００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．９ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として７．１ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２５ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン４．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
〔実施例２〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２４０ｇ、スチレン４３０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．６ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として８．７ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．１６ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン３０ｇを添加し、さらに、下記の式（ＶＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンＡ０．０３９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９５】
【化７】
【００９６】
〔実施例３〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２２１ｇ、スチレン４５０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．２ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として８．３ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン１５０ｇを１５分間かけて連続的に添加し、その後、１，３−ブタジエン１５０ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１０分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．１５ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。その後、１，３−ブタジエン２９ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン５．８ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９７】
〔実施例４〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２８１ｇ、スチレン４００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．４ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として５．６ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．０６ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。その後、１，３−ブタジエン１９ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ １００部に対して２５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９８】
〔実施例５〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２９４ｇ、スチレン３９０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．９ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として４．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．０７ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１６ｇを添加し、さらに、前記の式（ＶＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンＡ０．０２４ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ １００部に対して３７．５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９９】
〔比較例１〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３２８ｇ、スチレン３５０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．５ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２２ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．２ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１００】
〔比較例２〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３６３ｇ、スチレン３１５ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．７ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．３ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２６５ｇおよびスチレン３５ｇの混合物を３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２２ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．１ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０１】
〔比較例３〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン１８０ｇ、スチレン５２０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン５．２ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．１ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２５９ｇおよびスチレン２０ｇの混合物を６０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は６５℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．２ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２１ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．０ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０２】
〔比較例４〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３２４ｇ、スチレン３６０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．１ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として４．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１６ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン２．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖ １００部に対して２５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０３】
〔比較例５〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン４８７ｇ、スチレン２００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．８ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として３．７ミリモル加え、４０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２７５ｇおよびスチレン２５ｇの混合物を６０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は６５℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．８ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１３ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖ １００部に対して３７．５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０４】
〔実施例６〕
容積２５０ｍｌのバンバリーミキサーで、実施例１で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩ １００部を素練りし、それに、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）：１６３ｍ２／ｇ）４０部、およびシランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、商品名「Ｓｉ６９」、デグッサ社製）３．２部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）１４部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）６部、プロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）１０部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、バンバリーミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度バンバリーミキサー中で、３分間混練した後、バンバリーミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．６部および架橋促進剤（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＮＳ」、大内新興化学工業社製）１．４部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．４部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。表２にその結果を示す。なお、これらの評価は、比較例６の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
〔実施例７〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、実施例２で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１０７】
〔実施例８〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、実施例３で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１０８】
〔実施例９〕
容積２５０ｍｌのブラベンダー式ミキサーで、実施例４で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ ８７．５部と、市販のポリブタジエンゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」、日本ゼオン社製）２０部と、天然ゴム１０部とを３０秒間混練した。次いで、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）５０部、シランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、商品名「Ｓｉ７５」、デグッサ社製）５．６部、およびプロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）２．５部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。さらに、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）２０部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）５部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１,３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、ミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度ブラベンダー式ミキサー中で、１１０℃を開始温度として、３分間混練した後、ミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．７部および架橋促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＣＺ」、大内新興化学工業社製）１．６部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．５部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。なお、これらの評価は、比較例９の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。表３にその結果を示す。
【０１０９】
【表３】
【０１１０】
〔実施例１０〕
容積２５０ｍｌのブラベンダー式ミキサーで、実施例５で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ ８２．５部と、市販のポリブタジエンゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」、日本ゼオン社製）１５部と、市販のチレン−ブタジエン共重合体ゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＳＢＲ１７２３」、日本ゼオン社製）３４．４部を３０秒間混練した。次いで、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１１５ＭＰ」、ローディア社製、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）：１１２ｍ２／ｇ）２５部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）３０部、シランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、商品名「Ｓｉ６９」、デグッサ社製）３．３部、およびプロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）８部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。さらに、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１１５ＭＰ」、ローディア社製）２０部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１,３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、ミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度ブラベンダー式ミキサー中で、１１０℃を開始温度として、３分間混練した後、ミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．８部および架橋促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＣＺ」、大内新興化学工業社製）１．５部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．３部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。なお、これらの評価は、比較例１０の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。表４にその結果を示す。
【０１１１】
【表４】
【０１１２】
〔比較例６〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例１で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１３】
〔比較例７〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例２で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１４】
〔比較例８〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例３で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１５】
〔比較例９〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶに代えて、比較例４で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを同量用いたこと以外は、実施例９と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表３にその結果を示す。
【０１１６】
〔比較例１０〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶに代えて、比較例５で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを同量用いたこと以外は、実施例１０と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表４にその結果を示す。
【０１１７】
表２〜４から、以下のようなことが分かる。すなわち、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムに該当する、実施例１〜５の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなる、本発明のゴム組成物（実施例６〜１０）は、引張強度、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性のいずれにも優れている。一方、Ａｒ／Ｖの値が小さすぎる比較例１、３〜５の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなるゴム組成物（比較例６、８〜１０）やガラス転移温度が低すぎる比較例２の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなるゴム組成物（比較例７）は、本発明のゴム組成物に比して、引張強度、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性が劣っている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムおよびゴム組成物に関し、さらに詳しくは、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れ、例えばタイヤ用などとして好適に用いられるゴム組成物を与える、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や資源問題から、自動車用のタイヤには低燃費性が強く求められており、さらに安全性の面からは優れたウエットグリップ性、ドライグリップ性および操縦安定性が求められ、耐久性の面からは優れた耐摩耗性が求められている。充填剤としてシリカを配合したゴム組成物は、通常使用されるカーボンブラックを配合したゴム組成物に比べて低発熱性に優れるため、これを用いることにより低燃費なタイヤを製造することができる。しかし、通常使用されているゴムをシリカと配合しても、シリカとの親和性が劣るため分離しやすく、未架橋ゴム組成物の加工性が劣り、得られたタイヤの低発熱性や耐摩耗性が不十分となり、種々のシランカップリング剤を添加して改良することが多い。しかしながら、シランカップリング剤を併用しても、カーボンブラック配合ゴム組成物に比べて耐摩耗性が不十分である場合があり、さらに、シランカップリング剤が高価であり配合量が多くなると製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、変性剤を反応させることにより、ゴム自体にシリカとの親和性を持たせる技術が検討されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、低発熱性（低ヒステリシスロス）や耐摩耗性を向上させるため、シリカとの親和性を向上させた特定の化合物を重合活性末端に反応させた共役ジエン系ゴムが開示されている。これらの共役ジエン系ゴムでは低発熱性が改善される。また、特許文献３や特許文献４には、活性末端を有する共役ジエン系重合体に、特定の官能基を有するポリオルガノシロキサンを反応させて得られるゴム重合体にシリカを配合してなるゴム組成物が開示されている。これらのゴム組成物では、ポリオルガノシロキサンの使用により、低発熱性、ウエットグリップ性、および耐摩耗性が改善される。しかし、近年の自動車用タイヤに対する要求性能の高まりを鑑みると、これらの特許文献に具体的に記載されたゴム組成物を用いた場合であっても、未だ低発熱性、ウエットグリップ性、耐摩耗性が不十分な場合がある。また、これらのゴム組成物ではスティフネスも不十分な場合があり、その結果、これより得られるタイヤのドライグリップ性や操縦安定性が不十分となる場合があった。
【０００４】
【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】特開平９−１１０９０４号公報
【特許文献４】国際公開第２００３／１０２０５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような事情に鑑み、本発明の目的は、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与えるために好適に用いられる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムと、それを用いて得られるゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に特定の変性剤を反応させて変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得る場合において、その変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量と共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量とに特定の関係を有させ、さらにガラス転移温度を特定の範囲に調節することにより、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与える変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得られることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【０００７】
かくして、本発明によれば、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが提供される。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【０００８】
また、本発明によれば、上記の変性芳香族ビニル‐共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるゴム組成物が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、上記のゴム組成物を用いてなるタイヤが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与えるために好適に用いられる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に特定の変性剤を反応させて得られるものである。本発明で用いる活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖は、芳香族ビニル単量体単位および共役ジエン単量体単位を含んでなる重合体鎖であって末端に活性を有するものであり、不活性溶媒中で、共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体を含んでなる単量体混合物を、重合開始剤を用いてランダム共重合させることにより得ることができる。なお、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、後述するように、芳香族ビニル単量体単位含有量と共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量とが特定の関係を有し、さらに、特定の範囲のガラス転移温度を有する必要がある。ここで、芳香族ビニル単量体単位含有量、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量およびガラス転移温度の値は、変性反応の前後で実質的に変化しないので、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得る際において、従来知られた手法に基づき、これらの値を調節する必要がある。
【００１２】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得るために用いる単量体混合物に含有される共役ジエン単量体としては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン（２−メチル−１，３−ブタジエン）、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、１，３−ヘキサジエンなどを用いることができる。これらの中でも、１，３−ブタジエン、イソプレンを用いることが好ましく、１，３−ブタジエンを用いることが特に好ましい。これらの共役ジエン単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１３】
また、単量体混合物に含有される芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、５−ｔ−ブチル−２−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレンなどを用いることができる。これらのなかでも、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレンを用いることが好ましく、スチレンを用いることが特に好ましい。これらの芳香族ビニル単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１４】
単量体混合物には、本発明の所期の目的を損なわない範囲において、所望により、共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体以外の他の単量体を含有することができる。この他の単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα，β−不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物；メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル；１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを挙げることができる。これらの単量体の使用量は、単量体混合物中に、１０重量％以下とするのが好ましく、５重量％以下とするのがより好ましい。
【００１５】
単量体混合物の重合に用いられる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用され、重合反応を阻害しないものであれば、特に制限なく使用できる。その具体例としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、２−ブテンなどの脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロへキサン、シクロヘキセンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；が挙げられる。不活性溶媒の使用量は、単量体濃度が、通常、１〜５０重量％となるような割合であり、好ましくは１０〜４０重量％となるような割合である。
【００１６】
重合開始剤としては、単量体混合物を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されないが、例えば、有機アルカリ金属化合物および有機アルカリ土類金属化合物や、ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤が好ましく使用される。有機アルカリ金属化合物の具体例としては、例えば、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物；ジリチオメタン、１，４−ジリチオブタン、１，４−ジリチオ−２−エチルシクロヘキサン、１，３，５−トリリチオベンゼン、１，３，５−トリス（リチオメチル）ベンゼンなどの有機多価リチウム化合物；ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物；カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物が挙げられる。また、有機アルカリ土類金属化合物としては、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、ケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウムなどのランタン系列金属とカルボン酸、リン含有有機酸などからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤のなかでも、有機リチウム化合物、特に有機モノリチウム化合物を用いることが好ましい。なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン（好ましくは、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン）などの第２級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すれば良いが、単量体混合物１０００ｇ当り、通常、１〜５０ミリモル、好ましくは２〜２０ミリモル、より好ましくは４〜１５ミリモルの範囲である。
【００１８】
単量体混合物を重合するに際し、重合温度は、通常、−７８〜＋１５０℃、好ましくは０〜１００℃、より好ましくは３０〜９０℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できるが、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。
【００１９】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、重合に際し、不活性有機溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。極性化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパンなどのエーテル化合物；テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン；アルカリ金属アルコキシド；ホスフィン化合物；などが挙げられる。これらの中でも、エーテル化合物および第三級アミンが好ましく、その中でも、重合開始剤の金属とキレート構造を形成しうるものがより好ましく、２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパン、またはテトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すれば良く、重合開始剤１モルに対して、好ましくは０．０１〜１００モル、より好ましくは０．３〜３０モルの範囲で調節すれば良い。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
【００２０】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得るにあたり、重合系内において、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との合計に対する芳香族ビニル単量体の比率が高くなりすぎないように、共役ジエン単量体または共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体とを含有する単量体混合物を、連続的または断続的に重合系内に供給して重合することが好ましい。このようにすることで、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を向上させることができ、目的とする芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得ることが容易となる。
【００２１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得るために用いる、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の分子量は特に限定されないが、その重量平均分子量が、１，０００〜３，０００，０００であることが好ましく、１０，０００〜１，５００，０００であることがより好ましく、１００，０００〜１，２００，０００であることが特に好ましい。活性末端を有する重合体の重量平均分子量が上記範囲内にあるとき、最終的に得られるゴム組成物の低発熱性と耐摩耗性とのバランスが良好となる。
【００２２】
また、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、好ましくは１．０１〜４．０、より好ましくは１．０２〜３．５、特に好ましくは１．０３〜３．０である。この分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が小さすぎる重合体は、その製造が困難であり、また、このＭｗ／Ｍｎが大きすぎると、最終的に得られるゴム組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００２３】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、以上のようにして得られる活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなるものである。このような変性剤を用いることにより、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れるゴム組成物を与える変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得ることが可能となる。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が、ヒドロカルビルオキシシリル基を有する変性剤と反応する場合は、変性剤における少なくとも一部のヒドロカルビル基が脱離することにより、ケイ素−重合体鎖末端の結合が形成されると考えられ、また、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が、エポキシ基を有する変性剤と反応する場合は、変性剤における少なくとも一部のエポキシ基が開環することにより、炭素−重合体鎖末端の結合が形成されると考えられる。
【００２４】
本発明で用いられる変性剤は、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上であるものであれば、特に限定されない。すなわち、本発明で用いられる変性剤としては、分子中に２以上のエポキシ基を有するものや分子中に２以上のヒドロカルビルオキシシリル基を有するものを用いることができ、それに加えて、分子中に１つのエポキシ基と１つのヒドロカルビルオキシシリル基を有するものを用いることもできる。なお、本発明においては、１つのケイ素原子に対して、２以上のヒドロカルビルオキシ基が結合した構造を有する変性剤であっても、２以上のヒドロカルビルオキシシリル基を有する変性剤であるものとする。
【００２５】
本発明で用いられる変性剤に含まれうるヒドロカルビルオキシシリル基としては、例えば、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、ブトキシシリル基などのアルコキシシリル基やフェノキシシリル基などのアリールオキシシリル基が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤として、特に好ましく用いられるものとしては、下記一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサン、下記一般式（ＩＶ）で表されるヒドロカルビルオキシシラン、下記一般式（Ｖ）で表されるヒドロカルビルオキシシランが挙げられる。
【００２７】
一般式（Ｉ）：
【化１】
【００２８】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ１およびＸ４は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基もしくはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基、または、炭素数１〜６のアルキル基もしくは炭素数６〜１２のアリール基であり、Ｘ１およびＸ４は同一であっても相違してもよい。Ｘ２は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。Ｘ３は、２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基である。ｍは２〜２００の整数、ｎは０〜２００の整数、ｋは０〜２００の整数である。）
【００２９】
一般式（ＩＩ）：
【化２】
【００３０】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１６は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ５〜Ｘ８は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。）
【００３１】
一般式（ＩＩＩ）：
【化３】
【００３２】
（式中、Ｒ１７〜Ｒ１９は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。Ｘ９〜Ｘ１１は、炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基である。ｓは１〜１８の整数である。）
【００３３】
一般式（ＩＶ）：
【化４】
【００３４】
（式中、Ｒ２０は、炭素数１〜１２のアルキレン基である。Ｒ２１〜Ｒ２５は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。ｑは１または２、ｒは１〜１０の整数である。）
【００３５】
一般式（Ｖ）：
【化５】
【００３６】
（式中、Ｒ２６は、炭素数１〜１２のアルキレン基である。Ｒ２７〜Ｒ３０は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。）
【００３７】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ８、Ｘ１およびＸ４を構成する炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数６〜１２のアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基などが挙げられる。これらのアルキル基およびアリール基の中では、メチル基が特に好ましい。
【００３８】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうる炭素数１〜５のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。なかでも、メトキシ基またはエトキシ基が好ましい。
【００３９】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうる炭素数６〜１４のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、トリルオキシ基などが挙げられる。
【００４０】
また、一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１、Ｘ２およびＸ４を構成しうるエポキシ基を有する炭素数４〜１２の基としては、下記一般式（ＶＩ）で表される基が挙げられる。
一般式（ＶＩ）：ＺＹＥ
【００４１】
式中、Ｚは炭素数１〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｙはメチレン基、硫黄原子または酸素原子であり、Ｅはエポキシ基を有する炭素数２〜１０のヒドロカルビル基である。これらの中でも、Ｙが酸素原子であるものが好ましく、Ｙが酸素原子、かつ、Ｅがグリシジル基であるものがより好ましく、Ｚが炭素数３のアルキレン基、Ｙが酸素原子、かつ、Ｅがグリシジル基であるものが特に好ましい。
【００４２】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ１およびＸ４としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基または炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、また、Ｘ２としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基が好ましい。一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ３、すなわち２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記一般式（ＶＩＩ）で表される基が好ましい。
【００４３】
一般式（ＶＩＩ）：
【化６】
【００４４】
式中、ｔは２〜２０の整数であり、Ｐは炭素数２〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｑは炭素数１〜１０のアルコキシル基またはアリールオキシ基である。これらの中でも、ｔが２〜８の整数であり、Ｐが炭素数３のアルキレン基であり、Ｒが水素原子であり、かつＱがメトキシ基であるものが好ましい。
【００４５】
一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｍは２〜２００、好ましくは３〜２００、より好ましくは２０〜１５０、特に好ましくは３０〜１２０の整数である。この数が少ないと、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を用いて得られるゴム組成物の加工性や低発熱性に劣るおそれがある。また、この数が多いとポリオルガノシロキサン自体の製造が困難になると共に、その粘度が高くなりすぎて、取り扱いも困難となるおそれがある。
【００４６】
また、一般式（Ｉ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｎは０〜２００の整数、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１２０の整数である。ｋは０〜２００の整数、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１２０の整数である。ｍ、ｎ、およびｋの合計数は、４００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましく、２５０以下であることが特に好ましい。この数が多いとポリオルガノシロキサン自体の製造が困難になると共に、その粘度が高くなりすぎて、取り扱いも困難となるおそれがある。
【００４７】
一般式（ＩＩ）および上記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、炭素数１〜６のアルキル基および炭素数６〜１２のアリール基、ならびに炭素数１〜５のアルコキシル基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基およびエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基は、一般式（Ｉ）のポリオルガノシロキサンについて説明したもの同様である。
【００４８】
一般式（ＩＶ）および上記一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランにおいて、炭素数１〜６のアルキル基および炭素数６〜１２のアリール基は、一般式（Ｉ）のポリオルガノシロキサンについて説明したもの同様である。なお、一般式（ＩＶ）または上記一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランを変性剤として用いる場合は、アルコキシシリル基が芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端と反応することにより、変性剤が重合体鎖と結合し、この反応の後、窒素−ケイ素結合が加水分解により開裂することにより、第一級アミノ基または第二級アミノ基が形成される。すなわち、重合体鎖と第一級アミノ基または第二級アミノ基とが、ケイ素原子を含むアルキレン基を介して結合した構造が形成される。
【００４９】
一般式（ＩＶ）または一般式（Ｖ）で表されるアルコキシシランの具体例としては、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−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）−３−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）−３−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）−３−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および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を挙げることができる。これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシランまたはＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランを用いることが特に好ましい。
【００５０】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤の他の例としては、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などのテトラアルコキシシラン化合物；ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、ビス（トリメトキシシリル）メタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリメトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリル）プロパン、ビス（トリエトキシシリル）プロパン、ビス（トリメトキシシリル）ブタン、ビス（トリエトキシシリル）ブタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘプタン、ビス（トリエトキシシリル）ヘプタン、ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン、ビス（トリメトキシシリル）シクロヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）シクロヘキサン、ビス（トリメトキシシリル）オクタン、ビス（トリエトキシシリル）オクタン、ビス（トリメトキシシリル）ノナン、ビス（トリエトキシシリル）ノナン、ビス（トリメトキシシリル）エチレン、ビス（トリエトキシシリル）エチレン、ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、ビス（トリエトキシシリルエチル）ベンゼンなどのヘキサアルコキシシラン化合物；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などのアルキルアルコキシシラン化合物；ビニルトリメトキシシランン、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、アリルトリメトキシシラン、オクテニルトリメトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、スチリルトリメトキシシランなどのアルケニルアルコシキシシラン化合物；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などのアリールアルコキシシラン化合物；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、トリメトキシブロモシラン、トリエトキシブロモシラン、トリプロポキシブロモシラン、トリフェノキシブロモシラン、ジメトキシジブロモシラン、ジエトキシジブロモシラン、ジフェノキシジブロモシラン、トリメトキシヨードシラン、トリエトキシヨードシラン、トリプロポキシヨードシラン、トリフェノキシヨードシラン、ジメトキシジヨードシラン、ジエトキシジヨードシラン、ジプロポキシヨードシランなどのハロゲノアルコキシシラン化合物；β−クロロエチルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシランなどのハロゲノアルキルアルコキシシラン化合物；β−ニトロエチルメチルジメトキシシラン、γ−ニトロプロピルメチルジメトキシシランなどのニトロアルキルアルコキシシラン化合物、３−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシブチルプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメチルフェノキシシラン、３−グリシドキシプロピルジエチルメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペンオキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジメトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジエトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジプロポキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジブトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）ジフェノキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルメトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルエトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルプロポキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルブトキシシラン、ビス（３−グリシドキシプロピル）メチルフェノキシシラン、トリス（３−グリシドキシプロピル）メトキシシラン、β−（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、β−（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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピル−トリメトキシシラン、β−（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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−エチルジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−エチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジエチルエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジメチルフェノキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−ジエチルメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−メチルジイソプロペンオキシシラン、２，３−エポキシプロピルメチルジメトキシシラン、３，４−エポキシブチルメチルジメトキシシラン、４，５−エポキシヘプチルメチルジメトキシシラン、４，５−エポキシヘプチルエチルジメトキシシラン、５，６−エポキシヘキシルメチルジメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物；３−オクタチオ−１−プロピル−トリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−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などの硫黄含有アルコキシシラン化合物；ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）メチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）メチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）エチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）プロピルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ブチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）エチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）プロピルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ブチルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）フェニルアミン、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ベンジルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）フェニルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ベンジルアミン、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）アミン、トリス（３−トリエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（トリメトキシシリルメチル）メチルアミン、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）メチルアミン、ビス（トリエトキシシリルメチル）メチルアミン、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）メチルアミン、ビス（トリエトキシシリルメチル）プロピルアミン、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）プロピルアミン、トリス（トリメトキシシリルメチル）アミン、トリス（２−トリエトキシシリルエチル）アミン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物；ビス［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ウレア、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ウレア、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート、トリス（３−トリエトキシシリルプロピル）イソシアヌレートなどのイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物；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、テトラグリシジル−１，３−ビスアミノメチルベンゼン、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油などのエポキシ基含有化合物；が挙げられる。
【００５１】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５２】
本発明で用いられる分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤の使用量は、特に限定されないが、（重合反応に使用した重合開始剤のモル数）／（変性剤のエポキシ基およびヒドロカルビルオキシシリル基の合計モル数）の比が、０．４〜１０となる量であることが好ましく、該比が０．５〜５となる量であることがより好ましい。
【００５３】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させる時期は、重合反応がほぼ完結した時点が好ましく、重合反応がほぼ完結した後、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が副反応でゲル化したり、重合系中の不純物による連鎖移動反応を受けたりする前であることが好ましい。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させる前に、本発明の効果を阻害しない範囲で、重合停止剤や、本発明で用いられる特定の変性剤以外の、重合末端変性剤およびカップリング剤などを重合系内に添加して、重合体鎖の活性末端の一部を不活性化してもよい。
【００５４】
このとき用いられうる重合末端変性剤およびカップリング剤としては、例えば、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−メチル−ε−カプロラクタムなどのＮ−置換環状アミド類；１，３−ジメチルエチレン尿素、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノンなどのＮ−置換環状尿素類；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）ベンゾフェノンなどのＮ−置換アミノケトン類；ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのＮ，Ｎ−ジ置換アミノアルキルメタクリルアミド類；４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンズアルデヒドなどのＮ−置換アミノアルデヒド類；ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのＮ−置換カルボジイミド類；Ｎ−エチルエチリデンイミン、Ｎ−メチルベンジリデンイミンなどのシッフ塩基類；４−ビニルピリジンなどのピリジル基含有ビニル化合物；四塩化錫、四塩化ケイ素、ヘキサクロロジシラン、ビス（トリクロロシリル）メタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，３−ビス（トリクロロシリル）プロパン、１，４−ビス（トリクロロシリル）ブタン、１，５−ビス（トリクロロシリル）ペンタン、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンなどのハロゲン化金属化合物；が挙げられる。
【００５５】
本発明の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、前述の変性剤に加えて、ハロゲン化金属化合物をカップリング剤として併用して得られるものであることが好ましく、５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤として併用して得られるものであることが特に好ましい。このようなカップリング剤を併用することにより、特に、低発熱性、グリップ性および耐摩耗性に優れたゴム組成物を得ることができる。５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物の具体例としては、ヘキサクロロジシラン、ビス（トリクロロシリル）メタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，３−ビス（トリクロロシリル）プロパン、１，４−ビス（トリクロロシリル）ブタン、１，５−ビス（トリクロロシリル）ペンタン、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンが挙げられ、これらのなかでも、ヘキサクロロジシラン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタンまたは１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンを用いることが好ましく、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンを用いることが特に好ましい。この５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物の使用量は、（重合反応に使用した重合開始剤のモル数）／（ハロゲン化ケイ素化合物のケイ素−ハロゲン原子結合のモル数）の比が、１．５〜５０．０となる量であることが好ましく、該比が３．０〜３５．０となる量であることがより好ましい。また、これらのハロゲン化ケイ素化合物は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を含有する溶液に変性剤やカップリング剤を添加する際には、反応を良好に制御する観点から、それらを不活性溶媒に溶解して重合系内に添加することが好ましい。その溶液濃度は、１〜５０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００５７】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を含有する溶液に、変性剤やカップリング剤を添加する時期は特に限定されないが、重合反応が完結しておらず活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液が、１００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００〜５０，０００ｐｐｍの単量体を含有している状態で、該溶液に変性剤やカップリング剤を添加することが好ましい。変性剤やカップリング剤の添加をこのように行なうことにより、活性末端を有する重合体鎖と重合系中に含まれる不純物との副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。なお、このような単量体の濃度を保つ目的で、変性剤やカップリング剤を活性末端を有する重合体鎖と反応させた後などに、重合系中に単量体を添加することも好ましい。
【００５８】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得るにあたり、変性剤やカップリング剤を２種以上併用する場合において、それらを重合系に添加する順序は特に限定されない。分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数の合計が２以上である変性剤と、５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤とを併用する場合においても、その添加順序は特に限定されないが、該カップリング剤の添加を該変性剤の添加より先に行うことが好ましい。このような順序で添加を行なうことにより、所望の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが得やすくなる。
【００５９】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤やカップリング剤を反応させるときの条件としては、温度が、通常０〜１００℃、好ましくは３０〜９０℃の範囲であり、それぞれの反応時間が、通常１〜１２０分、好ましくは２〜６０分の範囲である。
【００６０】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させた後は、メタノール、イソプロパノールなどのアルコールまたは水を添加して活性末端を失活させることが好ましい。なお、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖に変性剤を反応させた後においても、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が残存している場合には、活性末端を失活させる前に、所望により、本発明で用いられる特定の変性剤以外の、重合末端変性剤およびカップリング剤などを重合系内に添加して反応させてもよい。
【００６１】
重合体鎖の活性末端を失活させた後、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、スケール防止剤などを重合溶液に添加した後、直接乾燥やスチームストリッピングにより重合溶液から重合溶媒を分離して、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを回収する。なお、重合溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとして回収しても良い。油展ゴムとすることにより、得られるゴム組成物のスティフネスをさらに改良することができる。
【００６２】
変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとして回収する場合に用いる伸展油としては、ゴム工業において通常使用されるものが使用でき、パラフィン系、芳香族系、ナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、多環芳香族の含有量が３％未満であることが好ましい。この含有量は、ＩＰ３４６の方法（英国のＴＨＥ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭの検査方法）により測定される。伸展油を使用する場合、その使用量は、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム１００重量部に対して、通常５〜１００重量部、好ましくは１０〜６０重量部、より好ましくは、２０〜５０重量部である。
【００６３】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）とし、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）とした場合に、ＡｒをＶで除した商であるＡｒ／Ｖの値が、０．９０以上２．００以下である必要がある。また、このＡｒ／Ｖの値は、０．９５以上１．７５以下であることが好ましく、１．００以上１．６０以下であることがより好ましい。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのＡｒ／Ｖの値がこの範囲内であることにより、これを用いて得られるゴム組成物が、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性のいずれにも優れる、極めて高い性能を有するものとなる。一方、Ａｒ／Ｖの値が小さすぎる場合は、ウエットグリップ性やスティフネスに劣るものとなるおそれがあり、Ａｒ／Ｖの値が大きすぎる場合は、低発熱性に劣るものとなるおそれがある。
【００６４】
また、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が、−３５℃以上０℃以下である必要があり、−３３℃以上−１０℃以下であることが好ましく、−３１℃以上−２０℃以下であることがより好ましい。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのＡｒ／Ｖの値が上述の範囲を満たし、さらに、ガラス転移温度がこの範囲内であることにより、これを用いて得られるゴム組成物が、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れる上に、さらにウエットグリップ性にも優れるものとなる。一方、ガラス転移温度が低すぎる場合は、スティフネスやウエットグリップ性に劣るものとなるおそれがあり、ガラス転移温度が高すぎる場合は、低発熱性に劣るものとなるおそれがある。
【００６５】
なお、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムにおける、芳香族ビニル単量体単位含有量、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量およびガラス転移温度は、それを得るために用いる、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖における、それぞれの値と実質的に等しいものとなる。したがって、公知の手法に基づいて、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖を得る際に用いる単量体混合物の組成や重合反応系に添加する極性化合物の量などを調節して、活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の単量体単位組成やミクロ構造を所望のものとすれば、それを上述の変性剤と反応させることにより、所望のＡｒ／Ｖの値およびガラス転移温度を有する変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを得ることができる。
【００６６】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの単量体単位組成は、Ａｒ／Ｖの値およびガラス転移温度が前述の範囲となる限りにおいて特に限定されないが、通常、芳香族ビニル単量体単位が２０〜５０重量％、共役ジエン単量体単位が５０〜８０重量％、その他の単量体単位が０〜１０重量％の範囲であり、芳香族ビニル単量体単位が２５〜４５重量％、共役ジエン単量体単位が５５〜７５重量％、その他の単量体単位が０〜１０重量％の範囲であることがより好ましい。
【００６７】
また、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分における結合様式も、Ａｒ／Ｖの値およびガラス転移温度が前述の範囲となる限りにおいて特に限定されない。変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量（変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが含んでいる共役ジエン単量体単位全体に対して、ビニル結合構造を有している共役ジエン単量体単位の割合）は、通常、１０〜８０重量％であり、２０〜７０重量％であることが好ましい。また、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの共役ジエン単量体単位部分のシス１，４結合含有量は、通常、２０〜９０重量％であり、３０〜８０重量％であることが好ましい。
【００６８】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合されたものを含有していることが好ましい。特に、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合された構造を有するものが、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム全体に対して、５〜９０重量％を占めることが好ましく、１５〜８０重量％を占めることがより好ましく、２５〜７０重量％を占めることが特に好ましい。このような変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、製造時における凝固性、乾燥性が良好となり、さらには、シリカを配合したときに、より加工性および低発熱性に優れる組成物を与える。なお、２以上の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖が変性剤またはカップリング剤を介して結合された構造を有するものの割合（以下の記載において、カップリング率という場合がある）は、最終的に得られた変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の全量に対する、変性剤と反応させる前の活性末端を有する変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の重量平均分子量の１．９倍以上の分子量を有する重合体分子の重量分率であるものとし、この測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ポリスチレン換算）により行うものとする。
【００６９】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定される値として、通常、１，０００〜３，０００，０００、好ましくは、１００，０００〜２，０００，０００、より好ましくは、３００，０００〜１，５００，０００の範囲で適宜選択される。分子量が高すぎると、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムへのシリカの配合が困難となり、組成物の加工性に劣るおそれがある。また、分子量が低すぎると、得られる組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００７０】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、特に限定されないが、好ましくは１．１〜３．０、より好ましくは１．２〜２．５、特に好ましくは１．３〜２．２である。この分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が大きすぎると、得られる組成物の低発熱性が劣るおそれがある。
【００７１】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）も、特に限定されないが、通常、２０〜１００、好ましくは、３０〜９０、より好ましくは、４０〜８０の範囲で適宜選択される。なお、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
【００７２】
本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、架橋剤や充填剤などの配合剤を添加した上で、種々の用途に好適に用いることができるが、なかでも、充填剤としてシリカを配合した場合に、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れ、タイヤ用途などに好適に用いられるゴム組成物を与える。すなわち、本発明のゴム組成物は、上述した本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるものである。
【００７３】
本発明のゴム組成物には、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム以外のその他のゴムを配合してもよい。その他のゴムとしては、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム（１，２−ポリブタジエン重合体からなる結晶繊維を含むポリブタジエンゴムであってもよい）、スチレン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合ゴムなどが挙げられる。なかでも、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムが好ましく用いられる。これらのゴムは、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００７４】
本発明のゴム組成物において、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムは、ゴム成分中の５〜１００重量％を占めることが好ましく、１０〜９０重量％を占めることがより好ましく、２０〜８０重量％を占めることが特に好ましい。このような割合で、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを用いることにより、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に特に優れる組成物を得ることができる。
【００７５】
また、本発明のゴム組成物は、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム以外のゴム成分を用いる場合、ゴム成分として、ポリブタジエンゴムを含有するものであることが好ましい。本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムとポリブタジエンゴムとを組み合わせて用いることにより、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性に特に優れる組成物を得ることができる。本発明のゴム組成物において、ポリブタジエンゴムは、ゴム成分中の５〜５０重量％を占めることが好ましく、１０〜４０重量％を占めることがより好ましく、１５〜３０重量％を占めることが特に好ましい。
【００７６】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し、シリカを１０〜２００重量部、好ましくは２０〜１５０重量部、より好ましくは３０〜１２０重量部含有するものである。このような量でシリカを用いることにより、ゴム組成物の低発熱性が特に良好となる。用いられるシリカとしては、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
用いるシリカの窒素吸着比表面積（ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じＢＥＴ法で測定される）は、好ましくは５０〜３００ｍ２／ｇ、より好ましくは８０〜２２０ｍ２／ｇ、特に好ましくは１００〜１７０ｍ２／ｇである。この範囲であると、より低発熱性に優れたゴム組成物が得られる。また、シリカのｐＨは、ｐＨ７未満であることが好ましく、ｐＨ５〜６．９であることがより好ましい。
【００７８】
低発熱性をさらに改良する観点より、本発明のゴム組成物には、さらにシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、β−（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、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−オクタチオ−１−プロピル−トリエトキシシラン、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−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などを挙げることができる。なかでも、混練時のスコーチを避ける観点より、１分子中に含有される硫黄が４個以下のものが好ましい。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して、好ましくは０．１〜３０重量部、より好ましくは１〜１５重量部である。
【００７９】
本発明のゴム組成物には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどの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用いる場合、ファーネスブラックを用いることが好ましく、その具体例としては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＩＩＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦ−ＬＳ、Ｔ−ＨＳ、Ｔ−ＮＳ、ＭＡＦ、ＦＥＦなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、通常、１２０重量部以下であり、シリカとカーボンブラックの合計量は、ゴム成分１００重量部に対して、２５〜１２０重量部となるようにすることが好ましく、３０〜６０重量部となるようにすることがより好ましく、３５〜５０重量部となるようにすることが特に好ましい。
【００８０】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは５〜２００ｍ２／ｇ、より好ましくは２０〜１３０ｍ２／ｇ、特に好ましくは４０〜８０ｍ２／ｇであり、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸着量は、好ましくは５〜２００ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは５０〜１６０ｍｌ／１００ｇ、特に好ましくは７０〜１３０ｍｌ／１００ｇである。この範囲であると、成形性が良好で、低発熱性に特に優れる組成物を得ることができる。
【００８１】
ゴム組成物にシリカやカーボンブラックなどの充填剤を添加する方法は特に限定されず、固形ゴムに対して添加して混練する方法（乾式混練法）やゴムの溶液に添加して凝固・乾燥させる方法（湿式混練法）などを適用することができる。
【００８２】
本発明のゴム組成物には、上記成分以外に、常法に従って、架橋剤、架橋促進剤、架橋活性化剤、老化防止剤、活性剤、プロセス油、可塑剤、滑剤、充填剤、粘着付与剤、水酸化アルミニウムなどの配合剤をそれぞれ必要量配合できる。
【００８３】
架橋剤としては、例えば、硫黄、ハロゲン化硫黄、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂などが挙げられる。中でも、硫黄が好ましく使用される。架橋剤の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは１．６〜５．０重量部、より好ましくは１．７〜４．０重量部、特に好ましくは１．９〜３．０重量部である。
【００８４】
架橋促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、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のスルフェンアミド系架橋促進剤；ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系架橋促進剤；チオウレア系架橋促進剤；チアゾール系架橋促進剤；チウラム系架橋促進剤；ジチオカルバミン酸系架橋促進剤；キサントゲン酸系架橋促進剤；などが挙げられる。なかでも、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが特に好ましい。これらの架橋促進剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。架橋促進剤の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１５重量部、より好ましくは０．５〜５重量部、特に好ましくは１．０〜４．０重量部である。
【００８５】
架橋活性化剤としては、例えば、ステアリン酸などの高級脂肪酸や酸化亜鉛などを用いることができる。架橋活性化剤の配合量は適宜選択されるが、高級脂肪酸の配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．０５〜１５重量部、より好ましくは０．５〜５重量部であり、酸化亜鉛の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．０５〜１０重量部、より好ましくは０．５〜３重量部である。
【００８６】
プロセス油としては、上述した変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの伸展油と同様のものを用いることができる。その他の配合剤としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、シリコーンオイルなどの活性剤；炭酸カルシウム、タルク、クレーなどの充填剤；石油樹脂、クマロン樹脂などの粘着付与剤；ワックスなどが挙げられる。
【００８７】
本発明のゴム組成物を得るためには、常法に従って各成分を混練すればよく、例えば、架橋剤および架橋促進剤を除く配合剤とゴム成分を混練後、その混練物に架橋剤および架橋促進剤を混合して目的の組成物を得ることができる。架橋剤および架橋促進剤を除く配合剤とゴム成分の混練温度は、好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは１２０〜１８０℃であり、その混練時間は、好ましくは３０秒〜３０分である。混練物と架橋剤および架橋促進剤との混合は、通常１００℃以下、好ましくは８０℃以下まで冷却後に行われる。
【００８８】
本発明のゴム組成物は、例えばタイヤにおいて、キャップトレッド、ベーストレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位の材料や、ホース、ベルト、マット、防振ゴムその他の各種工業用品へ、また、接着剤、樹脂の耐衝撃性改良剤、樹脂フィルム緩衝剤、靴底、ゴム靴、ゴルフボール、玩具として用いることができる。なかでも、本発明のゴム組成物が特に低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性に優れることから、タイヤのキャップトレッドやベーストレッド用または靴底として特に好適に用いられ、タイヤのキャップトレッド用に最も好適に用いられる。
【００８９】
本発明のゴム組成物を用いてタイヤなどのゴム製品（架橋物）を構成する場合の架橋および成形方法は、特に限定されず、架橋物の形状、大きさなどに応じて選択すればよい。金型中に架橋剤を配合したゴム組成物を充填して加熱することにより成形と同時に架橋してもよく、架橋剤を配合したゴム組成物を予め成形した後、それを加熱して架橋してもよい。架橋温度は、好ましくは１２０〜２００℃、より好ましくは１４０〜１８０℃であり、架橋時間は、通常、１〜１２０分程度である。
【実施例】
【００９０】
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。なお、各例中の部および％は、特に断りのない限り、重量基準である。
【００９１】
各種の物性については、以下の方法に従って評価した。
〔重量平均分子量、分子量分布およびカップリング率〕
ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより、ポリスチレン換算の分子量に基づくチャートを得て、そのチャートに基づいて求めた。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィの具体的な測定条件は、以下の通りである。
測定器 ：ＨＬＣ−８０２０（東ソー社製）
カラム ：ＧＭＨ−ＨＲ−Ｈ（東ソー社製）２本を直列に連結した
検出器 ：示差屈折計ＲＩ−８０２０（東ソー社製）
溶離液 ：テトラヒドロフラン
カラム温度：４０℃
〔スチレン単位含有量およびビニル結合含有量〕
１Ｈ−ＮＭＲにより測定した。
〔ムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）〕
ＪＩＳ Ｋ６３００に従い、ムーニー粘度計（島津製作所社製）を用いて測定した。
〔ガラス転移温度〕
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製）を用いて、２３℃から１２０℃まで昇温、１２０℃を１０分間保持、−１２０℃まで降温（冷却速度１００℃／分）、−１２０℃を１０分間保持、２３℃まで昇温（加熱速度１０℃／分）の順で測定試料の温度を変化させ、オンセット値の２回平均値をガラス転移温度の測定値とした。
〔引張強度〕
ＪＩＳ Ｋ６３０１に従って、引張試験を行ない、３００％伸張時の応力を測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、引張強度に優れる。
〔ウエットグリップ性〕
レオメトリックス社製ＡＲＥＳを用い、動的歪み０．５％、１０Ｈｚの条件で０℃におけるｔａｎδを測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、ウエットグリップ性に優れる。
〔低発熱性〕
レオメトリックス社製ＡＲＥＳを用い、動的歪み０．５％、１０Ｈｚの条件で６０℃におけるｔａｎδを測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が小さいものほど、低発熱性に優れる。
〔スティフネス〕
上島製作所社製フレクソメータＦＴ−１２６０を用い、１０Ｈｚ、動的荷重７８ｋｇｆの一定荷重の条件で、６０℃におけるＥ＊を測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、スティフネスに優れる。
〔耐摩耗性〕
上島製作所社製ＦＰＳ摩耗試験機を用い、荷重１ｋｇｆ、スリップ率１５％で測定した。この特性については、基準サンプルの測定値を１００とする指数で示した。この指数が大きいものほど、耐摩耗性に優れる。
【００９２】
〔実施例１〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２７５ｇ、スチレン４００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．９ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として７．１ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２５ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン４．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
〔実施例２〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２４０ｇ、スチレン４３０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．６ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として８．７ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．１６ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン３０ｇを添加し、さらに、下記の式（ＶＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンＡ０．０３９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９５】
【化７】
【００９６】
〔実施例３〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２２１ｇ、スチレン４５０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．２ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として８．３ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン１５０ｇを１５分間かけて連続的に添加し、その後、１，３−ブタジエン１５０ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１０分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．１５ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。その後、１，３−ブタジエン２９ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン５．８ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９７】
〔実施例４〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２８１ｇ、スチレン４００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．４ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として５．６ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．０６ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。その後、１，３−ブタジエン１９ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ １００部に対して２５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９８】
〔実施例５〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン２９４ｇ、スチレン３９０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．９ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として４．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．０７ミリモルを２０重量パーセント濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１６ｇを添加し、さらに、前記の式（ＶＩＩＩ）で表されるポリオルガノシロキサンＡ０．０２４ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ １００部に対して３７．５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【００９９】
〔比較例１〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３２８ｇ、スチレン３５０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．５ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２２ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．２ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１００】
〔比較例２〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３６３ｇ、スチレン３１５ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン３．７ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．３ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２６５ｇおよびスチレン３５ｇの混合物を３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２２ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．１ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０１】
〔比較例３〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン１８０ｇ、スチレン５２０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン５．２ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として６．１ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２５９ｇおよびスチレン２０ｇの混合物を６０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は６５℃であった。連続添加終了後、さらに１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．２ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン２１ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン３．０ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉ １００部に対して０．１５部添加した後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０２】
〔比較例４〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン３２４ｇ、スチレン３６０ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．１ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として４．５ミリモル加え、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は７０℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１６ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン２．３ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖ １００部に対して２５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０３】
〔比較例５〕
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３−ブタジエン４８７ｇ、スチレン２００ｇ、およびテトラメチルエチレンジアミン４．８ミリモルを仕込んだ後、ｎ−ブチルリチウムを、シクロヘキサン、１，３−ブタジエンおよびスチレンに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として３．７ミリモル加え、４０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３−ブタジエン２７５ｇおよびスチレン２５ｇの混合物を６０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は６５℃であった。連続添加終了後、さらに２５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析の試料とした。この試料（活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖）について、重量平均分子量および分子量分布を測定した。これらの測定結果を表１に示す。少量の重合溶液をサンプリングした直後に、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン０．８ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。次いで、１，３−ブタジエン１３ｇを添加し、さらに、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン１．９ミリモルを２０重量パーセント濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖ １００部に対して０．２０部添加し、さらに、伸展油として、フッコールエラミック３０（新日本石油社製）を、変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖ １００部に対して３７．５部添加した。その後、スチームストリッピングにより、溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを得た。このゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、スチレン単位含有量、ブタジエン単位部分のビニル結合含有量、ムーニー粘度およびガラス転移温度を測定した。これらの測定結果を表１に示す。
【０１０４】
〔実施例６〕
容積２５０ｍｌのバンバリーミキサーで、実施例１で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩ １００部を素練りし、それに、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）：１６３ｍ２／ｇ）４０部、およびシランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、商品名「Ｓｉ６９」、デグッサ社製）３．２部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）１４部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）６部、プロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）１０部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、バンバリーミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度バンバリーミキサー中で、３分間混練した後、バンバリーミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．６部および架橋促進剤（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＮＳ」、大内新興化学工業社製）１．４部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．４部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。表２にその結果を示す。なお、これらの評価は、比較例６の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
〔実施例７〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、実施例２で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１０７】
〔実施例８〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、実施例３で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＩＩを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１０８】
〔実施例９〕
容積２５０ｍｌのブラベンダー式ミキサーで、実施例４で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶ ８７．５部と、市販のポリブタジエンゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」、日本ゼオン社製）２０部と、天然ゴム１０部とを３０秒間混練した。次いで、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）５０部、シランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ジスルフィド、商品名「Ｓｉ７５」、デグッサ社製）５．６部、およびプロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）２．５部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。さらに、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ」、ローディア社製）２０部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）５部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１,３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、ミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度ブラベンダー式ミキサー中で、１１０℃を開始温度として、３分間混練した後、ミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．７部および架橋促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＣＺ」、大内新興化学工業社製）１．６部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．５部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。なお、これらの評価は、比較例９の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。表３にその結果を示す。
【０１０９】
【表３】
【０１１０】
〔実施例１０〕
容積２５０ｍｌのブラベンダー式ミキサーで、実施例５で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶ ８２．５部と、市販のポリブタジエンゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」、日本ゼオン社製）１５部と、市販のチレン−ブタジエン共重合体ゴム（商品名「Ｎｉｐｏｌ ＳＢＲ１７２３」、日本ゼオン社製）３４．４部を３０秒間混練した。次いで、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１１５ＭＰ」、ローディア社製、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）：１１２ｍ２／ｇ）２５部、カーボンブラック（商品名「シースト７ＨＭ」、東海カーボン社製）３０部、シランカップリング剤（ビス（３−（トリエトキシシリル）プロピル）テトラスルフィド、商品名「Ｓｉ６９」、デグッサ社製）３．３部、およびプロセスオイル（商品名「フッコール エラミック３０」、新日本石油社製）８部を添加して、１１０℃を開始温度として１．５分間混練した。さらに、その混練物に、シリカ（商品名「Ｚｅｏｓｉｌ １１１５ＭＰ」、ローディア社製）２０部、酸化亜鉛（亜鉛華１号）３部、ステアリン酸（商品名「ＳＡ−３００」、旭電化工業社製）２部、および老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１,３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、商品名「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）２部を添加し、２．５分間混練して、ミキサーからゴム組成物を排出させた。混錬終了時のゴム組成物の温度は１５０℃であった。このゴム組成物を、室温まで冷却した後、再度ブラベンダー式ミキサー中で、１１０℃を開始温度として、３分間混練した後、ミキサーからゴム組成物を排出させた。次いで、５０℃のオープンロールで、得られたゴム組成物と、硫黄１．８部および架橋促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（商品名「ノクセラーＣＺ」、大内新興化学工業社製）１．５部とジフェニルグアニジン（商品名「ノクセラーＤ」、大内新興化学工業社製）１．３部との混合物）とを混練した後、シート状のゴム組成物を取り出した。このゴム組成物を、１６０℃で２０分間プレス架橋して試験片を作製し、この試験片について、引張強度、ウエットグリップ性、低発熱性、スティフネスおよび耐摩耗性の評価を行なった。なお、これらの評価は、比較例１０の試験片を基準サンプル（指数１００）とする指数で示す。表４にその結果を示す。
【０１１１】
【表４】
【０１１２】
〔比較例６〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例１で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１３】
〔比較例７〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例２で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１４】
〔比較例８〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩに代えて、比較例３で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｉｉを同量用いたこと以外は、実施例６と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表２にその結果を示す。
【０１１５】
〔比較例９〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＩＶに代えて、比較例４で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｉｖを同量用いたこと以外は、実施例９と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表３にその結果を示す。
【０１１６】
〔比較例１０〕
変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムＶに代えて、比較例５で得た変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムｖを同量用いたこと以外は、実施例１０と同様の方法でゴム組成物を得て、試験片の評価を行った。表４にその結果を示す。
【０１１７】
表２〜４から、以下のようなことが分かる。すなわち、本発明の変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムに該当する、実施例１〜５の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなる、本発明のゴム組成物（実施例６〜１０）は、引張強度、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性のいずれにも優れている。一方、Ａｒ／Ｖの値が小さすぎる比較例１、３〜５の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなるゴム組成物（比較例６、８〜１０）やガラス転移温度が低すぎる比較例２の変性スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有してなるゴム組成物（比較例７）は、本発明のゴム組成物に比して、引張強度、低発熱性、ウエットグリップ性、スティフネスおよび耐摩耗性が劣っている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、
該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【請求項２】
請求項１に記載の変性芳香族ビニル‐共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるゴム組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のゴム組成物を用いてなるタイヤ。
【請求項１】
活性末端を有する芳香族ビニル−共役ジエン共重合体鎖の活性末端に、分子中にエポキシ基および／またはヒドロカルビルオキシシリル基を有し、分子中のエポキシ基の数とヒドロカルビルオキシシリル基の数との合計が２以上である変性剤を反応させてなる変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムであって、
該変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの、芳香族ビニル単量体単位含有量をＡｒ（重量％）、共役ジエン単量体単位部分のビニル結合含有量をＶ（重量％）、ガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、下記（１）および（２）の関係を満たす、変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム。
（１）０．９０≦Ａｒ／Ｖ≦２．００
（２）−３５（℃）≦Ｔｇ≦０（℃）
【請求項２】
請求項１に記載の変性芳香族ビニル‐共役ジエン共重合体ゴムを含有するゴム成分１００重量部と、シリカ１０〜２００重量部とを含有してなるゴム組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のゴム組成物を用いてなるタイヤ。
【公開番号】特開２０１０−１５５９３５（Ｐ２０１０−１５５９３５Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３５３３２（Ｐ２００８−３３５３３２）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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