JP2007217518A - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same - Google Patents

Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same Download PDF

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純子 倉角
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a tire tread improving abrasion resistance and crack growth resistance without deteriorating both wet properties (frictional resistance on wet road surfaces) and low heat-buildup properties and to provide a pneumatic tire using the rubber composition in the tread. <P>SOLUTION: The rubber composition for the tire tread comprises 20-100 pts.mass of a reinforcing filler based on 100 pts.mass of a rubber component composed of 20-80 pts.mass of a solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber having a micro-structure satisfying the following numerical formulas (1) to (4): (1) Vi≥ST, (2) Vi+2ST≥80, (3) Vi≤70, and (4) ST≤50 äwherein, ST represents the bonded styrene content (mass%) in the copolymer rubber; and Vi represents the 1,2 bond content (%) in the bonded butadiene} and 20-80 pts.mass of a polybutadiene rubber having a micro-structure represented by the following numerical formula (5): (5) Vi≤0.25×(cis-97) äwherein, Vi represents the 1,2 bond content (%) in the bonded butadiene; and cis represents the cis-1,4 bond content (%)} and ≥92% cis-1,4 bond content. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、転がり抵抗性の低減、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition for a tire tread having reduced rolling resistance, improved wear resistance and crack growth resistance, and a pneumatic tire using the same.

近年、省エネルギーの社会的な要請及び環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求はより過酷なものとなりつつある。このような要求に対応するため、タイヤの転がり抵抗の低減及び耐久性の向上が求められてきている。
しかし、このタイヤの転がり抵抗の低減(以下、低発熱性の向上という)と湿潤路面での摩擦抵抗性(以下、ウエット性という)とは二律背反の関係にあり、ウエット性を低下させないで、低発熱性を向上することは困難であった。
また、耐久性を向上するためには、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良する必要があるが、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良すると、ウエット性と低発熱性のいずれかが低下するという問題もあった。
上述の問題を解決するため特許文献1は、特定のシス−1,4結合含量、1,2結合含有量等のミクロ構造と、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)とを有するポリブタジエンゴムをタイヤに用いること提案している。
しかしながら、ポリブタジエンゴムと特定のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとのブレンドを考慮していないため、ウエット性を低下せずに耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良することは困難であった。
そこで、ウエット性及び低発熱性の双方を低下することなく、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良するタイヤトレッド用ゴム組成物が要望されている。
In recent years, demands for reducing the fuel consumption of automobiles are becoming more severe in connection with the movement of global carbon dioxide emission regulations due to the social demand for energy saving and the increasing interest in environmental problems. In order to meet such demands, there has been a demand for reduction in rolling resistance and improvement in durability of tires.
However, the reduction in rolling resistance of the tire (hereinafter referred to as improvement in low heat generation) and the friction resistance on the wet road surface (hereinafter referred to as wet performance) are in a trade-off relationship, and the wet resistance is reduced without lowering the wet performance. It was difficult to improve the exothermic property.
In addition, in order to improve durability, it is necessary to improve wear resistance and crack growth resistance. However, if wear resistance and crack growth resistance are improved, either wet or low heat build-up will decrease. There was also a problem of doing.
In order to solve the above-described problem, Patent Document 1 discloses a microstructure such as a specific cis-1,4 bond content and 1,2 bond content, and a ratio between a weight average molecular weight (Mw) and a number average molecular weight (Mn). It is proposed to use a polybutadiene rubber having (Mw / Mn) for the tire.
However, since a blend of a polybutadiene rubber and a specific styrene-butadiene copolymer rubber is not taken into consideration, it is difficult to improve the wear resistance and crack growth resistance without reducing the wet property.
Thus, there is a demand for a rubber composition for a tire tread that improves wear resistance and crack growth resistance without reducing both wettability and low heat build-up.

特開2005−15590号公報JP 2005-15590 A

本発明は、このような状況下で、ウエット性及び低発熱性の双方を低下することなく、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良し得るタイヤトレッド用ゴム組成物及び該ゴム組成物をトレッドに用いてなる空気入りタイヤを提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides a rubber composition for tire tread that can improve wear resistance and crack growth resistance without reducing both wettability and low heat build-up, and tread for the rubber composition. It aims at providing the pneumatic tire used for.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定のミクロ構造を有するポリブタジエンゴムと特定の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムとのブレンド物をゴム成分とすることにより本発明の目的を達成することを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
1.以下の数式(1)〜(4)を満足するミクロ構造を有する溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム20〜80質量部と、
(1)Vi≧ST
(2)Vi+2ST≧80
(3)Vi≦70
(4)ST≦50
(式中、STは、共重合体ゴム中の結合スチレン量(質量%)、Viは結合ブタジエン中の1,2結合含有量(%)を表す)
以下の数式(5)で表されるミクロ構造を有する、シス−1,4結合含有量92%以上のポリブタジエンゴム20〜80質量部とからなるゴム成分100質量部に対して、補強性充填材20〜100質量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
(5)Vi≦0.25×(cis−97)
(式中、Viは1,2結合含有量(%)、cisはシス−1,4結合含有量(%)を表す)
2.ランタン系列希土類元素含有化合物を含む触媒を用い、有機溶媒中で重合して得られるポリブタジエンゴムであって、かつそのミクロ構造が以下の数式(6)を満足するポリブタジエンゴムを含有する上記1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
(6)cis≧98.00(%)
(式中、cisはシス−1,4結合含有量(%)を表す)
3.更に、ポリブタジエンゴムが以下の数式(7)を満足する上記2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
(7)Vi≦0.35
(式中、Viは1,2結合含有量(%)を表す)
4.ポリブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.6〜3.5である上記1〜3のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
5.ポリブタジエンゴムの数平均分子量(Mn)が100,000〜500,000である上記1〜4のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
6.ランタン系列希土類元素含有化合物がネオジムの炭化水素溶媒に可溶な塩である上記1〜5のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
7.補強性充填材がカーボンブラック及び/又はシリカである上記1〜6のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
8.上記1〜7のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに配設してなる空気入りタイヤ。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made a blend of a polybutadiene rubber having a specific microstructure and a specific solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber as a rubber component. The inventors have found that the object of the present invention can be achieved. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the gist of the present invention is as follows.
1. 20 to 80 parts by mass of a solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber having a microstructure that satisfies the following mathematical formulas (1) to (4);
(1) Vi ≧ ST
(2) Vi + 2ST ≧ 80
(3) Vi ≦ 70
(4) ST ≦ 50
(In the formula, ST represents the amount of bound styrene (% by mass) in the copolymer rubber, and Vi represents the content of 1,2 bonds in the bound butadiene (%)).
Reinforcing filler with respect to 100 parts by mass of a rubber component having 20 to 80 parts by mass of polybutadiene rubber having a microstructure represented by the following formula (5) and having a cis-1,4 bond content of 92% or more A rubber composition for a tire tread containing 20 to 100 parts by mass.
(5) Vi ≦ 0.25 × (cis-97)
(In the formula, Vi represents 1,2 bond content (%), and cis represents cis-1,4 bond content (%)).
2. 2. The polybutadiene rubber obtained by polymerization in an organic solvent using a catalyst containing a lanthanum series rare earth element-containing compound, and the polybutadiene rubber having a microstructure satisfying the following formula (6): Rubber composition for tire treads.
(6) cis ≧ 98.00 (%)
(Wherein cis represents cis-1,4 bond content (%))
3. Furthermore, the rubber composition for tire treads of said 2 whose polybutadiene rubber satisfies the following Numerical formula (7).
(7) Vi ≦ 0.35
(In the formula, Vi represents 1,2 bond content (%))
4). The rubber composition for a tire tread according to any one of the above 1 to 3, wherein the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene rubber is 1.6 to 3.5. .
5). 5. The rubber composition for tire treads according to any one of 1 to 4 above, wherein the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene rubber is 100,000 to 500,000.
6). 6. The rubber composition for a tire tread according to any one of 1 to 5 above, wherein the lanthanum series rare earth element-containing compound is a salt soluble in a neodymium hydrocarbon solvent.
7). 7. The tire tread rubber composition according to any one of 1 to 6 above, wherein the reinforcing filler is carbon black and / or silica.
8). A pneumatic tire obtained by disposing the rubber composition according to any one of 1 to 7 on a tread.

本発明によれば、ウエット性及び低発熱性の双方を低下することなく、耐摩耗性及び耐亀裂成長性を改良し得るタイヤトレッド用ゴム組成物及び該ゴム組成物をトレッドに用いてなる空気入りタイヤを提供することができる。   According to the present invention, a tire tread rubber composition that can improve wear resistance and crack growth resistance without reducing both wettability and low heat build-up, and air formed by using the rubber composition in a tread. An inset tire can be provided.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられる溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、上記数式(1)〜(4)を同時に満足するものである。結合スチレン量(質量%)と結合ブタジエン中の1,2結合含有量(%)がこの範囲にあれば、耐摩耗性とウエット性を同時に改良し得る。
上記数式(1)〜(4)を同時に満足する溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムとしては、例えば、商品名SL552(ST=24、Vi=37)、JSR(株)製)、商品名SL574(ST=15、Vi=56、JSR(株)製)が挙げられる。
The solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber used in the rubber composition for a tire tread of the present invention satisfies the above mathematical expressions (1) to (4) at the same time. When the bound styrene content (% by mass) and the 1,2 bond content (%) in the bound butadiene are within this range, the wear resistance and wettability can be improved at the same time.
Examples of the solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber that simultaneously satisfies the above formulas (1) to (4) include trade name SL552 (ST = 24, Vi = 37), manufactured by JSR Corporation), trade name SL574. (ST = 15, Vi = 56, manufactured by JSR Corporation).

また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられるポリブタジエンゴムは、上記数式(5)を満足するものである。1,2結合含有量(%)がこの範囲にあれば、耐亀裂成長性と低発熱性を同時に改良し得る。
このポリブタジエンゴムは、更に上記数式(6)を満足することが好ましい。これにより、高い伸長結晶性を得て、耐亀裂成長性を発現し得る。
そして、上述の数式(5)〜(6)に加えて、上記数式(7)をも満足すると、耐亀裂成長性向上の観点から更に好ましい。
Moreover, the polybutadiene rubber used for the rubber composition for tire treads of this invention satisfies the said Numerical formula (5). If the 1,2 bond content (%) is in this range, the crack growth resistance and the low heat build-up can be improved at the same time.
The polybutadiene rubber preferably further satisfies the above formula (6). Thereby, high elongation crystallinity can be obtained and crack growth resistance can be expressed.
In addition to the above mathematical formulas (5) to (6), it is more preferable to satisfy the above mathematical formula (7) from the viewpoint of improving crack growth resistance.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられる上述のポリブタジエンゴムは、好ましくは、ランタン系列希土類元素含有化合物を含む触媒を用い、有機溶媒中で1,3−ブタジエンを重合して得られるものである。   The above-mentioned polybutadiene rubber used in the tire tread rubber composition of the present invention is preferably obtained by polymerizing 1,3-butadiene in an organic solvent using a catalyst containing a lanthanum series rare earth element-containing compound. is there.

次に、本発明において好適なランタン系列希土類元素含有化合物を含む触媒系について説明する。
触媒系としては、
(A)成分:周期律表の原子番号57〜71の希土類元素含有化合物、又はこれらの化合物とルイス塩基との反応物、
(B)成分:下記一般式(I):
AlR123 ・・・ (I)
(式中、R1及びR2は同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよい)で表される有機アルミニウム化合物、並びに
(C)成分:ルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物、及び活性ハロゲンを含む有機化合物の少なくとも一種からなる触媒系により共役ジエン系化合物を重合するのが好ましい。
Next, a catalyst system containing a lanthanum series rare earth element-containing compound suitable for the present invention will be described.
As a catalyst system,
(A) component: a rare earth element-containing compound having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table, or a reaction product of these compounds with a Lewis base,
(B) component: The following general formula (I):
AlR 1 R 2 R 3 (I)
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom, and R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, provided that R 3 represents the above R 1 or an organic aluminum compound represented by R 2 and may be the same or different), and component (C): a Lewis acid, at least an organic compound containing a complex compound with the metal halide and Lewis base, and an active halogen It is preferable to polymerize the conjugated diene compound with a single catalyst system.

また、本発明において、ポリブタジエンゴムの重合に用いる触媒系には、上記(A)〜(C)成分の他に、更に(D)成分として、有機アルミニウムオキシ化合物、所謂アルミノキサンを添加するのが好ましい。ここで、前記触媒系は、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び共役ジエン単量体の存在下で予備調製されてなるのが、更に好ましい。   In the present invention, it is preferable to add an organoaluminum oxy compound, so-called aluminoxane, as the component (D) in addition to the components (A) to (C) to the catalyst system used for the polymerization of the polybutadiene rubber. . Here, it is more preferable that the catalyst system is preliminarily prepared in the presence of the component (A), the component (B), the component (C), the component (D) and the conjugated diene monomer.

本発明において、ポリブタジエンゴムの重合に用いる触媒系の(A)成分は、周期律表の原子番号57〜71の希土類元素を含有する化合物、又はこれらの化合物とルイス塩基との反応物である。ここで、原子番号57〜71の希土類元素の中でも、ネオジム、プラセオジウム、セリウム、ランタン、ガドリニウム等、又はこれらの混合物が好ましく、ネオジムが特に好ましい。   In the present invention, the component (A) of the catalyst system used for the polymerization of the polybutadiene rubber is a compound containing a rare earth element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table, or a reaction product of these compounds with a Lewis base. Here, among the rare earth elements having atomic numbers 57 to 71, neodymium, praseodymium, cerium, lanthanum, gadolinium, or the like, or a mixture thereof is preferable, and neodymium is particularly preferable.

上記希土類元素含有化合物としては、炭化水素溶媒に可溶な塩が好ましく、具体的には、上記希土類元素のカルボン酸塩、アルコキサイド、β−ジケトン錯体、リン酸塩及び亜リン酸塩が挙げられ、これらの中でも、カルボン酸塩及びリン酸塩が好ましく、カルボン酸塩が特に好ましい。
ここで、炭化水素溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭素数4〜10の飽和脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の炭素数5〜20の飽和脂環式炭化水素、1−ブテン、2−ブテン等のモノオレフィン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。
The rare earth element-containing compound is preferably a salt soluble in a hydrocarbon solvent, and specifically includes the rare earth element carboxylates, alkoxides, β-diketone complexes, phosphates and phosphites. Of these, carboxylates and phosphates are preferable, and carboxylates are particularly preferable.
Here, examples of the hydrocarbon solvent include saturated aliphatic hydrocarbons having 4 to 10 carbon atoms such as butane, pentane, hexane and heptane, saturated alicyclic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as cyclopentane and cyclohexane, -Monoolefins such as butene, 2-butene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chlorotoluene, etc. A halogenated hydrocarbon is mentioned.

上記希土類元素のカルボン酸塩としては、下記一般式(II):
(R4−CO23M ・・・ (II)
(式中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基で、Mは周期律表の原子番号57〜71の希土類元素である)で表される化合物が挙げられる。ここで、R4は、飽和又は不飽和でもよく、アルキル基及びアルケニル基が好ましく、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。また、カルボキシル基は、1級、2級又は3級の炭素原子に結合している。該カルボン酸塩として、具体的には、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ネオデカン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸[シェル化学(株)製の商品名であって、カルボキシル基が3級炭素原子に結合しているカルボン酸]等の塩が挙げられ、これらの中でも、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、ナフテン酸、バーサチック酸の塩が好ましい。
As the rare earth element carboxylate, the following general formula (II):
(R 4 -CO 2 ) 3 M (II)
(Wherein, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M is a rare earth element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table). Here, R 4 may be saturated or unsaturated, is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and may be linear, branched or cyclic. The carboxyl group is bonded to a primary, secondary or tertiary carbon atom. Specific examples of the carboxylate include octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, neodecanoic acid, stearic acid, benzoic acid, naphthenic acid, versatic acid [trade names of Shell Chemical Co., Ltd. , A carboxylic acid in which a carboxyl group is bonded to a tertiary carbon atom] and the like. Among these, salts of 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, naphthenic acid, and versatic acid are preferable.

上記希土類元素のアルコキサイドとしては、下記一般式(III):
(R5O)3M ・・・ (III)
(式中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基で、Mは周期律表の原子番号57〜71の希土類元素である)で表される化合物が挙げられる。R5Oで表されるアルコキシ基としては、2−エチル−ヘキシルオキシ基、オレイルオキシ基、ステアリルオキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、2−エチル−ヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基が好ましい。
Examples of the rare earth element alkoxide include the following general formula (III):
(R 5 O) 3 M (III)
(Wherein, R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M is a rare earth element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table). Examples of the alkoxy group represented by R 5 O include 2-ethyl-hexyloxy group, oleyloxy group, stearyloxy group, phenoxy group, benzyloxy group and the like. Among these, 2-ethyl-hexyloxy group and benzyloxy group are preferable.

上記希土類元素のβ−ジケトン錯体としては、上記希土類元素のアセチルアセトン錯体、ベンゾイルアセトン錯体、プロピオニトリルアセトン錯体、バレリルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体等が挙げられる。これらの中でも、アセチルアセトン錯体、エチルアセチルアセトン錯体が好ましい。   Examples of the rare earth element β-diketone complex include the rare earth element acetylacetone complex, benzoylacetone complex, propionitrileacetone complex, valerylacetone complex, and ethylacetylacetone complex. Among these, an acetylacetone complex and an ethylacetylacetone complex are preferable.

上記希土類元素のリン酸塩及び亜リン酸塩としては、上記希土類元素と、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、リン酸ビス(p−ノニルフェニル)、リン酸ビス(ポリエチレングリコール−p−ノニルフェニル)、リン酸(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)、リン酸(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−p−ノニルフェニル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、ビス(1−メチルヘプチル)ホスフィン酸、ビス(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸、(1−メチルヘプチル)(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸、(2−エチルヘキシル)(p−ノニルフェニル)ホスフィン酸等との塩が挙げられ、これらの中でも、上記希土類元素と、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(1−メチルヘプチル)、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフィン酸との塩が好ましい。   Examples of the rare earth element phosphate and phosphite include the rare earth element, bis (2-ethylhexyl) phosphate, bis (1-methylheptyl phosphate), bis (p-nonylphenyl) phosphate, phosphorus Acid bis (polyethylene glycol-p-nonylphenyl), phosphoric acid (1-methylheptyl) (2-ethylhexyl), phosphoric acid (2-ethylhexyl) (p-nonylphenyl), 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonic acid mono-p-nonylphenyl, bis (2-ethylhexyl) phosphinic acid, bis (1-methylheptyl) phosphinic acid, bis (p-nonylphenyl) phosphinic acid, (1-methylheptyl) (2 -Ethylhexyl) phosphinic acid, (2-ethylhexyl) (p-nonylphenyl) phosphine Among these, the rare earth elements, bis (2-ethylhexyl) phosphate, bis (1-methylheptyl) phosphate, mono-2-ethylhexyl 2-ethylhexylphosphonate, bis A salt with (2-ethylhexyl) phosphinic acid is preferred.

上記希土類元素含有化合物の中でも、ネオジムのリン酸塩、及びネオジムのカルボン酸塩が更に好ましく、特にネオジムの2−エチルヘキサン酸塩、ネオジムのネオデカン酸塩、ネオジムのバーサチック酸塩等のネオジムの分岐カルボン酸塩が最も好ましい。   Among the rare earth element-containing compounds, neodymium phosphate and neodymium carboxylate are more preferable, and in particular, neodymium branching such as neodymium 2-ethylhexanoate, neodymium neodecanoate, neodymium versatate, etc. Carboxylate is most preferred.

また、(A)成分は、上記希土類元素含有化合物とルイス塩基との反応物でもよい。該反応物は、ルイス塩基によって、希土類元素含有化合物の溶剤への溶解性が向上しており、また、長期間安定に貯蔵することができる。上記希土類元素含有化合物を溶剤に容易に可溶化させるため、また、長期間安定に貯蔵するために用いられるルイス塩基は、希土類元素1モル当り0〜30モル、好ましくは1〜10モルの割合で、両者の混合物として、又は予め両者を反応させた生成物として用いられる。ここで、ルイス塩基としては、アセチルアセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリエチルアミン、有機リン化合物、1価又は2価のアルコールが挙げられる。   The component (A) may be a reaction product of the rare earth element-containing compound and a Lewis base. The reaction product has improved solubility of the rare earth element-containing compound in the solvent due to the Lewis base, and can be stably stored for a long period of time. In order to easily solubilize the rare earth element-containing compound in a solvent and to store stably for a long period of time, the Lewis base is used in a proportion of 0 to 30 mol, preferably 1 to 10 mol, per mol of rare earth element. Or as a mixture of the two or as a product obtained by reacting both in advance. Here, examples of the Lewis base include acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N, N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, an organic phosphorus compound, and a monovalent or divalent alcohol.

以上に述べた(A)成分としての希土類元素含有化合物又はこれらの化合物とルイス塩基との反応物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。   The rare earth element-containing compound as the component (A) described above or a reaction product of these compounds and a Lewis base can be used singly or in combination of two or more.

本発明において、ポリブタジエンゴムの重合に用いる触媒系の(B)成分である上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−t−ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ−n−プロピルアルミニウム、水素化ジ−n−ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n−プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。以上に述べた(B)成分としての有機アルミニウム化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。   In the present invention, the organoaluminum compound represented by the above general formula (I) which is the component (B) of the catalyst system used for the polymerization of polybutadiene rubber includes trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropyl. Aluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tripentylaluminum, trihexylaluminum, tricyclohexylaluminum, trioctylaluminum; diethylaluminum hydride, di-n-propylaluminum hydride, Di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, dihexylaluminum hydride, diisohexylaluminum hydride, dioctylaluminum hydride, hydrogen Diisooctyl aluminum, ethyl aluminum dihydride, n- propyl aluminum dihydride, include isobutyl aluminum dihydride and the like, among these, triethylaluminum, triisobutylaluminum, hydrogenated diethylaluminum, hydrogenated diisobutylaluminum are preferred. The organoaluminum compound as component (B) described above can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、ポリブタジエンゴムの重合に用いる触媒系の(C)成分は、ルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物、及び活性ハロゲンを含む有機化合物からなる群から選択される少なくとも一種のハロゲン化合物である。   In the present invention, the component (C) of the catalyst system used for the polymerization of the polybutadiene rubber is at least one selected from the group consisting of Lewis acids, complex compounds of metal halides and Lewis bases, and organic compounds containing active halogens. Halogen compound.

上記ルイス酸は、ルイス酸性を有し、炭化水素に可溶である。具体的には、二臭化メチルアルミニウム、二塩化メチルアルミニウム、二臭化エチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、二臭化ブチルアルミニウム、二塩化ブチルアルミニウム、臭化ジメチルアルミニウム、塩化ジメチルアルミニウム、臭化ジエチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、臭化ジブチルアルミニウム、塩化ジブチルアルミニウム、セスキ臭化メチルアルミニウム、セスキ塩化メチルアルミニウム、セスキ臭化エチルアルミニウム、セスキ塩化エチルアルミニウム、二塩化ジブチルスズ、三臭化アルミニウム、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三塩化リン、五塩化リン、四塩化スズ、四塩化ケイ素等が例示できる。これらの中でも、塩化ジエチルアルミニウム、セスキ塩化エチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、臭化ジエチルアルミニウム、セスキ臭化エチルアルミニウム、及び二臭化エチルアルミニウムが好ましい。
また、トリエチルアルミニウムと臭素の反応生成物のようなアルキルアルミニウムとハロゲンの反応生成物を用いることもできる。
The Lewis acid has Lewis acidity and is soluble in hydrocarbons. Specifically, methyl aluminum dibromide, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, ethyl aluminum dichloride, butyl aluminum dibromide, butyl aluminum dichloride, dimethyl aluminum bromide, dimethyl aluminum chloride, diethyl bromide Aluminum, diethylaluminum chloride, dibutylaluminum bromide, dibutylaluminum chloride, methylaluminum sesquibromide, methylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquibromide, ethylaluminum sesquichloride, dibutyltin dichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, Examples include antimony pentachloride, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, tin tetrachloride, and silicon tetrachloride. Among these, diethylaluminum chloride, sesquiethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, diethylaluminum bromide, ethylaluminum sesquibromide, and ethylaluminum dibromide are preferable.
Alternatively, a reaction product of an alkylaluminum and a halogen such as a reaction product of triethylaluminum and bromine can be used.

上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成する金属ハロゲン化物としては、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、ヨウ化金、臭化金等が挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が特に好ましい。   The metal halide constituting the complex compound of the above metal halide and Lewis base includes beryllium chloride, beryllium bromide, beryllium iodide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, iodine. Calcium chloride, barium chloride, barium bromide, barium iodide, zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, cadmium chloride, cadmium bromide, cadmium iodide, mercury chloride, mercury bromide, mercury iodide, manganese chloride, Manganese bromide, manganese iodide, rhenium chloride, rhenium bromide, rhenium iodide, copper chloride, copper iodide, silver chloride, silver bromide, silver iodide, gold chloride, gold iodide, gold bromide, etc. Of these, magnesium chloride, calcium chloride, barium chloride, manganese chloride, zinc chloride, and copper chloride are preferred. , Magnesium chloride, manganese chloride, zinc chloride, copper chloride being particularly preferred.

また、上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成するルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等が好ましい。具体的には、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニトリルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2−エチル−ヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2−エチル−ヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられ、これらの中でも、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2−エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2−エチルヘキシルアルコール、1−デカノール、ラウリルアルコールが好ましい。   Moreover, as a Lewis base which comprises the complex compound of the said metal halide and a Lewis base, a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, alcohol, etc. are preferable. Specifically, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, diethylphosphinoethane, diphenylphosphinoethane, acetylacetone, benzoylacetone , Propionitrile acetone, valeryl acetone, ethyl acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, phenyl acetoacetate, dimethyl malonate, diethyl malonate, diphenyl malonate, acetic acid, octanoic acid, 2-ethyl-hexanoic acid, olein Acid, stearic acid, benzoic acid, naphthenic acid, versatic acid, triethylamine, N, N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diphenyl ether, 2-ethyl-hexyl alcohol Examples include oleyl alcohol, stearyl alcohol, phenol, benzyl alcohol, 1-decanol, and lauryl alcohol. Among these, tri-2-ethylhexyl phosphate, tricresyl phosphate, acetylacetone, 2-ethylhexanoic acid, versatic acid, 2 -Ethylhexyl alcohol, 1-decanol and lauryl alcohol are preferred.

上記ルイス塩基は、上記金属ハロゲン化物1モル当り、通常0.01〜30モル、好ましくは0.5〜10モルの割合で反応させる。このルイス塩基との反応物を使用すると、ポリマー中に残存する金属を低減することができる。
上記活性ハロゲンを含む有機化合物としては、ベンジルクロライド等が挙げられる
The Lewis base is usually reacted at a ratio of 0.01 to 30 mol, preferably 0.5 to 10 mol, per mol of the metal halide. When the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.
Examples of the organic compound containing the active halogen include benzyl chloride.

また、(D)成分であるアルミノキサンとしては、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、プロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、クロロアルミノキサン等が挙げられる。(D)成分としてアルミノキサンを加えることで、分子量分布がシャープになり、触媒としての活性も向上する。   Examples of the aluminoxane as component (D) include methylaluminoxane, ethylaluminoxane, propylaluminoxane, butylaluminoxane, chloroaluminoxane, and the like. By adding aluminoxane as the component (D), the molecular weight distribution becomes sharp and the activity as a catalyst is improved.

本発明で使用する触媒系の各成分の量又は組成比は、その目的又は必要性に応じて適宜選択される。このうち、(A)成分は、共役ジエン系化合物 100gに対し、0.00001〜1.0ミリモル用いるのが好ましく、0.0001〜0.5ミリモル用いるのが更に好ましい。(A)成分の使用量を上記範囲内にすることによって優れた重合活性が得られ、脱灰工程の必要性がなくなる。
また、(A)成分と(B)成分の割合は、モル比で、(A)成分:(B)成分が通常1:1〜1:700、好ましくは1:3〜1:500である。
更に、(A)成分と(C)成分中のハロゲンの割合は、モル比で、通常1:0.1〜1:30、好ましくは1:0.2〜1:15、更に好ましくは1:2.0〜1:5.0である。
また、(D)成分中のアルミニウムと(A)成分との割合は、モル比で、通常1:1〜700:1、好ましくは3:1〜500:1である。これらの触媒量又は構成成分比の範囲内にすることで、高活性な触媒として作用し、また、触媒残渣を除去する工程の必要性がなくなるため好ましい。
また、上記の(A)〜(C)成分以外に、重合体の分子量を調節する目的で、水素ガスを共存させて重合反応を行ってもよい。
The amount or composition ratio of each component of the catalyst system used in the present invention is appropriately selected according to its purpose or necessity. Of these, the component (A) is preferably used in an amount of 0.00001 to 1.0 mmol, more preferably 0.0001 to 0.5 mmol, per 100 g of the conjugated diene compound. When the amount of component (A) used is within the above range, excellent polymerization activity can be obtained, and the need for a deashing step is eliminated.
Moreover, the ratio of (A) component and (B) component is molar ratio, and (A) component: (B) component is usually 1: 1-1: 700, Preferably it is 1: 3-1: 500.
Furthermore, the ratio of the halogen in the component (A) and the component (C) is, as a molar ratio, usually 1: 0.1 to 1:30, preferably 1: 0.2 to 1:15, more preferably 1: 2.0 to 1: 5.0.
Moreover, the ratio of the aluminum and (A) component in (D) component is molar ratio, and is 1: 1-700: 1 normally, Preferably it is 3: 1-500: 1. By making the amount of these catalysts within the range of the component ratio, it is preferable because it acts as a highly active catalyst and there is no need for a step of removing the catalyst residue.
In addition to the above components (A) to (C), the polymerization reaction may be carried out in the presence of hydrogen gas for the purpose of adjusting the molecular weight of the polymer.

触媒成分として、上記の(A)成分、(B)成分、(C)成分以外に、必要に応じて、1,3−ブタジエン等の共役ジエン化合物を少量、具体的には、(A)成分の化合物1モル当り0〜1000モルの割合で用いてもよい。触媒成分としての1,3−ブタジエン等の共役ジエン化合物体は必須ではないが、これを併用すると、触媒活性が一段と向上する利点がある。   As a catalyst component, in addition to the above components (A), (B), and (C), a small amount of a conjugated diene compound such as 1,3-butadiene, if necessary, specifically, component (A) You may use it in the ratio of 0-1000 mol per 1 mol of compounds. A conjugated diene compound such as 1,3-butadiene as a catalyst component is not essential, but when used together, there is an advantage that the catalytic activity is further improved.

上記触媒の製造は、例えば、溶媒に(A)成分〜(C)成分を溶解させ、さらに必要に応じて、1,3−ブタジエン等の共役ジエン系化合物を反応させる。
その際、各成分の添加順序は、特に限定されず、更に(D)成分としてアルミノキサンを添加してもよい。重合活性の向上、重合開始誘導期間の短縮の観点からは、これら各成分を、予め混合して、反応させ、熟成させることが好ましい。ここで、熟成温度は、0〜100℃程度であり、20〜80℃が好ましい。0℃未満では、充分に熟成が行われにくく、100℃を超えると、触媒活性の低下や、分子量分布の広がりが起こる場合がある。
また、熟成時間は、特に制限なく、重合反応槽に添加する前にライン中で接触させることでも熟成でき、通常は、0.5分以上あれば充分であり、数日間は安定である。
In the production of the catalyst, for example, the components (A) to (C) are dissolved in a solvent, and a conjugated diene compound such as 1,3-butadiene is reacted as necessary.
In that case, the addition order of each component is not specifically limited, Furthermore, you may add an aluminoxane as (D) component. From the viewpoint of improving the polymerization activity and shortening the polymerization initiation induction period, it is preferable that these components are mixed in advance, reacted and aged. Here, the aging temperature is about 0 to 100 ° C, preferably 20 to 80 ° C. When the temperature is less than 0 ° C., the aging is not sufficiently performed, and when the temperature exceeds 100 ° C., the catalytic activity may be reduced or the molecular weight distribution may be broadened.
The aging time is not particularly limited, and can be ripened by contacting in the line before adding to the polymerization reaction tank. Usually, 0.5 minutes or more is sufficient, and stable for several days.

上記ポリブタジエンゴムの製造においては、前記ランタン系列希土類元素含有化合物を含む触媒系を用いて有機溶媒中で、1,3−ブタジエンの溶液重合を行なう場合の重合溶媒としては、不活性の有機溶媒を用いる。不活性の有機溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭素数4〜10の飽和脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の炭素数5〜20の飽和脂環式炭化水素、1−ブテン、2−ブテン等のモノオレフィン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜6の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素が特に好ましい。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   In the production of the polybutadiene rubber, an inert organic solvent is used as a polymerization solvent when solution polymerization of 1,3-butadiene is performed in an organic solvent using a catalyst system containing the lanthanum series rare earth element-containing compound. Use. Examples of the inert organic solvent include saturated aliphatic hydrocarbons having 4 to 10 carbon atoms such as butane, pentane, hexane and heptane, saturated alicyclic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as cyclopentane and cyclohexane, 1- Monoolefins such as butene and 2-butene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chloro And halogenated hydrocarbons such as toluene. Among these, C5-C6 aliphatic hydrocarbon and alicyclic hydrocarbon are particularly preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

この重合に用いられる1,3−ブタジエンの溶媒中の単量体濃度は、好ましくは5〜50質量%、より好ましくは10〜30質量%である。   The monomer concentration in the solvent of 1,3-butadiene used for this polymerization is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass.

また、上記ポリブタジエンゴムは25℃以下の重合温度で行うことが肝要であり、10〜−78℃で行うのが好ましい。重合温度が25℃を超えると、重合反応を充分に制御することができにくく、生成したブタジエン系重合体のシス−1,4結合含量が低下し、1,2結合含有量が上昇する恐れがある。また、重合温度が−78℃未満では、溶媒の凝固点を下まわってしまうため、重合を行うことができない場合がある。   Further, it is important that the polybutadiene rubber is carried out at a polymerization temperature of 25 ° C. or less, and it is preferably carried out at 10 to −78 ° C. When the polymerization temperature exceeds 25 ° C., it is difficult to sufficiently control the polymerization reaction, and the cis-1,4 bond content of the produced butadiene polymer may decrease, and the 1,2 bond content may increase. is there. On the other hand, when the polymerization temperature is lower than -78 ° C, the freezing point of the solvent falls below, so that the polymerization may not be performed.

上記ポリブタジエンゴムの製造は、回分式及び連続式のいずれで行ってもよい。また、上記ポリブタジエンゴムの製造において、上記希土類元素化合物系触媒及び重合体を失活させないために、重合の反応系内に酸素、水、炭酸ガス等の失活作用のある化合物の混入を極力なくすような配慮が必要である。   The production of the polybutadiene rubber may be carried out either batchwise or continuously. In addition, in the production of the polybutadiene rubber, in order not to deactivate the rare earth element compound-based catalyst and the polymer, mixing of a deactivating compound such as oxygen, water and carbon dioxide gas is minimized in the polymerization reaction system. Such consideration is necessary.

本発明においては、このようにして得られたポリブタジエンの活性末端を変性剤により変性することが好ましい。変性にあたっては、変性剤を、この活性末端に対して、好ましくは化学量論的量又はそれより過剰に加え、ポリブタジエンに結合している活性末端と反応させる。これにより、変性ポリブタジエンゴムが得られる。
上記の変性剤として、例えば、下記一般式(IV):
In the present invention, it is preferable to modify the active terminal of the polybutadiene thus obtained with a modifier. In the modification, a modifier is added to the active terminal, preferably in a stoichiometric amount or in excess, and reacted with the active terminal bonded to the polybutadiene. Thereby, a modified polybutadiene rubber is obtained.
Examples of the modifying agent include the following general formula (IV):

Figure 2007217518
Figure 2007217518

で表される変性剤であり、前記一般式(I)において、X1〜X5は、水素原子、あるいはハロゲン原子、カルボニル基、チオカルボニル基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、エポキシ基、チオエポキシ基、ハロゲン化シリル基、ヒドロカルビルオキシシリル基及びスルホニルオキシ基の中から選ばれる少なくとも1種を含み、かつ活性プロトン及びオニウム塩を含まない一価の官能基を示す。X1〜X5はたがいに同一でも異なっていてもよいが、それらの中の少なくとも1つは水素原子ではない。
6〜R10は、それぞれ独立に単結合又は炭素数1〜18の二価の炭化水素基を示す。この二価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数7〜18のアラルキレン基等が挙げられるが、これらの中で、炭素数1〜18のアルキレン基、特に炭素数1〜10のアルキレン基が好ましい。このアルキレン基は直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよいが、特に直鎖状のものが好適である。この直鎖状のアルキレン基の例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基等が挙げられる。
また、X1〜X5及びR6〜R10のいずれかを介して複数のアジリジン環が結合していてもよい。
この変性剤としては、前記一般式(I)において、X1=水素原子及びR1=単結合を同時に満たさないものであることが好ましい。
In the general formula (I), X 1 to X 5 are a hydrogen atom, a halogen atom, a carbonyl group, a thiocarbonyl group, an isocyanate group, a thioisocyanate group, an epoxy group, a thioepoxy group. , A monovalent functional group containing at least one selected from a halogenated silyl group, a hydrocarbyloxysilyl group, and a sulfonyloxy group, and not containing an active proton or onium salt. X 1 to X 5 may be the same or different, but at least one of them is not a hydrogen atom.
R 6 to R 10 each independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms, and an aralkylene group having 7 to 18 carbon atoms. Among these, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, particularly an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. The alkylene group may be linear, branched or cyclic, but is particularly preferably linear. Examples of the linear alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, an octamethylene group, and a decamethylene group.
Or it may be bonded multiple aziridine ring via any of X 1 to X 5 and R 6 to R 10.
The modifier is preferably one that does not simultaneously satisfy X 1 = hydrogen atom and R 1 = single bond in the general formula (I).

上記一般式(IV)で表される変性剤としては、例えば1−アセチルアジリジン、1−プロピオニルアジリジン、1−ブチルアジリジン、1−イソブチルアジリジン、1−バレリルアジリジン、1−イソバレリルアジリジン、1−ピバロイルアジリジン、1−アセチル−2−メチルアジリジン、2−メチル−1−プロピオニルアジリジン、1−ブチル2−メチルアジリジン、2−メチル−1−イソブチルアジリジン、2−メチル−1−バレリルアジリジン、1−イソバレリル−2−メチルアジリジン、2−メチル−1−ピバロイルアジリジン、エチル 3−(1−アジリジニル)プロピオネート、プロピル 3−(1−アジリジニル)プロピオネート、ブチル 3−(1−アジリジニル)プロピオネート、エチレングリコール ビス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、エチル 3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート、プロピル 3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート、ブチル 3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート、エチレングリコール ビス[3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパン トリス[3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコール ビス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコールビス[3−(2−メチル−1−アジリジニル)プロピオネート]、ジ(1−アジリジニルカルボニル)メタン、1,2−ジ(1−アジリジニルカルボニル)エタン、1,3−ジ(1−アジリジニルカルボニル)プロパン、1,4−ジ(1−アジリジニルカルボニル)ブタン、1,5−ジ(1−アジリジニルカルボニル)ペンタン、ジ(2−メチル−1−アジリジニルカルボニル)メタン、1,2−ジ(2−メチル−1−アジリジニルカルボニル)エタン、1,3−ジ(2−メチル−1−アジリジニルカルボニル)プロパン、1,4−ジ(2−メチル−1−アジリジニルカルボニル)ブタン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the modifying agent represented by the general formula (IV) include 1-acetylaziridine, 1-propionylaziridine, 1-butylaziridine, 1-isobutylaziridine, 1-valerylaziridine, 1-isovalerylaziridine, 1 -Pivaloylaziridine, 1-acetyl-2-methylaziridine, 2-methyl-1-propionylaziridine, 1-butyl 2-methylaziridine, 2-methyl-1-isobutylaziridine, 2-methyl-1-valerylaziridine 1-isovaleryl-2-methylaziridine, 2-methyl-1-pivaloylaziridine, ethyl 3- (1-aziridinyl) propionate, propyl 3- (1-aziridinyl) propionate, butyl 3- (1-aziridinyl) propionate , Ethylene glycol bis [3- (1-azimuth Dinyl) propionate], trimethylolpropane tris [3- (1-aziridinyl) propionate], ethyl 3- (2-methyl-1-aziridinyl) propionate, propyl 3- (2-methyl-1-aziridinyl) propionate, butyl 3 -(2-methyl-1-aziridinyl) propionate, ethylene glycol bis [3- (2-methyl-1-aziridinyl) propionate], trimethylolpropane tris [3- (2-methyl-1-aziridinyl) propionate], neo Pentyl glycol bis [3- (1-aziridinyl) propionate], neopentyl glycol bis [3- (2-methyl-1-aziridinyl) propionate], di (1-aziridinylcarbonyl) methane, 1,2-di ( 1-aziridinylcar Nyl) ethane, 1,3-di (1-aziridinylcarbonyl) propane, 1,4-di (1-aziridinylcarbonyl) butane, 1,5-di (1-aziridinylcarbonyl) pentane, di (2-methyl-1-aziridinylcarbonyl) methane, 1,2-di (2-methyl-1-aziridinylcarbonyl) ethane, 1,3-di (2-methyl-1-aziridinylcarbonyl) Examples include, but are not limited to, propane and 1,4-di (2-methyl-1-aziridinylcarbonyl) butane.

ここで、上述の重合触媒系の(A)成分に対する変性剤の使用量は、得られる変性重合体重合体の末端変性率によって相違するが、モル比で、通常0.1〜100、好ましくは1.0〜50である、変性剤の使用量を上記範囲内にすることによって、変性反応が進行し、トルエン不溶分(ゲル)が生成しない低発熱性、耐摩耗性に優れる重合体を得ることができる。
この変性反応は、通常室温〜100℃の攪拌下0.5分〜2時間、好ましくは3分〜1時間の範囲である。ポリブタジエンを高い末端リビング率を得るための触媒及び重合条件で重合し、引き続き末端変性反応をおこなうことによって、末端変性率の高い変性ポリブタジエンゴムが得られる。
Here, although the usage-amount of the modifier with respect to (A) component of the above-mentioned polymerization catalyst system changes with terminal modification | denaturation rates of the obtained modified polymer polymer, it is 0.1-100 normally by a molar ratio, Preferably it is 1 By making the use amount of the modifier within the above range from 0 to 50, a polymer excellent in low heat buildup and abrasion resistance in which the modification reaction proceeds and no toluene insoluble matter (gel) is generated is obtained. Can do.
This denaturation reaction is usually in the range of 0.5 minutes to 2 hours, preferably 3 minutes to 1 hour, with stirring at room temperature to 100 ° C. By polymerizing polybutadiene with a catalyst and polymerization conditions for obtaining a high terminal living ratio, and subsequently conducting a terminal modification reaction, a modified polybutadiene rubber having a high terminal modification ratio can be obtained.

本発明のゴム組成物に用いられる変性ポリブタジエンゴムの末端変性率は、重合体のモル数中の導入された変性基のモル数の割合であって、通常20%以上、好ましくは40%以上、より好ましくは60%以上、更に好ましくは80%以上、特に好ましくは95%以上である。また該変性ポリブタジエンゴムのシス−1,4結合含有量は92%以上、好ましくは94%以上、より好ましくは97%以上、更に好ましくは98%以上である。以上のように高シス−1,4結合含有量であり、かつ高末端変性率の変性ポリブタジエンゴムを用いることによって、低発熱性及び耐破壊特性に優れるゴム組成部及びタイヤを得ることができる。   The terminal modification rate of the modified polybutadiene rubber used in the rubber composition of the present invention is the ratio of the number of moles of the introduced modifying group in the number of moles of the polymer, and is usually 20% or more, preferably 40% or more, More preferably, it is 60% or more, still more preferably 80% or more, and particularly preferably 95% or more. The cis-1,4 bond content of the modified polybutadiene rubber is 92% or more, preferably 94% or more, more preferably 97% or more, and still more preferably 98% or more. As described above, by using a modified polybutadiene rubber having a high cis-1,4 bond content and a high terminal modification rate, a rubber composition part and a tire excellent in low heat buildup and fracture resistance can be obtained.

ここで、末端変性率について図1に基づいて詳細に説明する。
縦軸は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって得られたUV/RIの値を示す。UVはポリマーと反応した変性剤に起因するUV吸光度から得られるピーク面積値を示し、RIはポリマーそのものの示差屈折率(RI)から得られるピーク面積値を示す。
横軸は(1/Mn)×103の値を示し、Mnは絶対分子量(数平均分子量)である。図1においてLowCisBRはLi系触媒によるアニオン重合によって重合され変性剤4、4’−ビス(ジエチルアミノベンゾフェノン)によって(以下DEABと略称する)変性されたものであり、数平均分子量Mnが異なった3種類のUV/RIの値がプロットされ、直線として近似することができる。アニオン重合の場合は100%変性されることから、LowCisBRのUV/RIを100%として次式で示すようにAで表す。
UV(Li−Br)/RI(Li−Br)=A
一方、配位重合である本発明のランタン系列希土類元素(Nd)含有化合物を含む触媒を用い、DEABで変性したHighCisBRについても数平均分子量Mnが異なった5種類のUV/RIの値がプロットされ、上記同様に直線として近似することができる。配位重合の場合は、重合中にリビングでなくなる部分があり100%変性することが難しい。HighCisBRのUV/RIを次式で示すようにBで表したとき、
UV(Nd−Br)/RI(Nd−Br)=B
本発明における末端変性率を以下のように定義する。
末端変性率=B/A×100(%)
尚、末端変性率はHighCisBRと同じ絶対分子量(数平均分子量)のLowCisBRを用いて得られたA値及びB値から本発明における末端変性率は計算される。
尚、イソプロパノールと反応させた無変性の重合体の末端変性率を0%として、図1に示す無変性のラインの値を差し引いたUV/RI値を真値として用いる。
A及びB値については図1に示してある。
図1に示す3本の直線は検量線として用いることができ、例えば、HighCisBRの絶対分子量Mn(数平均)が分かれば本発明における末端変性率を計算することができる。
尚、図1から分かるように絶対分子量Mn(数平均)が大きくなるに従い、末端変性率が小さくなり、変性剤による変性が困難になることが分かる。
また、変性剤が変わればその都度、検量線は作成する必要がある。
Here, the terminal modification rate will be described in detail with reference to FIG.
The vertical axis indicates the value of UV / RI obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement. UV indicates a peak area value obtained from the UV absorbance caused by the modifier that has reacted with the polymer, and RI indicates a peak area value obtained from the differential refractive index (RI) of the polymer itself.
The horizontal axis indicates a value of (1 / Mn) × 10 3 , and Mn is the absolute molecular weight (number average molecular weight). In FIG. 1, LowCisBR is polymerized by anionic polymerization using a Li-based catalyst and modified with a modifier 4, 4′-bis (diethylaminobenzophenone) (hereinafter abbreviated as DEAB), and has three different number average molecular weights Mn. The UV / RI values of are plotted and can be approximated as a straight line. In the case of anionic polymerization, since it is 100% modified, it is represented by A as shown in the following formula, assuming that UV / RI of LowCisBR is 100%.
UV (Li-Br) / RI (Li-Br) = A
On the other hand, using the catalyst containing the lanthanum series rare earth element (Nd) -containing compound of the present invention, which is coordination polymerization, for HighCisBR modified with DEAB, five types of UV / RI values with different number average molecular weights Mn are plotted. As above, it can be approximated as a straight line. In the case of coordination polymerization, there is a portion that is not living during polymerization, and it is difficult to modify 100%. When the UV / RI of HighCisBR is represented by B as shown in the following formula,
UV (Nd-Br) / RI (Nd-Br) = B
The terminal modification rate in the present invention is defined as follows.
Terminal modification rate = B / A × 100 (%)
The terminal modification rate in the present invention is calculated from the A value and B value obtained using LowCisBR having the same absolute molecular weight (number average molecular weight) as HighCisBR.
Note that the UV / RI value obtained by subtracting the value of the unmodified line shown in FIG. 1 is used as the true value, assuming that the terminal modification rate of the unmodified polymer reacted with isopropanol is 0%.
The A and B values are shown in FIG.
The three straight lines shown in FIG. 1 can be used as a calibration curve. For example, if the absolute molecular weight Mn (number average) of HighCisBR is known, the terminal modification rate in the present invention can be calculated.
As can be seen from FIG. 1, as the absolute molecular weight Mn (number average) increases, the terminal modification rate decreases and it becomes difficult to modify with a modifier.
Moreover, it is necessary to create a calibration curve each time the denaturant changes.

本発明においては、上述の変性反応後に、所望により、公知の老化防止剤や重合反応を停止する目的でアルコール等を加えることができる。
このようにして変性処理したのち、脱溶媒等の従来公知の後処理を行い、目的の変性ポリブタジエンゴムを得ることができる。
In the present invention, after the above-described modification reaction, a known anti-aging agent or alcohol or the like can be added for the purpose of stopping the polymerization reaction, if desired.
After the modification treatment in this way, a conventionally known post-treatment such as solvent removal can be performed to obtain the desired modified polybutadiene rubber.

本発明のポリブタジエンゴム及び溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを規定するシス−1,4結合含有量及び1,2結合含有量は、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)で測定される値であり、具体的には、以下の方法で測定される。
同一セルの二硫化炭素をブランクとして、5mg/mLの濃度に調製したブタジエン系重合体の二硫化炭素溶液のFT−IR透過率スペクトルを測定し、該スペクトルの1130cm-1付近の山ピーク値をa、967cm-1付近の谷ピーク値をb、911cm-1付近の谷ピーク値をc、736cm-1付近の谷ピーク値をdとしたとき、下記行列式(8):
The cis-1,4 bond content and 1,2 bond content defining the polybutadiene rubber and solution polymerized styrene-butadiene copolymer rubber of the present invention are measured by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Specifically, it is measured by the following method.
Using the carbon disulfide of the same cell as a blank, the FT-IR transmittance spectrum of a carbon disulfide solution of a butadiene polymer prepared to a concentration of 5 mg / mL was measured, and the peak value near 1130 cm −1 of the spectrum was measured. a, when the valley peak value b in the vicinity of 967 cm -1, a valley peak value c near 911 cm -1, a valley peak value around 736cm -1 was d, the following matrix equation (8):

Figure 2007217518
から導かれるe、f、gの値を用い、下記式(9)、式(10)、式(11):
(シス−1,4結合含量)=e/(e+f+g)×100(%) ・・・9)
(トランス−1,4結合含量)=f/(e+f+g)×100(%)・(10)
(1,2結合含有量)=g/(e+f+g)×100 (%)・・・ (11)
に従ってシス−1,4結合含量、トランス−1,4結合含量及び1,2結合含有量を求める。なお、上記スペクトルの1130cm-1付近の山ピーク値aはベースラインを、967cm-1付近の谷ピーク値bはトランス−1,4結合を、911cm-1付近の谷ピーク値cはビニル結合を、736cm-1付近の谷ピーク値dはシス−1,4結合を示す。
Figure 2007217518
Using the values of e, f, and g derived from the following equations (9), (10), and (11):
(Cis-1,4 bond content) = e / (e + f + g) × 100 (%) (9)
(Trans-1,4 bond content) = f / (e + f + g) × 100 (%) · (10)
(1,2 bond content) = g / (e + f + g) × 100 (%) (11)
The cis-1,4 bond content, trans-1,4 bond content and 1,2 bond content are determined according to In the above spectrum, the peak value a near 1130 cm −1 is the baseline, the valley peak value b near 967 cm −1 is the trans-1,4 bond, and the valley peak value c near 911 cm −1 is the vinyl bond. , A valley peak value d in the vicinity of 736 cm −1 indicates a cis-1,4 bond.

ポリブタジエンゴム中の1,3−ブタジエン単量体単位のミクロ構造の分析法としては、従来、1H−NMR及び13C−NMRによりシス−1,4結合含量、トランス−1,4結合含量及び1,2結合含有量を求める方法が知られているが、13C−NMRによる測定結果では、1,2結合含有量が過少に評価され、実際の値より小さい値が出てしまう。これに対し、本発明のポリブタジエンゴムは、シス−1,4結合含量が高いことに加え、1,2結合含有量が極めて小さいことを特徴とするため、1,2結合含有量の測定精度が高いFT−IR法により測定する。 As a method for analyzing the microstructure of 1,3-butadiene monomer units in polybutadiene rubber, conventionally, 1 H-NMR and 13 C-NMR are used to determine the cis-1,4 bond content, trans-1,4 bond content, and A method for obtaining the 1,2 bond content is known, but the measurement result by 13 C-NMR underestimates the 1,2 bond content, resulting in a value smaller than the actual value. In contrast, the polybutadiene rubber of the present invention is characterized by having a very low 1,2 bond content in addition to a high cis-1,4 bond content. Measured by high FT-IR method.

また、本発明におけるポリブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)、即ち分子量分布(Mw/Mn)が1.6〜3.5であることが好ましく、1.6〜2.7であるのがより好ましい
ここで、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の値である。
ポリブタジエンゴムの分子量分布(Mw/Mn)を上記範囲内にすることにより該変性ブタジエン系重合体をゴム組成物に配合しても、ゴム組成物の作業性を低下させることがなく、混練りが容易で、ゴム組成物の物性を十分に向上させることができる。
Moreover, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene rubber in the present invention, that is, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.6 to 3.5. Preferably, it is 1.6 to 2.7. Here, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). is there.
Even if the modified butadiene polymer is blended with the rubber composition by setting the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polybutadiene rubber within the above range, the workability of the rubber composition is not lowered and kneading can be performed. It is easy and the physical properties of the rubber composition can be sufficiently improved.

本発明におけるポリブタジエンゴムは、数平均分子量(Mn)が100,000〜500,000であるのが好ましく、150,000〜300,000であるのが更に好ましい。このポリブタジエンゴムの数平均分子量を上記範囲内にすることによって本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の加硫物の弾性率の低下、ヒステリシスロスの上昇を抑えて優れた耐摩耗性を得るとともに、優れた混練作業性が得られる。   The polybutadiene rubber in the present invention preferably has a number average molecular weight (Mn) of 100,000 to 500,000, and more preferably 150,000 to 300,000. By making the number average molecular weight of the polybutadiene rubber within the above range, the elastic modulus of the vulcanizate of the rubber composition for tire tread of the present invention is reduced, the increase in hysteresis loss is suppressed, and excellent wear resistance is obtained. Excellent kneading workability can be obtained.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、上述の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム20〜80質量部と上述のポリブタジエンゴム20〜80質量部とからなるゴム成分100質量部を含有する。該ポリブタジエンゴムが20質量部以上であれば、充填材に対し、良好な相互作用が発揮され、耐亀裂成長性が向上する。また、該溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが20質量部以上であれば、優れた耐摩耗性及びウエット性を享受し得る。該溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム30〜70質量部と該ポリブタジエンゴム30〜70質量部からなるゴム成分100質量部を含有すれば更に好ましい。
該溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム及び該ポリブタジエンゴムは、それぞれ、一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
The rubber composition for tire treads of the present invention contains 100 parts by mass of a rubber component composed of 20-80 parts by mass of the above-mentioned solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber and 20-80 parts by mass of the above-mentioned polybutadiene rubber. When the polybutadiene rubber is 20 parts by mass or more, good interaction with the filler is exhibited, and crack growth resistance is improved. Moreover, if the solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber is 20 parts by mass or more, excellent wear resistance and wettability can be enjoyed. More preferably, it contains 100 parts by mass of a rubber component consisting of 30 to 70 parts by mass of the solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber and 30 to 70 parts by mass of the polybutadiene rubber.
The solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber and the polybutadiene rubber may be used singly or in combination of two or more.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、補強性充填材20〜100質量部を含有することを要する。20質量部未満であると補強性及びその他の加硫物性の改良効果が充分に発揮されにくいからであり、100質量部を超えると加工性が低下する原因となるからである。
この補強用充填材として、カーボンブラック及び/又はシリカを含むことが好ましい。カーボンブラックとしては特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填材として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。このカーボンブラックとしては、例えばHAF、N339、IISAF、ISAF、SAF等が挙げられる。好ましくは窒素吸着比表面積(N2SA)が70〜160m2/g(JIS K 6217−2:2001準拠)で、かつ、ジブチルフタレート(DBP)吸収量が80cm3/100g(JIS K 6217−4:2001準拠)のカーボンブラックである。このカーボンブラックを用いることにより、諸物性の改良効果は大きくなるが、特に、耐摩耗性に優れるN339、IISAF、ISAF、SAFが好ましい。
The rubber composition for a tire tread of the present invention needs to contain 20 to 100 parts by mass of a reinforcing filler. This is because if the amount is less than 20 parts by mass, the effect of improving the reinforcing properties and other vulcanized physical properties is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 100 parts by mass, the workability is reduced.
The reinforcing filler preferably contains carbon black and / or silica. There is no restriction | limiting in particular as carbon black, Arbitrary things can be selected and used from what is conventionally used as a filler for reinforcement of rubber | gum. Examples of the carbon black include HAF, N339, IISAF, ISAF, and SAF. Preferably nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) 70~160m 2 / g (JIS K 6217-2 : 2001 compliant) with and dibutyl phthalate (DBP) absorption of 80cm 3 / 100g (JIS K 6217-4 : 2001). By using this carbon black, the effect of improving various physical properties is increased, but in particular, N339, IISAF, ISAF, and SAF, which are excellent in wear resistance, are preferable.

シリカとしては、例えば湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)等が挙げられるが、中でも耐亀裂成長性とウェット性の両立効果が最も顕著である湿式シリカが好ましい。そして、シリカの窒素吸着比表面積(N2SA、BET法)は100〜400m2/gであることが好ましい。100m2/g以上であれば、耐摩耗性がより向上するからであり、400m2/g以下ではゴム組成物の加工性がより好適になるからである。好適な湿式シリカとしては、東ソー・シリカ(株)製のAQ、VN3、LP、NA等、デグッサ社製のウルトラジルVN3(N2SA:210m2/g)等が挙げられる。
本発明においては、カーボンブラックとシリカを併用する場合、その使用割合は、性能の面から質量比で、好ましくは95:5〜5:95である。
Examples of the silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), and the like. Among these, wet silica that exhibits the most remarkable effect of achieving both crack growth resistance and wettability is preferable. Then, the nitrogen adsorption specific surface area of the silica (N 2 SA, BET method) is preferably 100 to 400 m 2 / g. This is because the wear resistance is further improved if it is 100 m 2 / g or more, and the processability of the rubber composition becomes more suitable if it is 400 m 2 / g or less. Suitable wet silica includes AQ, VN3, LP, NA, etc. manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., Ultrazil VN3 (N 2 SA: 210 m 2 / g) manufactured by Degussa, and the like.
In the present invention, when carbon black and silica are used in combination, the use ratio is mass ratio from the viewpoint of performance, and preferably 95: 5 to 5:95.

また、シリカ以外の無機充填材を補強性充填材の一部と置換し得る。このシリカ以外の無機充填材としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al23)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al23・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO32]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al23)、クレー(Al23・2SiO2)、カオリン(Al23・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al23・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al23・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5 、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al23・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO32]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が使用できる。また、上述のシリカ以外の無機充填材の中でも、水酸化アルミニウムが好ましい。 In addition, inorganic fillers other than silica can be replaced with part of the reinforcing filler. Examples of inorganic fillers other than silica include γ-alumina, alumina (Al 2 O 3 ) such as α-alumina, alumina monohydrate (Al 2 O 3 .H 2 O) such as boehmite and diaspore, gibbsite, Aluminum hydroxide such as bayerite [Al (OH) 3 ], aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ) Talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2 ), titanium black (TiO 2n-1 ), calcium oxide (CaO), calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), kaolin (Al 2 O 3 · SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5, Al 4 / 3SiO 4 / 5H 2 O etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO etc.) 2 ), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 .nH 2 O], zirconium carbonate [Zr (CO 3 ) 2 ], crystalline aluminosilicates containing hydrogen, alkali metals or alkaline earth metals that correct the charge, such as various zeolites, can be used. Of the inorganic fillers other than silica, aluminum hydroxide is preferable.

本発明のゴム組成物においては、補強用充填材としてシリカを用いる場合、その補強性をさらに向上させる目的で、シランカップリッグ剤を配合することができる。このシランカップリング剤としては、例えばビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N、N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N、N−ジメチルチオカルバモイルチトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N、N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N、N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が挙げられるが、これらの中で補強性改善効果等の点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド及び3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドが好適である。これらのシランカップリング剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   In the rubber composition of the present invention, when silica is used as the reinforcing filler, a silane coupling agent can be blended for the purpose of further improving the reinforcing property. Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and bis (2-triethoxy). Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyl Trimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthioca Bamoylchitrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxy Silylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetra Sulfide, dimethoxymethylsilylpropyl benzothiazole tetrasulfide, etc. are mentioned. Among these, bis 3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazolyl tetrasulfide are preferable. These silane coupling agents may be used singly or in combination of two or more.

本発明のゴム組成物においては、好ましいシランカップリング剤の配合量は、シランカップリング剤の種類等により異なるが、シリカに対して、好ましくは1〜20質量%の範囲で選定される。この量が上記範囲にあれば、カップリング剤としての効果が十分に発揮されると共に、ゴム成分のゲル化が起こりにくい。カップリング剤としての効果及びゲル化防止等の点から、このシランカップリング剤の好ましい配合量は、5〜15質量%の範囲である。
本発明のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を含有させることができる。
In the rubber composition of the present invention, the preferable blending amount of the silane coupling agent varies depending on the type of the silane coupling agent and the like, but is preferably selected in the range of 1 to 20% by mass with respect to silica. When this amount is in the above range, the effect as a coupling agent is sufficiently exhibited and the rubber component is hardly gelled. From the viewpoint of the effect as a coupling agent and the prevention of gelation, the preferred amount of the silane coupling agent is in the range of 5 to 15% by mass.
In the rubber composition of the present invention, various chemicals usually used in the rubber industry, for example, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, process oils, anti-aging agents, as long as the object of the present invention is not impaired. A scorch inhibitor, zinc white, stearic acid and the like can be contained.

本発明のゴム組成物は、通常硫黄架橋性であり、加硫剤として硫黄等が好ましく用いられる。その使用量としては、ゴム成分100質量部に対し、硫黄分として、0.1〜10.0質量部が好ましく、さらに好ましくは1.0〜5.0質量部である。0.1質量部以上であると加硫ゴムは破壊強度、耐摩耗性、低発熱性が良好なものとなり、10.0質量部以下であるとゴム弾性も良好である。   The rubber composition of the present invention is usually sulfur crosslinkable, and sulfur or the like is preferably used as a vulcanizing agent. The amount used is preferably 0.1 to 10.0 parts by weight, more preferably 1.0 to 5.0 parts by weight, as the sulfur content, per 100 parts by weight of the rubber component. When the amount is 0.1 parts by mass or more, the vulcanized rubber has good fracture strength, wear resistance, and low heat build-up, and when it is 10.0 parts by mass or less, the rubber elasticity is also good.

本発明で使用できる加硫促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、M(2-メルカプトベンゾチアゾール)、DM(ジベンゾチアジルジスルフィド)、CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)等のチアゾール系、あるいはDPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニジン系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、ゴム成分100質量部に対し、0.1〜5.0質量部が好ましく、さらに好ましくは0.2〜3.0質量部である。
また、本発明のゴム組成物で使用できるプロセス油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、アロマチック系等を挙げることができる。低発熱性及び低温特性を重視する観点からはナフテン系又はパラフィン系が好ましい。その使用量は、ゴム成分100質量部に対して、0〜100質量部が好ましく、100質量部以下であれば加硫ゴムの引張強度、低発熱性が悪化するのを抑制することができる。
さらに、本発明のゴム組成物で使用できる老化防止剤としては、例えば3C(N−イソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、6C[N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン]、AW(6−エトキシ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン)、ジフェニルアミンとアセトンの高温縮合物等を挙げることができる。その使用量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜5.0質量部が好ましく、さらに好ましくは0.3〜3.0質量部である。
The vulcanization accelerator that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), and CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazyl). Sulfenamide) and other guanidine vulcanization accelerators such as DPG (diphenylguanidine) can be used, and the amount used is 0.1-5. 0 mass part is preferable, More preferably, it is 0.2-3.0 mass part.
Examples of the process oil that can be used in the rubber composition of the present invention include paraffinic, naphthenic and aromatic oils. From the viewpoint of emphasizing low heat generation properties and low temperature characteristics, naphthenic or paraffinic compounds are preferred. The amount used is preferably 0 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and if it is 100 parts by mass or less, the tensile strength and low heat build-up of the vulcanized rubber can be suppressed.
Furthermore, examples of the anti-aging agent that can be used in the rubber composition of the present invention include 3C (N-isopropyl-N′-phenyl-p-phenylenediamine, 6C [N- (1,3-dimethylbutyl) -N′- Phenyl-p-phenylenediamine], AW (6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline), high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, etc. The amount used is rubber. The amount is preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.3 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component.

本発明のゴム組成物は、前記配合処方により、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド用ゴム組成物として好適に使用される。   The rubber composition of the present invention is obtained by kneading using a kneading machine such as a Banbury mixer, a roll, an internal mixer or the like according to the above-mentioned blending prescription, vulcanizing after molding, and rubber for tire tread It is suitably used as a composition.

本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、上記のように各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階で各部材に加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
このようにして得られた本発明のタイヤは、低燃費性が良好であると共に、特に破壊特性及び耐摩耗性に優れており、しかも該ゴム組成物の加工性が良好であるので、生産性にも優れている。
The tire of the present invention is produced by an ordinary method using the rubber composition of the present invention. That is, the rubber composition of the present invention containing various chemicals as described above is processed into each member at an unvulcanized stage, and pasted and molded by a normal method on a tire molding machine to form a raw tire. The The green tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire.
The tire of the present invention thus obtained has good fuel efficiency, particularly excellent fracture characteristics and wear resistance, and the processability of the rubber composition is good. Also excellent.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、ゴム、未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物の物性は、下記の方法に従って測定した。
《ゴムの物性》
<結合スチレン量>
JIS K 6236:2001に準拠して測定した。
<FT−IRによるミクロ構造の分析法>
上述の方法で測定した。
<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)の測定>
GPC[東ソー製、HLC−8020]により検出器として屈折計を用いて測定し、単分散ポリスチレンを標準としたポリスチレン換算で示した。なお、カラムはGMHXL[東ソー製]で、溶離液はテトラヒドロフランである
<末端変性率>
上述の方法でおこなった。
《ゴム及び未加硫ゴム組成物の物性》
<ムーニー粘度>
JIS K 6300−1:2001に準拠し、原料ゴムは100℃にて、未加硫ゴム組成物は128℃にて、ML1+4を測定した。
《加硫ゴム組成物の物性》
<耐摩耗性>
JIS K 6264−1993記載に基づき、ランボーン型摩耗試験機を使用して室温で摩耗量を測定し、該摩耗量の逆数を算出し、比較例1を100として指数表示をした。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
<耐亀裂成長性>
繰り返し疲労試験装置を用い、ゴムサンプル形状ダンベル型のゴムサンプルの中央に長さ1mmの傷を入れた後、100%定歪、初期歪なし、300rpmの条件で繰り返し疲労試験を行い、傷が成長して破断するまでの時間を評価した。結果は比較例1の時間を100とし、指数表示した。指数値が大きいほど、耐亀裂成長性が良好である。
<ウエット性>
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度0℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδ(0℃)を測定した。測定したtanδ(0℃)に基づき比較例1を100として指数表示をした。指数値が大きいほど、ウエット性が良好である。
<低発熱性>
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδ(60℃)を測定した。tanδ(60℃)の逆数を算出し、比較例1を100として指数表示をした。指数値が大きいほど、低発熱性である。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
The physical properties of rubber, unvulcanized rubber composition and vulcanized rubber composition were measured according to the following methods.
《Rubber properties》
<Amount of bound styrene>
It measured based on JISK6236: 2001.
<Analysis method of microstructure by FT-IR>
Measurement was performed by the method described above.
<Measurement of number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn)>
It measured using GPC [The Tosoh make, HLC-8020] using the refractometer as a detector, and showed it by polystyrene conversion which used the monodisperse polystyrene as a standard. The column is GMHXL [manufactured by Tosoh] and the eluent is tetrahydrofuran.
The above method was used.
<< Physical properties of rubber and unvulcanized rubber composition >>
<Mooney viscosity>
In accordance with JIS K 6300-1: 2001, ML1 + 4 was measured at 100 ° C. for the raw rubber and at 128 ° C. for the unvulcanized rubber composition.
<Physical properties of vulcanized rubber composition>
<Abrasion resistance>
Based on the description of JIS K 6264-1993, the amount of wear was measured at room temperature using a Lambone-type wear tester, the reciprocal of the amount of wear was calculated, and the index was displayed with Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.
<Crack growth resistance>
Using a repeated fatigue tester, a 1 mm long scratch was placed in the center of a rubber sample-shaped dumbbell-shaped rubber sample, and then a repeated fatigue test was performed under the conditions of 100% constant strain, no initial strain, and 300 rpm. Thus, the time until breaking was evaluated. The results were expressed as an index with the time of Comparative Example 1 being 100. The larger the index value, the better the crack growth resistance.
<Wet properties>
Using a viscoelasticity measuring device (Rheometrics), tan δ (0 ° C.) was measured at a temperature of 0 ° C., a strain of 5%, and a frequency of 15 Hz. Based on the measured tan δ (0 ° C.), the comparative example 1 was set to 100 and the index was displayed. The greater the index value, the better the wettability.
<Low heat generation>
Using a viscoelasticity measuring device (Rheometrics), tan δ (60 ° C.) was measured at a temperature of 60 ° C., a strain of 5%, and a frequency of 15 Hz. The reciprocal of tan δ (60 ° C.) was calculated, and indexed with Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the lower the heat buildup.

製造例1<触媒Aの調製>
乾燥・窒素置換された、ゴム栓付き容器100ミリリットルのガラスビンに、ブタジエンのシクロヘキサン溶液(15.2質量%)7.11g、ネオジムネオデカノエートのシクロヘキサン溶液(0.56モル/リットル)0.59ミリリットル、メチルアルミノキサンMAO(東ソ−アクゾ製PMAO)のトルエン溶液(アルミニウム濃度として3.23モル)10.32ミリリットル、水素化ジイソブチルアルミニウム(関東化学製)のヘキサン溶液(0.90モル/リットル)7.77ミリリットルの順序で投入し、室温で4分間熟成した後、塩素化ジエチルアルミニウム(関東化学製)のヘキサン溶液(0.95モル/リットル)2.36ミリリットルを加え室温で時折攪拌しながら15分間熟成した。こうして得られた触媒A溶液中のネオジムの濃度は、0.011モル/リットルであった。
Production Example 1 <Preparation of Catalyst A>
In a 100 ml glass bottle with a rubber stopper that has been dried and replaced with nitrogen, 7.11 g of a cyclohexane solution of butadiene (15.2% by mass), a cyclohexane solution of neodymium neodecanoate (0.56 mol / liter) 59 ml, toluene solution of methylaluminoxane MAO (PMAO manufactured by Toso-Akzo) (10.32 ml as aluminum concentration), hexane solution of diisobutylaluminum hydride (manufactured by Kanto Chemical) (0.90 mol / liter) ) 7.77 ml was added in this order, and after aging for 4 minutes at room temperature, 2.36 ml of hexane solution (0.95 mol / liter) of diethylaluminum chlorinated (manufactured by Kanto Chemical) was added and stirred occasionally at room temperature. Aged for 15 minutes. The concentration of neodymium in the catalyst A solution thus obtained was 0.011 mol / liter.

製造例2<触媒Bの調製>
乾燥・窒素置換された、ゴム栓付き容器100ミリリットルのガラスビンに、以下の順番に、ブタジエンのシクロヘキサン溶液(15.2質量%)7.11g、ネオジムネオデカノエートのシクロヘキサン溶液(0.56モル/リットル)0.59ミリリットル、メチルアルミノキサンMAO(東ソ−アクゾ製PMAO)のトルエン溶液(アルミニウム濃度として3.23モル)10.32ミリリットル、水素化ジイソブチルアルミニウム(関東化学製)のヘキサン溶液(0.90モル/リットル)7.77ミリリットルの順序で投入し、室温で2分間熟成した後、塩素化ジエチルアルミニウム(関東化学製)のヘキサン溶液(0.95モル/リットル)1.57ミリリットルを加え室温で時折攪拌しながら15分間熟成した。こうして得られた触媒B溶液中のネオジムの濃度は、0.010モル/リットルであった。
Production Example 2 <Preparation of Catalyst B>
In a 100 ml glass bottle with a rubber stopper that has been dried and substituted with nitrogen, in a following order, 7.11 g of a cyclohexane solution of butadiene (15.2 mass%), a cyclohexane solution of neodymium neodecanoate (0.56 mol) / 9) 0.59 ml, a toluene solution of methylaluminoxane MAO (PMAO manufactured by Toso-Akzo) (10.32 mol as an aluminum concentration), a hexane solution of diisobutylaluminum hydride (manufactured by Kanto Chemical) (0 .90 mol / liter) was added in the order of 7.77 ml, and after aging for 2 minutes at room temperature, 1.57 ml of hexane solution (0.95 mol / liter) of chlorinated diethylaluminum (manufactured by Kanto Chemical) was added. Aging for 15 minutes with occasional stirring at room temperature. The concentration of neodymium in the catalyst B solution thus obtained was 0.010 mol / liter.

製造例3<ポリブタジエンゴムAの重合>
約1リットル容積のゴム栓付きガラスビンを乾燥・窒素置換し、乾燥精製されたブタジエンのシクロヘキサン溶液及び乾燥シクロヘキサンを各々投入し、ブタジエン5.0質量%のシクロヘキサン溶液400gが投入された状態とした。
次に、前もって調製した触媒A溶液1.53ミリリットル(ネオジム換算0.017ミリモル)を投入し、10℃の水浴中で4.0時間重合を行なった。その後、50℃にて老化防止剤2,2'−メチレン−ビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(以下NS−5と略称することがある)のイソプロパノール5質量%溶液2ミリリットルを加えて重合反応の停止を行い、さらに微量のNS−5含むイソプロパノール中で再沈殿させた後、ドラムドライヤーにて乾燥し、ほぼ100%の収率でポリブタジエンゴムAを得た。
Production Example 3 <Polybutadiene Rubber A Polymerization>
A glass bottle with a rubber stopper having a volume of about 1 liter was dried and purged with nitrogen, and a dry purified cyclohexane solution of butadiene and a dry cyclohexane were respectively added thereto, and 400 g of a cyclohexane solution of 5.0% by mass of butadiene was charged.
Next, 1.53 ml of catalyst A solution prepared in advance (0.017 mmol in terms of neodymium) was added, and polymerization was carried out in a water bath at 10 ° C. for 4.0 hours. Thereafter, 2 ml of a 5 mass% solution of isopropanol 2,2′-methylene-bis (4-ethyl-6-tert-butylphenol) (hereinafter sometimes abbreviated as NS-5) was added at 50 ° C. Then, the polymerization reaction was stopped, and reprecipitation was carried out in isopropanol containing a trace amount of NS-5, followed by drying with a drum dryer to obtain polybutadiene rubber A with a yield of almost 100%.

製造例4<ポリブタジエンゴムBの重合>
約1リットル容積のゴム栓付きガラスビンを乾燥・窒素置換し、乾燥精製されたブタジエンのシクロヘキサン溶液及び乾燥シクロヘキサンを各々投入し、ブタジエン12.5質量%のシクロヘキサン溶液400gが投入された状態とした。
次に、前もって調製した触媒B溶液3.83ミリリットル(ネオジム換算0.043ミリモル)を投入し、50℃の水浴中で1.0時間重合を行なった。その後、50℃にて老化防止剤NS−5のイソプロパノール5質量%溶液2ミリリットルを加えて重合反応の停止を行い、さらに微量のNS−5含むイソプロパノール中で再沈殿させた後、ドラムドライヤーにて乾燥し、ほぼ100%の収率でポリブタジエンゴムBを得た。
製造例5<溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムの重合>
撹拌機、ジャケット付きの内容積50リットルのオートクレーブを乾燥し、チッソ置換した。このオートクレーブに、あらかじめ精製、乾燥したシクロヘキサンの25キログラム、スチレンの2キログラム、1,3−ブタジエンの3.1キログラム及びテトラヒドロフランの0.25キログラムを導入した。ついで、オートクレーブ内の温度を10℃にした後、毎分2回転で撹拌しながら冷却水を止めて、n−ブチルリチウムの3.0グラムを添加して30分間重合し、STが39質量%、Viが60%の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを得た。
Production Example 4 <Polybutadiene Rubber B Polymerization>
A glass bottle with a rubber stopper having a volume of about 1 liter was dried and purged with nitrogen, and a dry-purified butadiene cyclohexane solution and a dry cyclohexane were respectively added thereto, and 400 g of a cyclohexane solution containing 12.5% by mass of butadiene was charged.
Next, 3.83 ml of the catalyst B solution prepared in advance (0.043 mmol in terms of neodymium) was added, and polymerization was carried out in a water bath at 50 ° C. for 1.0 hour. Thereafter, the polymerization reaction was stopped by adding 2 ml of a 5% by weight isopropanol NS-5 solution at 50 ° C., followed by reprecipitation in isopropanol containing a small amount of NS-5, and then using a drum dryer. It dried and polybutadiene rubber B was obtained with a yield of almost 100%.
Production Example 5 <Polymerization of Solution Polymerized Styrene-Butadiene Copolymer Rubber>
The autoclave with an internal volume of 50 liters equipped with a stirrer and a jacket was dried and replaced with nitrogen. The autoclave was charged with 25 kg of previously purified and dried cyclohexane, 2 kg of styrene, 3.1 kg of 1,3-butadiene and 0.25 kg of tetrahydrofuran. Next, after the temperature in the autoclave was set to 10 ° C., the cooling water was stopped while stirring at 2 revolutions per minute, 3.0 g of n-butyllithium was added, and polymerization was performed for 30 minutes. , Vi was 60% solution polymerized styrene-butadiene copolymer rubber.

実施例1並びに比較例1及び2
製造例5で得たスチレン−ブタジエン共重合体ゴムと、表1に示す製造例3及び4で得られたポリブタジエンゴムA及びB並びにJSR(株)製ニッケル触媒ポリブタジエンゴム「BR−01」とを用い、表2に示す配合内容に従い3種のゴム組成物を調製し、各ゴム組成物を、160℃、15分間の条件で加硫処理し、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度、加硫ゴム組成物の耐摩耗性、耐亀裂成長性、ウエット性及び低発熱性を測定した。その結果を表2に示す。
Example 1 and Comparative Examples 1 and 2
The styrene-butadiene copolymer rubber obtained in Production Example 5, the polybutadiene rubbers A and B obtained in Production Examples 3 and 4 shown in Table 1, and the nickel catalyst polybutadiene rubber “BR-01” manufactured by JSR Corporation. 3 types of rubber compositions were prepared according to the blending contents shown in Table 2, and each rubber composition was vulcanized under conditions of 160 ° C. for 15 minutes to obtain the Mooney viscosity and vulcanization of the unvulcanized rubber composition. The rubber composition was measured for abrasion resistance, crack growth resistance, wettability and low heat build-up. The results are shown in Table 2.

Figure 2007217518
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Figure 2007217518
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表2から、本発明のゴム組成物(実施例1)は、(比較例1及び2)のゴム組成物に比較してウエット性が低下しないで、耐摩耗性、耐亀裂成長性及び低発熱性が優れていることが分かる。   From Table 2, the rubber composition of the present invention (Example 1) is not deteriorated in wet property as compared with the rubber compositions of (Comparative Examples 1 and 2), and wear resistance, crack growth resistance, and low heat generation. It can be seen that the properties are excellent.

上記実施例1並びに比較例1及び2の3種類のトレッドゴム組成物を195/60R14のトレッドとしてそれぞれ配設し、3種類の乗用車用空気入りタイヤを製造し、耐摩耗性、耐亀裂成長性、低発熱性及びウエット性を実車試験した所、実施例1のタイヤは比較例1及び2のタイヤと比較してウエット性が低下しないで、耐摩耗性、耐亀裂成長性及び低発熱性が優れていた。   Three types of tread rubber compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were respectively arranged as a 195 / 60R14 tread to produce three types of pneumatic tires for passenger cars, wear resistance and crack growth resistance. When the vehicle was tested for low heat buildup and wettability, the tire of Example 1 did not deteriorate in wettability compared with the tires of Comparative Examples 1 and 2, and had wear resistance, crack growth resistance and low heat buildup. It was excellent.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、乗用車用、軽自動車用、軽トラック用、トラック・バス用及び建設車両用タイヤのトレッドに好適に用いられる。   The rubber composition for tire treads of the present invention is suitably used for treads for tires for passenger cars, light vehicles, light trucks, trucks and buses, and construction vehicles.

は本発明に関する一実施態様の末端変性率を算定するための検量線の図である。FIG. 4 is a diagram of a calibration curve for calculating the terminal denaturation rate of one embodiment relating to the present invention.

Claims (8)

以下の数式(1)〜(4)を満足するミクロ構造を有する溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム20〜80質量部と、
(1)Vi≧ST
(2)Vi+2ST≧80
(3)Vi≦70
(4)ST≦50
(式中、STは、共重合体ゴム中の結合スチレン量(質量%)、Viは結合ブタジエン中の1,2結合含有量(%)を表す)
以下の数式(5)で表されるミクロ構造を有する、シス−1,4結合含有量92%以上のポリブタジエンゴム20〜80質量部とからなるゴム成分100質量部に対して補強性充填材20〜100質量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
(5)Vi≦0.25×(cis−97)
(式中、Viは1,2結合含有量(%)、cisはシス−1,4結合含有量(%)を表す)
20 to 80 parts by mass of a solution-polymerized styrene-butadiene copolymer rubber having a microstructure that satisfies the following mathematical formulas (1) to (4);
(1) Vi ≧ ST
(2) Vi + 2ST ≧ 80
(3) Vi ≦ 70
(4) ST ≦ 50
(In the formula, ST represents the amount of bound styrene (% by mass) in the copolymer rubber, and Vi represents the content of 1,2 bonds in the bound butadiene (%)).
Reinforcing filler 20 with respect to 100 parts by mass of a rubber component having a microstructure represented by the following formula (5) and comprising 20 to 80 parts by mass of polybutadiene rubber having a cis-1,4 bond content of 92% or more. A rubber composition for a tire tread containing ˜100 parts by mass.
(5) Vi ≦ 0.25 × (cis-97)
(In the formula, Vi represents 1,2 bond content (%), and cis represents cis-1,4 bond content (%)).
ランタン系列希土類元素含有化合物を含む触媒を用い、有機溶媒中で重合して得られるポリブタジエンゴムであって、かつそのミクロ構造が以下の数式(6)を満足するポリブタジエンゴムを含有する請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
(6)cis≧98.00(%)
(式中、cisはシス−1,4結合含有量(%)を表す)
A polybutadiene rubber obtained by polymerization in an organic solvent using a catalyst containing a lanthanum series rare earth element-containing compound, and containing a polybutadiene rubber whose microstructure satisfies the following formula (6): The rubber composition for a tire tread as described.
(6) cis ≧ 98.00 (%)
(Wherein cis represents cis-1,4 bond content (%))
更に、ポリブタジエンゴムが以下の数式(7)を満足する請求項2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
(7)Vi≦0.35
(式中、Viは1,2結合含有量(%)を表す)
Furthermore, the rubber composition for tire treads of Claim 2 with which polybutadiene rubber satisfies the following Numerical formula (7).
(7) Vi ≦ 0.35
(In the formula, Vi represents 1,2 bond content (%))
ポリブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.6〜3.5である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene rubber is 1.6 to 3.5. object. ポリブタジエンゴムの数平均分子量(Mn)が100,000〜500,000である請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 4, wherein the number average molecular weight (Mn) of the polybutadiene rubber is 100,000 to 500,000. ランタン系列希土類元素含有化合物がネオジムの炭化水素溶媒に可溶な塩である請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 5, wherein the lanthanum series rare earth element-containing compound is a salt soluble in a neodymium hydrocarbon solvent. 補強性充填材がカーボンブラック及び/又はシリカである請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing filler is carbon black and / or silica. 請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに配設してなる空気入りタイヤ。   A pneumatic tire comprising the rubber composition according to claim 1 disposed on a tread.
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