JP2002161139A - Block copolymer and method of producing the same and rubber composition - Google Patents

Block copolymer and method of producing the same and rubber composition

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JP2002161139A
JP2002161139A JP2000357591A JP2000357591A JP2002161139A JP 2002161139 A JP2002161139 A JP 2002161139A JP 2000357591 A JP2000357591 A JP 2000357591A JP 2000357591 A JP2000357591 A JP 2000357591A JP 2002161139 A JP2002161139 A JP 2002161139A
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block copolymer
polymer
diene
weight
rubber composition
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Hideaki Yokoyama
英明 横山
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Bridgestone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a block copolymer having high hysteresis (loss tangent coefficient) and excellent in abrasion resistance and also excellent in road surface gripping force while running (gripping property) when used in a tread of a tire. SOLUTION: The block copolymer has as a block unit a diene-based polymer and a polymer incompatible therewith. The preferable features include that the block copolymer has a micro phase separation structure and 50% or less of the polymer incompatible with the diene-based polymer and that the polymer incompatible with the diene-based polymer is a cyclohexane-based polymer, the cyclohexane-based polymer being polydimethylsiloxane, and that a terminal has a structure except Si-OH structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒステレシスロス
(正接損失係数)が大きく、耐摩耗性に優れ、タイヤの
トレッドに使用した場合に走行中の路面の把握力(グリ
ップ性)に優れるブロック共重合体及びその効率的な製
造方法、並びに、該ブロック共重合体を用い、レース用
タイヤ等のトレッドゴム等として特に好適なゴム組成物
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a block having a large hysteresis loss (tangent loss coefficient), excellent abrasion resistance, and excellent grip (gripability) on a road surface during running when used for a tire tread. The present invention relates to a polymer and an efficient production method thereof, and a rubber composition using the block copolymer, which is particularly suitable as a tread rubber for racing tires and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】レース用タイヤをはじめ、競技性の高い
車両用タイヤのトレッドゴムには、一般に、高いグリッ
プ性が要求される。従来、高いグリップ性を得るには、
高スチレン成分含有率のスチレン−ブタジエン共重合体
ゴム(SBR)を使用するか、高軟化点樹脂とプロセス
オイルとの等量置換配合にするか、軟化剤やカーボンブ
ラックを高充填した配合とするか、粒子の小さなカーボ
ンブラックを使用するか、あるいはそれらの組合せに頼
っていた。しかし、高スチレン成分含有率のスチレン−
ブタジエン共重合体ゴムを使用した場合、ガラス転移温
度が高いために温度依存性が大きくなり、温度変化に対
する性能変化が大きくなるという問題がある。また、高
軟化点樹脂とプロセスオイルとの等量置換配合にした場
合、置換量が多量であると、該高軟化点樹脂の影響によ
り温度依存性が大きくなるという問題がある。更に、粒
子の小さなカーボンブラックや多量の軟化剤を使用した
場合、カーボンブラックの分散性が悪く、耐摩耗性が低
下してしまうという問題がある。
2. Description of the Related Art In general, tread rubbers for highly competitive vehicle tires, such as racing tires, are required to have high grip properties. Conventionally, to obtain high grip,
Use a styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) with a high styrene component content, use an equivalent substitution blend of a high softening point resin and process oil, or use a highly filled softener or carbon black. Or relying on small particle carbon black, or relying on a combination thereof. However, styrene having a high styrene content
When a butadiene copolymer rubber is used, there is a problem that the temperature dependence is increased due to a high glass transition temperature, and the performance change with temperature change is increased. In addition, when a high softening point resin and a process oil are replaced by the same amount, if the replacement amount is large, there is a problem that the temperature dependency becomes large due to the influence of the high softening point resin. Furthermore, when carbon black having a small particle size or a large amount of a softening agent is used, there is a problem that the dispersibility of the carbon black is poor and abrasion resistance is reduced.

【0003】一方、広い温度領域においてグリップ性を
満足するゴム組成物として古くから様々なブロック共重
合体が提案されている。例えば、特開昭57−9201
4号、特公昭63−60768号、特公昭63−607
69号、特公昭63−39015号、特開昭57−20
0413号、特公平3−80165号、特開昭61−5
5135号、特開昭61−141742号、特開昭61
−231016号、特開昭62−240347号、特開
昭63−112648号、特開昭63−137945
号、特開昭63−90522号、特開平1−29741
2号などには、高スチレン含量のスチレン−ブタジエン
共重合体と低スチレン含量のスチレン−ブタジエン共重
合体とのブロック共重合体や、高ビニル含量のスチレン
−ブタジエン共重合体と低ビニル含量の(スチレン)ブ
タジエン(共)重合体とのブロック(共)重合体など
の、高Tgの重合体と低Tgの重合体とのブロック重合
体、を用いたゴム組成物が開示されている。これらのゴ
ム組成物は、重合体のTgの幅を広げることによって、
ウェットスキッド性、アイススキッド性、低燃費性を改
良しようとしたものである。しかしながら、これらのゴ
ム組成物の場合、高速時の走行安定性に大きな影響を与
えるドライグリップ性が未だ不十分であるという問題が
ある。
On the other hand, various block copolymers have been proposed for a long time as rubber compositions satisfying grip properties in a wide temperature range. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-9201
No. 4, JP-B-63-60768, JP-B-63-607
No. 69, JP-B-63-39015, JP-A-57-20
No. 0413, JP-B-3-80165, JP-A-61-5
5135, JP-A-61-141742, JP-A-61-141742
JP-A-231016, JP-A-62-240347, JP-A-63-112648, JP-A-63-137945
JP-A-63-90522, JP-A-1-29741
No. 2 etc. include a block copolymer of a styrene-butadiene copolymer having a high styrene content and a styrene-butadiene copolymer having a low styrene content, and a styrene-butadiene copolymer having a high vinyl content and a low vinyl content. A rubber composition using a block polymer of a high Tg polymer and a low Tg polymer, such as a block (co) polymer with a (styrene) butadiene (co) polymer, is disclosed. These rubber compositions increase the Tg width of the polymer,
It is intended to improve wet skid properties, ice skid properties, and fuel efficiency. However, in the case of these rubber compositions, there is a problem that the dry grip property, which greatly affects running stability at high speed, is still insufficient.

【0004】他方、特公昭49−37415号、特開昭
62−143959号などには、高Tgの重合体と低Tg
の重合体とのブロック重合体にプロセス油を添加したゴ
ム組成物、高Tgの重合体と低Tgの重合体とのブロック
重合体をカップリングしてプロセス油を添加したゴム組
成物、が開示されている。しかし、これらのゴム組成物
の場合、自動車用タイヤとしたときの乗り心地性、工業
用品としたときの防振性の改良を意図したものであり、
自動車用タイヤとしての耐摩耗性、破壊性、ウェットス
キッド性、アイススキッド性などは十分に満足できるも
のではないという問題がある。
On the other hand, JP-B-49-37415, JP-A-62-143959 and the like disclose a high Tg polymer and a low Tg polymer.
And a rubber composition obtained by adding a process oil to a block polymer of a polymer having a high Tg and a block polymer of a polymer having a low Tg are added thereto. Have been. However, in the case of these rubber compositions, the ride comfort when used as an automobile tire, is intended to improve vibration damping when used as an industrial product,
There is a problem that the abrasion resistance, destructibility, wet skid property, ice skid property, etc. of the automobile tire are not sufficiently satisfactory.

【0005】また、特公昭59−52664号、特開昭
58−147442号、特開昭58−147443号、
特開昭60−240746号、特開昭61−20314
5号、特開昭62−135506号、特開昭64−16
845号などには、高分子量体と低分子量体とのブレン
ドにより、加工性、低燃費性、破壊特性、グリップ性の
改良を意図したゴム組成物が開示されている。しかし、
これらのゴム組成物の場合、ウェットスキッド性、アイ
ススキッド性、ドライグリップ性、耐摩耗性について
は、十分に満足できるものではないという問題がある。
Also, Japanese Patent Publication No. 59-52664, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-147442, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-147443,
JP-A-60-240746, JP-A-61-20314
5, JP-A-62-135506, JP-A-64-16
No. 845 and the like disclose a rubber composition intended to improve processability, low fuel consumption, breakage characteristics, and grip properties by blending a high molecular weight substance and a low molecular weight substance. But,
In the case of these rubber compositions, there is a problem that wet skid properties, ice skid properties, dry grip properties, and abrasion resistance are not sufficiently satisfactory.

【0006】更に、特開平1−197541号には、高
分子量体のTg幅を広くし、低分子量体を添加すること
により、ドライグリップ特性と高耐摩耗性との改良を意
図したゴム組成物が開示されている。しかし、このゴム
組成物の場合、乳化重合により得られるスチレン−ブタ
ジエン共重合体を含むため、アイススキッド特性の改良
が不十分であるという問題がある。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-197541 discloses a rubber composition intended to improve dry grip characteristics and high abrasion resistance by increasing the Tg width of a high molecular weight compound and adding a low molecular weight compound. Is disclosed. However, in the case of this rubber composition, since it contains a styrene-butadiene copolymer obtained by emulsion polymerization, there is a problem that the improvement of ice skid characteristics is insufficient.

【0007】従来におけるブロック共重合体の利用は、
広いガラス転移領域を得ることを意図しており、ガラス
転移に伴うヒステレシスロスの利用という枠を越えてい
ないため、飛躍的なヒステレシスロスの改良効果が得ら
れていないのが現状である。ガラス転移現象に伴うヒス
テレシスロスを利用したグリップ力の確保だけでは限界
があり、これとは別のメカニズムによるヒステレシスロ
スが、飛躍的なグリップ力の確保のためには必要であ
る。
[0007] Conventional use of block copolymers is as follows.
It is intended to obtain a wide glass transition region and does not exceed the use of hysteresis loss accompanying the glass transition, so that no significant improvement in hysteresis loss has been obtained at present. There is a limit in securing grip force only by using hysteresis loss associated with the glass transition phenomenon, and hysteresis loss by another mechanism is necessary to secure dramatic grip force.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課
題とする。即ち、本発明は、ヒステレシスロス(正接損
失係数)が大きく、耐摩耗性に優れ、タイヤのトレッド
に使用した場合に走行中の路面の把握力(グリップ性)
に優れるブロック共重合体及びその効率的な製造方法、
並びに、該ブロック共重合体を用い、レース用タイヤ等
のトレッドゴム等として特に好適なゴム組成物を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention has a large hysteresis loss (tangent loss coefficient), is excellent in abrasion resistance, and has a gripping force (grip property) on a running road surface when used for a tread of a tire.
Excellent block copolymer and its efficient production method,
Another object of the present invention is to provide a rubber composition using the block copolymer, which is particularly suitable as a tread rubber for racing tires and the like.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者が鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
即ち、非相溶性の強いブロック共重合体は自己凝集性を
示し、凝集した際の該ブロック共重合体におけるミクロ
ドメインは規則構造を示す。かかる自己凝集の結果によ
る規則構造は、該ブロック共重合体の各ブロック単位が
ゴム状領域にある場合であっても、ある種の液体状の固
体構造を示している。このような液体状の固体構造が変
形した際に一時的崩壊−再凝集・規則化を起こすメカニ
ズムによりヒステレシスロスが発生する、という知見で
ある。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made intensive studies and as a result have obtained the following findings.
That is, a strongly incompatible block copolymer exhibits self-aggregation properties, and the microdomains of the block copolymer upon aggregation have an ordered structure. The ordered structure resulting from the self-aggregation shows a certain liquid-like solid structure even when each block unit of the block copolymer is in a rubbery region. It is a finding that hysteresis loss occurs due to a mechanism that causes temporary collapse, reaggregation, and ordering when such a liquid solid structure is deformed.

【0010】本発明は、本発明者のかかる知見に基づく
ものであり、前記課題を解決するための手段は以下の通
りである。即ち、 <1> ジエン系ポリマーと、該ジエン系ポリマーに対
して相溶不能なポリマーとをブロック単位として有する
ことを特徴とするブロック共重合体である。 <2> ミクロ相分離構造を有する前記<1>に記載の
ブロック共重合体である。 <3> ジエン系ポリマーに対して相溶不能なポリマー
を50重量%以下有する前記<1>又は<2>に記載の
ブロック共重合体である。 <4> ジエン系ポリマーに対して相溶不能なポリマー
が、シロキサン系ポリマーである前記<1>から<3>
のいずれかに記載のブロック共重合体である。 <5> シロキサン系ポリマーがポリジメチルシロキサ
ンである前記<4>に記載のブロック共重合体である。 <6> 末端がSi−OH構造以外の構造である前記<
1>から<5>のいずれかに記載のブロック共重合体で
ある。 <7> 請求項1から6のいずれかに記載のブロック共
重合体の製造方法であって、ジエン系モノマーと芳香族
ビニルモノマーとを炭化水素溶媒中でアルカリ金属系重
合開始剤を用いて重合して重合体を得た後、該重合体の
活性末端にオキソラニルアルカン誘導体オリゴマー(O
OPS)の存在下でシロキサン系モノマーを反応させて
結合させることを特徴とするブロック共重合体の製造方
法である。 <8> 重合体の活性末端にシロキサン系モノマーを結
合させる反応を、トリアルキルシリルハライドを用いて
停止させる前記<7>に記載のブロック共重合体の製造
方法である。 <9> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のブロ
ック共重合体を含有することを特徴とするゴム組成物で
ある。 <10> ブロック共重合体を10重量%以上含有する
前記<9>に記載のゴム組成物である。 <11> ブロック共重合体におけるジエン系ポリマー
が、マトリックスポリマーに対し相溶可能である前記<
9>又は<10>に記載のゴム組成物である。 <12> 競技用タイヤに用いられる前記<9>から<
11>のいずれかに記載のゴム組成物である。
The present invention is based on such knowledge of the present inventor, and means for solving the above problems are as follows. That is, <1> a block copolymer comprising a diene-based polymer and a polymer incompatible with the diene-based polymer as block units. <2> The block copolymer according to <1>, which has a microphase-separated structure. <3> The block copolymer according to <1> or <2>, wherein the block copolymer has 50% by weight or less of a polymer incompatible with the diene-based polymer. <4> The above <1> to <3>, wherein the polymer incompatible with the diene-based polymer is a siloxane-based polymer.
The block copolymer according to any one of the above. <5> The block copolymer according to <4>, wherein the siloxane-based polymer is polydimethylsiloxane. <6> The above-mentioned <whose terminal is a structure other than the Si-OH structure
It is a block copolymer as described in any one of <1> to <5>. <7> The method for producing a block copolymer according to any one of claims 1 to 6, wherein a diene monomer and an aromatic vinyl monomer are polymerized in a hydrocarbon solvent using an alkali metal polymerization initiator. After obtaining a polymer, an oxolanyl alkane derivative oligomer (O
A method for producing a block copolymer, which comprises reacting a siloxane-based monomer in the presence of OPS to bond the monomers. <8> The method for producing a block copolymer according to <7>, wherein the reaction of binding the siloxane-based monomer to the active terminal of the polymer is stopped using a trialkylsilyl halide. <9> A rubber composition containing the block copolymer according to any one of <1> to <6>. <10> The rubber composition according to <9>, containing the block copolymer in an amount of 10% by weight or more. <11> The diene-based polymer in the block copolymer is compatible with the matrix polymer.
It is a rubber composition as described in 9> or <10>. <12> From the above <9> used for competition tires <
11>.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】(ブロック共重合体)本発明のブ
ロック共重合体は、ジエン系ポリマーと、該ジエン系ポ
リマーに対して相溶不能なポリマーとをブロック単位と
して有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Block Copolymer) The block copolymer of the present invention has a diene polymer and a polymer incompatible with the diene polymer as block units.

【0012】前記ジエン系ポリマー、及び該ジエン系ポ
リマーに対して相溶不能なポリマーの双方が、室温以下
にガラス転移温度を有することが好ましい。前記ジエン
系ポリマー、及び該ジエン系ポリマーに対して相溶不能
なポリマーの双方が、室温以下にガラス転移温度を有し
ていない場合、弾性率が大幅に上昇してしまい、上述し
た液体状の固体構造が変形した際に一時的崩壊−再凝集
・規則化を起こすメカニズムが発生し難くなり、ヒステ
レシスロスが発生し難くなる点で好ましくない。
It is preferable that both the diene-based polymer and the polymer incompatible with the diene-based polymer have a glass transition temperature of room temperature or lower. When the diene-based polymer and the polymer that is incompatible with the diene-based polymer do not have a glass transition temperature below room temperature, the modulus of elasticity is significantly increased, and the above-mentioned liquid state When the solid structure is deformed, a mechanism that causes temporary collapse, re-agglomeration, and regularization hardly occurs, which is not preferable because hysteresis loss hardly occurs.

【0013】前記ミクロ相分離構造を有するための条件
としては、例えば、Bates,F.S.;Fredrickson,G.H.Annu.
Rev.Phys.Chem.1990,41,525.などの文献に詳しく記載さ
れており、本発明においてはこれを参考にすることがで
きる。なお、前記ミクロ相分離構造は、例えば、小角X
線散乱(SAXS)による解析あるいは透過型電子顕微
鏡(TEM)による観察により確認することができる。
The conditions for having the microphase-separated structure include, for example, Bates, FS; Fredrickson, GH Annu.
Rev. Phys. Chem. 1990, 41, 525. These are described in detail and can be referred to in the present invention. The micro phase separation structure is, for example, a small angle X
It can be confirmed by analysis using line scattering (SAXS) or observation using a transmission electron microscope (TEM).

【0014】前記ジエン系ポリマーとしては、特に制限
はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例え
ば、ジエン系モノマーとビニル芳香族モノマーとの共重
合ポリマーなどが好適に挙げられる。前記ジエン系モノ
マーとビニル芳香族モノマーとの共重合ポリマーとして
は、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン
−イソプレン共重合体、α−メチルスチレン−ブタジエ
ン共重合体、などが挙げられる。これらの中でも、スチ
レン−ブタジエン共重合体が好ましい。これらは、1種
単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、
また、市販品を使用することができる。
The diene polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a copolymer of a diene monomer and a vinyl aromatic monomer is preferably used. Examples of the copolymer of the diene monomer and the vinyl aromatic monomer include a styrene-butadiene copolymer, a styrene-isoprene copolymer, and an α-methylstyrene-butadiene copolymer. Among these, a styrene-butadiene copolymer is preferred. These may be used alone or in combination of two or more,
In addition, commercially available products can be used.

【0015】前記ジエン系モノマーとしては、例えば、
1分子当たりの炭素原子数が4〜12であるものが好ま
しく、1分子当たりの炭素原子数が4〜8であるのがよ
り好ましく、具体的には、1,3−ブタジエン、イソプ
レン、ピペリレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジ
エン、1,3−ペンタジエン、オクタジエン等が挙げら
れる。これらの中でも、汎用性、コストの点で1,3−
ブタジエンが好ましい。これらは、1種単独で使用して
もよいし、2種以上を併用してもよい。
As the diene monomer, for example,
Those having 4 to 12 carbon atoms per molecule are preferable, and those having 4 to 8 carbon atoms per molecule are more preferable. Specifically, 1,3-butadiene, isoprene, piperylene, Examples thereof include 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and octadiene. Among these, in terms of versatility and cost, 1,3-
Butadiene is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

【0016】前記ビニル芳香族モノマーとしては、例え
ば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレ
ン、o−メチルスチレン、p−ブチルスチレン、ビニル
ナフタレン、及びこれらの誘導体などが挙げられ、これ
らの中でも、汎用性、コストの点でスチレンが好まし
い。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上
を併用してもよい。
The vinyl aromatic monomer includes, for example, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, p-butylstyrene, vinylnaphthalene, and derivatives thereof. Styrene is preferred from the viewpoint of versatility and cost. These may be used alone or in combination of two or more.

【0017】前記ビニル芳香族モノマーの前記共重合ポ
リマーにおける割合としては、20〜60重量%が好ま
しく、30〜50重量%がより好ましい。該ブロック共
重合体を含むゴム組成物をレース用タイヤに使用した場
合、前記割合が、20重量%未満であると、ヒステレシ
スロスが低下することがあり、60重量%を超えると、
室温でガラス状になり、割れの問題を生ずることがあ
る。
The proportion of the vinyl aromatic monomer in the copolymer is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 50% by weight. When the rubber composition containing the block copolymer is used for racing tires, if the proportion is less than 20% by weight, hysteresis loss may be reduced, and if the proportion is more than 60% by weight,
It becomes glassy at room temperature and may cause cracking problems.

【0018】前記ジエン系ポリマーに対して相溶不能な
ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜
選択することができ、例えば、シロキサン系ポリマー、
ポリオレフィン系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポ
リエステル系ポリマーなどが挙げられる。これらは、1
種単独で使用してもよいし、2種以上使用してもよい。
これらの中でも、アニオン重合で高度に制御できる点で
シロキサン系ポリマーが好ましい。
The polymer incompatible with the diene polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
Examples thereof include polyolefin-based polymers, polyamide-based polymers, and polyester-based polymers. These are 1
The species may be used alone, or two or more species may be used.
Among these, a siloxane-based polymer is preferable because it can be highly controlled by anionic polymerization.

【0019】なお、前記ジエン系ポリマーに対して相溶
可能かあるいは不能かは、例えば、光散乱測定を行うこ
とにより判定することができる。
Whether or not the diene polymer is compatible with the diene polymer can be determined, for example, by performing light scattering measurement.

【0020】前記シロキサン系ポリマーとしては、例え
ば、ポリジメチルシロキサン、ジグリシドキシポリジメ
チルシロキサン、ジクロロポリジメチルシロキサン、な
どが挙げられる。これらの中でも、アニオン重合が容易
なモノマーが使用できる点でポリジメチルシロキサンが
好ましい。
Examples of the siloxane-based polymer include polydimethylsiloxane, diglycidoxypolydimethylsiloxane, and dichloropolydimethylsiloxane. Among them, polydimethylsiloxane is preferable because a monomer that can be easily anion-polymerized can be used.

【0021】前記ブロック共重合体における、前記ジエ
ン系ポリマーに対して相溶不能なポリマーの含有量(重
量比率)としては、50重量%以下が好ましく、30重
量%以下がより好ましい。前記含有量が、50重量%を
超えると、前記ジエン系ポリマーとの相溶性が著しく低
下し、混合物から析出し加硫して得たゴム組成物の強力
が著しく低下することがある。
The content (weight ratio) of the polymer incompatible with the diene polymer in the block copolymer is preferably 50% by weight or less, more preferably 30% by weight or less. If the content exceeds 50% by weight, the compatibility with the diene-based polymer is significantly reduced, and the strength of the rubber composition obtained by precipitation from the mixture and vulcanization may be significantly reduced.

【0022】前記ブロック共重合体においては、その末
端が、Si−OH構造以外の構造である(Si−OH構
造が存在しない)のが好ましく、具体的には、該Si−
OH構造の存在比率が、30%以下が好ましく、10%
以下がより好ましい。前記ブロック共重合体の末端がS
i−OH構造を有すると、即ちSi−OHのような極性
の強い官能基を有すると、水素結合のような強い結合力
が働き、通常加えられる充填剤などに吸着・結合する性
質が強くなる点で好ましくない。なお、ブロック共重合
体の末端にSi−OH構造が存在するか否か、更にその
存在比率は、例えば、核磁気共鳴スペクトルを測定する
ことにより確認することができる。
The terminal of the block copolymer is preferably a structure other than the Si-OH structure (there is no Si-OH structure).
The existence ratio of the OH structure is preferably 30% or less, and 10%
The following is more preferred. The terminal of the block copolymer is S
If it has an i-OH structure, that is, if it has a strong polar functional group such as Si-OH, a strong bonding force such as a hydrogen bond acts, and the property of adsorbing and bonding to a filler or the like which is usually added becomes stronger. It is not preferable in respect of the point. The presence or absence of the Si-OH structure at the terminal of the block copolymer, and the abundance thereof can be confirmed by, for example, measuring a nuclear magnetic resonance spectrum.

【0023】本発明のブロック共重合体は、その製造方
法としては、特に制限はないが、以下の本発明のブロッ
ク共重合体の製造方法により好適に製造することができ
る。なお、本発明のブロック共重合体は、各種分野にお
いて好適に使用することができるが、以下の本発明のゴ
ム組成物に好適に使用することができる。
The method for producing the block copolymer of the present invention is not particularly limited, but it can be suitably produced by the following method for producing a block copolymer of the present invention. Although the block copolymer of the present invention can be suitably used in various fields, it can be suitably used for the following rubber composition of the present invention.

【0024】(ブロック共重合体の製造方法)本発明の
ブロック共重合体の製造方法においては、ジエン系モノ
マーと芳香族ビニルモノマーとを炭化水素溶媒中でアル
カリ金属系重合開始剤を用いて重合して重合体を得た
後、該重合体の活性末端にオキソラニルアルカン誘導体
オリゴマー(OOPS)の存在下でシロキサン系モノマ
ーを反応させて結合させる。
(Method for Producing Block Copolymer) In the method for producing a block copolymer of the present invention, a diene monomer and an aromatic vinyl monomer are polymerized in a hydrocarbon solvent using an alkali metal polymerization initiator. Then, a siloxane-based monomer is reacted and bonded to the active terminal of the polymer in the presence of an oxolanylalkane derivative oligomer (OOPS).

【0025】前記ジエン系モノマー及び前記芳香族ビニ
ルモノマーととしては、上述したものが挙げられる。
The diene-based monomer and the aromatic vinyl monomer include those described above.

【0026】前記ジエン系モノマーの添加量としては、
前記炭化水素溶媒100重量部に対し、5〜50重量部
が好ましく、10〜35重量部がより好ましい。前記添
加量が、50重量部を超えると重合中の粘度が高すぎる
ことがあり、5重量部未満であると生産性が低いことが
ある。
The addition amount of the diene monomer is as follows:
The amount is preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrocarbon solvent. If the amount exceeds 50 parts by weight, the viscosity during the polymerization may be too high, and if it is less than 5 parts by weight, the productivity may be low.

【0027】前記芳香族ビニルモノマーの添加量として
は、前記炭化水素溶媒100重量部に対し、5〜50重
量部が好ましく、10〜35重量部がより好ましい。前
記添加量が、50重量部を超えると重合中の粘度が高す
ぎることがあり、5重量部未満であると生産性が低いこ
とがある。
The amount of the aromatic vinyl monomer to be added is preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrocarbon solvent. If the amount exceeds 50 parts by weight, the viscosity during the polymerization may be too high, and if it is less than 5 parts by weight, the productivity may be low.

【0028】前記炭化水素溶媒としては、前記アルカリ
金属系重合開始剤に対して安定なものであれば特に制限
はなく、目的に応じて、公知のものの中から適宜選択す
ることができ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素溶媒、n−ペンタン、n−ヘキサ
ン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、シクロヘキ
サン等の脂環族炭化水素溶媒、及びこれらの混合物など
が好適に挙げられる。
The hydrocarbon solvent is not particularly limited as long as it is stable with respect to the alkali metal polymerization initiator, and can be appropriately selected from known ones according to the purpose. Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as n-pentane, n-hexane and n-heptane; alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane; and mixtures thereof are preferable. No.

【0029】前記アルカリ金属系重合開始剤としては、
特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ
るが、例えば、有機リチウム化合物が好適に挙げられ
る。前記有機リチウム化合物としては、例えば、エチル
リチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、 s
ec−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、フェニルリチウム、トリルリチウム等のア
リルリチウム、例えばビニルリチウム、プロペニルリチ
ウム等のアルケニルリチウム、テトラメチレンジリチウ
ム、ペンタメチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチ
ウム、デカメチレンジリチウム等のアルキレンジリチウ
ム、などが挙げられる。これらの中でも、n−ブチルリ
チウム、tert−ブチルリチウムが好ましい。これらは、
1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよ
い。前記アルカリ金属系重合開始剤の使用量としては、
前記ジエン系モノマー及び前期ビニル芳香族モノマーの
合計100g当たり、0.2〜30mmol程度が好ま
しい。
The alkali metal polymerization initiator includes:
There is no particular limitation, and it can be appropriately selected according to the purpose. For example, an organic lithium compound is preferably used. Examples of the organic lithium compound include ethyl lithium, propyl lithium, n-butyl lithium, s
ec-butyllithium, alkyllithium such as tert-butyllithium, phenyllithium, allyllithium such as tolyllithium, for example, vinyllithium, alkenyllithium such as propenyllithium, tetramethylenedilithium, pentamethylenedilithium, hexamethylenedilithium, And alkylenedilithium such as decamethylenedilithium. Among these, n-butyllithium and tert-butyllithium are preferred. They are,
One type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The amount of the alkali metal polymerization initiator used,
It is preferably about 0.2 to 30 mmol per 100 g in total of the diene monomer and the vinyl aromatic monomer.

【0030】前記オキソラニルアルカン誘導体オリゴマ
ー(OOPS)としては、例えば、2,2−ジ(2−テ
トラヒドロフリル)プロパンが好適に挙げられる。前記
オキソラニルアルカン誘導体オリゴマー(OOPS)の
添加量としては、前記アルカリ金属系重合開始剤1モル
当量に対し、ヘテロ原子として1.5モル当量未満が好
ましく、0.1モル当量以上1.5モル当量未満がより
好ましく、0.3モル当量以上1.0モル当量未満が更
に好ましい。前記オキソラニルアルカン誘導体オリゴマ
ー(OOPS)の添加量により、前記ブロック共重合体
におけるビニル(1,2−結合)含量の増減を調節する
ことができ、該添加量が、1.5モル当量以上である
と、ビニル含量が50重量%以上となり、該ブロック共
重合体のガラス転移温度が高くなり好ましい物性を得る
ことができなくなることがあり、0.1モル当量未満で
あると、該ブロック共重合体のガラス転移温度が低くな
り耐熱性に劣ることがある。
As the oxolanyl alkane derivative oligomer (OOPS), for example, 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane is preferably exemplified. The amount of the oxolanyl alkane derivative oligomer (OOPS) to be added is preferably less than 1.5 mole equivalent as a hetero atom, and more than 0.1 mole equivalent to 1.5 mole equivalent to 1 mole equivalent of the alkali metal polymerization initiator. Less than a molar equivalent is more preferable, and 0.3 to 1.0 molar equivalent is further preferable. The amount of the oxolanyl alkane derivative oligomer (OOPS) added can be adjusted to increase or decrease the vinyl (1,2-bond) content in the block copolymer, and the amount added is 1.5 molar equivalents or more. In this case, the vinyl content becomes 50% by weight or more, and the glass transition temperature of the block copolymer becomes high, so that desirable physical properties may not be obtained. In some cases, the glass transition temperature of the polymer is lowered and the heat resistance is poor.

【0031】前記シロキサン系モノマーとしては、特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる
が、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D
3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)な
どが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用して
もよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中で
も、アニオン重合での高反応性の点でヘキサメチルシク
ロトリシロキサン(D3)が好ましい。
The siloxane-based monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, hexamethylcyclotrisiloxane (D
3), octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and the like are preferred. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, hexamethylcyclotrisiloxane (D3) is preferable in terms of high reactivity in anionic polymerization.

【0032】前記シロキサン系モノマーの添加量として
は、前記炭化水素溶媒100重量部に対し、3〜50重
量部が好ましく、5〜45重量部がより好ましい。前記
添加量が、50重量部を超えると粘度が高すぎることが
あり、3重量部未満であると不純物の影響が高くなるこ
とがある。
The amount of the siloxane monomer to be added is preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 45 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrocarbon solvent. If the amount exceeds 50 parts by weight, the viscosity may be too high. If the amount is less than 3 parts by weight, the influence of impurities may increase.

【0033】前記重合体の活性末端に前記シロキサン系
モノマーを結合させる反応を、本発明においては、トリ
アルキルシリルハライドを用いて停止させるのが好まし
い。前記トリアルキルシリルハライドとしては、例え
ば、トリアルキルシリルクロライド、トリアルキルシリ
ルブロマイド、などが挙げられる。
In the present invention, the reaction for binding the siloxane monomer to the active terminal of the polymer is preferably stopped by using a trialkylsilyl halide. Examples of the trialkylsilyl halide include trialkylsilyl chloride and trialkylsilyl bromide.

【0034】前記トリアルキルシリルハライドの添加量
としては、活性末端に対し、0.8〜1.2当量が好ま
しい。前記添加量が、0.8当量未満であるとSi−O
H量が増加することがあり、1.2当量を超えると未反
応のトリアルキルシリルハライドが反応系内に残存する
ことがある。
The amount of the trialkylsilyl halide to be added is preferably 0.8 to 1.2 equivalents to the active terminal. When the addition amount is less than 0.8 equivalent, Si—O
The amount of H may increase, and if it exceeds 1.2 equivalents, unreacted trialkylsilyl halide may remain in the reaction system.

【0035】前記重合の温度としては、通常、0〜15
0℃程度であり、30〜100℃が好ましい。前記重合
の際における前記炭化水素溶媒中の前記ジエン系モノマ
ー及び前記ビニル芳香族モノマー(以下「モノマー成
分」ということがある)の濃度としては、通常、5〜5
0重量%程度であり、10〜35重量%が好ましい。仕
込みモノマー混合物中の前記ビニル芳香族モノマーの含
有量としては、3〜50重量%程度であり、5〜45重
量%が好ましい。
The polymerization temperature is usually from 0 to 15
It is about 0 ° C, preferably 30 to 100 ° C. The concentration of the diene-based monomer and the vinyl aromatic monomer (hereinafter sometimes referred to as “monomer component”) in the hydrocarbon solvent during the polymerization is usually 5 to 5
It is about 0% by weight, preferably 10 to 35% by weight. The content of the vinyl aromatic monomer in the charged monomer mixture is about 3 to 50% by weight, and preferably 5 to 45% by weight.

【0036】前記重合の反応としては、前記モノマー成
分を液相で触媒に接触させて実施されるが、その圧力は
通常、本質的に液相を保持するために十分な圧力で操作
することが好ましい。また、反応系に添加される上記全
物質には、触媒作用を妨害する物質を排除しておくこと
が好ましい。
The polymerization reaction is carried out by bringing the monomer components into contact with a catalyst in a liquid phase, and the pressure is usually operated at a pressure sufficient to essentially maintain the liquid phase. preferable. Further, it is preferable that all the substances added to the reaction system exclude substances that hinder the catalytic action.

【0037】前記重合の方法としては、バッチ重合方式
であってもよいし、連続重合方式であってもよく、ま
た、等温重合、昇温重合又は断熱重合のいずれの方式で
あってもよい。
The polymerization method may be a batch polymerization method, a continuous polymerization method, or any of isothermal polymerization, elevated temperature polymerization, and adiabatic polymerization.

【0038】前記ブロック共重合体においては、結合ス
チレン量が、20〜60重量%であるのが好ましく、3
0〜50重量%であるのがより好ましく、ビニル含量
が、ブタジエン部分に対して、30〜80重量%である
のが好ましく、40〜70重量%であるのがより好まし
い。前記結合スチレン量が、60重量%を超えると、又
は前記ビニル含量が80重量%を超えると、ガラス転移
温度が高くなり、耐摩耗性及びグリップ性が十分でない
ことがあり、前記結合スチレン含量が20重量%未満で
あると、又は前記ビニル含量が30重量%未満である
と、ガラス転移点が低すぎてグリップ性が十分でないこ
とがある。なお、前記結合スチレン量は、例えば、核磁
気共鳴(NMR)スペクトルの芳香族プロトンの吸収強
度により算出することができる。また、前記ビニル含量
は、例えば、オゾン分解及びGPCにより算出すること
ができる。
In the block copolymer, the amount of bound styrene is preferably 20 to 60% by weight, and
The content is more preferably from 0 to 50% by weight, and the vinyl content is preferably from 30 to 80% by weight, more preferably from 40 to 70% by weight, based on the butadiene portion. When the amount of the bound styrene exceeds 60% by weight, or when the vinyl content exceeds 80% by weight, the glass transition temperature becomes high, and the abrasion resistance and the gripping property may be insufficient. If it is less than 20% by weight, or if the vinyl content is less than 30% by weight, the glass transition point may be too low and the grip may not be sufficient. The amount of bound styrene can be calculated, for example, from the absorption intensity of aromatic protons in a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum. The vinyl content can be calculated, for example, by ozonolysis and GPC.

【0039】前記ブロック共重合体としては、重量平均
分子量が、5,000〜500,000が好ましく、1
0,000〜200,000がより好ましい。前記重量
平均分子量が、5,000未満であると、ミクロ相分離
構造が得られないことがあり、500,000を超える
と、ミクロ相分離構造が強固になりすぎてグリップ性が
十分に生じないことがある。
The block copolymer preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000,
It is more preferably from 000 to 200,000. If the weight average molecular weight is less than 5,000, a microphase separation structure may not be obtained, and if it exceeds 500,000, the microphase separation structure becomes too strong and gripping properties do not sufficiently occur. Sometimes.

【0040】本発明においては、前記重合の反応終了後
において必要に応じて、軟化剤、例えば芳香族オイル又
は液状ポリマーを添加して、直接乾燥法やスチームスト
リップ法により脱溶媒乾燥を行うことができる。
In the present invention, after the completion of the polymerization reaction, if necessary, a softening agent, for example, an aromatic oil or a liquid polymer may be added, and the solvent may be dried by a direct drying method or a steam strip method. it can.

【0041】(ゴム組成物)本発明のゴム組成物は、前
記本発明のブロック共重合体を少なくとも含有してな
り、必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(Rubber Composition) The rubber composition of the present invention contains at least the above-mentioned block copolymer of the present invention and, if necessary, other components.

【0042】前記ブロック共重合体は、前記ゴム組成物
において、マトリックスポリマーとして添加されてもよ
いが、低分子量の液状成分として添加されるのがヒステ
レシスロスを増加させる観点からは好ましい。例えば、
スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)とポリジメチ
ルシロキサン(PDMS)とのブロック共重合体は、両
者のガラス転移温度は室温以下に設定でき、かつ非相溶
性が非常に強いので低分子量のブロック共重合体でもミ
クロ相分離構造を有するので好ましい。この場合、会合
により見かけの分子量が増加したブロック共重合体によ
り、溶融粘度が増加し、該ゴム組成物の加工性が著しく
低下してしまうことがない点で有利である。一方、スチ
レン−ブタジエン共重合体(SBR)、ブタジエンゴム
(BR)、イソプレンゴム(IR)等のみからなるブロ
ック共重合体の場合、非相溶性が強くないので低分子量
の場合には完全に無秩序状態となり、前記メカニズムに
よる作用が発生しないので、ある程度の分子量を持つこ
とが必要となる。
The block copolymer may be added as a matrix polymer in the rubber composition, but is preferably added as a low molecular weight liquid component from the viewpoint of increasing hysteresis loss. For example,
In the block copolymer of styrene-butadiene copolymer (SBR) and polydimethylsiloxane (PDMS), the glass transition temperature of both can be set to room temperature or lower, and the incompatibility is very strong, so that the low molecular weight block copolymer is used. Polymers are also preferred because they have a microphase-separated structure. In this case, the block copolymer whose apparent molecular weight has increased due to the association is advantageous in that the melt viscosity does not increase and the processability of the rubber composition does not significantly decrease. On the other hand, in the case of a block copolymer consisting only of a styrene-butadiene copolymer (SBR), a butadiene rubber (BR), an isoprene rubber (IR), etc., it is not highly incompatible, so that when the molecular weight is low, it is completely disordered. It becomes a state and the action by the mechanism does not occur, so that it is necessary to have a certain molecular weight.

【0043】前記ブロック共重合体が前記マトリックス
ポリマー中に添加される場合、該ブロック共重合体にお
けるジエン系ポリマーが、前記マトリックスポリマーに
対し相溶可能であるのが好ましい。この場合、配合自由
度が高くなる点で有利である。
When the block copolymer is added to the matrix polymer, the diene polymer in the block copolymer is preferably compatible with the matrix polymer. This case is advantageous in that the degree of freedom in compounding is increased.

【0044】前記マトリックスポリマーとしては、例え
ば、天然ゴム、合成ゴムなどが挙げられる。前記合成ゴ
ムとしては、例えば、ポリイソプレン、溶液重合ブタジ
エン−スチレン共重合体、エマルジョンブタジエン−ス
チレン共重合体、ポリブタジエン、エチレン−プロピレ
ン−ジエン共重合体、クロロプレン、ハロゲン化ブチル
ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)な
どが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよい
し、2種以上を併用してもよい。
Examples of the matrix polymer include natural rubber and synthetic rubber. Examples of the synthetic rubber include polyisoprene, solution-polymerized butadiene-styrene copolymer, emulsion butadiene-styrene copolymer, polybutadiene, ethylene-propylene-diene copolymer, chloroprene, halogenated butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber ( NBR) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0045】前記ゴム組成物における前記ブロック共重
合体の含有量としては、10重量%以上が好ましく、3
0重量%以上がより好ましい。前記ブロック共重合体の
含有量が、10重量%未満であると、効果が明確に発現
しないことがある。
The content of the block copolymer in the rubber composition is preferably at least 10% by weight,
0% by weight or more is more preferable. If the content of the block copolymer is less than 10% by weight, the effect may not be clearly exhibited.

【0046】前記ゴム組成物は、更にその他の成分とし
て、例えば、カーボンブラック、無機充填材、軟化剤、
硫黄等の加硫剤、ジベンゾチアジルジスルフィド等の加
硫促進剤、加硫助剤、N−シクロヘキシル−2−ベンゾ
チアジル−スルフェンアミド、N−オキシジエチレン−
ベンゾチアジル−スルフェンアミド等の老化防止剤、酸
化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯
電防止剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、カップリング
剤、発泡剤、発泡助剤等の添加剤などの他、通常ゴム業
界で用いる各種配合剤などが挙げられる。これらは、市
販品を好適に使用することができる。
The rubber composition further includes, as other components, for example, carbon black, an inorganic filler, a softener,
Vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators such as dibenzothiazyl disulfide, vulcanization aids, N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide, N-oxydiethylene-
Antioxidants such as benzothiazyl-sulfenamide, zinc oxide, stearic acid, antiozonants, coloring agents, antistatic agents, lubricants, antioxidants, softeners, coupling agents, foaming agents, foaming assistants, etc. In addition to additives and the like, various compounding agents usually used in the rubber industry can be mentioned. These can use a commercial item suitably.

【0047】前記ゴム組成物に対し、前記各成分を混合
した後、適宜、混練り、熱入れ、押出、加硫等を行うこ
とができる。なお、前記混合の際、前記マトリックスポ
リマーと前記本発明のブロック共重合体とを溶液状態で
混合するのが、均一分散が得られる点で好ましい。
After the above components are mixed with the rubber composition, kneading, heating, extrusion, vulcanization and the like can be appropriately performed. In addition, at the time of the mixing, it is preferable to mix the matrix polymer and the block copolymer of the present invention in a solution state, since uniform dispersion can be obtained.

【0048】前記混練りの条件としては、特に制限はな
く、混練り装置への投入体積、ローターの回転速度、ラ
ム圧等、混練り温度、混練り時間、混練り装置の種類等
の諸条件について目的に応じて適宜選択することができ
る。前記混練り装置としては、例えば、通常ゴム組成物
の混練りに用いるバンバリーミキサー、インターミック
ス、ニーダー、等が挙げられる。
The conditions for the kneading are not particularly limited, and various conditions such as the volume to be charged into the kneading apparatus, the rotation speed of the rotor, the ram pressure, the kneading temperature, the kneading time, the type of the kneading apparatus, etc. Can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the kneading apparatus include a Banbury mixer, an intermix, and a kneader that are usually used for kneading a rubber composition.

【0049】前記熱入れの条件としては、特に制限はな
く、熱入れ温度、熱入れ時間、熱入れ装置等の諸条件に
ついて目的に応じて適宜選択することができる。前記熱
入れ装置としては、例えば、通常ゴム組成物の熱入れに
用いるロール機等が挙げられる。
The heating conditions are not particularly limited, and various conditions such as a heating temperature, a heating time, and a heating device can be appropriately selected according to the purpose. As the warming device, for example, a roll machine usually used for warming a rubber composition can be used.

【0050】前記押出の条件としては、特に制限はな
く、押出時間、押出速度、押出装置、押出温度等の諸条
件について目的に応じて適宜選択することができる。前
記押出装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物
の押出に用いる押出機等が挙げられる。前記押出温度
は、適宜決定することができる。
The conditions of the extrusion are not particularly limited, and various conditions such as an extrusion time, an extrusion speed, an extrusion apparatus, and an extrusion temperature can be appropriately selected depending on the purpose. As the extruder, for example, an extruder or the like usually used for extruding a rubber composition for a tire can be used. The extrusion temperature can be appropriately determined.

【0051】前記押出の際、前記ゴム組成物の流動性を
コントロールする目的で、アロマ系オイル、ナフテン系
オイル、パラフィン系オイル、エステル系オイル等の可
塑剤、液状ポリイソプレンゴム、液状ポリブタジエンゴ
ム等の液状ポリマーなどの加工性改良剤を前記ゴム組成
物に適宜添加することができる。この場合、該ゴム組成
物の加硫前の粘度を低下させ、その流動性を高めること
ができ、極めて良好に押出を行うことができる。
At the time of the extrusion, a plasticizer such as an aroma oil, a naphthene oil, a paraffin oil, an ester oil, a liquid polyisoprene rubber, a liquid polybutadiene rubber or the like is used for the purpose of controlling the fluidity of the rubber composition. A processability improver such as a liquid polymer can be appropriately added to the rubber composition. In this case, the viscosity of the rubber composition before vulcanization can be reduced, the fluidity thereof can be increased, and extrusion can be performed very well.

【0052】前記加硫を行う装置、方式、条件等につい
ては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すること
ができる。前記加硫を行う装置としては、例えば、通常
タイヤ用ゴム組成物の加硫に用いる金型による成形加硫
機などが挙げられる。前記加硫の条件として、その温度
は、通常100〜190℃程度である。
There are no particular restrictions on the apparatus, system, conditions and the like for performing the vulcanization, and they can be appropriately selected according to the purpose. As an apparatus for performing the vulcanization, for example, a molding vulcanizer using a mold usually used for vulcanizing a rubber composition for a tire may be mentioned. As the vulcanization conditions, the temperature is usually about 100 to 190 ° C.

【0053】前記ゴム組成物は、各種分野において好適
に使用することができるが、競技用タイヤのトレッド等
に特に好適に使用することができる。
The rubber composition can be suitably used in various fields, but can be particularly preferably used in treads of competition tires and the like.

【0054】[0054]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

【0055】(実施例1〜4及び比較例1〜4)5lの
攪拌機付きの反応器に、シクロヘキサン1500g、
1,3−ブタジエン240g、スチレン60g、及び
2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン(OO
PS)0.080gを仕込み、反応容器内温度を60℃
に調整した後、n−ブチルリチウム0.100gを添加
し、重合を開始させた。得られたスチレン−ブタジエン
共重合体(SBR)は、前記マトリックスポリマーとし
て用いた。
(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4) In a 5 l reactor equipped with a stirrer, 1500 g of cyclohexane was added.
240 g of 1,3-butadiene, 60 g of styrene, and 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane (OO
(PS) 0.080 g, and the temperature in the reaction vessel was set to 60 ° C.
Then, 0.100 g of n-butyllithium was added to initiate polymerization. The obtained styrene-butadiene copolymer (SBR) was used as the matrix polymer.

【0056】次に、前記マトリックスポリマーに添加さ
れる、低分子量のスチレン−ブタジエン共重合体は、5
lの攪拌機付きの反応器にシクロヘキサン1500g、
1,3−ブタジエン168g、スチレン42g、及び
2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン(OO
PS)5.60gを仕込み、反応容器内温度を60℃に
調整した後、n−ブチルリチウムを1.00〜7.00
gの範囲内で変量して添加し、重合を開始させた。SB
R部分の重合が十分終了した1時間後、n−ブチルリチ
ウムに対し、5等量のヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン(D3)モノマーを添加し、70℃で1時間放置し、
反応させた。その後、ヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン(D3)の総量が90gになるように残りのヘキサメ
チルシクロトリシロキサン(D3)を添加し、ジグリム
(Diglyme)を100g添加し、更に3時間反応させ、
トリメチルシリルクロライドで反応を停止させた。こう
して本発明のブロック共重合体(実施例1〜4:SBR
−PDMS1〜4)を得た。
Next, the low molecular weight styrene-butadiene copolymer added to the matrix polymer is 5
1,500 g of cyclohexane in a reactor equipped with 1 stirrer,
168 g of 1,3-butadiene, 42 g of styrene, and 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane (OO
PS) 5.60 g, and the temperature in the reaction vessel was adjusted to 60 ° C., and then n-butyllithium was added to 1.00 to 7.00.
The polymerization was started by adding a variable amount within the range of g. SB
One hour after the polymerization of the R portion was sufficiently completed, 5 equivalents of a hexamethylcyclotrisiloxane (D3) monomer was added to n-butyllithium, and the mixture was allowed to stand at 70 ° C. for 1 hour.
Reacted. Thereafter, the remaining hexamethylcyclotrisiloxane (D3) was added so that the total amount of hexamethylcyclotrisiloxane (D3) became 90 g, 100 g of diglyme was added, and the mixture was further reacted for 3 hours.
The reaction was stopped with trimethylsilyl chloride. Thus, the block copolymer of the present invention (Examples 1-4: SBR
-PDMS 1 to 4) were obtained.

【0057】なお、比較のために、同一の開始剤・総モ
ノマー比で同一設計分子量のSBRを合成した。即ち、
5lの攪拌機付きの反応器にシクロヘキサン1500
g、1,3−ブタジエン240g、スチレン60g、及
び2,2−ジ(2−テトラヒドロフリル)プロパン(O
OPS)0.080gを仕込み、反応容器内温度を60
℃に調整した後、n−ブチルリチウムを1.00〜7.
00g添加し、重合を開始させた。こうして比較用共重
合体(比較例1〜4:SBR1〜4)を得た。
For comparison, SBRs having the same designed molecular weight and the same initiator / total monomer ratio were synthesized. That is,
In a 5 l reactor equipped with a stirrer, cyclohexane 1500 was added.
g, 240 g of 1,3-butadiene, 60 g of styrene, and 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane (O
(OPS) 0.080 g, and the temperature in the reaction vessel is 60
After adjusting to ℃, n-butyl lithium was added to 1.00-7.
00 g was added to initiate polymerization. Thus, comparative copolymers (Comparative Examples 1-4: SBR1-4) were obtained.

【0058】得られたマトリックスポリマーとしてのS
BR、ブロック共重合体(SBR−PDMS)、及び、
比較用共重合体(比較例1〜4:SBR1〜4)は、そ
れぞれ実施例及び比較例において、溶液状態で混合さ
れ、乾燥された。
S as the obtained matrix polymer
BR, block copolymer (SBR-PDMS), and
Comparative copolymers (Comparative Examples 1 to 4: SBR1 to 4) were mixed in a solution state and dried in Examples and Comparative Examples, respectively.

【0059】前記マトリックスポリマーとしてのSBR
は、その重量平均分子量が150万であり、結合スチレ
ン量が30重量%であり、ビニル含量が60%であっ
た。前記比較用共重合体(SBR)は、その重量平均分
子量が2万であり、結合スチレン量が30重量%であ
り、ビニル含量が60%であった。前記低分子量成分と
してのブロック共重合体(SBR−PDMS)は、その
重量平均分子量が1万9千であり、SBR部分のミクロ
相分離構造が、結合スチレン量が30重量%であり、ビ
ニル含量が60%であり、PDMS部分の重量分率が2
5%であった。
SBR as the matrix polymer
Had a weight average molecular weight of 1.5 million, a bound styrene content of 30% by weight, and a vinyl content of 60%. The comparative copolymer (SBR) had a weight average molecular weight of 20,000, a bound styrene content of 30% by weight, and a vinyl content of 60%. The block copolymer (SBR-PDMS) as the low molecular weight component has a weight average molecular weight of 19,000, a microphase-separated structure in the SBR portion, a bound styrene content of 30% by weight, and a vinyl content. Is 60% and the weight fraction of the PDMS portion is 2
5%.

【0060】これらのポリマーは、表1に示す配合に従
って、250ccラボプラストミル及び3インチロール
で混練・配合した後、160℃で20分間加硫を行っ
た。加硫物の粘弾性特性を表2に示した。
These polymers were kneaded and compounded with a 250 cc Labo Plastomill and a 3-inch roll according to the compounding shown in Table 1, and then vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes. Table 2 shows the viscoelastic properties of the vulcanized product.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表1において、「SAFカーボンブラッ
ク」は、旭カーボン(株)製:旭#90であり、「ステ
アリン酸」は、花王(株)製であり、「老化防止剤」
は、大内新興化学工業(株)製:ノクセラー(Nocc
eler)6Cを表し、「亜鉛華」は、白水化学工業
(株)製であり、「ジフェニルグアニジン」は、大内新
興化学工業(株)製:ノクセラー(Nocceler)
Dであり、「ジベンゾチアジルジスルフィド」は、大内
新興化学工業(株)製:ノクセラー(Noccele
r)DMであり、「硫黄」は、軽井沢精錬所製である。
In Table 1, "SAF carbon black" is Asahi # 90 manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. "Stearic acid" is manufactured by Kao Corporation and "antiaging agent"
Is manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
eler) 6C, "Zinc flower" is manufactured by Hakusui Chemical Industry Co., Ltd., and "diphenylguanidine" is manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd .: Nocceler.
D, and “Dibenzothiazyl disulfide” is manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd .: Noccele
r) DM, and "sulfur" is from Karuizawa Refinery.

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】なお、ミクロ相分離構造は、1H−NMR
で測定し確認した。重量平均分子量(Mw)は、ゲルパ
ーミエイションクロマトグラフィー(GPC;東ソー製
HLC−8020、カラムはGMH−XLの2本直列)
を用いて測定し、ポリスチレンを基準として示した。結
合スチレン量及びビニル含量は、核磁気共鳴(NMR)
スペクトルの吸収強度により算出した。PDMS部分の
含有量(重量比率)は、NMRスペクトルにより算出し
た。なお、粘弾性特性は、レオメトリックス社のARE
S粘弾性測定装置を用いて50℃におけるヒステレシス
ロス(正接損失:tanδ(30%))を測定した。
The micro phase separation structure is 1H-NMR
Was measured and confirmed. The weight average molecular weight (Mw) was determined by gel permeation chromatography (GPC; HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation, two columns of GMH-XL columns).
And the results are shown on the basis of polystyrene. The bound styrene content and vinyl content are determined by nuclear magnetic resonance (NMR).
It was calculated from the absorption intensity of the spectrum. The content (weight ratio) of the PDMS portion was calculated from the NMR spectrum. Note that the viscoelastic properties are measured by ARE
Hysteresis loss (tangent loss: tan δ (30%)) at 50 ° C. was measured using an S viscoelasticity measuring apparatus.

【0065】表2の結果から、ゴム組成物としての摩擦
力の強さを示すヒステレシスロス(正接損失)が、本発
明のブロック共重合体(SBR−PDMS1〜4)を用
いると向上したことが明らかである。この効果は、カー
ボンブラックなどのその他の成分を併用しても失われる
ことはなかった。
From the results in Table 2, it can be seen that the hysteresis loss (tangent loss) indicating the frictional strength of the rubber composition was improved by using the block copolymer (SBR-PDMS1 to 4) of the present invention. it is obvious. This effect was not lost even when other components such as carbon black were used in combination.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によると、従来における前記諸問
題を解決することができ、ヒステレシスロス(正接損失
係数)が大きく、耐摩耗性に優れ、タイヤのトレッドに
使用した場合に走行中の路面の把握力(グリップ性)に
優れるブロック共重合体及びその効率的な製造方法、並
びに、該ブロック共重合体を用い、レース用タイヤ等の
トレッドゴム等として特に好適なゴム組成物を提供する
ことができる。
According to the present invention, the above-mentioned problems in the prior art can be solved, the hysteresis loss (tangent loss coefficient) is large, the abrasion resistance is excellent, and the road surface during running when used for a tire tread is used. To provide a block copolymer having excellent gripping power (gripability) and an efficient production method thereof, and to provide a rubber composition which is particularly suitable as a tread rubber for racing tires and the like using the block copolymer. Can be.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジエン系ポリマーと、該ジエン系ポリマ
ーに対して相溶不能なポリマーとをブロック単位として
有することを特徴とするブロック共重合体。
1. A block copolymer comprising, as a block unit, a diene-based polymer and a polymer incompatible with the diene-based polymer.
【請求項2】 ミクロ相分離構造を有する請求項1に記
載のブロック共重合体。
2. The block copolymer according to claim 1, which has a microphase-separated structure.
【請求項3】 ジエン系ポリマーに対して相溶不能なポ
リマーを50重量%以下有する請求項1又は2に記載の
ブロック共重合体。
3. The block copolymer according to claim 1, which has 50% by weight or less of a polymer incompatible with the diene-based polymer.
【請求項4】 ジエン系ポリマーに対して相溶不能なポ
リマーが、シロキサン系ポリマーである請求項1から3
のいずれかに記載のブロック共重合体。
4. The polymer according to claim 1, wherein the polymer incompatible with the diene polymer is a siloxane polymer.
The block copolymer according to any one of the above.
【請求項5】 シロキサン系ポリマーがポリジメチルシ
ロキサンである請求項4に記載のブロック共重合体。
5. The block copolymer according to claim 4, wherein the siloxane-based polymer is polydimethylsiloxane.
【請求項6】 末端がSi−OH構造以外の構造である
請求項1から5のいずれかに記載のブロック共重合体。
6. The block copolymer according to claim 1, wherein the terminal has a structure other than the Si—OH structure.
【請求項7】 請求項1から6のいずれかに記載のブロ
ック共重合体の製造方法であって、ジエン系モノマーと
芳香族ビニルモノマーとを炭化水素溶媒中でアルカリ金
属系重合開始剤を用いて重合して重合体を得た後、該重
合体の活性末端にオキソラニルアルカン誘導体オリゴマ
ー(OOPS)の存在下でシロキサン系モノマーを反応
させて結合させることを特徴とするブロック共重合体の
製造方法。
7. The method for producing a block copolymer according to claim 1, wherein a diene monomer and an aromatic vinyl monomer are used in a hydrocarbon solvent using an alkali metal polymerization initiator. And obtaining a polymer by polymerization with a siloxane monomer in the presence of an oxolanyl alkane derivative oligomer (OOPS) at the active terminal of the polymer, thereby binding the siloxane monomer. Production method.
【請求項8】 重合体の活性末端にシロキサン系モノマ
ーを結合させる反応を、トリアルキルシリルハライドを
用いて停止させる請求項7に記載のブロック共重合体の
製造方法。
8. The method for producing a block copolymer according to claim 7, wherein the reaction of binding the siloxane monomer to the active terminal of the polymer is stopped by using a trialkylsilyl halide.
【請求項9】 請求項1から6のいずれかに記載のブロ
ック共重合体を含有することを特徴とするゴム組成物。
9. A rubber composition comprising the block copolymer according to claim 1.
【請求項10】 ブロック共重合体を10重量%以上含
有する請求項9に記載のゴム組成物。
10. The rubber composition according to claim 9, comprising at least 10% by weight of the block copolymer.
【請求項11】 ブロック共重合体におけるジエン系ポ
リマーが、マトリックスポリマーに対し相溶可能である
請求項9又は10に記載のゴム組成物。
11. The rubber composition according to claim 9, wherein the diene-based polymer in the block copolymer is compatible with the matrix polymer.
【請求項12】 競技用タイヤに用いられる請求項9か
ら11のいずれかに記載のゴム組成物。
12. The rubber composition according to claim 9, which is used for a racing tire.
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