JP2011089066A - Tire - Google Patents

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JP2011089066A JP2009244834A JP2009244834A JP2011089066A JP 2011089066 A JP2011089066 A JP 2011089066A JP 2009244834 A JP2009244834 A JP 2009244834A JP 2009244834 A JP2009244834 A JP 2009244834A JP 2011089066 A JP2011089066 A JP 2011089066A
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修 内野
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    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire being excellent in on-ice performance, steering stability on a dry road surface and wear-resistance and having small rolling resistance. <P>SOLUTION: The tire is characterized in that a rubber composition in which 5-50 pts.mass of a low molecular weight modified conjugated diene based polymer having a weight average molecular weight before modification of 2×10<SP>3</SP>-15×10<SP>4</SP>and 20-200 pts.mass of a reinforcing filler are formulated relative to 100 pts.mass of a rubber matrix containing a modified diene based rubber in which a polar group-containing hydrazide compound is added to a terminal end of a molecule chain of the diene based rubber after the diene based rubber latex is oxidized and a high molecular weight modified conjugated diene based polymer having a weight average molecular weight before modification of the value exceeding 15×10<SP>4</SP>-200×10<SP>4</SP>is used for any one of tire members. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤに関し、特には、氷上性能、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性に優れ、且つ転がり抵抗が小さいタイヤに関するものである。   The present invention relates to a tire, and more particularly, to a tire having excellent performance on ice, steering stability on a dry road surface, and wear resistance, and low rolling resistance.

従来の冬用タイヤは、氷上性能を向上させるためにガラス転移点(Tg)を下げ、低温(ここで、低温とは、氷上走行時の温度であり、−20〜0℃程度である)での弾性率を低く設定したものが多い。しかしながら、一般に低温での弾性率を下げると高温での弾性率も低下する傾向があるため、従来の冬用タイヤは、発熱性及び転がり抵抗(RR)が高い上、乾燥路面での操縦安定性能(以下、「ドライ操縦安定性能」ともいう)が低いという問題があった。   Conventional winter tires have a low glass transition point (Tg) in order to improve performance on ice, and are at a low temperature (here, low temperature is a temperature during running on ice, which is about −20 to 0 ° C.). Many of these have a low elastic modulus. However, in general, lowering the elastic modulus at low temperatures also tends to lower the elastic modulus at high temperatures, so conventional winter tires have high heat generation and rolling resistance (RR), as well as handling stability on dry road surfaces. (Hereinafter, also referred to as “dry steering stability performance”) has a problem of low.

これに対し、特許文献1では、ゴムマトリックス(ゴム成分)に発泡剤を配合してなり、加硫後の気泡率と、0℃及び60℃での動的弾性率とが特定に範囲にあるゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに用い、且つそのゴム組成物のゴムマトリックスとして第三アミノ基含有官能基を有する変性共役ジエン系重合体を用いた冬用タイヤ(スタッドレスタイヤ)が提案されている。この提案では、第三アミノ基含有官能基を有する変性共役ジエン系重合体を用いて、一定程度の氷上性能と低転がり抵抗との両立を達成し得た。   On the other hand, in patent document 1, a foaming agent is mix | blended with a rubber matrix (rubber component), the bubble rate after vulcanization, and the dynamic elastic modulus in 0 degreeC and 60 degreeC are in a specific range. There has been proposed a winter tire (studless tire) using a rubber composition as a tread rubber of a tire and using a modified conjugated diene polymer having a tertiary amino group-containing functional group as a rubber matrix of the rubber composition. . In this proposal, using a modified conjugated diene polymer having a tertiary amino group-containing functional group, it was possible to achieve both a certain degree of performance on ice and a low rolling resistance.

一方、自動車の低燃費化に対する要求が強くなりつつあり、転がり抵抗の小さいタイヤが求められている。そのため、タイヤのトレッド等に使用するゴム組成物として、tanδが低く(以下、低ロス性とする)、低発熱性に優れたゴム組成物が求められている。また、トレッド用のゴム組成物においては、低ロス性に加え、耐摩耗性及び破壊特性に優れることが求められる。   On the other hand, there is an increasing demand for lower fuel consumption of automobiles, and tires with low rolling resistance are required. Therefore, as a rubber composition used for tire treads or the like, a rubber composition having a low tan δ (hereinafter referred to as low loss property) and excellent in low heat generation properties is required. In addition, a rubber composition for a tread is required to have excellent wear resistance and fracture characteristics in addition to low loss.

特開2004−238619号公報JP 2004-238619A

このような状況下、本発明の目的は、氷上性能、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性に優れ、且つ転がり抵抗が小さいタイヤを提供することにある。   Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a tire that has excellent performance on ice, steering stability on a dry road surface and wear resistance, and has low rolling resistance.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体を含むゴムマトリックスに対して低分子量変性共役ジエン系重合体及び補強性充填材が特定量配合されたゴム組成物を用いることにより、氷上性能、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性に優れ、且つ転がり抵抗が小さいタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that a low-molecular weight modified conjugated diene polymer and a reinforcing property with respect to a rubber matrix containing a specific modified diene rubber and a high molecular weight modified conjugated diene polymer. By using a rubber composition containing a specific amount of filler, it has been found that a tire with excellent performance on ice, steering stability on dry roads and wear resistance, and low rolling resistance can be obtained, and the present invention has been completed. I came to let you.

即ち、本発明のタイヤは、ジエン系ゴムラテックスを酸化した後、極性基含有ヒドラジド化合物をジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加させてなる変性ジエン系ゴムと、変性前の重量平均分子量が15×104を超え200×104以下である高分子量変性共役ジエン系重合体とを含むゴムマトリックス100質量部に対して、変性前の重量平均分子量が2×103〜15×104である低分子量変性共役ジエン系重合体5〜50質量部及び補強性充填材20〜200質量部を配合してなるゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。 That is, the tire of the present invention comprises a modified diene rubber obtained by oxidizing a diene rubber latex and then adding a polar group-containing hydrazide compound to the end of the molecular chain of the diene rubber, and a weight average molecular weight of 15 before modification. The weight average molecular weight before modification is 2 × 10 3 to 15 × 10 4 with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix containing × 10 4 and 200 × 10 4 or more of the high molecular weight modified conjugated diene polymer. A rubber composition comprising 5 to 50 parts by mass of a low molecular weight modified conjugated diene polymer and 20 to 200 parts by mass of a reinforcing filler is used for any of the tire members.

本発明のタイヤにおいて、前記低分子量変性共役ジエン系重合体の結合芳香族ビニル含有量(X)(質量%)及び共役ジエン部分のビニル結合含有量(Y)(%)が、X+(Y/2)<25を満たすことが好ましい。   In the tire of the present invention, the bonded aromatic vinyl content (X) (% by mass) of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the vinyl bond content (Y) (%) of the conjugated diene moiety are X + (Y / 2) It is preferable to satisfy <25.

本発明のタイヤの好適例においては、前記低分子量変性共役ジエン系重合体が、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有する。   In a preferred embodiment of the tire of the present invention, the low molecular weight modified conjugated diene polymer contains at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. .

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記低分子量変性共役ジエン系重合体が、低分子量変性ポリブタジエン及び/又は低分子量変性ポリイソプレンである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the low molecular weight modified conjugated diene polymer is low molecular weight modified polybutadiene and / or low molecular weight modified polyisoprene.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有する。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the high molecular weight modified conjugated diene polymer has at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. contains.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、変性ポリブタジエンゴム及び/又は変性ポリイソプレンゴムである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the high molecular weight modified conjugated diene polymer is a modified polybutadiene rubber and / or a modified polyisoprene rubber.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記補強性充填材が、カーボンブラック及び/又はシリカである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the reinforcing filler is carbon black and / or silica.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ゴムマトリックスが、前記変性ジエン系ゴム及び前記高分子量変性共役ジエン系重合体の合計10〜100質量%と、ジエン系ゴム90〜0質量%とからなる。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the rubber matrix comprises a total of 10 to 100% by mass of the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer, and 90 to 0% by mass of the diene rubber. Consists of.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ゴム組成物が、更に、ゴムマトリックス100質量部に対して、平均長径5〜1000μmの微粒子3〜30質量部を含む。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the rubber composition further contains 3 to 30 parts by mass of fine particles having an average major axis of 5 to 1000 μm with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ケイ素含有官能基が、ジアルコキシシラン化合物残基又はトリアルコキシシラン化合物残基である。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the silicon-containing functional group is a dialkoxysilane compound residue or a trialkoxysilane compound residue.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記窒素含有官能基又は前記ケイ素含有官能基が、第一アミノ基を有する。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the nitrogen-containing functional group or the silicon-containing functional group has a primary amino group.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記低分子量変性共役ジエン系重合体及び/又は前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、下記一般式(1)又は下記一般式(2)で表わされる。

Figure 2011089066
[式中、R1及びR3は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R2は炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基である]
Figure 2011089066
[式中、R4及びR6は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R5及びR7は夫々独立に炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基であり、MはSi、Ti、Sn、Bi、Zr又はAlであり、R8は−OH、炭素数1〜30のヒドロカルビル基、炭素数2〜30のヒドロカルビルカルボキシル基、炭素数5〜20の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基、並びに炭素数1〜20のヒドロカルビル基及び/又は炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基で三置換されたシロキシ基からなる群から選ばれる基であり、複数のR8は同一でも異なっていても良く、kは{(Mの価数)−2}であり、nは0又は1である] In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the low molecular weight modified conjugated diene polymer and / or the high molecular weight modified conjugated diene polymer is represented by the following general formula (1) or the following general formula (2). It is.
Figure 2011089066
[Wherein, R 1 and R 3 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R is a sulfur atom, oxygen It is a C1-C20 hydrocarbyl group which may have an atom, nitrogen atom and / or halogen atom]
Figure 2011089066
[Wherein, R 4 and R 6 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 5 and R 7 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R is a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom and / or a halogen atom, M is Si, Ti, Sn, Bi, Zr or Al; 8 is —OH, a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbyl carboxyl group having 2 to 30 carbon atoms, a 1,3-dicarbonyl-containing group having 5 to 20 carbon atoms, a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, and A group selected from the group consisting of a siloxy group trisubstituted with a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms and / or a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 8 may be the same or different; k is { M is the number of valence) -2}, n is 0 or 1]

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記低分子量変性共役ジエン系重合体及び/又は前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、重合体の重合開始末端にC−N結合を有する。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the low molecular weight modified conjugated diene polymer and / or the high molecular weight modified conjugated diene polymer has a CN bond at the polymerization initiation terminal of the polymer.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ジエン系ゴムラテックスが天然ゴムラテックスである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the diene rubber latex is a natural rubber latex.

本発明のタイヤにおいては、前記極性基含有ヒドラジド化合物の付加量が、前記ジエン系ゴムラテックス中のゴム成分に対して0.01〜5.0質量%であることが好ましい。   In the tire of this invention, it is preferable that the addition amount of the said polar group containing hydrazide compound is 0.01-5.0 mass% with respect to the rubber component in the said diene rubber latex.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記極性基含有ヒドラジド化合物の極性基がアミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the polar group of the polar group-containing hydrazide compound is amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group. And at least one selected from the group consisting of a group, a carboxyl group, a carbonyl group, an epoxy group, an oxycarbonyl group, a nitrogen-containing heterocyclic group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group and an alkoxysilyl group.

本発明のタイヤにおいて、前記変性ジエン系ゴムは、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が200,000以上であることが好ましい。   In the tire of the present invention, the modified diene rubber preferably has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 200,000 or more as measured by gel permeation chromatography.

本発明のタイヤにおいては、前記ジエン系ゴムラテックスの酸化を、ジエン系ゴムラテックスにカルボニル化合物を添加し、空気酸化することによって行うのが好ましく、前記空気酸化をラジカル発生剤の存在下で行うのが更に好ましい。ここで、前記カルボニル化合物としては、アルデヒド類及び/又はケトン類が好ましく、また、前記ラジカル発生剤としては、過酸化物系ラジカル発生剤、レドックス系ラジカル発生剤及びアゾ系ラジカル発生剤が好ましい。   In the tire of the present invention, the oxidation of the diene rubber latex is preferably performed by adding a carbonyl compound to the diene rubber latex and performing air oxidation, and the air oxidation is performed in the presence of a radical generator. Is more preferable. Here, the carbonyl compound is preferably an aldehyde and / or a ketone, and the radical generator is preferably a peroxide radical generator, a redox radical generator or an azo radical generator.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記変性ジエン系ゴムが、ジエン系ゴムの分子鎖の末端に、下記一般式(I):

Figure 2011089066
(式中、RIは、置換基としてアミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スズ含有基、アルコキシシリル基からなる群から選ばれる極性基を少なくとも1種有する炭素数1〜4のアルキレン基、置換基として該極性基を少なくとも1種有するフェニレン基、又は含窒素複素環基及び含酸素複素環基からなる群から選ばれる少なくとも1種の極性基である)で表される極性基含有官能基を有する。 In another preferred embodiment of the tire according to the present invention, the modified diene rubber has the following general formula (I) at the end of the molecular chain of the diene rubber:
Figure 2011089066
(In the formula, R I is an amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, An alkylene group having 1 to 4 carbon atoms having at least one polar group selected from the group consisting of an oxycarbonyl group, a tin-containing group and an alkoxysilyl group, a phenylene group having at least one polar group as a substituent, or nitrogen-containing A polar group-containing functional group represented by at least one polar group selected from the group consisting of a heterocyclic group and an oxygen-containing heterocyclic group.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記タイヤ部材が、トレッドである。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the tire member is a tread.

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ゴム組成物が、加硫後のゴムマトリックス中に気泡を気泡率として5〜50体積%有する。   In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the rubber composition has 5 to 50% by volume of air bubbles in the rubber matrix after vulcanization.

なお、上記変性ジエン系ゴムの製造方法としては、(1)ジエン系ゴムラテックスを酸化し、更に凝固し、得られた酸化ジエン系ゴムラテックスの凝固物に極性基含有ヒドラジド化合物を添加し、該極性基含有ヒドラジド化合物を該酸化ジエン系ゴムラテックスの凝固物中のジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加反応させ、更に乾燥する手法、(2)ジエン系ゴムラテックスを酸化し、更に凝固及び乾燥し、得られた酸化ジエン系ゴムに極性基含有ヒドラジド化合物を添加し、該極性基含有ヒドラジド化合物を該酸化ジエン系ゴム中のジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加反応させる手法、及び(3)ジエン系ゴムラテックスを酸化し、得られた酸化ジエン系ゴムラテックスに極性基含有ヒドラジド化合物を添加し、該極性基含有ヒドラジド化合物を該酸化ジエン系ゴムラテックス中のジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加反応させ、更に凝固及び乾燥する手法が好ましい。   The method for producing the modified diene rubber is as follows: (1) Oxidizing and coagulating the diene rubber latex, adding a polar group-containing hydrazide compound to the solidified product of the oxidized diene rubber latex, A method in which a polar group-containing hydrazide compound is added to the end of the molecular chain of the diene rubber in the coagulated product of the oxidized diene rubber latex and further dried. (2) The diene rubber latex is oxidized, and further coagulated and dried. And adding a polar group-containing hydrazide compound to the obtained diene rubber and adding the polar group-containing hydrazide compound to the end of the molecular chain of the diene rubber in the oxidized diene rubber, and (3 ) Oxidizing diene rubber latex, adding polar group-containing hydrazide compound to the resulting oxidized diene rubber latex, and adding the polar group-containing hydrazide compound The by addition reaction to the end of the molecular chain of diene rubber of the oxidized diene rubber latex, it is preferred approach to further coagulation and drying.

本発明によれば、特定の変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体を含むゴムマトリックスに対して低分子量変性共役ジエン系重合体及び補強性充填材が特定量配合されたゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いることで、氷上性能、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性に優れ、且つ転がり抵抗が小さいタイヤを提供することができる。   According to the present invention, a rubber composition containing a specific amount of a low molecular weight modified conjugated diene polymer and a reinforcing filler in a rubber matrix containing a specific modified diene rubber and a high molecular weight modified conjugated diene polymer. Can be used for any of the tire members to provide a tire having excellent performance on ice, stable driving performance on dry road surfaces, and wear resistance, and low rolling resistance.

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤは、ジエン系ゴムラテックスを酸化した後、極性基含有ヒドラジド化合物をジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加させてなる変性ジエン系ゴムと、変性前の重量平均分子量が15×104を超え200×104以下である高分子量変性共役ジエン系重合体とを含むゴムマトリックス100質量部に対して、変性前の重量平均分子量が2×103〜15×104である低分子量変性共役ジエン系重合体5〜50質量部及び補強性充填材20〜200質量部を配合してなるゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。 The present invention is described in detail below. The tire of the present invention comprises a modified diene rubber obtained by oxidizing a diene rubber latex and then adding a polar group-containing hydrazide compound to the end of the molecular chain of the diene rubber, and a weight average molecular weight before modification of 15 × 10. Low molecular weight having a weight average molecular weight of 2 × 10 3 to 15 × 10 4 before modification with respect to 100 parts by mass of a rubber matrix containing a high molecular weight modified conjugated diene polymer that is more than 4 and not more than 200 × 10 4 A rubber composition comprising 5 to 50 parts by mass of a modified conjugated diene polymer and 20 to 200 parts by mass of a reinforcing filler is used for any tire member.

本発明のタイヤに用いるゴム組成物のゴムマトリックスにおいて、変性ジエン系ゴムは、ジエン系ゴムラテックスを酸化した後、極性基含有ヒドラジド化合物をジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加させてなることを特徴とする。上記変性ジエン系ゴムにおいては、ジエン系ゴムの分子鎖の末端に極性基が存在するため、例えば国際公開第2004/106397号に記載の変性天然ゴムのような極性基が分子鎖中に存在する変性ジエン系ゴムよりも、カーボンブラックやシリカ等の種々の充填剤に対する親和性に優れる。そして、上記変性ジエン系ゴムをゴム成分として用いたゴム組成物は、前述した極性基が分子鎖中に存在する変性ジエン系ゴムをゴム成分として用いたゴム組成物に比べて、ゴム成分に対する充填剤の分散性が高く、充填剤の補強効果が十分に発揮されて、耐摩耗性及び低ロス性(低発熱性)が向上している。また、該ゴム組成物をタイヤ、特にタイヤのトレッドに用いることで、転がり抵抗を大幅に低減しつつ、耐摩耗性を著しく改善することができる。   In the rubber matrix of the rubber composition used in the tire of the present invention, the modified diene rubber is obtained by oxidizing a diene rubber latex and then adding a polar group-containing hydrazide compound to the end of the molecular chain of the diene rubber. Features. In the modified diene rubber, a polar group is present at the end of the molecular chain of the diene rubber, and therefore, a polar group such as the modified natural rubber described in International Publication No. 2004/106397 is present in the molecular chain. It has better affinity for various fillers such as carbon black and silica than modified diene rubber. The rubber composition using the above-described modified diene rubber as a rubber component is more filled with the rubber component than the rubber composition using the above-described modified diene rubber having a polar group in the molecular chain as the rubber component. The dispersibility of the agent is high, the reinforcing effect of the filler is sufficiently exhibited, and the wear resistance and low loss (low heat generation) are improved. Further, by using the rubber composition for a tire, particularly a tread of the tire, the wear resistance can be remarkably improved while significantly reducing the rolling resistance.

上記変性ジエン系ゴムにおいて、酸化反応に用いるジエン系ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックス、ポリイソプレンゴムラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムラテックス、ポリブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス等が挙げられる。該ジエン系ゴムラテックスは1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、合成ゴムの場合は、重合の過程で分子鎖末端に極性基を導入することが可能であるが、天然物である天然ゴムはメタセシス触媒を用いる手法等を除けば不可能であり、本発明により可能となることを考えると天然ゴムラテックスを用いることが好ましい。   In the modified diene rubber, the diene rubber latex used for the oxidation reaction includes natural rubber latex, polyisoprene rubber latex, styrene-butadiene copolymer rubber latex, polybutadiene rubber latex, acrylonitrile-butadiene rubber latex, chloroprene rubber latex, etc. Is mentioned. The diene rubber latex may be used alone or in combination of two or more. Among these, in the case of synthetic rubber, it is possible to introduce a polar group at the end of the molecular chain during the polymerization process, but natural rubber, which is a natural product, is not possible except by a method using a metathesis catalyst. Considering that the present invention makes it possible, it is preferable to use natural rubber latex.

天然ゴムラテックスとしては、フィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、界面活性剤や酵素で処理した脱蛋白ラテックス、上記のものを組み合わせたものなど、いずれも使用することができる。副反応を少なくするためには、天然ゴムラテックスの純度を上げて使用するとよい。   As the natural rubber latex, any of field latex, ammonia-treated latex, centrifugal concentrated latex, deproteinized latex treated with a surfactant or an enzyme, and combinations of the above can be used. In order to reduce side reactions, it is preferable to increase the purity of natural rubber latex.

上記ジエン系ゴムラテックスの酸化は公知の方法で行うことができる。例えば、特開平8−81505号公報に従って、有機溶剤に1〜30質量%の割合で溶解した上記ジエン系ゴムラテックスを金属系酸化触媒の存在下で空気酸化することによって上記ジエン系ゴムラテックスの酸化を行うことができる。ここで、空気酸化を促進するために用いられる金属系酸化触媒の好適な金属種はコバルト、銅、鉄等であり、これらの塩化物や有機化合物との塩や錯体が用いられる。なかでも塩化コバルト、コバルトアセチルアセトナート、ナフテン酸コバルト等のコバルト系触媒が好適である。   The oxidation of the diene rubber latex can be performed by a known method. For example, according to JP-A-8-81505, oxidation of the diene rubber latex is performed by air oxidation of the diene rubber latex dissolved in an organic solvent at a ratio of 1 to 30% by mass in the presence of a metal oxidation catalyst. It can be performed. Here, suitable metal species of the metal-based oxidation catalyst used for promoting air oxidation are cobalt, copper, iron, and the like, and salts and complexes with these chlorides and organic compounds are used. Of these, cobalt catalysts such as cobalt chloride, cobalt acetylacetonate, and cobalt naphthenate are preferable.

上記有機溶媒としては、それ自体がゴムと反応せず、また容易に酸化されることがなく、ゴムを溶解するものであれば良く、種々の炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、有機ハロゲン系溶媒等が好適に用いられる。炭化水素系溶媒としては、例えばヘキサン、ガソリン等が使用可能である。芳香族炭化水素系溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、ベンゼン等が使用可能である。有機ハロゲン系溶媒としては、例えばクロロホルム、ジクロロメタン等が使用可能である。中でも芳香族炭化水素系のトルエンを用いるのが好適である。また、それらとアルコール等との混合溶媒を用いることも可能である。   The organic solvent may be any hydrocarbon solvent, aromatic hydrocarbon solvent, organic solvent as long as it does not react with the rubber and is not easily oxidized and dissolves the rubber. A halogen-based solvent or the like is preferably used. As the hydrocarbon solvent, for example, hexane, gasoline or the like can be used. As the aromatic hydrocarbon solvent, for example, toluene, xylene, benzene and the like can be used. As the organic halogen solvent, for example, chloroform, dichloromethane and the like can be used. Of these, aromatic hydrocarbon-based toluene is preferably used. It is also possible to use a mixed solvent of them and alcohol.

また、特開平9−136903号公報に記載されているように、上記ジエン系ゴムラテックスにカルボニル化合物を添加し、ジエン系ゴムラテックスを空気酸化することによって、ジエン系ゴムラテックスの酸化を行うことができる。ジエン系ゴムラテックスに添加するカルボニル化合物は、ゴム分に関係なくラテックス容量に対して20容量%(V/V%)以下、好ましくは0.5〜10容量%となるように添加するのが適当である。カルボニル化合物の濃度が上記範囲を超えても問題はないが、反応性を高めないばかりか、経済的に不利となるおそれがある。ここで、カルボニル化合物の好適な例としては、種々のアルデヒド類、ケトン類等があげられる。   Further, as described in JP-A-9-136903, the diene rubber latex can be oxidized by adding a carbonyl compound to the diene rubber latex and oxidizing the diene rubber latex with air. it can. It is appropriate that the carbonyl compound added to the diene rubber latex is added so as to be 20 volume% (V / V%) or less, preferably 0.5 to 10 volume% based on the latex volume regardless of the rubber content. It is. Even if the concentration of the carbonyl compound exceeds the above range, there is no problem, but not only the reactivity is not increased, but there is a risk that it is economically disadvantageous. Here, preferable examples of the carbonyl compound include various aldehydes and ketones.

ここで、アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、n−バレルアルデヒド、カプロアルデヒド、ヘプタアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド、アニスアルデヒド、バニリン、ピペロナール、メチルバレルアルデヒド、イソカプロアルデヒド、パラホルムアルデヒド等があげられる。   Here, as aldehydes, for example, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, n-valeraldehyde, caproaldehyde, heptaldehyde, phenylacetaldehyde, benzaldehyde, tolualdehyde, nitrobenzaldehyde, salicylaldehyde, anisaldehyde, Examples include vanillin, piperonal, methyl valeraldehyde, isocaproaldehyde, paraformaldehyde and the like.

一方、ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルn−プロピルケトン、ジエチルケトン、イソプロピルメチルケトン、ベンジルメチルケトン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、イソブチルメチルケトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、n−ブチロフェノン、ベンゾフェノン、3−ニトロ−4'−メチルベンゾフェノン等が挙げられる。   On the other hand, examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, diethyl ketone, isopropyl methyl ketone, benzyl methyl ketone, 2-hexanone, 3-hexanone, isobutyl methyl ketone, acetophenone, propiophenone, and n-butyrophenone. , Benzophenone, 3-nitro-4′-methylbenzophenone, and the like.

上述したカルボニル化合物を上記ジエン系ゴムラテックスに添加することによって空気酸化を行うことができるが、特開平9−136903号公報に記載されているように、空気酸化を促進するためにラジカル発生剤の存在下で空気酸化を行うのが好ましい。ラジカル発生剤としては、例えば過酸化物系ラジカル発生剤、レドックス系ラジカル発生剤、アゾ系ラジカル発生剤等が好適に用いられる。過酸化物系ラジカル発生剤としては、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−t−ブチル、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ラウロイル、ジイソプロピルペルオキシカルボナート、ジシクロヘキシルペルオキシカルボナート等が使用できる。   Air oxidation can be performed by adding the carbonyl compound described above to the diene rubber latex. However, as described in JP-A-9-136903, a radical generator is used to promote air oxidation. Air oxidation is preferably performed in the presence. As the radical generator, for example, a peroxide radical generator, a redox radical generator, an azo radical generator and the like are preferably used. Examples of peroxide radical generators include benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, lauroyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, dicyclohexyl peroxycarbonate, etc. it can.

レドックス系ラジカル発生剤としては、例えばクメンヒドロキシペルオキシドとFe(II)塩、過酸化水素とFe(II)塩、過硫酸カリウム又は過硫酸アンモニウムと亜硫酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウム、硫酸セリウム(IV)とアルコール、アミン又は澱粉、過酸化ベンゾイルや過酸化ラウロイル等の過酸化物とジメチルアニリン、tert−ブチルハイドロパーオキサイドとテトラエチレンペンタミン等が使用できる。   Examples of the redox radical generator include cumene hydroxyperoxide and Fe (II) salt, hydrogen peroxide and Fe (II) salt, potassium persulfate or ammonium persulfate and sodium sulfite, sodium perchlorate and sodium sulfite, cerium sulfate ( IV) and alcohols, amines or starches, peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide, dimethylaniline, tert-butyl hydroperoxide, tetraethylenepentamine and the like.

アゾ系ラジカル発生剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、4,4'−アゾビス−4−シアノ吉草酸等が使用できる。   As the azo radical generator, for example, azobisisobutyronitrile, methyl azobisisobutyrate, azobiscyclohexanecarbonitrile, azobisisobutylamidine hydrochloride, 4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and the like can be used.

上述のラジカル発生剤は上記ジエン系ゴムラテックス中に溶解又は分散させて用いられる。ラジカル発生剤の添加量は、ジエン系ゴム固形分に対して0.01〜5質量%、好ましくは0.05〜1質量%であるのが適当である。ラジカル発生剤の濃度が上記範囲より低いと空気酸化の速度が遅く実用的でない。一方、ラジカル発生剤の濃度が上記範囲を超えると、分子鎖切断が進み、分子量の低下に伴い、ゴム組成物としての低ロス性、耐摩耗性、破壊強度が悪化するおそれがある。   The above radical generator is used by dissolving or dispersing in the diene rubber latex. The addition amount of the radical generator is suitably 0.01 to 5% by mass, preferably 0.05 to 1% by mass, based on the diene rubber solid content. If the concentration of the radical generator is lower than the above range, the rate of air oxidation is slow and impractical. On the other hand, when the concentration of the radical generator exceeds the above range, molecular chain scission proceeds, and as the molecular weight decreases, the low loss property, wear resistance, and breaking strength of the rubber composition may deteriorate.

空気酸化では、溶液を空気と均一に接触させることが望ましい。空気との接触を均一にする手法は特に限定されないが、例えば振盪フラスコ中で振盪させるほか、攪拌や空気を吹き込むバブリング等により容易に行うことができる。空気酸化を進める温度は、通常、室温〜100℃で行われるが、特に限定されるものではない。反応は、通常1〜5時間程度で終了する。   In air oxidation, it is desirable to bring the solution into uniform contact with air. Although the method for making the contact with air uniform is not particularly limited, for example, in addition to shaking in a shake flask, it can be easily performed by stirring, bubbling for blowing air, or the like. Although the temperature which advances air oxidation is normally performed at room temperature-100 degreeC, it is not specifically limited. The reaction is usually completed in about 1 to 5 hours.

また、特開2001−261707号公報の記載に従って、ジエン系ゴムラテックスにオゾン含有ガスを吹き込み、オゾンの酸化作用でジエン系ゴムラテックスの酸化を行うことができる。この方法では、過酸化水素の添加により、分解反応が促進される。   Further, according to the description in JP-A No. 2001-261707, an ozone-containing gas can be blown into the diene rubber latex, and the diene rubber latex can be oxidized by the oxidizing action of ozone. In this method, the decomposition reaction is accelerated by the addition of hydrogen peroxide.

本発明においては、上記の手法によって、上記ジエン系ゴムラテックスを酸化した後、極性基含有ヒドラジド化合物を添加する。ここで、後述するように、ジエン系ゴムラテックスを酸化して得られた酸化ジエン系ゴムラテックスに極性基含有ヒドラジド化合物を添加してもよいし、又は得られた酸化ジエン系ゴムラテックスを凝固して得られた酸化ジエン系ゴムに極性基含有ヒドラジド化合物を添加してもよい。   In the present invention, the diene rubber latex is oxidized by the above method, and then the polar group-containing hydrazide compound is added. Here, as described later, a polar group-containing hydrazide compound may be added to the oxidized diene rubber latex obtained by oxidizing the diene rubber latex, or the obtained oxidized diene rubber latex is coagulated. A polar group-containing hydrazide compound may be added to the obtained diene rubber.

上記手法で得られた酸化ジエン系ゴムラテックスは、ジエン系ゴム分子鎖の末端にカルボニル基を有する。極性基含有ヒドラジド化合物は、高い反応性を有し、そのため、酸化ジエン系ゴムラテックス又は該酸化ジエン系ゴムラテックスを凝固して得られた酸化ジエン系ゴム中のジエン系ゴム分子末端のカルボニル基と容易に反応する。よって、酸化ジエン系ゴムラテックス又は酸化ジエン系ゴムに極性基含有ヒドラジド化合物を添加することで、高価な触媒を用いることなく、ジエン系ゴム分子末端に、簡便かつ安価に極性基を導入することができる。   The oxidized diene rubber latex obtained by the above method has a carbonyl group at the end of the diene rubber molecular chain. The polar group-containing hydrazide compound has high reactivity, and therefore, the carbonyl group at the end of the diene rubber molecule in the oxidized diene rubber latex or the oxidized diene rubber obtained by coagulating the oxidized diene rubber latex It reacts easily. Therefore, by adding a polar group-containing hydrazide compound to oxidized diene rubber latex or oxidized diene rubber, it is possible to easily and inexpensively introduce polar groups at the end of the diene rubber molecule without using an expensive catalyst. it can.

上記極性基含有ヒドラジド化合物としては、分子内に少なくとも一つの極性基を有するヒドラジド化合物であれば特に制限されない。ここで、該極性基含有ヒドラジド化合物の極性基として、具体的には、例えば、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基、アルコキシシリル基などを好適に挙げることができる。これらの極性基含有ヒドラジド化合物は、それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。   The polar group-containing hydrazide compound is not particularly limited as long as it is a hydrazide compound having at least one polar group in the molecule. Here, specific examples of the polar group of the polar group-containing hydrazide compound include an amino group, an imino group, a nitrile group, an ammonium group, an imide group, an amide group, a hydrazo group, an azo group, a diazo group, and a hydroxyl group. Preferred examples include a carboxyl group, a carbonyl group, an epoxy group, an oxycarbonyl group, a nitrogen-containing heterocyclic group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group, and an alkoxysilyl group. These polar group-containing hydrazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

上記アミノ基含有ヒドラジド化合物としては、1分子中に第1級、第2級及び第3級アミノ基から選ばれる少なくとも1つのアミノ基を有するヒドラジド化合物が挙げられる。これらのアミノ基含有ヒドラジド化合物は、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the amino group-containing hydrazide compound include hydrazide compounds having at least one amino group selected from primary, secondary, and tertiary amino groups in one molecule. These amino group-containing hydrazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

第1級アミノ基含有ヒドラジド化合物としては、例えば、2−アミノアセトヒドラジド、3−アミノプロパン酸ヒドラジド、4−アミノブタン酸ヒドラジド、2−アミノベンゾヒドラジド、4−アミノベンゾヒドラジド等が挙げられる。   Examples of the primary amino group-containing hydrazide compound include 2-aminoacetohydrazide, 3-aminopropanoic acid hydrazide, 4-aminobutanoic acid hydrazide, 2-aminobenzohydrazide, 4-aminobenzohydrazide and the like.

第2級アミノ基含有ヒドラジド化合物としては、例えば、2−(メチルアミノ)アセトヒドラジド、2−(エチルアミノ)アセトヒドラジド、3−(メチルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、3−(エチルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、3−(プロピルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、3−(イソプロピルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、4−(メチルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(エチルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(プロピルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(イソプロピルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、2−(メチルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(エチルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(プロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(イソプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(メチルアミノ)ベンゾヒドラジド、4一(エチルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(プロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(イソプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド等が挙げられる。   Examples of secondary amino group-containing hydrazide compounds include 2- (methylamino) acetohydrazide, 2- (ethylamino) acetohydrazide, 3- (methylamino) propanoic acid hydrazide, and 3- (ethylamino) propanoic acid hydrazide. 3- (propylamino) propanoic hydrazide, 3- (isopropylamino) propanoic hydrazide, 4- (methylamino) butanoic hydrazide, 4- (ethylamino) butanoic hydrazide, 4- (propylamino) butanoic hydrazide 4- (isopropylamino) butanoic hydrazide, 2- (methylamino) benzohydrazide, 2- (ethylamino) benzohydrazide, 2- (propylamino) benzohydrazide, 2- (isopropylamino) benzohydrazide, 4- ( Methylamino) benzohydradi , 4 one (ethylamino) benzohydrazide, 4- (propylamino) benzohydrazide, 4- (isopropylamino) benzohydrazide, and the like.

第3級アミノ基含有ヒドラジド化合物としては、例えば、N,N−ジ置換アミノカルボン酸ヒドラジド化合物、N,N−ジ置換ベンゾヒドラジド化合物等が挙げられる。これらの化合物としては、例えば、2−(ジメチルアミノ)アセトヒドラジド、2−(ジエチルアミノ)アセトヒドラジド、3−(ジメチルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、3−(ジエチルアミノ)プロパン酸ヒドラジト、3−(ジプロピルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、3−(ジイソプロピルアミノ)プロパン酸ヒドラジド、4−(ジメチルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(ジエチルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(ジプロピルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、4−(ジイソプロピルアミノ)ブタン酸ヒドラジド、2−(ジメチルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(ジエチルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(ジプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、2−(ジイソプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(ジメチルアミノ)ベンソヒドラジド、4−(ジエチルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(ジプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド、4−(ジイソプロピルアミノ)ベンゾヒドラジド等が挙げられる。   Examples of tertiary amino group-containing hydrazide compounds include N, N-disubstituted aminocarboxylic acid hydrazide compounds and N, N-disubstituted benzohydrazide compounds. Examples of these compounds include 2- (dimethylamino) acetohydrazide, 2- (diethylamino) acetohydrazide, 3- (dimethylamino) propanoic acid hydrazide, 3- (diethylamino) propanoic acid hydrazide, and 3- (dipropylamino). ) Propanoic hydrazide, 3- (diisopropylamino) propanoic hydrazide, 4- (dimethylamino) butanoic hydrazide, 4- (diethylamino) butanoic hydrazide, 4- (dipropylamino) butanoic hydrazide, 4- (diisopropylamino) ) Butanoic acid hydrazide, 2- (dimethylamino) benzohydrazide, 2- (diethylamino) benzohydrazide, 2- (dipropylamino) benzohydrazide, 2- (diisopropylamino) benzohydrazide, 4- (dimethylamino) ben Hydrazide, 4- (diethylamino) benzohydrazide, 4- (dipropylamino) benzohydrazide, 4- (diisopropylamino) benzohydrazide, and the like.

また、アミノ基の代わりに含窒素複素環基であってもよく、その含窒素複素環基としては、例えば、ピロール、ヒスチジン、イミダソール、トリアゾリジン、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、プリン、フェナジン、プテリジン、メラミン等が挙げられる。なお、合窒素複素環は、他のへテロ原子を環中に含んでいてもよい。ここで、含窒素複素環基としてピリジル基を有するヒドラジド化合物としては、例えば、イソニコチノヒドラジド、ピコリノヒドラジドが挙げられる。これら含窒素複素環基含有ヒドラジド化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Further, it may be a nitrogen-containing heterocyclic group instead of an amino group. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic group include pyrrole, histidine, imidazole, triazolidine, triazole, triazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, indole, quinoline. , Purine, phenazine, pteridine, melamine and the like. The heteronitrogen heterocycle may contain other heteroatoms in the ring. Here, examples of the hydrazide compound having a pyridyl group as a nitrogen-containing heterocyclic group include isonicotinohydrazide and picolinohydrazide. These nitrogen-containing heterocyclic group-containing hydrazide compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記ニトリル基を有するヒドラジド化合物としては、2−ニトロアセトヒドラジド、3−ニトロプロパン酸ヒドラジド、4−ニトロブタン酸ヒドラジド、2−ニトロベンゾヒドラジド、4−ニトロベンゾヒドラジド等が挙げられる。これらのニトリル基含有ヒドラジド化合物は一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydrazide compound having a nitrile group include 2-nitroacetohydrazide, 3-nitropropanoic acid hydrazide, 4-nitrobutanoic acid hydrazide, 2-nitrobenzohydrazide, 4-nitrobenzohydrazide and the like. These nitrile group-containing hydrazide compounds may be used alone or in a combination of two or more.

上記ヒドロキシル基含有ヒドラジド化合物としては、1分子中に少なくとも1個の第1級、第2級又は第3級ヒドロキシル基を含有するヒドラジド化合物が挙げられる。このようなヒドロキシル基含有ヒドラジド化合物としては、例えば、2−ヒドロキシアセトヒドラジド、3−ヒドロキシプロパン酸ヒドラジド、4−ヒドロキシブタン酸ヒドラジド、2−ヒドロキシベンゾヒドラジド、4−ヒドロキシベンゾヒドラジドが挙げられる。これらのヒドロキシル基含有ヒドラジド化合物は一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydroxyl group-containing hydrazide compound include hydrazide compounds containing at least one primary, secondary, or tertiary hydroxyl group in one molecule. Examples of such hydroxyl group-containing hydrazide compounds include 2-hydroxyacetohydrazide, 3-hydroxypropanoic hydrazide, 4-hydroxybutanoic hydrazide, 2-hydroxybenzohydrazide, and 4-hydroxybenzohydrazide. These hydroxyl group-containing hydrazide compounds may be used alone or in a combination of two or more.

上記カルボキシル基を含有するヒドラジド化合物としては、3−カルボキシプロパン酸ヒドラジド、4−カルボキシブタン酸ヒドラジド、2−カルボキシ安息香酸ヒドラジド、4−カルボキシ安息香酸ヒドラジド等が挙げられる。これらカルボキシル基含有ヒドラジド化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydrazide compound containing a carboxyl group include 3-carboxypropanoic acid hydrazide, 4-carboxybutanoic acid hydrazide, 2-carboxybenzoic acid hydrazide, 4-carboxybenzoic acid hydrazide, and the like. These carboxyl group-containing hydrazide compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記エポキシ基を有するヒドラジド化合物としては、2−(オキシラン−2−イル)アセトヒドラジド、3−(オキシラン−2−イル)プロパン酸ヒドラジド、3−(テトラヒドロ−2H−ピラン−4−イル)プロパン酸ヒドラジド等が挙げられる。これらエポキシ基含有ヒドラジド化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydrazide compound having an epoxy group include 2- (oxiran-2-yl) acetohydrazide, 3- (oxiran-2-yl) propanoic acid hydrazide, and 3- (tetrahydro-2H-pyran-4-yl) propanoic acid. And hydrazide. These epoxy group-containing hydrazide compounds may be used alone or in a combination of two or more.

上記スズ含有基を有するヒドラジド化合物としては、3−(トリブチルスズ)プロパン酸ヒドラジド、3−(トリメチルスズ)プロパン酸ヒドラジド、3−(トリフェニルスズ)プロパン酸ヒドラジド、3−(トリオクチルスズ)プロパン酸ヒドラジド、4−(トリブチルスズ)ブタン酸ヒドラジド、4−(トリメチルスズ)ブタン酸ヒドラジド、4−(トリフェニルスズ)ブタン酸ヒドラジド、4−(トリオクチルスズ)ブタン酸ヒドラジド、2−(トリブチルスズ)ベンゾヒドラジド、4−(トリブチルスズ)ベンゾヒドラジド、2−(トリメチルスズ)ベンゾヒドラジド、4−(トリメチルスズ)ベンゾヒドラジド、2−(トリオクチルスズ)ベンゾヒドラジド、4−(トリオクチルスズ)ベンゾヒドラジド等のスズ含有ヒドラジド化合物を挙げることができる。これらスズ含有ヒドラジド化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydrazide compound having a tin-containing group include 3- (tributyltin) propanoic hydrazide, 3- (trimethyltin) propanoic hydrazide, 3- (triphenyltin) propanoic hydrazide, and 3- (trioctyltin) propanoic acid. Hydrazide, 4- (tributyltin) butanoic hydrazide, 4- (trimethyltin) butanoic hydrazide, 4- (triphenyltin) butanoic hydrazide, 4- (trioctyltin) butanoic hydrazide, 2- (tributyltin) benzohydrazide , 4- (tributyltin) benzohydrazide, 2- (trimethyltin) benzohydrazide, 4- (trimethyltin) benzohydrazide, 2- (trioctyltin) benzohydrazide, 4- (trioctyltin) benzohydrazide, etc. Hydrazide formation Mention may be made of things. These tin-containing hydrazide compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記アルコキシシリル基を含有するヒドラジド化合物としては、2−(トリメトキシシリル)アセトヒドラジド、2−(トリエトキシシリル)アセトヒドラジド、3−(トリメトキシシリル)プロパン酸ヒドラジド、3−(トリエトキシシリル)プロパン酸ヒドラジド、4−(トリメトキシシリル)ブタン酸ヒドラジド、4−(トリエトキシシリル)ブタン酸ヒドラジド、2−(トリメトキシシリル)ベンゾヒドラジド、2−(トリエトキシシリル)ベンゾヒドラジド、4−(トリメトキシシリル)ベンゾヒドラジド、4−(トリエトキシシリル)ベンゾヒドラジド等が挙げられる。これらアルコキシシリル基含有ヒドラジド化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the hydrazide compound containing an alkoxysilyl group include 2- (trimethoxysilyl) acetohydrazide, 2- (triethoxysilyl) acetohydrazide, 3- (trimethoxysilyl) propanoic acid hydrazide, and 3- (triethoxysilyl). Propanoic acid hydrazide, 4- (trimethoxysilyl) butanoic acid hydrazide, 4- (triethoxysilyl) butanoic acid hydrazide, 2- (trimethoxysilyl) benzohydrazide, 2- (triethoxysilyl) benzohydrazide, 4- (tri Methoxysilyl) benzohydrazide, 4- (triethoxysilyl) benzohydrazide and the like. These alkoxysilyl group-containing hydrazide compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

極性基含有ヒドラジド化合物の添加方法としては、下記の通り3つ挙げられる。第1の方法では、上記酸化反応したジエン系ゴムラテックスを凝固、粉砕し、クラム化した後、上記極性基含有ヒドラジド化合物を添加する。その後、例えば、ミキサー、押出機、混練機(プリブレーカー)等を用いて混練を行い、乾燥した変性ジエン系ゴムを得ることができる。   There are three methods for adding the polar group-containing hydrazide compound as follows. In the first method, the oxidized diene rubber latex is coagulated, pulverized and crushed, and then the polar group-containing hydrazide compound is added. Thereafter, kneading is performed using, for example, a mixer, an extruder, a kneader (prebreaker), etc., and a dried modified diene rubber can be obtained.

第2の方法では、上記酸化反応したジエン系ゴムラテックスを凝固、粉砕、乾燥した後、上記極性基含有ヒドラジド化合物を添加する。例えば、乾燥後の固形の酸化ジエン系ゴムへの極性基含有ヒドラジド化合物溶液の添加をミキサー、押出機、混練機等により行う工程が挙げられ、好ましくは、分散性向上の点から混練磯で混合することが好ましい。   In the second method, the oxidized diene rubber latex is coagulated, ground and dried, and then the polar group-containing hydrazide compound is added. For example, a step of adding a polar group-containing hydrazide compound solution to a solid oxide diene rubber after drying by a mixer, an extruder, a kneader, etc. is preferable. It is preferable to do.

第3の方法では、上記酸化反応したジエン系ゴムラテックス中に、水及び必要に応じて乳化剤を加えたものの中に上記極性基含有ヒドラジド化合物を加え、所定の温度で攪拌して反応させる。上記極性基含有ヒドラジド化合物の酸化ジエン系ゴムラテックスへの添加に際しては、予め酸化ジエン系ゴムラテックス中に乳化剤を加えておくか、あるいは極性基含有ヒドラジド化合物を乳化した後、酸化ジエン系ゴムラテックスに加える。必要に応じて有機過酸化物を添加することもできる。使用し得る乳化剤としては、特に限定されないが、ノニオン系の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル等が挙げられる。このようにして極性基含有ヒドラジド化合物を添加し、反応させて得られた変性ジエン系ゴムラテックスを凝固、乾燥することによって、変性ジエン系ゴムを得ることができる。   In the third method, the polar group-containing hydrazide compound is added to the oxidized diene rubber latex to which water and an emulsifier as necessary are added, and the mixture is stirred and reacted at a predetermined temperature. When the polar group-containing hydrazide compound is added to the oxidized diene rubber latex, an emulsifier is added in advance to the oxidized diene rubber latex, or the polar group-containing hydrazide compound is emulsified and then added to the oxidized diene rubber latex. Add. An organic peroxide can also be added as needed. The emulsifier that can be used is not particularly limited, and examples thereof include nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether. A modified diene rubber can be obtained by coagulating and drying the modified diene rubber latex obtained by adding the polar group-containing hydrazide compound and reacting in this manner.

なお、上述した3つの方法において、酸化ジエン系ゴムラテックス又は変性ジエン系ゴムラテックスを凝固するのに用いる凝固剤としては、特に限定されるものではないが、ギ酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩が挙げられる。また、酸化ジエン系ゴムラテックス又は変性ジエン系ゴムラテックスの乾燥は、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー等の乾燥機を用いて行うことができる。   In the three methods described above, the coagulant used for coagulating the oxidized diene rubber latex or the modified diene rubber latex is not particularly limited, but is not limited to acids such as formic acid and sulfuric acid, and sodium chloride. And the like. The oxidized diene rubber latex or the modified diene rubber latex can be dried using a dryer such as a vacuum dryer, an air dryer or a drum dryer.

上記のようにして得られた変性ジエン系ゴムは、ジエン系ゴムの分子鎖の末端に、下記一般式(I):

Figure 2011089066
(式中、RIは、置換基としてアミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スズ含有基、アルコキシシリル基からなる群から選ばれる極性基を少なくとも1種有する炭素数1〜4のアルキレン基、置換基として該極性基を少なくとも1種有するフェニレン基、又は含窒素複素環基及び含酸素複素環基からなる群から選ばれる少なくとも1種の極性基である)で表される極性基含有官能基を有する。なお、上記一般式(I)中のRIは上述したような極性基含有ヒドラジド化合物のヒドラジド基以外の部分に由来するものである。 The modified diene rubber obtained as described above has the following general formula (I) at the end of the molecular chain of the diene rubber:
Figure 2011089066
(In the formula, R I is an amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, An alkylene group having 1 to 4 carbon atoms having at least one polar group selected from the group consisting of an oxycarbonyl group, a tin-containing group and an alkoxysilyl group, a phenylene group having at least one polar group as a substituent, or nitrogen-containing A polar group-containing functional group represented by at least one polar group selected from the group consisting of a heterocyclic group and an oxygen-containing heterocyclic group. In addition, R I in the general formula (I) is derived from a portion other than the hydrazide group of the polar group-containing hydrazide compound as described above.

また、上記変性ジエン系ゴムを、カーボンブラックやシリカ等の充填剤と配合したとき、加工性を低下させずに低ロス特性や耐摩耗性を向上させるという目的を考えると、ジエン系ゴムの各分子にまんべんなく少量の極性基が導入されることが重要であるため、上記変性ジエン系ゴムにおいて極性基含有ヒドラジド化合物の付加量は、上記ジエン系ゴムラテックス中のゴム成分に対し0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜1.0質量%がより好ましい。   In addition, when the modified diene rubber is blended with a filler such as carbon black or silica, considering the purpose of improving low loss characteristics and wear resistance without degrading workability, each of the diene rubbers Since it is important that even a small amount of polar groups be introduced into the molecule, the addition amount of the polar group-containing hydrazide compound in the modified diene rubber is 0.01 to 5 with respect to the rubber component in the diene rubber latex. 0.0 mass% is preferable, and 0.01 to 1.0 mass% is more preferable.

また、上記変性ジエン系ゴムは、ゴム組成物として、優れた低ロス性、耐摩耗性及び破壊強度を確保するという観点から、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が200,000以上であるのが好ましく、400,000以上であるのがより好ましい。   Further, the modified diene rubber has a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography of 200,000 or more from the viewpoint of ensuring excellent low loss, wear resistance and breaking strength as a rubber composition. And more preferably 400,000 or more.

本発明のタイヤに用いるゴム組成物において、高分子量変性共役ジエン系重合体は、変性前の重量平均分子量が15×104を超え200×104以下であり、低分子量変性共役ジエン系重合体は、変性前の重量平均分子量が2×103〜15×104である。ここで、高分子量変性共役ジエン系重合体の変性前の重量平均分子量を15×104を超え200×104以下と限定するのは、15×104以下であると耐摩耗性及び耐破壊特性が低下するからであり、200×104を超えるとゴム組成物の作業性が低下するからである。これらの観点から高分子量変性共役ジエン系重合体の変性前の重量平均分子量は20×104〜150×104であることが好ましく、20×104〜120×104であることが更に好ましい。一方、低分子量変性共役ジエン系重合体の変性前の重量平均分子量を2×103〜15×104と限定するのは、2×103未満であると高温での動的せん断貯蔵弾性率G'が低下すると共に動的損失正接tanδが上昇するからであり、15×104を超えると作業性が低下するからである。これらの観点から低分子量変性共役ジエン系重合体の変性前の重量平均分子量は5×103〜12×104であることが好ましい。なお、変性前の重量平均分子量とは、重合体の重合活性部位を変性剤で変性する前の重量平均分子量である。 In the rubber composition used in the tire of the present invention, the high molecular weight modified conjugated diene polymer has a weight average molecular weight of more than 15 × 10 4 and not more than 200 × 10 4 before modification, and a low molecular weight modified conjugated diene polymer. Has a weight average molecular weight of 2 × 10 3 to 15 × 10 4 before modification. Here, to limit the weight average molecular weight prior to modification of high molecular weight modified conjugated diene polymer 15 × 10 4 to exceed 200 × 10 4 or less, the wear resistance and fracture If it is 15 × 10 4 or less This is because the properties deteriorate, and when it exceeds 200 × 10 4 , the workability of the rubber composition is lowered. From these viewpoints, the weight average molecular weight of the high molecular weight modified conjugated diene polymer before modification is preferably 20 × 10 4 to 150 × 10 4 , and more preferably 20 × 10 4 to 120 × 10 4. . On the other hand, the weight average molecular weight before modification of the low molecular weight modified conjugated diene polymer is limited to 2 × 10 3 to 15 × 10 4 , when it is less than 2 × 10 3 , the dynamic shear storage modulus at high temperature. This is because G ′ decreases and dynamic loss tangent tan δ increases, and if it exceeds 15 × 10 4 , workability decreases. From these viewpoints, the weight average molecular weight of the low molecular weight modified conjugated diene polymer before modification is preferably 5 × 10 3 to 12 × 10 4 . The weight average molecular weight before modification is the weight average molecular weight before the polymerization active site of the polymer is modified with a modifier.

本発明のタイヤに用いるゴム組成物において、低分子量共役ジエン系重合体の配合量は、ゴムマトリックス100質量部に対して5〜50質量部である。ここで、低分子量変性共役ジエン系重合体の配合量を5〜50質量部と限定するのは、5質量部未満であるとタイヤの氷上性能及びウェット性能を改良できないからであり、50質量部を超えると耐摩耗性及び耐破壊特性が低下するからである。これらの観点から低分子量変性共役ジエン系重合体の配合量はゴムマトリックス100質量部に対して5〜40質量部であることが好ましく、5〜30質量部であることが更に好ましい。   In the rubber composition used in the tire of the present invention, the amount of the low molecular weight conjugated diene polymer is 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix. Here, the amount of the low molecular weight modified conjugated diene polymer is limited to 5 to 50 parts by mass because the on-ice performance and wet performance of the tire cannot be improved if the amount is less than 5 parts by mass, and 50 parts by mass. This is because the wear resistance and fracture resistance are deteriorated when the amount exceeds. From these viewpoints, the blending amount of the low molecular weight modified conjugated diene polymer is preferably 5 to 40 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix.

上記ゴム組成物においては、上記低分子量変性共役ジエン系重合体の結合芳香族ビニル含有量(X)(質量%)及び共役ジエンのビニル結合含有量(Y)(%)が、X+(Y/2)<25を満たすことが好ましい。{X+(Y/2)}が25未満であれば、氷上性能が改良されるからである。   In the rubber composition, the combined aromatic vinyl content (X) (% by mass) of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the vinyl bond content (Y) (%) of the conjugated diene are X + (Y / 2) It is preferable to satisfy <25. If {X + (Y / 2)} is less than 25, the performance on ice is improved.

上記ゴム組成物においては、上記低分子量変性共役ジエン系重合体が、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有することが好ましい。また、上記高分子量変性共役ジエン系重合体は、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有することが好ましい。これらの官能基は、補強性充填材との反応性に富み、ゴム組成物の補強性を向上させるからである。特に、スズ含有官能基はカーボンブラックとの反応性に富むので好ましく、ケイ素含有官能基はシリカとの反応性に富むので好ましく、窒素含有官能基はカーボンブラック及びシリカの双方との反応性に富むので好ましい。なお、後述するように、窒素含有官能基はケイ素原子を含有してもよいし、ケイ素含有官能基は窒素原子を含有してもよい。   In the rubber composition, the low molecular weight modified conjugated diene polymer preferably contains at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. . The high molecular weight modified conjugated diene polymer preferably contains at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. This is because these functional groups are rich in reactivity with the reinforcing filler and improve the reinforcing property of the rubber composition. In particular, a tin-containing functional group is preferable because it is highly reactive with carbon black, a silicon-containing functional group is preferable because it is highly reactive with silica, and a nitrogen-containing functional group is highly reactive with both carbon black and silica. Therefore, it is preferable. As will be described later, the nitrogen-containing functional group may contain a silicon atom, and the silicon-containing functional group may contain a nitrogen atom.

ここで、スズ含有官能基としては、ハロゲン化スズ化合物残基が挙げられ、例えば、トリフェニルスズクロリド、トリブチルスズクロリド、トリイソプロピルスズクロリド、トリヘキシルスズクロリド、トリオクチルスズクロリド、ジフェニルスズジクロリド、ジブチルスズジクロリド、ジヘキシルスズジクロリド、ジオクチルスズジクロリド、フェニルスズトリクロリド、ブチルスズトリクロリド、オクチルスズトリクロリド及び四塩化スズからなる群から選択される塩化スズ化合物から塩素原子が1つ以上離脱して生成する残基が好ましい。   Here, examples of the tin-containing functional group include a tin halide compound residue, such as triphenyl tin chloride, tributyl tin chloride, triisopropyl tin chloride, trihexyl tin chloride, trioctyl tin chloride, diphenyl tin dichloride, dibutyl tin dichloride. Residue formed by leaving one or more chlorine atoms from a tin chloride compound selected from the group consisting of dihexyltin dichloride, dioctyltin dichloride, phenyltin trichloride, butyltin trichloride, octyltin trichloride and tin tetrachloride Is preferred.

また、ケイ素含有官能基としては、ジアルコキシシラン化合物残基又はトリアルコキシシラン化合物残基が好ましい。ここで、ジアルコキシシラン化合物の2つのアルコキシ基は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数1〜20のアルコキシ基である。同様に、トリアルコキシシラン化合物の3つのアルコキシ基は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数1〜20のアルコキシ基である。更に、ケイ素原子を含有する官能基は、アミノ基を有することが好ましく、第一アミノ基を有することがさらに好ましい。   Moreover, as a silicon-containing functional group, a dialkoxysilane compound residue or a trialkoxysilane compound residue is preferable. Here, the two alkoxy groups of the dialkoxysilane compound are each independently an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Similarly, the three alkoxy groups of the trialkoxysilane compound are each independently an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Furthermore, the functional group containing a silicon atom preferably has an amino group, more preferably a primary amino group.

また更に、ケイ素含有官能基としては、下記一般式(1')で表わされるヒドロカルビルオキシシラン化合物及びその部分縮合物の−OR23が1つ以上離脱して形成される残基を挙げることもできる。

Figure 2011089066
式(1')中、Aは、イソシアネート基、チオイソシアネート基、イミン残基、アミド基、第一アミノ基、第一アミンのオニウム塩残基,環状第二アミノ基、環状第二アミンのオニウム塩残基、非環状第二アミノ基及び非環状第二アミンのオニウム塩残基、イソシアヌル酸トリエステル残基、環状第三アミノ基、非環状第三アミノ基、ニトリル基、ピリジン残基、環状第三アミンのオニウム塩残基、非環状第三アミンのオニウム塩残基、エポキシ基、チオエポキシ基、ケトン基、チオケトン基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル残基、チオカルボン酸エステル残基、カルボン酸無水物残基、カルボン酸ハロゲン化物残基、炭酸ジヒドロカルビルエステル残基、スルフィド基、ポリスルフィド基、ヒドロキシ基、チオール基、アリル又はベンジルとSnとの結合を有する基、スルフォニル基及びスルフィニル基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有する一価の基、R21は単結合又は二価の不活性炭化水素基、R22及びR23は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、mは0〜2の整数であり、OR23が複数ある場合、複数のOR23は同一でも異なっていてもよい。上記の内、第一アミノ基は変性反応終了後までアルキルシリル基(例えば、メチルシリル基やエチルシリル基)等により保護されていることが好ましい。 Furthermore, examples of the silicon-containing functional group include a residue formed by leaving one or more of —OR 23 of the hydrocarbyloxysilane compound represented by the following general formula (1 ′) and its partial condensate. .
Figure 2011089066
In the formula (1 ′), A is an isocyanate group, a thioisocyanate group, an imine residue, an amide group, a primary amino group, an onium salt residue of a primary amine, a cyclic secondary amino group, an onium of a cyclic secondary amine Salt residue, acyclic secondary amino group and onium salt residue of acyclic secondary amine, isocyanuric acid triester residue, cyclic tertiary amino group, acyclic tertiary amino group, nitrile group, pyridine residue, cyclic Tertiary amine onium salt residue, acyclic tertiary amine onium salt residue, epoxy group, thioepoxy group, ketone group, thioketone group, aldehyde group, thioaldehyde group, carboxylic acid ester residue, thiocarboxylic acid ester residue Carboxylic acid anhydride residue, carboxylic acid halide residue, carbonic acid dihydrocarbyl ester residue, sulfide group, polysulfide group, hydroxy group, thiol group , A group having a bond between allyl or benzyl and Sn, a monovalent group having at least one functional group selected from a sulfonyl group and a sulfinyl group, R 21 is a single bond or a divalent inert hydrocarbon group, R 22 And R 23 each independently represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, m is an integer of 0 to 2, If OR 23 there are a plurality, the plurality of OR 23 may be the same or different. Of the above, the primary amino group is preferably protected by an alkylsilyl group (for example, a methylsilyl group or an ethylsilyl group) or the like until after the modification reaction.

21のうちの二価の不活性炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキレン基を好ましく挙げることができる。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、ドデカメチレン基などが挙げられる。 As the divalent inert hydrocarbon group in R 21 , an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms can be preferably exemplified. The alkylene group may be linear, branched, or cyclic, but a linear one is particularly preferable. 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, a decamethylene group, and a dodecamethylene group.

22及びR23としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアラルキル基などを挙げることができる。ここで、上記アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基などが挙げられる。また、上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、その例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。さらに上記アラルキル基は、芳香環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、その例としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。 Examples of R 22 and R 23 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Here, the alkyl group and alkenyl group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, Isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, cyclopentyl, cyclohexyl, vinyl, propenyl, allyl, hexenyl, octenyl, cyclo A pentenyl group, a cyclohexenyl group, etc. are mentioned. The aryl group may have a substituent such as a lower alkyl group on the aromatic ring, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group. Furthermore, the aralkyl group may have a substituent such as a lower alkyl group on the aromatic ring, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

また、窒素含有官能基としては、上記一般式(1')で表わされるヒドロカルビルオキシシラン化合物及びその部分縮合物の−OR23が1つ以上離脱して形成される残基の内、Aがイソシアネート基、チオイソシアネート基、イミン残基、アミド基、第一アミノ基、第一アミンのオニウム塩残基,環状第二アミノ基、環状第二アミンのオニウム塩残基、非環状第二アミノ基及び非環状第二アミンのオニウム塩残基、イソシアヌル酸トリエステル残基、環状第三アミノ基、非環状第三アミノ基、ニトリル基、ピリジン残基、環状第三アミンのオニウム塩残基、非環状第三アミンのオニウム塩残基である窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物残基が挙げられる。なお、窒素含有官能基は、アミノ基を有することが好ましく、第一アミノ基を有することがさらに好ましい。 As the nitrogen-containing functional group, among the residues formed by leaving one or more of —OR 23 of the hydrocarbyloxysilane compound represented by the above general formula (1 ′) and its partial condensate, A is an isocyanate. Groups, thioisocyanate groups, imine residues, amide groups, primary amino groups, primary amine onium salt residues, cyclic secondary amino groups, cyclic secondary amine onium salt residues, acyclic secondary amino groups and Acyclic secondary amine onium salt residue, isocyanuric acid triester residue, cyclic tertiary amino group, acyclic tertiary amino group, nitrile group, pyridine residue, cyclic tertiary amine onium salt residue, acyclic Examples thereof include a nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compound residue that is an onium salt residue of a tertiary amine. The nitrogen-containing functional group preferably has an amino group, more preferably a primary amino group.

上記一般式(1')で表わされる窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物の内、イミン残基含有ヒドロカルビルオキシシアン化合物として、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン及びこれらのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシシリル化合物、メチルジエトキシシリル化合物、エチルジエトキシシリル化合物、メチルジメトキシシリル化合物、エチルジメトキシシリル化合物などを好ましく挙げることができるが、これらの中でも特に、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン及びN−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンが好適である。   Of the nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compounds represented by the general formula (1 ′), N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1 is used as the imine residue-containing hydrocarbyloxycyan compound. -Propanamine, N- (1-methylethylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, N-ethylidene-3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, N- (1-methylpropyl) Ridene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, N- (4-N, N-dimethylaminobenzylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, N- (cyclohexylidene) -3- (Triethoxysilyl) -1-propanamine and trimethoxysilyl corresponding to these triethoxysilyl compounds Preferred examples thereof include a methyl compound, a methyldiethoxysilyl compound, an ethyldiethoxysilyl compound, a methyldimethoxysilyl compound, and an ethyldimethoxysilyl compound. Among these, N- (1-methylpropylidene) -3- (Triethoxysilyl) -1-propanamine and N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine are preferred.

また、他のイミン残基(アミジン基)含有化合物としては、1−〔3−(トリエトキシシリル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾール、1−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾール、3−〔10−(トリエトキシシリル)デシル〕−4−オキサゾリンなどを挙げることができるが、これらの中でも、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、1−〔3−(トリエトキシシリル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾール及び1−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾールを好ましく挙げることができる。また、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−イソプロポキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−メチルジエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールなどが挙げられ、これらの中でも、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールが好ましい。   Other imine residue (amidine group) -containing compounds include 1- [3- (triethoxysilyl) propyl] -4,5-dihydroimidazole, 1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -4. , 5-dihydroimidazole, 3- [10- (triethoxysilyl) decyl] -4-oxazoline and the like. Among these, 3- (1-hexamethyleneimino) propyl (triethoxy) silane, ( 1-hexamethyleneimino) methyl (trimethoxy) silane, 1- [3- (triethoxysilyl) propyl] -4,5-dihydroimidazole and 1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -4,5-dihydro Preference is given to imidazole. N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N- (3-isopropoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N- (3-methyldiethoxysilylpropyl)- 4,5-dihydroimidazole and the like can be mentioned, and among these, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole is preferable.

また、上記一般式(1')で表わされる窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物の内、イソシアネート基含有化合物としては、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリイソプロポキシシランなどが挙げられ、これらの中でも、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシランが好ましい。   Among the nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compounds represented by the general formula (1 ′), the isocyanate group-containing compounds include 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and 3-isocyanato. Examples thereof include propylmethyldiethoxysilane and 3-isocyanatopropyltriisopropoxysilane. Among these, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane is preferable.

上記一般式(1')で表わされる窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物の内、環状第三アミノ基含有化合物としては、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリエトキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニル)プロピル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ヘプタメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ドデカメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)エチルシランを好ましく挙げることができる。特に3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シラン及び(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シランが好適である。さらに、その他のヒドロカルビルオキシシラン化合物として、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、4−エチルピリジンなどを挙げることができる。   Among the nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compounds represented by the general formula (1 ′), examples of the cyclic tertiary amino group-containing compound include 3- (1-hexamethyleneimino) propyl (triethoxy) silane, 3- (1-hexa Methyleneimino) propyl (trimethoxy) silane, (1-hexamethyleneimino) methyl (trimethoxy) silane, (1-hexamethyleneimino) methyl (triethoxy) silane, 2- (1-hexamethyleneimino) ethyl (triethoxy) silane, 2- (1-hexamethyleneimino) ethyl (trimethoxy) silane, 3- (1-pyrrolidinyl) propyl (triethoxy) silane, 3- (1-pyrrolidinyl) propyl (trimethoxy) silane, 3- (1-heptamethyleneimino) Propyl (triethoxy) silane, 3- (1-do Preferred examples include decamethyleneimino) propyl (triethoxy) silane, 3- (1-hexamethyleneimino) propyl (diethoxy) methylsilane, and 3- (1-hexamethyleneimino) propyl (diethoxy) ethylsilane. Particularly preferred are 3- (1-hexamethyleneimino) propyl (triethoxy) silane and (1-hexamethyleneimino) methyl (trimethoxy) silane. Furthermore, examples of other hydrocarbyloxysilane compounds include 2- (trimethoxysilylethyl) pyridine, 2- (triethoxysilylethyl) pyridine, 4-ethylpyridine and the like.

上記一般式(1')で表わされる窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物の内、非環状第三アミノ基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物として、3−ジメチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン、3−ジメチルアミノプロピル(トリメトキシ)シラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリメトキシ)シラン、2−ジメチルアミノエチル(トリエトキシ)シラン、2−ジメチルアミノエチル(トリメトキシ)シラン、3−ジメチルアミノプロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−ジブチルアミノプロピル(トリエトキシ)シランなどを挙げることができるが、これらの中でも、3−ジエチルアミノプロピル(トリエトキシ)シラン及び3−ジメチルアミノプロピル(トリエトキシ)シランが好適である。更に、上記一般式(1')で表わされる窒素含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物の例として、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2−シアノエチルトリエトキシシラン等も挙げられる。   Among the nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compounds represented by the general formula (1 ′), 3-dimethylaminopropyl (triethoxy) silane, 3-dimethylaminopropyl (trimethoxy) are used as the acyclic tertiary amino group-containing hydrocarbyloxysilane compounds. Silane, 3-diethylaminopropyl (triethoxy) silane, 3-diethylaminopropyl (trimethoxy) silane, 2-dimethylaminoethyl (triethoxy) silane, 2-dimethylaminoethyl (trimethoxy) silane, 3-dimethylaminopropyl (diethoxy) methylsilane, Examples include 3-dibutylaminopropyl (triethoxy) silane, among which 3-diethylaminopropyl (triethoxy) silane and 3-dimethylaminopropyl (trieth). Xyl) silane is preferred. Further, examples of the nitrogen-containing hydrocarbyloxysilane compound represented by the general formula (1 ′) include 2- (trimethoxysilylethyl) pyridine, 2- (triethoxysilylethyl) pyridine, 2-cyanoethyltriethoxysilane, and the like. Can be mentioned.

また、窒素含有官能基としては、上記一般式(1')で表わされるヒドロカルビルオキシシラン化合物及びその部分縮合物の−OR23が1つ以上離脱して形成される残基の内、下記一般式(2')で表わされる一価の官能基又は下記一般式(3')で表わされる二価の官能基が特に好ましい。一般式(2')又は一般式(3')の第一アミノ基がカーボンブラック及びシリカの双方の補強性を特に向上するからである。

Figure 2011089066
式(2')中、R24及びR26は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R25は炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基である。
Figure 2011089066
式(3')中、R27及びR29は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R28及びR30は夫々独立に炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基であり、MはSi、Ti、Sn、Bi、Zr又はAlであり、R31は−OH、炭素数1〜30のヒドロカルビル基、炭素数2〜30のヒドロカルビルカルボキシル基、炭素数5〜20の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基、並びに炭素数1〜20のヒドロカルビル基及び/又は炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基で三置換されたシロキシ基からなる群から選ばれる基であり、複数のR31は同一でも異なっていても良く、kは{(Mの価数)−2}であり、nは0又は1の整数である] As the nitrogen-containing functional group, among the residues formed by leaving one or more of —OR 23 of the hydrocarbyloxysilane compound represented by the above general formula (1 ′) and its partial condensate, the following general formula A monovalent functional group represented by (2 ′) or a divalent functional group represented by the following general formula (3 ′) is particularly preferred. This is because the primary amino group of the general formula (2 ′) or the general formula (3 ′) particularly improves the reinforcing properties of both carbon black and silica.
Figure 2011089066
In the formula (2 ′), R 24 and R 26 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 25 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R is sulfur. It is a C1-C20 hydrocarbyl group which may have an atom, an oxygen atom, a nitrogen atom and / or a halogen atom.
Figure 2011089066
In the formula (3 ′), R 27 and R 29 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 28 and R 30 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. R is a C 1-20 hydrocarbyl group optionally having a sulfur atom, oxygen atom, nitrogen atom and / or halogen atom, and M is Si, Ti, Sn, Bi, Zr or Al. R 31 is —OH, a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbyl carboxyl group having 2 to 30 carbon atoms, a 1,3-dicarbonyl-containing group having 5 to 20 carbon atoms, and a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms. A group selected from the group consisting of a group and a siloxy group trisubstituted with a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms and / or a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 31 may be the same or different. Well , K is {(valence of M) −2}, and n is an integer of 0 or 1]

上記一般式(2')及び(3')のR24、R26、R27及びR29の−ORとしては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、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、これらの官能基は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い。硫黄原子は、例えば、−SH、−SX−(Xは1〜5の整数である)、エピチオ基としてR中に含まれていても良い。酸素原子は、−OH、−O−、エポキシ基、アシル基、カルボキシル基としてR中に含まれていても良い。窒素原子は、アミノ基(第一アミノ基、第二アミノ基、又は非環状もしくは環状第三アミノ基)、イミノ基、アミジン基、イソシアネート基、N−ヒドロキシ基、N−オキシド基、ニトリル基、イミン残基、シアノ基としてR中に含まれていても良い。 As —OR of R 24 , R 26 , R 27 and R 29 in the above general formulas (2 ′) and (3 ′), methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group , Sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, allyloxy group, phenoxy group, benzyloxy group, etc. These functional groups have a sulfur atom, oxygen atom, nitrogen atom and / or halogen atom. You may do it. The sulfur atom may be contained in R as, for example, —SH, —S X — (X is an integer of 1 to 5), or an epithio group. The oxygen atom may be contained in R as —OH, —O—, an epoxy group, an acyl group, or a carboxyl group. The nitrogen atom is an amino group (primary amino group, secondary amino group, or acyclic or cyclic tertiary amino group), imino group, amidine group, isocyanate group, N-hydroxy group, N-oxide group, nitrile group, It may be contained in R as an imine residue or a cyano group.

また、R24、R26、R27及びR29の炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。なお、R中に含まれていても良いハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、沃素のいずれであっても良いが、塩素又は臭素が好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of R 24 , R 26 , R 27 and R 29 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, Examples thereof include a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. The halogen atom which may be contained in R may be any of fluorine, chlorine, bromine and iodine, but chlorine or bromine is preferred.

上記一般式(2')及び(3')のR25、R28及びR30の炭素数1〜20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基等が挙げられる。 Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms of R 25 , R 28 and R 30 in the general formulas (2 ′) and (3 ′) include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, and propane- 1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, butane-1,3-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl Group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group and the like.

上記一般式(3')のR31としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。
なお、通常、R27とR29は同一であり、R28とR30は同一である。上記一般式(3')で表わされる二価の官能基は、通常同一である上記一般式(2')で表わされる一価の官能基を有する二つのポリマー鎖が縮合されて生成するからである。
上記の一般式(2')又は(3')の第一アミノ基は、上記一般式(1')の場合と同様に、変性反応終了後までアルキルシリル基(例えば、メチルシリル基やエチルシリル基)等により保護されていることが好ましい。
R 31 in the general formula (3 ′) is methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group. Groups and the like.
In general, R 27 and R 29 are the same, and R 28 and R 30 are the same. The divalent functional group represented by the general formula (3 ′) is usually formed by condensing two polymer chains having the same monovalent functional group represented by the general formula (2 ′). is there.
The primary amino group of the general formula (2 ′) or (3 ′) is an alkylsilyl group (for example, a methylsilyl group or an ethylsilyl group) until after the modification reaction, as in the case of the general formula (1 ′). It is preferable that it is protected by the above.

アニオン重合の開始剤として後述するリチウムアミド化合物からリチウムが離脱した残基も、高分子量変性共役ジエン系重合体又は低分子量変性共役ジエン系重合体が含有する窒素含有官能基として好ましい。   A residue from which lithium is released from a lithium amide compound described later as an initiator for anionic polymerization is also preferable as the nitrogen-containing functional group contained in the high molecular weight modified conjugated diene polymer or the low molecular weight modified conjugated diene polymer.

また、上記高分子量変性共役ジエン系重合体が含有するスズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基の内、上記一般式(2')で表わされる一価の官能基又は上記一般式(3')で表わされる二価の官能基が好ましい。一方、上記低分子量変性共役ジエン系重合体が含有するスズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基の内、上記一般式(2')で表わされる一価の官能基又は上記一般式(3')で表わされる二価の官能基以外の官能基であっても良い。上記一般式(2')で表わされる一価の官能基又は上記一般式(3')で表わされる二価の官能基は補強性充填材との反応性が高いため、変性共役ジエン系重合体と補強性充填材との反応により、ゴム組成物の補強性が更に向上し、ドライ操縦安定性能、耐摩耗性や耐破壊性が更に向上するからである。   The at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group contained in the high molecular weight modified conjugated diene polymer is the above general formula (2 ′). Or a divalent functional group represented by the general formula (3 ′) is preferred. On the other hand, among the at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group and a nitrogen-containing functional group contained in the low molecular weight modified conjugated diene polymer, the above general formula (2 ′) Or a functional group other than the divalent functional group represented by the general formula (3 ′). Since the monovalent functional group represented by the general formula (2 ′) or the divalent functional group represented by the general formula (3 ′) has high reactivity with the reinforcing filler, the modified conjugated diene polymer This is because the rubber composition further improves the reinforcing property due to the reaction between the reinforcing filler and the reinforcing filler, and further improves the dry steering stability performance, wear resistance and fracture resistance.

上記ゴム組成物において、上記低分子量変性共役ジエン系重合体は、変性ポリブタジエン及び/又は変性ポリイソプレンであることが好ましく、変性ポリブタジエンが特に好ましい。一方、上記高分子量変性共役ジエン系重合体は、変性ポリブタジエンゴム及び/又は変性ポリイソプレンゴムであることが好ましく、変性ポリブタジエンゴムが特に好ましい。低分子量変性共役ジエン系重合体及び高分子量変性共役ジエン系重合体のガラス転移点(Tg)を低くして、氷上性能を向上するためである。   In the rubber composition, the low molecular weight modified conjugated diene polymer is preferably modified polybutadiene and / or modified polyisoprene, and particularly preferably modified polybutadiene. On the other hand, the high molecular weight modified conjugated diene polymer is preferably modified polybutadiene rubber and / or modified polyisoprene rubber, and particularly preferably modified polybutadiene rubber. This is because the glass transition point (Tg) of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the high molecular weight modified conjugated diene polymer is lowered to improve the performance on ice.

また、上記ゴム組成物において、上記低分子量変性共役ジエン系重合体及び/又は高分子量変性共役ジエン系重合体は、上記一般式(1)又は上記一般式(2)で表わされることが特に好ましい。なお、上記一般式(1)及び(2)の−(Polymer)は共役ジエン系重合体のポリマー鎖である。また、通常、R4とR6は同一であり、R5とR7は同一である。縮合される二つのポリマー鎖は、通常同一であるからである。 In the rubber composition, the low molecular weight modified conjugated diene polymer and / or the high molecular weight modified conjugated diene polymer is particularly preferably represented by the general formula (1) or the general formula (2). . In the above general formulas (1) and (2),-(Polymer) is a polymer chain of a conjugated diene polymer. Usually, R 4 and R 6 are the same, and R 5 and R 7 are the same. This is because the two polymer chains to be condensed are usually the same.

上記一般式(1)及び(2)のR1、R3、R4及びR6の−ORとしては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、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、これらの官能基は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い。硫黄原子は、例えば、−SH、−SX−(Xは1〜5の整数である)、エピチオ基としてR中に含まれていても良い。酸素原子は、−OH、−O−、エポキシ基、アシル基、カルボキシル基としてR中に含まれていても良い。窒素原子は、アミノ基(第一アミノ基、第二アミノ基、又は非環状もしくは環状第三アミノ基)、イミノ基、イミン残基、アミジン基、イソシアネート基、N−ヒドロキシ基、N−オキシド基、シアノ基としてR中に含まれていても良い。 In the general formulas (1) and (2), R 1 , R 3 , R 4, and R 6 —OR include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec -Butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, allyloxy group, phenoxy group, benzyloxy group and the like, and these functional groups have a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom and / or a halogen atom. May be. The sulfur atom may be contained in R as, for example, —SH, —S X — (X is an integer of 1 to 5), or an epithio group. The oxygen atom may be contained in R as —OH, —O—, an epoxy group, an acyl group, or a carboxyl group. The nitrogen atom is an amino group (primary amino group, secondary amino group, or acyclic or cyclic tertiary amino group), imino group, imine residue, amidine group, isocyanate group, N-hydroxy group, N-oxide group. And may be contained in R as a cyano group.

また、R1、R3、R4及びR6の炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。なお、R中に含まれていても良いハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、沃素のいずれであっても良いが、塩素又は臭素が好ましい。 The alkyl group of R 1, R 3, R 4 and carbon atoms R 6 1 to 20, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, isobutyl group, sec- butyl group, Examples thereof include a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. The halogen atom which may be contained in R may be any of fluorine, chlorine, bromine and iodine, but chlorine or bromine is preferred.

上記一般式(1)及び(2)のR2、R5及びR7の炭素数1〜20のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基等が挙げられる。また、上記一般式(2)のR8としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。 Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms of R 2 , R 5 and R 7 in the general formulas (1) and (2) include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1, 2-diyl group, butane-1,4-diyl group, butane-1,3-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, Examples include octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group and the like. In addition, as R 8 in the general formula (2), methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, An octyl group etc. are mentioned.

低分子量変性共役ジエン系重合体及び高分子量変性共役ジエン系重合体に用いられる共役ジエン単量体としては、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−フェニルー1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、1,3−ブタジエンが特に好ましい。また、低分子量変性共役ジエン系重合体及び高分子量変性共役ジエン系重合体に用いられる芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4−シクロへキシルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン等が挙げられる。これらは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が、これらの中で、スチレンが特に好ましい。   Examples of the conjugated diene monomer used in the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the high molecular weight modified conjugated diene polymer include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, and 2,3-dimethyl-1. , 3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene and the like. These may be used alone or in combination of two or more, and among these, 1,3-butadiene is particularly preferable. Examples of the aromatic vinyl monomer used in the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the high molecular weight modified conjugated diene polymer include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, and ethyl. Examples include vinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more, but among these, styrene is particularly preferred.

上記ゴム組成物に用いられる低分子量変性共役ジエン系重合体及び高分子量変性共役ジエン系重合体を得るための重合反応系について説明をする。共役ジエン系重合体の活性末端と変性剤とを反応させ、共役ジエン系重合体の活性末端にスズ含有官能基、ケイ素含有官能基又は窒素含有官能基を導入するためには、共役ジエン系重合体は、少なくとも10%のポリマー鎖がリビング性又は擬似リビング性を有するものが好ましい。このようなリビング性を有する重合反応としては、例えば、アニオン重合と配位アニオン重合とがあるが、広範囲の変性が可能である点でアニオン重合が好ましい。   A polymerization reaction system for obtaining a low molecular weight modified conjugated diene polymer and a high molecular weight modified conjugated diene polymer used in the rubber composition will be described. In order to react the active end of the conjugated diene polymer with the modifier and introduce a tin-containing functional group, silicon-containing functional group or nitrogen-containing functional group at the active end of the conjugated diene polymer, The coalescence is preferably such that at least 10% of the polymer chains have living or pseudo-living properties. Examples of such a polymerization reaction having a living property include anionic polymerization and coordination anionic polymerization. Anionic polymerization is preferable in that a wide range of modification is possible.

上述のアニオン重合の開始剤として用いられるアルカリ金属化合物としては、リチウム化合物が好ましい。リチウム化合物としては、特に制限はないが、ヒドロカルビルリチウム及びリチウムアミド化合物が好ましく用いられ、前者のヒドロカルビルリチウムを用いる場合には、重合開始末端にヒドロカルビル基を有し、かつ他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。また、後者のリチウムアミド化合物を用いる場合には、重合開始末端に窒素含有基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。即ち、アニオン重合開始剤としてリチウムアミド化合物を用いた場合、得られる低分子量変性共役ジエン系重合体又は高分子量変性共役ジエン系重合体は、重合体の重合開始末端にC−N結合を有することになる。   As the alkali metal compound used as the initiator for the anionic polymerization described above, a lithium compound is preferable. The lithium compound is not particularly limited, but hydrocarbyl lithium and lithium amide compounds are preferably used. When the former hydrocarbyl lithium is used, it has a hydrocarbyl group at the polymerization initiation terminal and the other terminal is a polymerization active site. A conjugated diene polymer is obtained. When the latter lithium amide compound is used, a conjugated diene polymer having a nitrogen-containing group at the polymerization initiation terminal and the other terminal being a polymerization active site is obtained. That is, when a lithium amide compound is used as an anionic polymerization initiator, the resulting low molecular weight modified conjugated diene polymer or high molecular weight modified conjugated diene polymer has a CN bond at the polymerization initiation terminal of the polymer. become.

上記ヒドロカルビルリチウムとしては、炭素数2〜20のヒドロカルビル基を有するものが好ましく、例えばエチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−オクチルリチウム、n−デシルリチウム、フェニルリチウム、2−ナフチルリチウム、2−ブチルフェニルリチウム、4−フェニルブチルリチウム、シクロへキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応性生物等が挙げられるが、これらの中で、特にn−ブチルリチウムが好適である。   As the hydrocarbyl lithium, those having a hydrocarbyl group having 2 to 20 carbon atoms are preferable, for example, ethyl lithium, n-propyl lithium, isopropyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-octyl lithium, n-decyl. Examples include lithium, phenyllithium, 2-naphthyllithium, 2-butylphenyllithium, 4-phenylbutyllithium, cyclohexyllithium, cyclobenthyllithium, and reactive organisms of diisopropenylbenzene and butyllithium. Of these, n-butyllithium is particularly preferred.

一方、リチウムアミド化合物としては、例えばリチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ−2−エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム−N−メチルピベラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。これらの中で、カーボンブラックに対する相互作用効果及び重合開始能の点から、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド等の環状リチウムアミドが好ましく、特にリチウムヘキサメチレンイミド及びリチウムピロリジドが好適である。   On the other hand, examples of the lithium amide compound include lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium dimethyl amide, lithium diethyl amide, lithium dibutyl amide, lithium dipropyl amide, and lithium disulfide. Heptylamide, lithium dihexylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiverazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutyramide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide, etc. Is mentioned. Among these, from the viewpoint of the interaction effect on carbon black and the ability of initiating polymerization, cyclic lithium amides such as lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, and lithium dodecamethylene imide are preferable. In particular, lithium hexamethylene imide and lithium pyrrolidide are suitable.

これらのリチウムアミド化合物は、一般に、二級アミンとリチウム化合物とから、予め調製したものを重合に使用することができるが、重合系中(in−situ)で調製することもできる。また、この重合開始剤の使用量は、好ましくは単量体100g当たり、0.2〜20ミリモルの範囲で選定される。   In general, these lithium amide compounds prepared in advance from a secondary amine and a lithium compound can be used for polymerization, but they can also be prepared in-situ. The amount of the polymerization initiator used is preferably selected in the range of 0.2 to 20 mmol per 100 g of monomer.

上記リチウム化合物を重合開始剤として用い、アニオン重合によって共役ジエン系重合体を製造する方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、反応に不活性な有機溶剤、例えば脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物等の炭化水素系溶剤中において、共役ジエン単量体又は共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体を、上記リチウム化合物を重合開始剤として、所望により、用いられるランダマイザーの存在下にアニオン重合させることにより、目的の活性末端を有する共役ジエン系重合体が得られる。また、リチウム化合物を重合開始剤として用いた場合には、後述のランタン系列希土類元素化合物を含む触媒を用いた場合に比べ、活性末端を有する共役ジエン系重合体のみならず、活性末端を有する共役ジエン−芳香族ビニル共重合体も効率よく得ることができる。   There is no restriction | limiting in particular as a method of manufacturing a conjugated diene polymer by anionic polymerization using the said lithium compound as a polymerization initiator, A conventionally well-known method can be used. Specifically, in an organic solvent inert to the reaction, for example, a hydrocarbon solvent such as an aliphatic, alicyclic, or aromatic hydrocarbon compound, a conjugated diene monomer or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl are used. By subjecting the monomer to anionic polymerization in the presence of a randomizer to be used, if desired, using the above lithium compound as a polymerization initiator, a conjugated diene polymer having the desired active terminal can be obtained. In addition, when a lithium compound is used as a polymerization initiator, not only a conjugated diene polymer having an active terminal but also a conjugated compound having an active terminal is used compared to the case of using a catalyst containing a lanthanum series rare earth element compound described later. A diene-aromatic vinyl copolymer can also be obtained efficiently.

上記炭化水素系溶剤としては、炭素数3〜8のものが好ましく、例えばプロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、イソブテン、トランス−2−ブテン、シス−2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−へキセン、2−へキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、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。尚、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体を用いて共重合を行う場合、仕込み単量体混合物中の芳香族ビニル単量体の含有量は55質量%以下の範囲が好ましい。   The hydrocarbon solvent is preferably one having 3 to 8 carbon atoms, such as propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, isobutene and trans-2. -Butene, cis-2-butene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The monomer concentration in the solvent is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass. When copolymerization is performed using a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, the content of the aromatic vinyl monomer in the charged monomer mixture is preferably in the range of 55% by mass or less.

また、所望により用いられるランダマイザーとは共役ジエン系重合体のミクロ構造の制御、例えばブタジエン重合体におけるビニル結合、ブタジエン−スチレン共重合体におけるブタジエン部分のビニル結合、イソプレン重合体におけるビニル結合の増加等、あるいは共役ジエン−芳香族ビニル共重合体における単量体単位の組成分布の制御、例えばブタジエン−スチレン共重合体におけるブタジエン単位、スチレン単位のランダム化等の作用を有する化合物のことである。このランダマイザーとしては、特に制限はなく、従来ランダマイザーとして一般に使用されている公知の化合物の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。   The randomizer used as desired is the control of the microstructure of the conjugated diene polymer, such as the vinyl bond in the butadiene polymer, the vinyl bond in the butadiene moiety in the butadiene-styrene copolymer, and the increase in the vinyl bond in the isoprene polymer. Or a compound having an action of controlling the composition distribution of monomer units in a conjugated diene-aromatic vinyl copolymer, for example, randomizing butadiene units or styrene units in a butadiene-styrene copolymer. The randomizer is not particularly limited, and any one of known compounds generally used as a conventional randomizer can be appropriately selected and used.

ランダマイザーとして具体的には、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、オキソラニルプロパンオリゴマー類[特に2,2−ビス(2−テトラヒドロフリル)−プロパンを含む物等]、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、1,2−ジピぺリジノエタン等のエーテル類及び三級アミン類等を挙げることができる。また、カリウムt−アミレート、カリウムt−ブトキシド等のカリウム塩類、ナトリウムt−アミレート等のナトリウム塩類も用いることができる。   Specific examples of the randomizer include dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, oxolanyl propane oligomers [especially those containing 2,2-bis (2-tetrahydrofuryl) -propane, etc.], Examples thereof include ethers such as triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine and 1,2-dipiperidinoethane, and tertiary amines. Further, potassium salts such as potassium t-amylate and potassium t-butoxide, and sodium salts such as sodium t-amylate can also be used.

これらのランダマイザーは、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。また、その使用量は、リチウム化合物1モル当たり、好ましくは0.01〜1000モル当量の範囲で選択される。   One of these randomizers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The amount used is preferably selected in the range of 0.01 to 1000 molar equivalents per mole of the lithium compound.

この重合反応における温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは20〜130℃の範囲で選定される。重合反応は、発生圧力下で行うことができるが、通常は単量体を実質的に液相に保つに十分な圧力で操作することが望ましい。すなわち、圧力は重合される個々の物質や、用いる重合媒体及び重合温度にもよるが、所望ならばより高い圧力を用いることができ、このような圧力は重合反応に関して不活性なガスで反応器を加圧する等の適当な方法で得られる。   The temperature in this polymerization reaction is preferably selected in the range of 0 to 150 ° C, more preferably 20 to 130 ° C. The polymerization reaction can be carried out under generated pressure, but it is usually desirable to operate at a pressure sufficient to keep the monomer in a substantially liquid phase. That is, the pressure depends on the particular material being polymerized, the polymerization medium used and the polymerization temperature, but higher pressures can be used if desired, such pressure being a gas that is inert with respect to the polymerization reaction. Can be obtained by an appropriate method such as pressurizing.

上述のアニオン重合においては、重合開始剤、溶媒、単量体等、重合に関与する全ての原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を除去したものを用いることが望ましい。上記重合反応は、回分式及び連続式のいずれで行ってもよい。このようにして活性末端を有する共役ジエン系重合体が得られる。   In the above-mentioned anionic polymerization, all raw materials involved in the polymerization such as polymerization initiator, solvent, monomer, etc. should be used after removing reaction inhibitor such as water, oxygen, carbon dioxide, and protic compound. desirable. The polymerization reaction may be carried out either batchwise or continuously. In this way, a conjugated diene polymer having an active end is obtained.

本発明においては、以上のようにして得られた活性末端を有する共役ジエン系重合体に、上述のスズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基を導入し得る変性剤を、該共役ジエン系重合体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、該重合体の活性末端と反応させる。変性反応は重合反応と同様の温度条件、圧力条件により行えば良い。   In the present invention, the conjugated diene polymer having an active terminal obtained as described above is incorporated with the above-described modifier capable of introducing a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group and a nitrogen-containing functional group. The stoichiometric amount or an excess thereof is preferably added to the active end of the diene polymer and reacted with the active end of the polymer. The modification reaction may be performed under the same temperature and pressure conditions as the polymerization reaction.

上述の変性剤の使用量は、リチウム原子1g原子当量あたり、変性反応し得る官能基を基準として、通常、0.2〜10当量、好ましくは0.5〜5.0当量であり、0.2当量未満では、加硫ゴムの反撥弾性、低発熱性の効果が劣り、一方10当量を超えると、未反応物が多くなり臭気が発生したり、加硫速度を早めたり、加硫ゴムの反撥弾性、低発熱性の効果が減少したりして好ましくない。   The amount of the above-mentioned modifier used is usually 0.2 to 10 equivalents, preferably 0.5 to 5.0 equivalents, based on a functional group capable of undergoing a modification reaction, per 1 g atomic equivalent of lithium atom. If the amount is less than 2 equivalents, the rebound resilience and low heat build-up effect of the vulcanized rubber is inferior. On the other hand, if the amount exceeds 10 equivalents, unreacted substances increase and odor is generated, the vulcanization speed is increased, The effects of rebound resilience and low heat build-up are reduced, which is not preferable.

次に、上記一般式(3')で表わされる二価の官能基を導入し得る変性剤としては、上述の保護された第一アミノ基を有するヒドロカルビルオキシシラン化合物が好適に用いられるが、この変性剤により第一段変性反応を行った後、Si、Ti、Sn、Bi、Zr又はAlの金属化合物からなる縮合促進剤と水との組み合わせの存在下で第二段変性反応を行う必要がある。   Next, as the modifier capable of introducing the divalent functional group represented by the general formula (3 ′), the hydrocarbyloxysilane compound having the protected primary amino group described above is preferably used. After performing the first-stage modification reaction with a modifier, it is necessary to perform the second-stage modification reaction in the presence of a combination of a condensation accelerator composed of a metal compound of Si, Ti, Sn, Bi, Zr or Al and water. is there.

なお、保護された第一アミノ基を有するヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン又はN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン等を好ましく挙げることができる。特に好ましくは、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン又は1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタンを挙げることができる。これらのヒドロカルビルオキシシラン化合物は、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。   Examples of the hydrocarbyloxysilane compound having a protected primary amino group include N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 1-trimethylsilyl-2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclo. Pentane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyltrimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyltriethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, N, N-bis (Trimethylsilyl) aminoethyltrimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethyltriethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethylmethyldimethoxysilane or N, N-bis (trimethylsilyl) aminoethylmethyldie And the like can be preferably exemplified Kishishiran. Particularly preferably, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxysilane or 1-trimethylsilyl-2,2-dimethoxy-1-aza-2-sila Mention may be made of cyclopentane. One of these hydrocarbyloxysilane compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

上記縮合促進剤の内、金属化合物としては、下記一般式(3)で表される二価のスズ化合物、下記一般式(4)で表される四価のスズ化合物及び下記一般式(5)で表されるチタン化合物が好ましい。
Sn(OCOR92 ・・・(3)
ここで、R9は炭素数2〜19のアルキル基である。
10 xSnA1 y1 4-y-x ・・・(4)
ここで、R10は炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、xは1〜3の整数、yは1又は2、A1は炭素数2〜30のヒドロカルビルカルボキシル基、炭素数5〜20の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数3〜20のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素数1〜20のヒドロカルビル基及び/又は炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基で三置換されたシロキシ基から選ばれる基、B1はヒドロキシ基又はハロゲンである。
2 zTiB2 4-z ・・・(5)
ここで、A2は炭素数3〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルキル基及び/又は炭素数1〜20のアルコキシ基で三置換されたシロキシ基から選ばれる基、B2は炭素数5〜20の1,3−ジカルボニル含有基、zは2又は4である。
Among the condensation accelerators, the metal compound includes a divalent tin compound represented by the following general formula (3), a tetravalent tin compound represented by the following general formula (4), and the following general formula (5). The titanium compound represented by these is preferable.
Sn (OCOR 9 ) 2 (3)
Here, R 9 is an alkyl group having 2 to 19 carbon atoms.
R 10 x SnA 1 y B 1 4-yx (4)
Here, R 10 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, x is an integer of 1 to 3, y is 1 or 2, A 1 is a hydrocarbyl carboxyl group having 2 to 30 carbon atoms, and 5 to 20 carbon atoms. Selected from a 1,3-dicarbonyl-containing group, a C 3-20 hydrocarbyloxy group, and a C 1-20 hydrocarbyl group and / or a siloxy group trisubstituted with a C 1-20 hydrocarbyloxy group. Group B 1 is a hydroxy group or halogen.
A 2 z TiB 2 4-z (5)
Here, A 2 is a group selected from an alkoxy group having 3 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and / or a siloxy group trisubstituted with an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and B 2 is carbon. 1,3-dicarbonyl-containing group of formula 5-20, z is 2 or 4.

また、上記縮合促進剤として、より具体的には、二価のスズのジカルボン酸{特に、ビス(ヒドロカルビルカルボン酸)塩}や、四価のジヒドロカルビルスズのジカルボン酸塩{ビス(ヒドロカルビルカルボン酸)塩を含む}、ビス(β−ジケトネート)、アルコキシハライド、モノカルボン酸塩ヒドロキシド、アルコキシ(トリヒドロカルビルシロキシド)、アルコキシ(ジヒドロカルビルアルコキシシロキシド)、ビス(トリヒドロカルビルシロキシド)、ビス(ジヒドロカルビルアルコキシシロキシド)等を好適に用いることができる。スズに結合したヒドロカルビル基としては炭素数が4以上のものが望ましく、炭素数4から炭素数8のものが特に好ましい。更に、上記チタン化合物としては、四価のチタンのテトラアルコキシド、ジアルコキシビス(β−ジケトネート)、テトラキス(トリヒドロカルビオキシド)などが挙げられ、特にテトラキス(トリヒドロカルビオキシド)が好適に用いられる。   Further, as the above condensation accelerator, more specifically, divalent tin dicarboxylic acid {particularly, bis (hydrocarbylcarboxylic acid) salt} or tetravalent dihydrocarbyltin dicarboxylate {bis (hydrocarbylcarboxylic acid). ) Salt}, bis (β-diketonate), alkoxy halide, monocarboxylate hydroxide, alkoxy (trihydrocarbylsiloxide), alkoxy (dihydrocarbylalkoxysiloxide), bis (trihydrocarbylsiloxide), bis ( Dihydrocarbylalkoxysiloxide) and the like can be preferably used. The hydrocarbyl group bonded to tin preferably has 4 or more carbon atoms, and particularly preferably has 4 to 8 carbon atoms. Furthermore, examples of the titanium compound include tetravalent titanium tetraalkoxide, dialkoxybis (β-diketonate), tetrakis (trihydrocarboxide), and tetrakis (trihydrocarboxide) is particularly preferably used. .

上記ビスマス化合物としては、ビスマスのカルボン酸塩{特に、ヒドロカルビルカルボン酸塩}を挙げることができ、上記ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムのアルコキシドやジルコニウムのカルボン酸塩{特に、ヒドロカルビルカルボン酸塩}を挙げることができる。また、上記アルミニウム化合物としては、アルミニウムのアルコキシドやアルミニウムのカルボン酸塩{特に、ヒドロカルビルカルボン酸塩}を挙げることができ、上記ケイ素化合物としては、ケイ素のアルコキシドやケイ素のカルボン酸塩{特に、ヒドロカルビルカルボン酸塩}を挙げることができる。   Examples of the bismuth compound include bismuth carboxylates {particularly hydrocarbyl carboxylates}, and examples of the zirconium compound include zirconium alkoxides and zirconium carboxylates {particularly hydrocarbyl carboxylates}. be able to. Examples of the aluminum compound include aluminum alkoxide and aluminum carboxylate {particularly hydrocarbyl carboxylate}. Examples of the silicon compound include silicon alkoxide and silicon carboxylate {particularly hydrocarbyl. Carboxylate}.

上記チタン化合物として、具体的には、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタンオリゴマー、テトライソブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチタン、テトラ−tert−ブトキシチタン、ビス(オレート)ビス(2−エチルヘキサノエート)チタン、チタンジプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンジブトキシビス(トリエタノールアミネート)、チタントリブトキシステアレート、チタントリプロポキシステアレート、チタントリプロポキシアセチルアセトネート、チタンジプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタントリプロポキシ(エチルアセトアセテート)、チタンプロポキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、チタントリブトキシアセチルアセトネート、チタンジブトキシビス(アセチルアセトネート)、チタントリブトキシエチルアセトアセテート、チタンブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、チタンテトラキス(アセチルアセトネート)、チタンジアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ビス(2−エチルヘキサノエート)チタンオキサイド、ビス(ラウレート)チタンオキサイド、ビス(ナフテネート)チタンオキサイド、ビス(ステアレート)チタンオキサイド、ビス(オレエート)チタンオキサイド、ビス(リノレート)チタンオキサイド、テトラキス(2−エチルヘキサノエート)チタン、テトラキス(ラウレート)チタン、テトラキス(ナフテネート)チタン、テトラキス(ステアレート)チタン、テトラキス(オレエート)チタン、テトラキス(リノレート)チタン、チタンジ−n−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンオキサイドビス(ステアレート)、チタンオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタンオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタンテトラ(ラクテート)などが挙げられる。中でも、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、チタンジ−n−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)が好ましい。   Specific examples of the titanium compound include tetrakis (2-ethyl-1,3-hexanediolato) titanium, tetrakis (2-methyl-1,3-hexanediolato) titanium, tetrakis (2-propyl-1, 3-hexanediolato) titanium, tetrakis (2-butyl-1,3-hexanediolato) titanium, tetrakis (1,3-hexanediolato) titanium, tetrakis (1,3-pentanediolato) titanium, tetrakis ( 2-methyl-1,3-pentanediolato) titanium, tetrakis (2-ethyl-1,3-pentanediolato) titanium, tetrakis (2-propyl-1,3-pentanediolato) titanium, tetrakis (2- Butyl-1,3-pentanediolato) titanium, tetrakis (1,3-heptanediolato) titanium, tetrakis (2-methyl-) , 3-Heptanediolato) titanium, tetrakis (2-ethyl-1,3-heptanediolato) titanium, tetrakis (2-propyl-1,3-heptanediolato) titanium, tetrakis (2-butyl-1,3-heptanediolato) titanium, tetrakis (2-ethylhexoxy) titanium, tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium oligomer, tetraisobutoxy titanium, tetra-sec -Butoxytitanium, tetra-tert-butoxytitanium, bis (oleate) bis (2-ethylhexanoate) titanium, titanium dipropoxybis (triethanolamate), titanium dibutoxybis (triethanolamate) , Titanium tributoxy systemate, titanium tripropoxy systemate, titanium tripropoxyacetylacetonate, titanium dipropoxybis (acetylacetonate), titanium tripropoxy (ethylacetoacetate), titaniumpropoxyacetylacetonatebis (ethylacetoacetate) , Titanium tributoxyacetylacetonate, titanium dibutoxybis (acetylacetonate), titanium tributoxyethylacetoacetate, titaniumbutoxyacetylacetonatebis (ethylacetoacetate), titanium tetrakis (acetylacetonate), titanium diacetylacetonatebis (Ethyl acetoacetate), bis (2-ethylhexanoate) titanium oxide, bis (laurate) titanium oxide, bis (naphth Tenate) titanium oxide, bis (stearate) titanium oxide, bis (oleate) titanium oxide, bis (linoleate) titanium oxide, tetrakis (2-ethylhexanoate) titanium, tetrakis (laurate) titanium, tetrakis (naphthenate) titanium, Tetrakis (stearate) titanium, Tetrakis (oleate) titanium, Tetrakis (linoleate) titanium, Titanium di-n-butoxide (bis-2,4-pentandionate), Titanium oxide bis (stearate), Titanium oxide bis (tetramethyl) Heptane dionate), titanium oxide bis (pentanedionate), titanium tetra (lactate) and the like. Among these, tetrakis (2-ethyl-1,3-hexanediolato) titanium, tetrakis (2-ethylhexoxy) titanium, and titanium di-n-butoxide (bis-2,4-pentanedionate) are preferable.

また、スズ化合物として、具体的には、2−エチルヘキサン酸第一スズ{[CH3(CH2)3CH(C25)CO2]2Sn(二価)}、オクタン酸第一スズ、ネオデカン酸第一スズ、イソオクタン酸第一スズ、イソデカン酸第一スズ、2,2−ジメチルデカン酸、二酢酸ジブチルスズ、二ラウリン酸ジブチルスズ、二オクタン酸ジブチルスズ及び二ラウリン酸ジメチルスズ等が挙げられる。ビスマス化合物として、具体的には、トリス(2−エチルヘキサノエート)ビスマス、トリス(ラウレート)ビスマス、トリス(ナフテネート)ビスマス、トリス(ステアレート)ビスマス、トリス(オレエート)ビスマス、トリス(リノレート)ビスマス等を挙げることができる。 As the tin compound, specifically, stannous 2-ethylhexanoate {[CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) CO 2 ] 2 Sn (divalent)}, stannous octoate Tin, stannous neodecanoate, stannous isooctanoate, stannous isodecanoate, 2,2-dimethyldecanoic acid, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctanoate, dimethyltin dilaurate, etc. . Specific examples of bismuth compounds include tris (2-ethylhexanoate) bismuth, tris (laurate) bismuth, tris (naphthenate) bismuth, tris (stearate) bismuth, tris (oleate) bismuth, tris (linoleate) bismuth. Etc.

上記ジルコニウム化合物として、具体的には、テトラエトキシジルコニウム、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトラi−プロポキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニウム、テトラsec−ブトキシジルコニウム、テトラtert−ブトキシジルコニウム、テトラ(2−エチルへキシル)ジルコニウム、ジルコニウムトリブトキシステアレート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムジアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ビス(2−エチルヘキサノエート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ラウレート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ナフテネート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ステアレート)ジルコニウムオキサイド、ビス(オレエート)ジルコニウムオキサイド、ビス(リノレート)ジルコニウムオキサイド、テトラキス(2−エチルヘキサノエート)ジルコニウム、テトラキス(ラウレート)ジルコニウム、テトラキス(ナフテネート)ジルコニウム、テトラキス(ステアレート)ジルコニウム、テトラキス(オレエート)ジルコニウム、テトラキス(リノレート)ジルコニウム等を挙げることができる。   Specific examples of the zirconium compound include tetraethoxy zirconium, tetra n-propoxy zirconium, tetra i-propoxy zirconium, tetra n-butoxy zirconium, tetra sec-butoxy zirconium, tetra tert-butoxy zirconium, tetra (2-ethyl Xylyl) zirconium, zirconium tributoxy systemate, zirconium tributoxyacetylacetonate, zirconium dibutoxybis (acetylacetonate), zirconium tributoxyethylacetoacetate, zirconium butoxyacetylacetonatebis (ethylacetoacetate), zirconium tetrakis (acetyl) Acetonate), zirconium diacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate), bis (2- Tylhexanoate) zirconium oxide, bis (laurate) zirconium oxide, bis (naphthenate) zirconium oxide, bis (stearate) zirconium oxide, bis (oleate) zirconium oxide, bis (linoleate) zirconium oxide, tetrakis (2-ethylhexa) Noate) zirconium, tetrakis (laurate) zirconium, tetrakis (naphthenate) zirconium, tetrakis (stearate) zirconium, tetrakis (oleate) zirconium, tetrakis (linoleate) zirconium and the like.

上記アルミニウム化合物として、具体的には、トリエトキシアルミニウム、トリn−プロポキシアルミニウム、トリi−プロポキシアルミニウム、トリn−プトキシアルミニウム、トリsec−ブトキシアルミニウム、トリtert−ブトキシアルミニウム、トリ(2−エチルへキシル)アルミニウム、アルミニウムジブトキシステアレート、アルミニウムジブトキシアセチルアセトネート、アルミニウムブトキシビス(アセチルアセトネート)、アルミニウムジブトキシエチルアセトアセテート、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、トリス(2−エチルヘキサノエート)アルミニウム、トリス(ラウレート)アルミニウム、トリス(ナフテネート)アルミニウム、トリス(ステアレート)アルミニウム、トリス(オレエート)アルミニウム、トリス(リノレート)アルミニウム等を挙げることができる。   Specific examples of the aluminum compound include triethoxyaluminum, tri-n-propoxyaluminum, tri-i-propoxyaluminum, tri-n-ptoxyaluminum, trisec-butoxyaluminum, tritert-butoxyaluminum, tri (2-ethyl). Hexyl) aluminum, aluminum dibutoxy systemate, aluminum dibutoxyacetylacetonate, aluminum butoxybis (acetylacetonate), aluminum dibutoxyethylacetoacetate, aluminum tris (acetylacetonate), aluminum tris (ethylacetoacetate), Tris (2-ethylhexanoate) aluminum, Tris (laurate) aluminum, Tris (naphthenate) aluminum, Tris (su Areto) aluminum, tris (oleate) aluminum, can be mentioned tris (linolate) aluminum and the like.

水としては、単体やアルコール等の溶液、炭化水素溶媒中の分散ミセル等の形態が好適に用いられるほか、必要ならば固体表面の吸着水や水和物の水和水等の、反応系中で水を放出し得る化合物が潜在的に含んだ水分も有効に用いることができる。従って吸着水を持つ固体や、水和物など、容易に水を放出することができる化合物を上記縮合促進剤と併用することも好ましい態様として挙げられる。   Water is preferably used in the form of a solution such as a simple substance or alcohol, or a dispersed micelle in a hydrocarbon solvent, and if necessary, in the reaction system such as adsorbed water on the solid surface or hydrated water of hydrate. Water that is potentially contained in a compound capable of releasing water can also be used effectively. Accordingly, it is also preferable to use a compound that can easily release water, such as a solid having adsorbed water or a hydrate, in combination with the above condensation accelerator.

縮合促進剤と水とは、反応系に別々に投入しても、使用直前に混合して混合物として投入してもよいが、混合物の長期保存は金属化合物の分解を招くので好ましくない。尚、水の反応系中への投入は、アルコール等の水と相溶性のある有機溶媒の溶液としてもよいし、種々の化学工学的手法を用いて水を直接炭化水素溶液中に注入・分散させても良い。また、水は第二段変性反応終了後に、スチームストリッピング等により加えても良い。この縮合促進剤の使用量は、上記金属化合物の金属及びプロトン源の、系内に存在するヒドロカルビルオキシシリル結合総量に対するモル比が、共に0.1以上になるように選定するのが好ましい。上記縮合促進剤の金属及び反応に有効な水のモル数は、反応系内に存在するヒドロカルビオキシシリル基の総量に対するモル比として、共に0.1以上が好ましい。上限は目的や反応条件によっても異なるが、縮合処理以前の段階で重合体活性部位に結合されたヒドロカルビオキシシリル基の量に対して0.5から3モル当量の有効な水が存在することが好ましい。また、該縮合促進剤を用いた第二段変性反応は20℃以上の温度で行うことが好ましく、更には30〜120℃の範囲が好ましい。反応時間としては、0.5分〜10時間、好ましくは0.5分〜5時間、より好ましくは0.5〜120分程度、3〜60分の範囲が更に好ましい。なお、第二段変性反応時の反応系の圧力は、通常、0.01〜20MPa、好ましくは0.05〜10MPaである。   The condensation accelerator and water may be added separately to the reaction system or mixed immediately before use as a mixture, but long-term storage of the mixture is not preferable because it causes decomposition of the metal compound. In addition, water may be charged into the reaction system as a solution of an organic solvent compatible with water such as alcohol, or water is directly injected and dispersed in the hydrocarbon solution using various chemical engineering techniques. You may let them. Water may be added by steam stripping or the like after completion of the second stage modification reaction. The amount of the condensation accelerator used is preferably selected so that the molar ratio of the metal and proton source of the metal compound to the total amount of hydrocarbyloxysilyl bonds present in the system is 0.1 or more. The number of moles of the condensation accelerator metal and water effective for the reaction is preferably 0.1 or more as a molar ratio to the total amount of hydrocarboxysilyl groups present in the reaction system. The upper limit depends on the purpose and reaction conditions, but there should be 0.5 to 3 molar equivalents of effective water based on the amount of hydrocarboxysilyl groups bound to the polymer active site before the condensation treatment. Is preferred. The second-stage modification reaction using the condensation accelerator is preferably performed at a temperature of 20 ° C. or higher, and more preferably in the range of 30 to 120 ° C. The reaction time is 0.5 minutes to 10 hours, preferably 0.5 minutes to 5 hours, more preferably about 0.5 to 120 minutes, and further preferably 3 to 60 minutes. In addition, the pressure of the reaction system at the time of the second stage modification reaction is usually 0.01 to 20 MPa, preferably 0.05 to 10 MPa.

本発明においては、この変性反応時に、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ショートストップ剤を、重合体の活性部位にヒドロカルビルオキシシラン化合物残基を導入した後の工程において、添加することができる。また、変性反応終了後、多価アルコールの高級カルボン酸エステルなどの縮合抑制剤を反応系に添加してもよい。このようにして変性処理したのち、スチームストリッピング等の脱溶媒などの従来公知の後処理を行い、目的の変性重合体を得ることができる。   In the present invention, during this modification reaction, if desired, a known anti-aging agent or a short stop agent for the purpose of terminating the polymerization reaction, and a step after introducing a hydrocarbyloxysilane compound residue into the active site of the polymer. , Can be added. Further, after completion of the modification reaction, a condensation inhibitor such as a higher carboxylic acid ester of a polyhydric alcohol may be added to the reaction system. After the modification treatment in this way, a conventionally known post-treatment such as desolvation such as steam stripping can be performed to obtain the desired modified polymer.

上記二段変性反応終了後に保護された窒素原子の保護基を脱離させ、第一アミノ基を生成する脱保護処理は、上述したスチームストリッピング等の水蒸気を用いる脱溶媒処理以外に、二段変性反応の段階から、脱溶媒して乾燥ポリマーまでのいずれかの段階において必要に応じて種々の方法で第一アミノ基上の保護基を加水分解することによって遊離した第一アミノ基に変換し、ヒドロカルビルオキシシラン化合物由来の保護された第一アミノ基の脱保護処理を行うことができる。   The deprotection treatment for removing the protected nitrogen atom protecting group after the completion of the two-stage denaturation reaction to produce a primary amino group is not limited to the above-mentioned desolvation treatment using steam such as steam stripping. Conversion from the stage of the modification reaction to the free primary amino group by hydrolyzing the protecting group on the primary amino group in various ways as required in any stage from solvent removal to dry polymer. The deprotection treatment of the protected primary amino group derived from the hydrocarbyloxysilane compound can be performed.

一例としては、ヒドロカルビルオキシシラン化合物として、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシランを用い、縮合促進剤の内、金属化合物として二価のSnのビス(ヒドロカルビルカルボン酸)塩を用いて、上記二段変性反応終了後にスチームストリッピング等により保護された窒素原子の保護基を脱離させれば、下記式(6)で表わされる第一アミノ基を有する変性共役ジエン系重合体が得られる。

Figure 2011089066
As an example, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxysilane is used as the hydrocarbyloxysilane compound, and among the condensation accelerators, divalent Sn bis (hydrocarbylcarboxylic acid) salt is used as the metal compound. Then, by removing the protecting group of the nitrogen atom protected by steam stripping or the like after the completion of the two-stage modification reaction, a modified conjugated diene polymer having a primary amino group represented by the following formula (6) is obtained. It is done.
Figure 2011089066

次に、配位アニオン重合の重合触媒系について説明をする。配位アニオン重合の重合触媒系としては、有機溶媒中でランタン系列希土類元素化合物を含む触媒が用いられる。ランタン系列希土類元素化合物を含む触媒としては、
(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(7):
AlR121314 ・・・(7)
(ここで、R12及びR13は同一又は異なり、炭素数1〜10のヒドロカルビル基又は水素原子で、R14は炭素数1〜10のヒドロカルビル基であり、但し、R14は上記R12又はR13と同一又は異なっていても良い)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単量体を重合するのが好ましい。
Next, a polymerization catalyst system for coordination anion polymerization will be described. As a polymerization catalyst system for coordination anionic polymerization, a catalyst containing a lanthanum series rare earth element compound in an organic solvent is used. As a catalyst containing a lanthanum series rare earth element compound,
(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 (7):
AlR 12 R 13 R 14 (7)
(Wherein R 12 and R 13 are the same or different and are a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom, and R 14 is a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, provided that R 14 is the above R 12 or an organoaluminum compound represented by R 13 may be the same or different and), and component (C): at least one organic compound containing a Lewis acid, a metal halide, a complex compound of Lewis base, and an active halogen It is preferred to polymerize the conjugated diene monomer with a catalyst system comprising:

また、本発明において、ランタン系列希土類元素化合物を含む触媒系には、上記(A)〜(C)成分の他に、さらに(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、上記触媒系は、上記(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、さらに好ましい。   In the present invention, in addition to the above components (A) to (C), an organoaluminum oxy compound, so-called aluminoxane is added as a component (D) in addition to the above components (A) to (C). preferable. 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、ランタン系列希土類元素化合物を含む触媒系の(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、プラセオジム、セリウム、ランタン、ガドリニウム、サマリウム等、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 containing a lanthanum series rare earth element compound 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, samarium, 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(8):
(R15−CO231 ・・・(8)
(式中、R15は炭素数1〜20のヒドロカルビル基で、M1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、R15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良い。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 (8):
(R 15 -CO 2 ) 3 M 1 (8)
(Wherein, R 15 is a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 1 is a rare earth element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table). Here, R 15 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(9):
(R16O)32 ・・・(9)
(式中、R16は炭素数1〜20のヒドロカルビル基で、M2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。R16O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。
As the rare earth element alkoxide, the following general formula (9):
(R 16 O) 3 M 2 (9)
(Wherein, R 16 is a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 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 16 O include a 2-ethyl-hexyloxy group, an oleyloxy group, a stearyloxy group, a phenoxy group, and a benzyloxy group. 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さらに好ましく、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 branch 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良い。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、一種単独で使用することも、二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 alone or in combination of two or more.

本発明において、末端活性重合体の重合に用いる触媒系の(B)成分である上記一般式(7)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、一種単独で使用することも、二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 general formula (7), which is the component (B) of the catalyst system used for the polymerization of the terminal active polymer, includes trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, Triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tripentylaluminum, trihexylaluminum, tricyclohexylaluminum, trioctylaluminum; diethylaluminum hydride, di-n-propyl hydride Aluminum, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, dihexylaluminum hydride, diisohexylaluminum hydride, dioctylaluminum hydride, dihydride Seo octyl 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 the component (B) described above can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、末端活性重合体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 terminal active polymer is at least selected from the group consisting of a Lewis acid, a complex compound of a metal halide and a Lewis base, and an organic compound containing an active halogen. It is a kind of 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 chlorides, 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、1,3−ブタジエン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さらに好ましい。(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。
さらに、(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、さらに好ましくは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良い。
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 1,3-butadiene. 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 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)成分及び必要により用いられる(D)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単量体を少量、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良い。触媒成分としての1,3−ブタジエン等の共役ジエン単量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 component (A), the component (B), the component (C), and the component (D) used as necessary, a conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene may be used as necessary. A small amount, specifically, a ratio of 0 to 1000 mol per 1 mol of the compound of component (A) may be used. A conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene as a catalyst component is not essential, but when used in combination, 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単量体を反応させる。その際、各成分の添加順序は、特に限定されず、さらに(D)成分としてアルミノキサンを添加しても良い。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 monomer 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.

上記末端活性を有する共役ジエン(共)重合体の製造においては、上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、共役ジエン単量体単独又は、共役ジエン単量体と他の共役ジエン単量体の溶液重合を行うことによって得られる。ここで、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、一種単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用しても良い。この配位アニオン重合に用いられる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。   In the production of the conjugated diene (co) polymer having terminal activity, a conjugated diene monomer alone or a conjugated diene monomer in an organic solvent using a catalyst system containing the lanthanum series rare earth element-containing compound It can be obtained by solution polymerization of other conjugated diene monomers. Here, an inert organic solvent is used as the polymerization solvent. 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, a C5-C6 aliphatic hydrocarbon and alicyclic hydrocarbon are especially preferable. These solvents may be used alone or in a combination of two or more. The monomer concentration in the solvent used for the coordination anionic polymerization is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass.

本発明において、配位アニオン重合反応における温度は、好ましくは−80〜150℃、より好ましくは−20〜120℃の範囲で選定される。重合反応は、発生圧力下で行うことができるが、通常は単量体を実質的に液相に保つに十分な圧力で操作することが望ましい。すなわち、圧力は重合される個々の物質や、用いる重合媒体及び重合温度にもよるが、所望ならばより高い圧力を用いることができ、このような圧力は重合反応に関して不活性なガスで反応器を加圧する等の適当な方法で得られる。   In the present invention, the temperature in the coordination anionic polymerization reaction is preferably selected in the range of -80 to 150 ° C, more preferably -20 to 120 ° C. The polymerization reaction can be carried out under generated pressure, but it is usually desirable to operate at a pressure sufficient to keep the monomer in a substantially liquid phase. That is, the pressure depends on the particular material being polymerized, the polymerization medium used and the polymerization temperature, but higher pressures can be used if desired, such pressure being a gas that is inert with respect to the polymerization reaction. Can be obtained by an appropriate method such as pressurizing.

配位アニオン重合反応により得られた活性末端を有する共役ジエン(共)重合体の該活性末端を変性する場合は、上述の予備変性反応工程において予めヒドロカルビルオキシシラン化合物を反応させた後、加水分解によりシラノール基を生成する特性基と、該特性基の近傍に(i)該活性部位に付加もしくは置換反応を行う事によって有機シラン化合物と該共役ジエン(共)重合体とを結合し且つ該反応後に該シラノール基と補強性充填材との反応を促進する官能基又は(ii)該シラノール基と補強性充填材との反応を促進する官能基とを有する有機シラン化合物を反応させることが変性反応を円滑に進める見地から好ましい。   In the case of modifying the active end of the conjugated diene (co) polymer having an active end obtained by the coordinated anionic polymerization reaction, the hydrocarbyloxysilane compound is reacted in advance in the above-described pre-modification reaction step, followed by hydrolysis. And (i) an organic silane compound and the conjugated diene (co) polymer are bonded to each other by performing an addition or substitution reaction on the active site in the vicinity of the characteristic group. A modification reaction may be caused by reacting an organosilane compound having a functional group that promotes the reaction between the silanol group and the reinforcing filler or (ii) a functional group that promotes the reaction between the silanol group and the reinforcing filler. From the viewpoint of smoothly proceeding.

上述のアニオン重合及び配位アニオン重合においては、重合開始剤、溶媒、単量体等、重合に関与する全ての原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を除去したものを用いることが望ましい。上記重合反応は、回分式及び連続式のいずれで行っても良い。このようにして活性末端を有する共役ジエン(共)重合体が得られる。   In the above-mentioned anionic polymerization and coordination anionic polymerization, all the raw materials involved in the polymerization such as polymerization initiator, solvent, monomer, and the like have removed reaction inhibitors such as water, oxygen, carbon dioxide, and protic compounds. It is desirable to use one. The polymerization reaction may be carried out either batchwise or continuously. In this way, a conjugated diene (co) polymer having an active end is obtained.

本発明に係る変性共役ジエン系重合体は、共役ジエン部分のシス−1,4結合量が30%以上であることが好ましく、40%以上であることが更に好ましい。30%未満であると、ゴム組成物の低温特性が悪化し、冬用タイヤの氷上性能が悪化するおそれがある。   In the modified conjugated diene polymer according to the present invention, the cis-1,4 bond content of the conjugated diene moiety is preferably 30% or more, and more preferably 40% or more. If it is less than 30%, the low temperature characteristics of the rubber composition may be deteriorated, and the on-ice performance of the winter tire may be deteriorated.

上記ゴム組成物のゴムマトリックスは、上記変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体の合計10〜100質量%と、ジエン系ゴム(上記変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体以外のジエン系ゴム)90〜0質量%とからなることが好ましく、上記変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体の合計10〜90質量%とジエン系ゴム90〜10質量%とからなることが更に好ましい。ここで、ジエン系ゴムとしては、上記変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体以外の、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン−イソプレン共重合体、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、スチレン−イソプレン−ブタジエン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。これらのジエン系ゴムの内、天然ゴムが好ましい。ゴムマトリックス中、変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体の合計を10質量%以上とするのは、耐摩耗性、耐破壊性、氷上性能、及び低転がり抵抗の向上効果を奏するためである。   The rubber matrix of the rubber composition comprises a total of 10 to 100% by mass of the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer, and a diene rubber (the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer). Other diene rubber) is preferably 90 to 0% by mass, and is composed of a total of 10 to 90% by mass of the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer and 90 to 10% by mass of the diene rubber. More preferably. Here, as the diene rubber, polybutadiene, polyisoprene, butadiene-isoprene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer other than the above modified diene rubber and high molecular weight modified conjugated diene polymer. Examples thereof include styrene-isoprene-butadiene terpolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Of these diene rubbers, natural rubber is preferred. The reason why the total of the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer in the rubber matrix is 10% by mass or more is to improve the wear resistance, fracture resistance, performance on ice, and low rolling resistance. It is.

上記ゴム組成物は、ゴムマトリックス100質量部に対して、補強性充填材5〜200質量部、好ましくは20〜200質量部、更に好ましくは20〜120質量部、一層好ましくは30〜100質量部を含むものである。補強性充填材が5質量部未満であると、変性ジエン系ゴム、高分子量変性共役ジエン系重合体、低分子量変性共役ジエン系重合体と補強性充填材との相互作用を享受することができず、補強性充填材が200質量部を超えると冬用タイヤの転がり抵抗が著しく大きくなるからである。本発明においては、補強性充填材はカーボンブラック及び/又はシリカであることが好ましい。   The rubber composition is 5 to 200 parts by mass, preferably 20 to 200 parts by mass, more preferably 20 to 120 parts by mass, and even more preferably 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix. Is included. When the reinforcing filler is less than 5 parts by mass, the interaction between the modified diene rubber, the high molecular weight modified conjugated diene polymer, the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the reinforcing filler can be enjoyed. If the reinforcing filler exceeds 200 parts by mass, the rolling resistance of the winter tire is remarkably increased. In the present invention, the reinforcing filler is preferably carbon black and / or silica.

上記変性ジエン系ゴム及び上記一般式(1)又は上記一般式(2)で表わされる高分子量変性共役ジエン系重合体は、カーボンブラックとシリカの双方と好適に反応するので、ゴムマトリックスを該変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体と天然ゴムとの併用としたとき、天然ゴム中に多く存在しがちなシリカと該変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体との反応により、該変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体中にシリカがより多く分配され、トレッドゴム組成物の−20℃における動的貯蔵弾性率E'が著しく小さくなるため、−20℃におけるトレッドの柔軟性が高くなり、氷上性能が更に向上する。また、上記変性ジエン系ゴム及び上記一般式(1)又は上記一般式(2)で表わされる高分子量変性共役ジエン系重合体は、カーボンブラックとシリカの双方と好適に反応するので、カーボンブラックとシリカの双方の分散性が向上し、トレッドゴム組成物の30℃における動的貯蔵弾性率E'が大きくなるため、本発明のタイヤのドライ操縦安定性能が向上する。上述の観点から、ゴムマトリックスとしては、上記変性ジエン系ゴム及び上記一般式(1)又は上記一般式(2)で表わされる高分子量変性共役ジエン系重合体と天然ゴムとの併用(該変性ジエン系ゴム及び高分子量変性共役ジエン系重合体の合計10〜100質量%と天然ゴム90〜0質量%)がより好ましく、補強性充填材としてカーボンブラックとシリカの併用(カーボンブラック10〜90質量%とシリカ90〜10質量%、より好ましくは、カーボンブラック20〜80質量%とシリカ80〜20質量%)が更に好ましい。   Since the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer represented by the general formula (1) or the general formula (2) react with both carbon black and silica, the rubber matrix is modified with the modified diene rubber. Reaction of silica, which tends to exist in natural rubber, and the modified diene rubber and high molecular weight modified conjugated diene polymer when combined with natural rubber and diene rubber and high molecular weight modified conjugated diene polymer , More silica is distributed in the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer, and the dynamic storage elastic modulus E ′ at −20 ° C. of the tread rubber composition is significantly reduced. The tread is more flexible and the performance on ice is further improved. Further, the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer represented by the general formula (1) or the general formula (2) preferably react with both carbon black and silica. Both dispersibility of silica is improved, and the dynamic storage elastic modulus E ′ at 30 ° C. of the tread rubber composition is increased, so that the dry handling stability performance of the tire of the present invention is improved. From the above viewpoint, the rubber matrix includes the modified diene rubber and a combination of a high molecular weight modified conjugated diene polymer represented by the general formula (1) or the general formula (2) and a natural rubber (the modified diene). 10 to 100% by mass of the total of the rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer and 90 to 0% by mass of natural rubber) are more preferable, and a combination of carbon black and silica (10 to 90% by mass of carbon black) is used as the reinforcing filler. And 90 to 10% by mass of silica, more preferably 20 to 80% by mass of carbon black and 80 to 20% by mass of silica).

補強性充填材として用いられるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定する)が70〜200m2/gであることが好ましい。この範囲のカーボンブラックとしては、例えば、SAF−HS、SAF、ISAF−HS、ISAF、ISAF−LS、N285、N339、HAF−HS、HAF、HAF−LS等が挙げられる。カーボンブラック窒素吸着比表面積は、特に好ましくは85〜180m2/gである。 The carbon black used as the reinforcing filler preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (measured according to N 2 SA, JIS K 6217-2: 2001) of 70 to 200 m 2 / g. Examples of the carbon black in this range include SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, N285, N339, HAF-HS, HAF, and HAF-LS. The carbon black nitrogen adsorption specific surface area is particularly preferably from 85 to 180 m 2 / g.

補強性充填材として用いられるシリカとしては、市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)としては100m2/g以上のものが好ましく、より好ましくは150m2/g以上、特に好ましくは170m2/g以上である。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積=190m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製、商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積=175m2/g)等の市販品を用いることができる。 Any commercially available silica can be used as the reinforcing filler, and wet silica, dry silica, and colloidal silica are particularly preferable, and wet silica is particularly preferable. The BET specific surface area (measured according to ISO 5794/1) of silica is preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 150 m 2 / g or more, particularly preferably 170 m 2 / g or more. Examples of such silica include Tosoh Silica Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 190 m 2 / g), “Nipsil KQ”, Degussa Co., Ltd., trade name “Ultra Gil VN3” (BET specific surface area = 175 m). 2 / g) can be used.

なお、補強性充填材以外に、所望により、以下の無機充填材を配合しても良い。例えば、アルミナ(Al23)、アルミナ−水和物(Al23・H2O)、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]、結晶性アルミノケイ酸塩等が挙げられる。 In addition to the reinforcing filler, the following inorganic filler may be blended if desired. For example, alumina (Al 2 O 3 ), alumina-hydrate (Al 2 O 3 .H 2 O), aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], water magnesium oxide [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 ], aluminum magnesium oxide (MgO · Al 2 O 3 ), clay (Al 2 O 3 · 2SiO) 2), kaolin (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2 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 2 etc.), 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] , and the like crystalline aluminosilicate.

上記ゴム組成物にシリカが配合されるときは、シリカに対して1〜20質量%のシランカップリング剤が配合されることが好ましい。このシランカップリング剤としては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−メチルジメ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エチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、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−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−メチルジメ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エチル)トリスルフィド等の硫黄含有アルコキシシラン化合物が挙げられる。   When silica is blended in the rubber composition, it is preferable that 1 to 20% by mass of a silane coupling agent is blended with respect to the silica. Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3-triethoxy Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylethyl) disulfide, Bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylene) Le) sulfur-containing alkoxysilane compounds such trisulfide and the like.

上記ゴム組成物においては、ゴムマトリックス100質量部に対して、発泡剤1〜15質量部が配合されることが好ましい。この発泡剤としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、p,p'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、N,N'−ジメチル−N,N'−ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、p,p'−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これら発泡剤の中でも、製造加工性の観点から、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)が好ましい。また、これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。   In the said rubber composition, it is preferable that 1-15 mass parts of foaming agents are mix | blended with respect to 100 mass parts of rubber matrices. Examples of the foaming agent include azodicarbonamide (ADCA), dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), dinitrosopentastyrenetetramine, benzenesulfonyl hydrazide derivatives, p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), carbon dioxide. Ammonium bicarbonate generated, sodium bicarbonate, ammonium carbonate, nitrososulfonylazo compound generating nitrogen, N, N′-dimethyl-N, N′-dinitrosophthalamide, toluenesulfonyl hydrazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, p , p′-oxybisbenzenesulfonyl semicarbazide and the like. Among these foaming agents, azodicarbonamide (ADCA) and dinitrosopentamethylenetetramine (DPT) are preferable from the viewpoint of production processability. Moreover, these foaming agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

上記発泡剤の形態としては、特に制限はなく、目的に応じて粒子状、液状等の中から適宜選択することができる。なお、発泡剤の形態は、例えば顕微鏡等を用いて観察することができる。また、粒子状の発泡剤の平均粒径は、例えば、コールターカウンター等を用いて測定することができる。   There is no restriction | limiting in particular as a form of the said foaming agent, According to the objective, it can select suitably from particulate form, liquid form, etc. The form of the foaming agent can be observed using, for example, a microscope. Moreover, the average particle diameter of a particulate foaming agent can be measured using a Coulter counter etc., for example.

また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等を併用するのが好ましい。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。   The foaming agent is preferably used in combination with urea, zinc stearate, zinc benzenesulfinate, zinc white or the like as a foaming aid. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. By using a foaming aid in combination, the foaming reaction can be promoted to increase the degree of completion of the reaction, and unnecessary deterioration can be suppressed over time.

上記ゴム組成物は、加硫後のゴムマトリックス中に気泡を気泡率として5〜50体積%有することが好ましい。なお、上記気泡率は、該ゴム組成物をトレッドに用いる場合、トレッドの気泡率を意味する。気泡率(Vs)は、次式により算出できる。
Vs=(ρ0/ρ1−1)×100(体積%)
(式中、ρ1は加硫後のゴム組成物の密度(g/cm3)を表し、ρ0は加硫後のゴム組成物における固相部の密度(g/cm3)を表す。)
なお、加硫後のゴム組成物の密度及び加硫後のゴム組成物における固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定することにより、算出される。また、気泡率(Vs)は、上述した発泡剤及び発泡助剤の種類、量等により適宜変化させることができる。気泡率が5体積%以上であることが好ましいのは、氷上性能をより向上し得るからであり、気泡率が50体積%以下であることが好ましいのは、耐摩耗性や耐破壊性がより向上するからである。
The rubber composition preferably has 5 to 50% by volume of air bubbles in the rubber matrix after vulcanization. In addition, the said bubble rate means the bubble rate of a tread, when using this rubber composition for a tread. The bubble rate (Vs) can be calculated by the following equation.
Vs = (ρ 0 / ρ 1 −1) × 100 (volume%)
(Wherein, [rho 1 represents the density of the rubber composition after vulcanization (g / cm 3), ρ 0 represents the density of the solid phase portion in the rubber composition after vulcanization (g / cm 3). )
The density of the rubber composition after vulcanization and the density of the solid phase part in the rubber composition after vulcanization are calculated by measuring the mass in ethanol and the mass in air. Further, the bubble ratio (Vs) can be appropriately changed depending on the types and amounts of the above-mentioned foaming agent and foaming aid. The reason why the bubble rate is preferably 5% by volume or more is that the performance on ice can be further improved, and that the bubble rate is preferably 50% by volume or less is more resistant to wear and fracture. It is because it improves.

上記ゴム組成物は、熱可塑性樹脂からなる短繊維であって、該短繊維が加硫時にゴム組成物の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物のマトリックス中で溶融又は軟化することを特徴とする短繊維を含有しても良い。ここで、該短繊維の配合量は、上記ゴムマトリックス100質量部に対し0.2〜10質量部であり、好ましくは0.5〜5質量部である。また、加硫最高温度とは、加硫時におけるゴム組成物が達する最高温度を意味する。例えば、モールド加硫の場合には、ゴム組成物がモールド内に入ってからモールドを出て冷却されるまでの間にゴム組成物が達する最高温度を意味する。該加硫最高温度は、例えば、ゴム組成物中に熱電対を埋め込むこと等により測定することができる。ここで、本発明のタイヤに用いるゴム組成物が上記短繊維を含有すると、加硫後、タイヤ部材、例えばトレッド中に長尺状気泡が存在し、該タイヤ部材の摩耗によって長尺状気泡が表面に露出して穴部が形成され、効率的な排水を行う排水路として機能する。ここで、穴部とは、穴状、窪み状及び溝状のいずれの形状であっても良い。また、トレッドの穴部の表面が溶融又は軟化した短繊維が固化した保護層で被覆されているため、水路形状保持性、水路エッジ部摩耗性、荷重入力時の水路保持性等にも優れる。保護層の厚みとしては、0.5〜50μmが好ましい。   The rubber composition is a short fiber made of a thermoplastic resin, and is melted or melted in a matrix of the rubber composition until the temperature of the rubber composition reaches the maximum vulcanization temperature at the time of vulcanization. You may contain the short fiber characterized by softening. Here, the compounding quantity of this short fiber is 0.2-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber matrices, Preferably it is 0.5-5 mass parts. The maximum vulcanization temperature means the maximum temperature reached by the rubber composition during vulcanization. For example, in the case of mold vulcanization, it means the maximum temperature that the rubber composition reaches from the time when the rubber composition enters the mold until the rubber composition exits the mold and cools. The maximum vulcanization temperature can be measured, for example, by embedding a thermocouple in the rubber composition. Here, when the rubber composition used for the tire of the present invention contains the above short fibers, after the vulcanization, there are long bubbles in the tire member, for example, the tread, and the long bubbles are formed by wear of the tire member. A hole is formed on the surface and functions as a drainage channel for efficient drainage. Here, the hole portion may be any one of a hole shape, a hollow shape, and a groove shape. Moreover, since the surface of the hole part of the tread is covered with a solidified protective layer of melted or softened short fibers, it is excellent in water channel shape retention, water channel edge wear, water channel retention during load input, and the like. As thickness of a protective layer, 0.5-50 micrometers is preferable.

上記短繊維の素材としては、上記熱特性を有する熱可塑性樹脂である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。上記熱特性を有する短繊維としては、例えば、その融点が上記加硫最高温度よりも低い結晶性高分子からなる短繊維等が好適に挙げられる。該結晶性高分子からなる短繊維を例に説明すると、該短繊維の融点と、ゴム組成物の加硫最高温度との差が大きくなる程、ゴム組成物の加硫中に速やかに該短繊維が溶融する。一方、短繊維の融点が、ゴム組成物の加硫最高温度に近くなり過ぎると、加硫初期に速やかに該短繊維が溶融せず、加硫終期に短繊維が溶融する。加硫終期では、該短繊維内に存在していた空気が拡散し、加硫したゴム組成物中に分散乃至取り込まれてしまっており、溶融した短繊維内には充分な量の空気が保持されない。他方、短繊維の融点が低くなり過ぎると、ゴム組成物の混練り時の熱で短繊維が溶融し、混練りの段階で短繊維同士の融着による分散不良、混練りの段階で短繊維が複数に分断されてしまう、短繊維がゴム組成物中に溶け込んでミクロに分散してしまう等の不都合が生じ好ましくない。   The material for the short fiber is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin having the above thermal characteristics, and can be appropriately selected according to the purpose. Preferred examples of the short fibers having the thermal characteristics include short fibers made of a crystalline polymer having a melting point lower than the maximum vulcanization temperature. The short fiber made of the crystalline polymer will be described as an example. The larger the difference between the melting point of the short fiber and the maximum vulcanization temperature of the rubber composition, the faster the short fiber is vulcanized. The fiber melts. On the other hand, when the melting point of the short fiber is too close to the maximum vulcanization temperature of the rubber composition, the short fiber does not melt quickly at the initial stage of vulcanization, and the short fiber melts at the end of vulcanization. At the end of vulcanization, the air present in the short fibers diffuses and is dispersed or taken into the vulcanized rubber composition, and a sufficient amount of air is retained in the melted short fibers. Not. On the other hand, if the melting point of the short fiber is too low, the short fiber is melted by heat at the time of kneading the rubber composition, poor dispersion due to fusion of the short fibers at the kneading stage, and short fiber at the kneading stage. Is disadvantageous in that it is divided into a plurality of lengths, and short fibers are dissolved in the rubber composition and dispersed microscopically.

上記短繊維の融点(又は軟化点)の上限としては、特に制限はないものの、以上の点を考慮して選択するのが好ましく、一般的には、上記ゴム組成物の加硫最高温度よりも、10℃以上低いのが好ましく、20℃以上低いのがより好ましい。ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約190℃程度であるが、例えば、加硫最高温度がこの190℃に設定されている場合には、上記短繊維の融点としては、通常190℃以下の範囲で選択され、180℃以下が好ましく、170℃以下がより好ましい。一方、ゴム組成物の混練りを考慮すると、上記短繊維の融点(又は軟化点)としては、混練り時の最高温度に対して、5℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、20℃以上が特に好ましい。上記ゴム組成物の混練りでの最高温度を例えば95℃と想定した場合には、上記短繊維の融点としては、100℃以上が好ましく、105℃以上がより好ましく、115℃以上が特に好ましい。なお、上記短繊維の融点は、それ自体公知の融点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、DSC測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点とすることができる。   The upper limit of the melting point (or softening point) of the short fiber is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of the above points. Generally, it is higher than the maximum vulcanization temperature of the rubber composition. It is preferably lower by 10 ° C. or higher, and more preferably lower by 20 ° C. or higher. The industrial vulcanization temperature of the rubber composition is generally about 190 ° C. at the maximum. For example, when the maximum vulcanization temperature is set to 190 ° C., the melting point of the short fiber is Is usually selected within a range of 190 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 170 ° C. or lower. On the other hand, considering the kneading of the rubber composition, the melting point (or softening point) of the short fiber is preferably 5 ° C. or more, more preferably 10 ° C. or more, more preferably 20 ° C. with respect to the maximum temperature during kneading. The above is particularly preferable. Assuming that the maximum temperature in kneading the rubber composition is, for example, 95 ° C., the melting point of the short fibers is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 105 ° C. or higher, and particularly preferably 115 ° C. or higher. The melting point of the short fiber can be measured using a known melting point measuring device or the like. For example, the melting peak temperature measured using a DSC measuring device can be used as the melting point.

上記短繊維は、上述の結晶性高分子から形成されていてもよいし、非結晶性高分子から形成されていてもよいし、結晶性高分子と非結晶性高分子とから形成されていてもよいが、本発明においては、相転移があるために粘度変化がある温度で急激に起こり、粘度制御が容易な点で結晶性高分子を含む有機素材から形成されているのが好ましく、結晶性高分子のみから形成されるのがより好ましい。   The short fiber may be formed from the above-described crystalline polymer, may be formed from an amorphous polymer, or may be formed from a crystalline polymer and an amorphous polymer. However, in the present invention, it is preferably formed from an organic material containing a crystalline polymer from the viewpoint that the viscosity change occurs suddenly at a certain temperature due to the phase transition and viscosity control is easy. More preferably, it is formed only from a functional polymer.

上記結晶性高分子としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、シンジオタクティック-1,2-ポリブタジエン(SPB)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の単一組成重合物や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に制御したものも使用でき、更にこれらに添加剤を加えたものも使用できる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これら結晶性高分子の中でも、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体が好ましく、汎用で入手し易い点でポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)がより好ましく、融点が低く、取扱いが容易な点でポリエチレン(PE)が特に好ましい。   Examples of the crystalline polymer include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene, polybutylene succinate, polyethylene succinate, syndiotactic-1,2-polybutadiene (SPB), polyvinyl alcohol (PVA), Single-composition polymers such as polyvinyl chloride (PVC), those having a melting point controlled to an appropriate range by copolymerization, blending, or the like can be used, and those obtained by adding additives to these can also be used. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these crystalline polymers, polyolefins and polyolefin copolymers are preferable, polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are more preferable in terms of general availability and easy access, polyethylene (PE) in terms of low melting point and easy handling. ) Is particularly preferred.

また、上記非結晶性高分子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、ポリスチレン(PS)、ポリアクリロニトリル、これらの共重合体、これらのブレンド物等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、上記結晶性高分子と前記非結晶性高分子とを併用してもよい。   Examples of the non-crystalline polymer include polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS), polystyrene (PS), polyacrylonitrile, copolymers thereof, and blends thereof. Etc. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Further, the crystalline polymer and the non-crystalline polymer may be used in combination.

上記短繊維の繊度としては、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、氷雪上性能を向上させる観点からは、1〜1100dTexが好ましく、2〜900dTexがより好ましい。また、上記短繊維の平均径(D)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、該短繊維を含むゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム中に、ミクロな排水溝として機能し得る長尺状気泡を効率良く形成するためには、0.03〜0.3mmが好ましく、0.06〜0.25mmがより好ましい。平均径(D)が、0.03mm未満であると、長尺状の円柱発泡溝が形成されにくくなり、また短繊維の製造時に糸切れが多く発生する点で好ましくなく、0.3mmを超えると、上記短繊維の平均径(直径)が大きくなり、同一配合量では円柱発泡溝の数が減少して、排水効率が悪くなる傾向がある。   There is no restriction | limiting in particular as the fineness of the said short fiber, Although it can select suitably according to the objective, from a viewpoint of improving the performance on ice and snow, 1-1100dTex is preferable and 2-900dTex is more preferable. The average diameter (D) of the short fibers is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. In the vulcanized rubber obtained by vulcanizing a rubber composition containing the short fibers Moreover, in order to efficiently form long bubbles that can function as micro drainage grooves, 0.03 to 0.3 mm is preferable, and 0.06 to 0.25 mm is more preferable. When the average diameter (D) is less than 0.03 mm, it is difficult to form a long cylindrical foaming groove, and it is not preferable in that a lot of thread breakage occurs during the production of short fibers, and exceeds 0.3 mm. And the average diameter (diameter) of the said short fiber becomes large, and when it is the same compounding quantity, the number of cylindrical foaming grooves will reduce, and there exists a tendency for drainage efficiency to worsen.

上記ゴム組成物は、所望により、ゴムマトリックス100質量部に対して、平均長径5〜1000μm、好ましくは5〜500μmの微粒子を好ましくは3〜30質量部、より好ましくは3〜15質量部を含んでも良い。この微粒子は、(1)トレッド表面で氷上路面を引っ掻き、氷上グリップ性を向上する効果や、(2)微粒子がトレッドから脱離して、トレッドの表層部(トレッド表面及びその近傍)に穴部を形成し、氷上の氷から融解した水を排水する効果を奏する。微粒子の平均長径とは、平均最大径をいう。ここで、微粒子の平均長径として5μm以上であることが好ましいのは、引っ掻き効果により氷上性能がより向上するからであり、微粒子の平均長径として1000μm以下であることが好ましいのは、耐磨耗性や耐破壊性がより向上するからである。また、微粒子を3質量部以上含むことが好ましいのは、氷上性能がより向上するからであり、微粒子を15質量部以下含むことが好ましいのは、耐磨耗性や耐破壊性がより向上するからである。なお、平均長径は、電子顕微鏡で100個の微粒子を無作為に選び、夫々の長径を測定し、測定した100個の長径を相加平均したものである。   The rubber composition preferably contains fine particles having an average major axis of 5 to 1000 μm, preferably 5 to 500 μm, preferably 3 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber matrix. But it ’s okay. This fine particle (1) scratches the road surface on ice on the tread surface, and (2) the fine particle is detached from the tread, and a hole is formed in the surface layer part of the tread (tread surface and its vicinity). It forms and drains the melted water from the ice on the ice. The average major axis of the fine particles refers to the average maximum diameter. Here, the average major axis of the fine particles is preferably 5 μm or more because the performance on ice is further improved due to the scratch effect, and the average major axis of the fine particles is preferably 1000 μm or less because of wear resistance. This is because the fracture resistance is further improved. The reason why it is preferable to contain 3 parts by mass or more of fine particles is that the performance on ice is further improved, and that the reason why it is preferable to contain 15 parts by mass or less of fine particles is to further improve wear resistance and fracture resistance. Because. The average major axis is obtained by randomly selecting 100 fine particles with an electron microscope, measuring each major axis, and arithmetically averaging the measured 100 major axes.

また、上記微粒子は、そのアスペクト比が1.1以上であることが好ましく、且つ角部が存在していることが好ましい。より好ましくはアスペクト比が1.2以上、更に好ましくは1.3以上である。ここで、角部が存在するとは、表面の全てが球面或いは滑らかなカーブ面でないことを意味する。上記微粒子には最初から角部を有する微粒子も使用できるが、微粒子が球形状であっても粉砕することにより、微粒子表面に角部を存在させて使用することができると共に、より多くの角部を存在させることができる。   The fine particles preferably have an aspect ratio of 1.1 or more, and preferably have corners. More preferably, the aspect ratio is 1.2 or more, and further preferably 1.3 or more. Here, the presence of a corner means that the entire surface is not a spherical surface or a smooth curved surface. Fine particles having corners can be used from the beginning as the above-mentioned fine particles, but even if the fine particles are spherical, they can be used in the presence of corners on the surface of the fine particles, and more corners can be used. Can exist.

上記ゴム組成物に配合される上記微粒子は、上述のものに限られず、タイヤの加硫によっても軟化することなく微粒子として加硫後に存在するものであれば良い。上記微粒子としては、モース硬度が2以上である微粒子が好ましく、例えば、石膏微粒子、方解石微粒子、蛍石微粒子、正長石微粒子、石英微粒子、金剛石微粒子、鉄微粒子、卵殻粉、酸化ジルコニウム微粒子、炭酸カルシウム系微粒子、シリカ微粒子、珪灰石微粒子、アルカリ長石微粒子、天然酸化珪素微粒子、多孔質天然ガラス(例えばモース硬度5)微粒子等の無機微粒子、胡桃殻その他の種子の殻や果実の核等の植物性微粒子、(メタ)アクリル系硬化樹脂微粒子、エポキシ硬化樹脂微粒子等の有機硬化微粒子、酸化亜鉛ウィスカー(例えば、松下アムテック(株)製のパナテトラ(テトラポット形状酸化亜鉛))、沖縄県産の星の砂、グラスファイバー、アルミニウムウイスカー、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリビニルホルマール繊維、芳香族ポリアミド繊維等のタイヤの加硫温度では軟化又は溶融しない短繊維、膨張黒鉛、熱膨張マイクロカプセル、シラスバルーン等が挙げられるが、更に好ましくは、モース硬度5以上のシリカガラス(モース硬度6.5)、石英(モース硬度7.0)、溶融アルミナ(モース硬度9.0)等を挙げることができる。中でも単結晶アルミナ、多結晶アルミナ等のアルミナ(酸化アルミニウム)、シリカガラス等が安価で容易に使用することができるので特に好ましい。   The fine particles blended in the rubber composition are not limited to those described above, and any fine particles may be used as long as they are present after vulcanization without being softened by vulcanization of the tire. As the fine particles, fine particles having a Mohs hardness of 2 or more are preferable. For example, gypsum fine particles, calcite fine particles, fluorite fine particles, feldspar fine particles, quartz fine particles, olivine fine particles, iron fine particles, eggshell powder, zirconium oxide fine particles, calcium carbonate Plant fine particles, silica fine particles, wollastonite fine particles, alkali feldspar fine particles, natural silicon oxide fine particles, inorganic fine particles such as porous natural glass (for example, Mohs hardness 5) fine particles, walnut shells and other seed shells and fruit nuclei Fine particles, organic cured fine particles such as (meth) acrylic cured resin fine particles, epoxy cured resin fine particles, zinc oxide whiskers (for example, Panatetra (tetrapot-shaped zinc oxide) manufactured by Matsushita Amtech Co., Ltd.), stars from Okinawa Prefecture Sand, glass fiber, aluminum whisker, polyester fiber, nylon fiber, polyvinyl alcohol Examples thereof include short fibers that do not soften or melt at the vulcanization temperature of tires such as marl fibers and aromatic polyamide fibers, expanded graphite, thermally expanded microcapsules, and shirasu balloons. More preferably, silica glass having a Mohs hardness of 5 or more ( Examples include Mohs hardness 6.5), quartz (Mohs hardness 7.0), and fused alumina (Mohs hardness 9.0). Among these, alumina (aluminum oxide) such as single crystal alumina and polycrystalline alumina, silica glass, and the like are particularly preferable because they are inexpensive and can be used easily.

上述の膨張黒鉛は、黒鉛粒子の層間に熱により気化する物質を内包する粒子サイズとして平均長径が30〜600μm、好ましくは100〜350μmの粉体物質であり、加硫時の熱によって膨張して黒鉛膨張体(Expanded Graphite)となることが好ましい。膨張黒鉛は炭素原子から形成されたシートが層状に重なり、その層間に気化性層間物質を含む構造をしており、例えば加熱によりその層間物質が気化膨張し、黒鉛膨張体となる。膨張処理前は材質が硬いために混合による品質低下が起こりにくく、また一定温度にて不可逆的に膨張するため、タイヤの加硫によってゴムマトリックス内部に空間を伴う異物を容易に形成させることができる。このようなゴムを用いたタイヤのトレッド部は他の微粒子と同様に摩耗時に表面凹凸が適度に形成され、氷とタイヤの接触面上の水膜を効率よく除去することによって氷上摩擦力の向上に動く。   The above expanded graphite is a powder substance having an average major axis of 30 to 600 μm, preferably 100 to 350 μm as a particle size including a substance that is vaporized by heat between layers of graphite particles, and expands by heat during vulcanization. It is preferable that it becomes a graphite expanded body (Expanded Graphite). Expanded graphite has a structure in which sheets formed from carbon atoms overlap each other and includes a vaporizable interlayer material between the layers. For example, the interlayer material is vaporized and expanded by heating to form a graphite expanded body. Since the material is hard before the expansion treatment, quality deterioration due to mixing hardly occurs, and since it irreversibly expands at a constant temperature, it is possible to easily form a foreign substance with a space inside the rubber matrix by vulcanizing the tire. . The tread part of a tire using such rubber has moderate surface irregularities when worn like other fine particles, and improves the frictional force on ice by efficiently removing the water film on the contact surface between ice and the tire. It moves to.

膨張開始温度が190℃以下の膨張黒鉛としては、例えば巴工業より米国のUCAR Graphtech社製の「グラフガード160−50」又は「グラフガード160−80」等が市販されており、入手可能である。膨張黒鉛は用語的には酸処理を行った直後の未膨張品を示すが、熱処理後の既膨張品のことを呼ぶ場合もある。本発明にてゴム組成物として配合される膨張黒鉛は熱処理前の未膨張品である。   As the expanded graphite having an expansion start temperature of 190 ° C. or lower, for example, “Graph Guard 160-50” or “Graph Guard 160-80” manufactured by UCAR Graphtech of the United States is commercially available from Sakai Industries. . Expanded graphite refers to an unexpanded product immediately after acid treatment in terms of term, but may also refer to an already expanded product after heat treatment. The expanded graphite blended as a rubber composition in the present invention is an unexpanded product before heat treatment.

また、上述の熱膨張マイクロカプセルは、熱により気化、分解又は化学反応して気体を発生する液体又は固体を熱可塑性樹脂に内包した粉体粒子であり、その膨張開始温度以上の温度、通常140〜190℃の温度で加熱すると膨張し、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体が封じ込められるものであり、この熱可塑性樹脂粒子の平均長径は膨張前で5〜300μmであるものが好ましく、更に好ましくは平均長径10〜200μmのものである。   The thermal expansion microcapsules described above are powder particles in which a liquid or solid that is vaporized, decomposed, or chemically reacted by heat to generate a gas is encapsulated in a thermoplastic resin, and have a temperature equal to or higher than the expansion start temperature, usually 140. It expands when heated at a temperature of ˜190 ° C., and a gas is contained in the outer shell made of the thermoplastic resin, and the average major axis of the thermoplastic resin particles is preferably 5 to 300 μm before expansion, More preferably, the average major axis is 10 to 200 μm.

このような熱膨張性熱可塑性樹脂粒子としては、例えば、現在、スウェーデンのEXPANCEL社より商品名「エクスパンセル091DU−80」又は「エクスパンセル092DU−120」等として、あるいは松本油脂社より商品名「マツモトマイクロスフェアーF−85」又は「マツモトマイクロスフェアーF−100」等として入手可能である。   As such heat-expandable thermoplastic resin particles, for example, the product name “Expancel 091DU-80” or “Expancel 092DU-120” is currently available from EXPANCEL, Sweden, or from Matsumoto Yushi. The name “Matsumoto Microsphere F-85” or “Matsumoto Microsphere F-100” is available.

上述のように、上記微粒子がトレッドから脱離して、トレッドの表層部(トレッド表面及びその近傍)に穴部を形成することが好ましく、このためには、微粒子がトレッドゴム組成物と加硫接着しないか加硫接着強度が低いことが望ましい。   As described above, it is preferable that the fine particles are detached from the tread to form holes in the tread surface layer portion (tread surface and its vicinity). For this purpose, the fine particles are bonded to the tread rubber composition by vulcanization. It is desirable that the vulcanized adhesive strength is low.

上記ゴム組成物に上記微粒子を配合する場合、微粒子を含む非線状の微粒子含有樹脂体として配合しても良い。ここで、微粒子含有樹脂体は、ゴムマトリックス100質量部に対して3〜30質量部配合することが好ましく、微粒子含有樹脂体の平均粒径が10〜1000μmであることが好ましい。この樹脂体は、タイヤの加硫時にゴム組成物の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物のマトリックス中で溶融又は軟化するものであり、上述のタイヤの加硫時に溶融又は軟化する短繊維と同様の材料からなる。なお、微粒子含有樹脂体の平均粒径の測定方法は、微粒子の平均長径の測定方法と同様である。   When the fine particles are blended with the rubber composition, they may be blended as non-linear fine particle-containing resin bodies containing fine particles. Here, the fine particle-containing resin body is preferably blended in an amount of 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix, and the average particle size of the fine particle-containing resin body is preferably 10 to 1000 μm. This resin body melts or softens in the matrix of the rubber composition until the temperature of the rubber composition reaches the maximum vulcanization temperature when the tire is vulcanized, and melts when the tire is vulcanized. Or it consists of a material similar to the short fiber to soften. In addition, the measuring method of the average particle diameter of the fine particle-containing resin body is the same as the measuring method of the average long diameter of the fine particles.

また、タイヤの加硫時にゴム組成物の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物のマトリックス中で溶融又は軟化する上述の短繊維中に微粒子を含有させ、この微粒子含有短繊維として配合しても良い。タイヤの加硫時に溶融又は軟化する短繊維の構成及び材料は、上述の通りである。微粒子含有短繊維の配合量は、上記ゴム組成物のゴムマトリックス100質量部に対し3〜20質量部であることが好ましく、3〜15質量部であることが更に好ましい。   Further, fine particles are contained in the above-mentioned short fibers that melt or soften in the matrix of the rubber composition until the temperature of the rubber composition reaches the maximum vulcanization temperature at the time of vulcanization of the tire. You may mix | blend as a fiber. The structure and material of the short fiber that melts or softens when the tire is vulcanized are as described above. The blending amount of the fine particle-containing short fibers is preferably 3 to 20 parts by mass, and more preferably 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix of the rubber composition.

上記ゴム組成物は、所望により上記ゴムマトリックス100質量部に対して、更に軟化剤1〜50質量部を配合しても良い。軟化剤を配合することにより加工性が改良されるからである。なお、低分子量変性共役ジエン系重合体と軟化剤との双方を配合する場合は、上記低分子量変性共役ジエン系重合体と上記軟化剤との合計配合量が、ゴムマトリックス100質量部に対して、6〜60質量部であることが好ましい。6質量部以上であると加工性が改良されるからであり、60質量部以下であると耐摩耗性及び耐破壊特性が向上するからである。これらの観点から上記低分子量変性共役ジエン系重合体と上記軟化剤との合計配合量は6〜55質量部であることが好ましく、6〜50質量部であることが更に好ましい。   If necessary, the rubber composition may further contain 1 to 50 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix. It is because processability is improved by blending the softener. In addition, when blending both the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the softener, the total blended amount of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the softener is 100 parts by weight of the rubber matrix. It is preferable that it is 6-60 mass parts. This is because the workability is improved when it is 6 parts by mass or more, and the wear resistance and fracture resistance are improved when it is 60 parts by mass or less. From these viewpoints, the total amount of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the softening agent is preferably 6 to 55 parts by mass, and more preferably 6 to 50 parts by mass.

上記ゴム組成物において、所望により配合される軟化剤としては、流動点の低い(例えば、流動点−10〜−60℃程度、好ましくは流動点−20〜−60℃、更に好ましくは流動点−30〜−60℃)ナフテン系プロセスオイルやパラフィン系プロセスオイル等のプロセスオイル、あるいはジブチル・フタレート、ジ−(2−エチルヘキシル)フタレート、ブチル・ベンジル・フタレート、ジ−n−オクチル・フタレート等の可塑剤が挙げられる。   In the rubber composition, the softening agent to be blended as desired has a low pour point (for example, about pour point −10 to −60 ° C., preferably pour point −20 to −60 ° C., more preferably pour point − 30 to -60 ° C) Process oil such as naphthenic process oil and paraffinic process oil, or plastic such as dibutyl phthalate, di- (2-ethylhexyl) phthalate, butyl benzyl phthalate, di-n-octyl phthalate Agents.

上記ゴム組成物は、硫黄架橋性であることが好ましく、加硫剤として硫黄が好適に用いられる。その使用量としては、ゴムマトリックス100質量部に対し、硫黄分(硫黄及び硫黄供与剤の硫黄分の合計量)を0.1〜10質量部配合することが好ましい。この範囲であれば、加硫ゴム組成物の必要な弾性率及び強度を確保すると共に低燃費性を得ることができるからである。この観点から、硫黄分を0.5〜7質量部配合することが更に好ましい。   The rubber composition is preferably sulfur crosslinkable, and sulfur is suitably used as a vulcanizing agent. The amount used is preferably 0.1 to 10 parts by mass of sulfur (total amount of sulfur and sulfur donors) with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix. This is because within this range, the necessary elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition can be ensured and fuel efficiency can be obtained. In this respect, it is more preferable to blend 0.5 to 7 parts by mass of the sulfur content.

上記ゴム組成物には、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、例えば硫黄以外の加硫剤、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、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を含有させることができる。   In the rubber composition, as long as the object of the present invention is not impaired, various chemicals usually used in the rubber industry, for example, vulcanizing agents other than sulfur, vulcanization accelerators, process oils, anti-aging agents are used as desired. Further, a scorch inhibitor, zinc white, stearic acid, thermosetting resin, thermoplastic resin, and the like can be contained.

上記ゴム組成物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、ゴムマトリックス100質量部に対し、0.1〜5.0質量部が好ましく、更に好ましくは0.2〜3.0質量部である。   The vulcanization accelerator that can be used in the rubber composition is not particularly limited. For example, M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzo). Examples thereof include thiazole-based vulcanization accelerators such as thiazylsulfenamide) and guanidine-based vulcanization accelerators such as DPG (diphenylguanidine). The amount used is 0.1 to 100 parts by mass of the rubber matrix. 5.0 parts by mass is preferable, and more preferably 0.2 to 3.0 parts by mass.

更に、上記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、ゴムマトリックス100質量部に対して、0.1〜6.0質量部が好ましく、更に好ましくは0.3〜5.0質量部である。   Further, examples of the anti-aging agent that can be used in the rubber composition 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 matrix 100. 0.1-6.0 mass parts is preferable with respect to mass part, More preferably, it is 0.3-5.0 mass part.

上記ゴム組成物は、上記変性ジエン系ゴム、高分子量変性共役ジエン系重合体、低分子量変性共役ジエン系重合体、補強性充填材の他に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、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による混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。   In addition to the modified diene rubber, the high molecular weight modified conjugated diene polymer, the low molecular weight modified conjugated diene polymer, and the reinforcing filler, the rubber composition is blended with various compounding agents appropriately selected as necessary. And it can manufacture by kneading | mixing by kneading machines, such as a Banbury mixer, a roll, an internal mixer, heating, and extrusion.

本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とし、該タイヤ部材としては、トレッドが好ましい。また、本発明のタイヤは、氷上性能、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性に優れ、且つ転がり抵抗が小さいため、冬用タイヤとして好ましい。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いる以外特に制限は無く、常法に従って製造することができる。また、該タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。   The tire according to the present invention is characterized in that the rubber composition described above is used in any of the tire members, and the tire member is preferably a tread. In addition, the tire of the present invention is preferable as a winter tire because it has excellent performance on ice, steering stability on dry road surfaces, and wear resistance, and has low rolling resistance. The tire of the present invention is not particularly limited except that the rubber composition described above is used for any of the tire members, and can be produced according to a conventional method. Moreover, as gas with which this tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than normal or the air which adjusted oxygen partial pressure, can be used.

以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、本発明に係る高分子量変性共役ジエン系重合体及び低分子量変性共役ジエン系重合体の変性前の重量平均分子量(Mw)、結合スチレン含有量及びビニル結合含有量、並びに冬用タイヤの氷上性能、ドライ操縦安定性能、転がり抵抗性能及び耐摩耗性は、下記の方法に従って測定した。
EXAMPLES The present invention will be described below in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
In addition, the weight average molecular weight (Mw) before the modification of the high molecular weight modified conjugated diene polymer and the low molecular weight modified conjugated diene polymer according to the present invention, the bound styrene content and the vinyl bond content, and the winter tire on ice. The performance, dry handling stability performance, rolling resistance performance and wear resistance were measured according to the following methods.

<変性前の重量平均分子量(Mw)>
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。
<結合スチレン含有量>
1H-NMRでスペクトルの積分比を算出することにより求めた。
<ビニル結合含有量>
赤外法(モレロ法)により求めた。
<氷上性能>
氷上路面のテストコースにて、乗用車の4輪全てに供試タイヤを装着して20kmの初速度にて氷上路面上での制動距離を測定し、次式により指数で表した。指数値が大きいほど、氷上性能が良好である。
氷上性能(指数)=(比較例1のタイヤの制動距離/供試タイヤの制動距離)×100
<ドライ操縦安定性能>
作製したゴム組成物をトレッド部材として用い、一層構造のトレッドでタイヤサイズ195/60R15の空気入りタイヤを試作した。
試作したタイヤを乗用車の4輪に装着し、このテスト車輌にてテストドライバーがテストコース走行を行った。テストドライバーによる各タイヤの乾燥路面における操縦安定性および乗り心地についてのフィーリング結果につき、コントロールタイヤ(比較例1)との対比にて、以下に示す評価基準に従い評点付けを行った。
+4:一般ドライバーが分かる程度に良いと感じる場合
+3:一般ドライバーのうち、熟練ドライバーが分かる程度に良いと感じる場合
+2:テストドライバーが明確に分かる程度に良いと感じる場合
+1:テストドライバーが微妙に分かる程度に良いと感じる場合
0:コントロールタイヤとの違いが感じられない場合
−1:テストドライバーが微妙に分かる程度に悪いと感じる場合
−2:テストドライバーが微妙に分かる程度に悪いと感じる場合
−3:一般ドライバーのうち、熟練ドライバーが分かる程度に悪いと感じる場合
−4:一般ドライバーが分かる程度に悪いと感じる場合
<転がり抵抗性能>
SAE J2452に準拠して、各試作タイヤの転がり抵抗を測定し、比較例1のタイヤの転がり抵抗を100として、以下の式により指数表示した。指数値が大きい程、転がり抵抗が小さく良好であることを示す。
転がり抵抗性能(指数)=(比較例1のタイヤの転がり抵抗/供試タイヤの転がり抵抗)×100
<耐摩耗性>
ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得た加硫ゴムに対し、ランボーン型摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率60%での摩耗量を測定し、比較例1の摩耗量の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
<Weight average molecular weight (Mw) before modification>
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.
<Bound styrene content>
It was determined by calculating the integral ratio of the spectrum by 1 H-NMR.
<Vinyl bond content>
It calculated | required by the infrared method (Morero method).
<Performance on ice>
At the test course on the icy road surface, the test tires were mounted on all four wheels of the passenger car, and the braking distance on the icy road surface was measured at an initial speed of 20 km. The larger the index value, the better the performance on ice.
Performance on ice (index) = (braking distance of tire of comparative example 1 / braking distance of test tire) × 100
<Dry maneuvering stability>
Using the produced rubber composition as a tread member, a pneumatic tire having a tire size of 195 / 60R15 was fabricated with a tread having a single layer structure.
The prototype tire was mounted on four wheels of a passenger car, and a test driver ran on the test course in this test vehicle. The feeling of the driving stability and riding comfort on the dry road surface of each tire by the test driver was rated according to the following evaluation criteria in comparison with the control tire (Comparative Example 1).
+4: When a driver feels good enough to understand a general driver +3: When a driver feels good enough to understand a skilled driver +2: When a driver feels good enough to clearly understand a test driver +1: A test driver is subtly When it feels good enough to understand 0: When the difference with the control tire is not felt -1: When the test driver feels bad enough to understand -2: When the test driver feels bad enough to understand- 3: When a general driver feels bad enough for an expert driver to understand -4: When a general driver feels bad enough to understand <Rolling resistance performance>
Based on SAE J2452, the rolling resistance of each prototype tire was measured, and the rolling resistance of the tire of Comparative Example 1 was taken as 100, and the index was expressed by the following formula. It shows that rolling resistance is so small that index value is large.
Rolling resistance performance (index) = (Rolling resistance of tire of Comparative Example 1 / Rolling resistance of test tire) × 100
<Abrasion resistance>
For the vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition at 145 ° C. for 33 minutes, the amount of wear at a slip rate of 60% at room temperature was measured using a Lambone type wear tester. The reciprocal was set as 100 and expressed as an index. The larger the index value, the smaller the wear amount and the better the wear resistance.

<製造例1:変性ジエン系ゴムA>
(天然ゴムラテックスの変性反応工程)
フィールドラテックスをラテックスセパレーター[斎藤遠心工業製]を用いて回転数7500rpmで遠心分離して、乾燥ゴム濃度60%の濃縮ラテックスを得た。この濃縮ラテックス1000gを、撹拌機及び温調ジャケットを備えたステンレス製反応容器に投入し、1000gの水を加えた。その後、過硫酸カリウム9.0g、プロピオンアルデヒド3.0gを添加し、60℃、30時間攪拌しながら反応させることで酸化天然ゴムラテックスを得た。次に、ギ酸を加えることでpHを4.7に調整し凝固させた。この固形物をクレーパーで5回処理し、シュレッダーを通してクラム化した。
<Production Example 1: Modified Diene Rubber A>
(Natural rubber latex modification reaction process)
The field latex was centrifuged using a latex separator [manufactured by Saito Centrifugal Industries Co., Ltd.] at a rotational speed of 7500 rpm to obtain a concentrated latex having a dry rubber concentration of 60%. 1000 g of this concentrated latex was put into a stainless steel reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature control jacket, and 1000 g of water was added. Thereafter, 9.0 g of potassium persulfate and 3.0 g of propionaldehyde were added and reacted with stirring at 60 ° C. for 30 hours to obtain an oxidized natural rubber latex. Next, formic acid was added to adjust the pH to 4.7 to coagulate. This solid was treated 5 times with a creper and crushed through a shredder.

(変性工程)
得られた凝固物の乾燥ゴム含有量を求めた後、乾燥ゴム量換算で600gの凝固物とイソニコチノヒドラジド3.0gのエマルジョン溶液を混練機(プレブレーカー)内で室温にて30rpmで2分間練りこみ、均一に分散させ、乾燥した変性ジエン系ゴムAを得た。また、該変性ジエン系ゴムAを石油エーテルで抽出し、さらにアセトンとメタノールの2:1混合溶媒で抽出することにより、未反応のヒドラジド化合物の分離を行ったところ、抽出物の分析から未反応のヒドラジド化合物は検出されず、よって該変性ジエン系ゴムAにおけるイソニコチノヒドラジドの付加量は天然ゴムラテックス中のゴム成分に対して0.51質量%であった。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー[GPC:東ソー製HLC−8020、カラム:東ソー製GMH−XL(2本直列)、検出器:示差屈折率計(RI)]で単分散ポリスチレンを基準として、変性ジエン系ゴムAのポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求めたところ、873,000であった。
(Modification process)
After determining the dry rubber content of the obtained coagulum, 600 g of the coagulum and an emulsion solution of 3.0 g of isonicotinohydrazide in terms of dry rubber were mixed at 30 rpm at room temperature in a kneader (prebreaker). The modified diene rubber A was kneaded for 1 minute and dispersed uniformly and dried. Further, the unmodified hydrazide compound was separated by extracting the modified diene rubber A with petroleum ether and further extracting with a 2: 1 mixed solvent of acetone and methanol. Thus, the addition amount of isonicotinohydrazide in the modified diene rubber A was 0.51% by mass relative to the rubber component in the natural rubber latex. Further, gel permeation chromatography [GPC: Tosoh HLC-8020, column: Tosoh GMH-XL (two in series), detector: differential refractometer (RI)], modified monoene based on monodisperse polystyrene. It was 873,000 when the weight average molecular weight (Mw) of polystyrene conversion of the system rubber A was calculated | required.

<製造例2:変性ジエン系ゴムB>
(天然ゴムラテックスの変性反応工程)
フィールドラテックスを、ラテックスセパレーター(斎藤遠心工業製)を用いて回転数7500rpmで遠心分離することで、乾燥ゴム濃度60%の濃縮ラテックスを得た。この濃縮ラテックス1000gを、撹拌機及び温調ジャケットを備えたステンレス製反応容器に投入し、予め10mLの水と90mgの乳化剤「エマルゲン1108」(花王株式会社製)を4−ビニルピリジン1.7gに加えて乳化したものを990mLの水と共に添加し、窒素置換しながら30分間撹拌した。次いで、tert−ブチルハイドロパーオキサイド1.2g、テトラエチレンペンタミン1.2gを加え、40℃で1時間反応させることで、変性天然ゴムラテックスを得た。
<Production Example 2: Modified Diene Rubber B>
(Natural rubber latex modification reaction process)
The field latex was centrifuged at a rotational speed of 7500 rpm using a latex separator (manufactured by Saito Centrifugal Co., Ltd.) to obtain a concentrated latex having a dry rubber concentration of 60%. 1000 g of this concentrated latex is put into a stainless steel reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature control jacket, and 10 mL of water and 90 mg of emulsifier “Emulgen 1108” (manufactured by Kao Corporation) are added to 1.7 g of 4-vinylpyridine. In addition, the emulsified product was added with 990 mL of water and stirred for 30 minutes while purging with nitrogen. Next, 1.2 g of tert-butyl hydroperoxide and 1.2 g of tetraethylenepentamine were added and reacted at 40 ° C. for 1 hour to obtain a modified natural rubber latex.

(凝固及び乾燥工程)
次に、上記変性天然ゴムラテックスにギ酸を加えpHを4.7に調整し、変性天然ゴムラテックスを凝固させた。このようにして得られた固形物をクレーパーで5回処理し、シュレッダーに通してクラム化した後、熱風式乾燥機により110℃で210分間乾燥して変性ジエン系ゴムBを得た。このようにして得られた変性ジエン系ゴムBの質量から、添加した4−ビニルピリジンの転化率が100%であることが確認された。また、該変性ジエン系ゴムBを石油エーテルで抽出し、更にアセトンとメタノールの2:1混合溶媒で抽出することで、ホモポリマーの分離を試みたが、抽出物を分析したところホモポリマーは検出されず、添加した単量体の100%が天然ゴム分子に導入されていることが確認された。また、変性ジエン系ゴムAと同様にして、変性ジエン系ゴムBの重量平均分子量(Mw)を求めたところ、1,298,000であった。
(Coagulation and drying process)
Next, formic acid was added to the modified natural rubber latex to adjust the pH to 4.7 to coagulate the modified natural rubber latex. The solid material thus obtained was treated with a creper five times, passed through a shredder and crushed, and then dried at 110 ° C. for 210 minutes with a hot air drier to obtain a modified diene rubber B. From the mass of the modified diene rubber B thus obtained, it was confirmed that the conversion rate of the added 4-vinylpyridine was 100%. In addition, the modified diene rubber B was extracted with petroleum ether and further extracted with a 2: 1 mixed solvent of acetone and methanol, and separation of the homopolymer was attempted. However, when the extract was analyzed, the homopolymer was detected. It was confirmed that 100% of the added monomer was introduced into the natural rubber molecule. Further, the weight average molecular weight (Mw) of the modified diene rubber B was determined in the same manner as in the modified diene rubber A, and it was 1,298,000.

<製造例3:天然ゴムC>
フィールドラテックスにギ酸を加えpHを4.7に調整し、フィールドラテックスを凝固させた。このようにして得られた固形物をクレーパーで5回処理し、シュレッダーに通してクラム化した後、熱風式乾燥機により110℃で210分間乾燥して天然ゴムCを得た。また、変性ジエン系ゴムAと同様にして、天然ゴムCの重量平均分子量(Mw)を求めたところ、1,263,000であった。
<Production Example 3: Natural rubber C>
Formic acid was added to the field latex to adjust the pH to 4.7 to coagulate the field latex. The solid material thus obtained was treated with a creper five times, passed through a shredder and crushed, and then dried at 110 ° C. for 210 minutes with a hot air dryer to obtain natural rubber C. Further, the weight average molecular weight (Mw) of the natural rubber C was determined in the same manner as in the modified diene rubber A, and it was 1,263,000.

<製造例4:高分子量未変性共役ジエン系重合体A>
乾燥し、窒素置換された内容積約900ミリリットルの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3−ブタジエンモノマー100g、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン0.015mmolをシクロヘキサン溶液として注入し、これに0.50mmolのn−ブチルリチウム(BuLi)を加えた後、撹拌装置を備えた50℃温水浴中で4.5時間重合を行った。重合転化率は、ほぼ100%であった。その後さらに、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5質量%溶液0.5ミリリットルを加えて反応停止を行い、さらに、常法に従い乾燥することにより、高分子量未変性共役ジエン系重合体Aを得た。得られた高分子量未変性共役ジエン系重合体Aのビニル結合含有量は20%、重量平均分子量(Mw)は300,000であった。
<Production Example 4: High molecular weight unmodified conjugated diene polymer A>
Into a pressure-resistant glass container having an internal volume of about 900 ml that has been dried and purged with nitrogen, 283 g of cyclohexane, 100 g of 1,3-butadiene monomer, and 0.015 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane are injected as a cyclohexane solution. After adding 50 mmol of n-butyllithium (BuLi), polymerization was carried out for 4.5 hours in a 50 ° C. warm water bath equipped with a stirrer. The polymerization conversion rate was almost 100%. Thereafter, the reaction was stopped by adding 0.5 ml of a 5 mass% solution of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (BHT) in 5% by weight of isopropanol. A modified conjugated diene polymer A was obtained. The obtained high molecular weight unmodified conjugated diene polymer A had a vinyl bond content of 20% and a weight average molecular weight (Mw) of 300,000.

<製造例5:高分子量変性共役ジエン系重合体B>
乾燥し、窒素置換された内容積約900ミリリットルの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3−ブタジエンモノマー100g、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン0.015mmolをシクロヘキサン溶液として注入し、これに0.50mmolのn−ブチルリチウム(BuLi)を加えた後、撹拌装置を備えた50℃温水浴中で4.5時間重合を行った。重合転化率は、ほぼ100%であった。この重合系に3−[N,N−メチル(トリメチルシリル)アミノ]プロピルジメチルエトキシシラン0.50mmolをシクロヘキサン溶液として加え、50℃において30分撹拌した。その後さらに、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5質量%溶液0.5ミリリットルを加えて反応停止を行い、さらに、常法に従い乾燥することにより、高分子量変性共役ジエン系重合体Bを得た。得られた高分子量変性共役ジエン系重合体Bのビニル結合含有量は20%、変性前の重量平均分子量(Mw)は300,000であった。
<Production Example 5: High molecular weight modified conjugated diene polymer B>
Into a pressure-resistant glass container having an internal volume of about 900 ml that has been dried and purged with nitrogen, 283 g of cyclohexane, 100 g of 1,3-butadiene monomer, and 0.015 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane are injected as a cyclohexane solution. After adding 50 mmol of n-butyllithium (BuLi), polymerization was carried out for 4.5 hours in a 50 ° C. warm water bath equipped with a stirrer. The polymerization conversion rate was almost 100%. To this polymerization system, 0.50 mmol of 3- [N, N-methyl (trimethylsilyl) amino] propyldimethylethoxysilane was added as a cyclohexane solution and stirred at 50 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.5 ml of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (BHT) isopropanol 5% by mass solution was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method, thereby modifying the high molecular weight. A conjugated diene polymer B was obtained. The obtained high molecular weight modified conjugated diene polymer B had a vinyl bond content of 20% and a weight average molecular weight (Mw) before modification of 300,000.

<製造例6:高分子量変性共役ジエン系重合体C>
製造例5において、3−[N,N−メチル(トリメチルシリル)アミノ]プロピルジメチルエトキシシラン0.50mmolをN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン0.50mmolに変更した以外は、製造例5と同様にして、高分子量変性共役ジエン系重合体Cを得た。得られた高分子量変性共役ジエン系重合体Cのビニル結合含有量は20%、変性前の重量平均分子量(Mw)は300,000であった。
<Production Example 6: High molecular weight modified conjugated diene polymer C>
In Production Example 5, except that 0.50 mmol of 3- [N, N-methyl (trimethylsilyl) amino] propyldimethylethoxysilane was changed to 0.50 mmol of N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxysilane In the same manner as in Example 5, a high molecular weight modified conjugated diene polymer C was obtained. The obtained high molecular weight modified conjugated diene polymer C had a vinyl bond content of 20% and a weight average molecular weight (Mw) before modification of 300,000.

<製造例7:低分子量未変性共役ジエン系重合体D>
乾燥し、窒素置換された内容積約900mlの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3−ブタジエンモノマー25g、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン0.015mmolをシクロヘキサン溶液として注入し、これに0.50mmolのn−ブチルリチウム(BuLi)を加えた後、攪拌装置を備えた50℃温水浴中で4.5時間重合を行った。重合転化率はほぼ100%であった。その後さらに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5%溶液0.5mlを加えて反応停止を行い、さらに,常法に従い乾燥することにより、低分子量未変性共役ジエン系重合体Dを得た。得られた低分子量未変性共役ジエン系重合体Dのビニル結合含有量は20%、変性前の重量平均分子量(Mw)は80×103であった。
<Production Example 7: Low molecular weight unmodified conjugated diene polymer D>
Into a pressure-resistant glass container having an internal volume of about 900 ml that has been dried and purged with nitrogen, 283 g of cyclohexane, 25 g of 1,3-butadiene monomer, and 0.015 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane are injected as a cyclohexane solution. After adding 50 mmol of n-butyllithium (BuLi), polymerization was carried out in a 50 ° C. hot water bath equipped with a stirrer for 4.5 hours. The polymerization conversion was almost 100%. Thereafter, 0.5 ml of a 5% solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) in isopropanol was added to stop the reaction, followed by drying according to a conventional method, whereby low molecular weight unmodified conjugate. Diene polymer D was obtained. The resulting low molecular weight unmodified conjugated diene polymer D had a vinyl bond content of 20% and a weight average molecular weight (Mw) before modification of 80 × 10 3 .

<製造例8:低分子量変性共役ジエン系重合体E>
乾燥し、窒素置換された内容積約900mlの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3−ブタジエンモノマー25g、2,2−ジテトラヒドロフリルプロパン0.015mmolをシクロヘキサン溶液として注入し、これに0.50mmolのn−ブチルリチウム(BuLi)を加えた後、攪拌装置を備えた50℃温水浴中で4.5時間重合を行った。重合転化率はほぼ100%であった。この重合系に四塩化錫(SnCl4)0.50mmolをシクロヘキサン溶液として加え50℃において30分攪拌した。その後さらに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール5%溶液0.5mlを加えて反応停止を行い、さらに,常法に従い乾燥することにより低分子量変性共役ジエン系重合体Eを得た。得られた低分子量変性共役ジエン系重合体Eのビニル結合含有量は20%、変性前の重量平均分子量(Mw)は80×103であった。
<Production Example 8: Low molecular weight modified conjugated diene polymer E>
Into a pressure-resistant glass container having an internal volume of about 900 ml that has been dried and purged with nitrogen, 283 g of cyclohexane, 25 g of 1,3-butadiene monomer, and 0.015 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane are injected as a cyclohexane solution. After adding 50 mmol of n-butyllithium (BuLi), polymerization was carried out in a 50 ° C. hot water bath equipped with a stirrer for 4.5 hours. The polymerization conversion was almost 100%. To this polymerization system, 0.50 mmol of tin tetrachloride (SnCl 4 ) was added as a cyclohexane solution and stirred at 50 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.5 ml of a 5% solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) in isopropanol was added to stop the reaction, and further dried according to a conventional method to thereby reduce the low molecular weight modified conjugated diene system. Polymer E was obtained. The obtained low molecular weight modified conjugated diene polymer E had a vinyl bond content of 20% and a weight average molecular weight (Mw) before modification of 80 × 10 3 .

(実施例1〜2及び比較例1〜8)
製造例1〜8で得られた天然ゴム及び共役ジエン系重合体を用い、表1に示す配合処方に従い、実施例1〜2及び比較例1〜8のゴム組成物を調製した。次に、これらのゴム組成物を夫々冬用タイヤであるスタッドレスタイヤ(タイヤサイズ195/60R15)のトレッドに配設して、10種類のスタッドレスタイヤを常法に従って製造し、それら10種類のタイヤについて夫々上記の方法に従い氷上性能、ドライ操縦安定性能、転がり抵抗性能及び耐摩耗性を評価した。結果を表1に示す。
(Examples 1-2 and Comparative Examples 1-8)
Using the natural rubber and conjugated diene polymer obtained in Production Examples 1 to 8, rubber compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8 were prepared according to the formulation shown in Table 1. Next, these rubber compositions are respectively arranged on the treads of studless tires (tire size 195 / 60R15), which are winter tires, and 10 types of studless tires are manufactured according to a conventional method. According to each of the above methods, the on-ice performance, dry handling stability performance, rolling resistance performance and wear resistance were evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 2011089066
Figure 2011089066

*1 カーボンブラック:ISAF{N2SA(m2/g)=115(m2/g)}、旭カーボン(株)製 商品名「旭#80」
*2 シリカ:東ソー・シリカ社製、商品名「Nipsil AQ」(BET比表面積=190m2/g)
*3 シランカップリング剤:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、デグサ社製 商品名「Si69」
*4 老化防止剤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、精工化学(株)製 商品名「オゾノン6C」
*5 加硫促進剤MBTS:ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーDM」
*6 加硫促進剤CBS:N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーCZ」
*7 加硫促進剤DPG:ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業(株)製 商品名「ノクセラーD」
*8 発泡剤:{ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)}/尿素}=1/1(質量比)混合品
*9 上述の式より算出した.
* 1 Carbon black: ISAF {N 2 SA (m 2 / g) = 115 (m 2 / g)}, product name “Asahi # 80” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.
* 2 Silica: Tosoh Silica Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ” (BET specific surface area = 190 m 2 / g)
* 3 Silane coupling agent: bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, manufactured by Degussa, trade name “Si69”
* 4 Anti-aging agent 6C: N- (1,3 dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd., trade name “Ozonon 6C”
* 5 Vulcanization accelerator MBTS: Dibenzothiazyl disulfide, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Noxeller DM”
* 6 Vulcanization accelerator CBS: N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Noxeller CZ”
* 7 Vulcanization accelerator DPG: Diphenylguanidine, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Product name “Noxeller D”
* 8 Foaming agent: {Dinitrosopentamethylenetetramine (DPT)} / Urea} = 1/1 (mass ratio) mixture
* 9 Calculated from the above formula.

表1の結果から、変性ジエン系ゴム、高分子量変性共役ジエン系重合体、低分子量変性共役ジエン系重合体及び補強性充填材を組み合わせてなるゴム組成物を用いた実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、氷上性能、ドライ操縦安定性能、転がり抵抗性能及び耐摩耗性が高度にバランスされていることが分かる。   From the results of Table 1, tires of examples using a rubber composition formed by combining a modified diene rubber, a high molecular weight modified conjugated diene polymer, a low molecular weight modified conjugated diene polymer, and a reinforcing filler are compared. Compared to the tires of the examples, it can be seen that the performance on ice, the stability of dry handling, the rolling resistance performance and the wear resistance are highly balanced.

Claims (24)

ジエン系ゴムラテックスを酸化した後、極性基含有ヒドラジド化合物をジエン系ゴムの分子鎖の末端に付加させてなる変性ジエン系ゴムと、変性前の重量平均分子量が15×104を超え200×104以下である高分子量変性共役ジエン系重合体とを含むゴムマトリックス100質量部に対して、
変性前の重量平均分子量が2×103〜15×104である低分子量変性共役ジエン系重合体5〜50質量部及び補強性充填材20〜200質量部を配合してなるゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とするタイヤ。
After oxidation of the diene rubber latex, a modified diene rubber obtained by adding a polar group-containing hydrazide compound to the end of the molecular chain of the diene rubber, and a weight average molecular weight before modification exceeding 15 × 10 4 and 200 × 10 For 100 parts by mass of a rubber matrix containing a high molecular weight modified conjugated diene polymer that is 4 or less,
A rubber composition comprising 5 to 50 parts by mass of a low molecular weight modified conjugated diene polymer having a weight average molecular weight of 2 × 10 3 to 15 × 10 4 before modification and 20 to 200 parts by mass of a reinforcing filler. A tire characterized by being used for any of tire members.
前記低分子量変性共役ジエン系重合体の結合芳香族ビニル含有量(X)(質量%)及び共役ジエン部分のビニル結合含有量(Y)(%)が、X+(Y/2)<25を満たすことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。   The bonded aromatic vinyl content (X) (% by mass) of the low molecular weight modified conjugated diene polymer and the vinyl bond content (Y) (%) of the conjugated diene moiety satisfy X + (Y / 2) <25. The tire according to claim 1. 前記低分子量変性共役ジエン系重合体が、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ。   The low molecular weight modified conjugated diene-based polymer contains at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. Tire described in. 前記低分子量変性共役ジエン系重合体が、低分子量変性ポリブタジエン及び/又は低分子量変性ポリイソプレンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the low molecular weight modified conjugated diene polymer is low molecular weight modified polybutadiene and / or low molecular weight modified polyisoprene. 前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、スズ含有官能基、ケイ素含有官能基及び窒素含有官能基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ。   The high molecular weight modified conjugated diene polymer contains at least one functional group selected from the group consisting of a tin-containing functional group, a silicon-containing functional group, and a nitrogen-containing functional group. The tire according to any one of the above. 前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、変性ポリブタジエンゴム及び/又は変性ポリイソプレンゴムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 5, wherein the high molecular weight modified conjugated diene polymer is a modified polybutadiene rubber and / or a modified polyisoprene rubber. 前記補強性充填材が、カーボンブラック及び/又はシリカであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing filler is carbon black and / or silica. 前記ゴムマトリックスが、前記変性ジエン系ゴム及び前記高分子量変性共役ジエン系重合体の合計10〜100質量%と、ジエン系ゴム90〜0質量%とからなることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ。   The rubber matrix is composed of a total of 10 to 100% by mass of the modified diene rubber and the high molecular weight modified conjugated diene polymer, and 90 to 0% by mass of the diene rubber. The tire according to any one of the above. 前記ゴム組成物が、更に、ゴムマトリックス100質量部に対して、平均長径5〜1000μmの微粒子3〜30質量部を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 8, wherein the rubber composition further contains 3 to 30 parts by mass of fine particles having an average major axis of 5 to 1000 µm with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix. 前記ケイ素含有官能基が、ジアルコキシシラン化合物残基又はトリアルコキシシラン化合物残基であることを特徴とする請求項3又は5に記載のタイヤ。   The tire according to claim 3 or 5, wherein the silicon-containing functional group is a dialkoxysilane compound residue or a trialkoxysilane compound residue. 前記窒素含有官能基又は前記ケイ素含有官能基が、第一アミノ基を有することを特徴とする請求項3又は5に記載のタイヤ。   The tire according to claim 3 or 5, wherein the nitrogen-containing functional group or the silicon-containing functional group has a primary amino group. 前記低分子量変性共役ジエン系重合体及び/又は前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、下記一般式(1)又は下記一般式(2)で表わされることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のタイヤ。
Figure 2011089066
[式中、R1及びR3は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R2は炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基である]
Figure 2011089066
[式中、R4及びR6は夫々独立に−OR、−OH又は炭素数1〜20のアルキル基であり、R5及びR7は夫々独立に炭素数1〜20のアルキレン基であり、Rは硫黄原子、酸素原子、窒素原子及び/又はハロゲン原子を有していても良い炭素数1〜20のヒドロカルビル基であり、MはSi、Ti、Sn、Bi、Zr又はAlであり、R8は−OH、炭素数1〜30のヒドロカルビル基、炭素数2〜30のヒドロカルビルカルボキシル基、炭素数5〜20の1,3−ジカルボニル含有基、炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基、並びに炭素数1〜20のヒドロカルビル基及び/又は炭素数1〜20のヒドロカルビルオキシ基で三置換されたシロキシ基からなる群から選ばれる基であり、複数のR8は同一でも異なっていても良く、kは{(Mの価数)−2}であり、nは0又は1である]
The low molecular weight modified conjugated diene polymer and / or the high molecular weight modified conjugated diene polymer is represented by the following general formula (1) or the following general formula (2). The tire according to any one.
Figure 2011089066
[Wherein, R 1 and R 3 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R is a sulfur atom, oxygen It is a C1-C20 hydrocarbyl group which may have an atom, nitrogen atom and / or halogen atom]
Figure 2011089066
[Wherein, R 4 and R 6 are each independently —OR, —OH or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 5 and R 7 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R is a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom and / or a halogen atom, M is Si, Ti, Sn, Bi, Zr or Al; 8 is —OH, a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbyl carboxyl group having 2 to 30 carbon atoms, a 1,3-dicarbonyl-containing group having 5 to 20 carbon atoms, a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, and A group selected from the group consisting of a siloxy group trisubstituted with a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms and / or a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 8 may be the same or different; k is { M is the number of valence) -2}, n is 0 or 1]
前記低分子量変性共役ジエン系重合体及び/又は前記高分子量変性共役ジエン系重合体が、重合体の重合開始末端にC−N結合を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のタイヤ。   The low molecular weight modified conjugated diene polymer and / or the high molecular weight modified conjugated diene polymer has a CN bond at a polymerization initiation terminal of the polymer. The described tire. 前記ジエン系ゴムラテックスが天然ゴムラテックスであることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 13, wherein the diene rubber latex is a natural rubber latex. 前記極性基含有ヒドラジド化合物の付加量が、前記ジエン系ゴムラテックス中のゴム成分に対して0.01〜5.0質量%であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のタイヤ。   15. The addition amount of the polar group-containing hydrazide compound is 0.01 to 5.0% by mass with respect to the rubber component in the diene rubber latex. tire. 前記極性基含有ヒドラジド化合物の極性基がアミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のタイヤ。   The polar group of the polar group-containing hydrazide compound is amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxy group The tire according to any one of claims 1 to 15, wherein the tire is at least one selected from the group consisting of a carbonyl group, a nitrogen-containing heterocyclic group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group, and an alkoxysilyl group. . 前記変性ジエン系ゴムは、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が200,000以上であることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 16, wherein the modified diene rubber has a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 200,000 or more as measured by gel permeation chromatography. 前記ジエン系ゴムラテックスの酸化を、ジエン系ゴムラテックスにカルボニル化合物を添加し、空気酸化することによって行うことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 17, wherein the oxidation of the diene rubber latex is performed by adding a carbonyl compound to the diene rubber latex and performing air oxidation. 前記空気酸化をラジカル発生剤の存在下で行うことを特徴とする請求項18に記載のタイヤ。   The tire according to claim 18, wherein the air oxidation is performed in the presence of a radical generator. 前記カルボニル化合物が、アルデヒド類及び/又はケトン類であることを特徴とする請求項18に記載のタイヤ。   The tire according to claim 18, wherein the carbonyl compound is an aldehyde and / or a ketone. 前記ラジカル発生剤が過酸化物系ラジカル発生剤、レドックス系ラジカル発生剤及びアゾ系ラジカル発生剤からなる群から選ばれることを特徴とする請求項19に記載のタイヤ。   The tire according to claim 19, wherein the radical generator is selected from the group consisting of a peroxide radical generator, a redox radical generator, and an azo radical generator. 前記変性ジエン系ゴムが、ジエン系ゴムの分子鎖の末端に、下記一般式(I):
Figure 2011089066
(式中、RIは、置換基としてアミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スズ含有基、アルコキシシリル基からなる群から選ばれる極性基を少なくとも1種有する炭素数1〜4のアルキレン基、置換基として該極性基を少なくとも1種有するフェニレン基、又は含窒素複素環基及び含酸素複素環基からなる群から選ばれる少なくとも1種の極性基である)で表される極性基含有官能基を有することを特徴とする請求項1〜21のいずれかに記載のタイヤ。
The modified diene rubber has the following general formula (I) at the end of the molecular chain of the diene rubber:
Figure 2011089066
(In the formula, R I is an amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, An alkylene group having 1 to 4 carbon atoms having at least one polar group selected from the group consisting of an oxycarbonyl group, a tin-containing group and an alkoxysilyl group, a phenylene group having at least one polar group as a substituent, or nitrogen-containing It has a polar group-containing functional group represented by (at least one kind of polar group selected from the group consisting of a heterocyclic group and an oxygen-containing heterocyclic group). Tires.
前記タイヤ部材が、トレッドであることを特徴とする請求項1〜22のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 22, wherein the tire member is a tread. 前記ゴム組成物が、加硫後のゴムマトリックス中に気泡を気泡率として5〜50体積%有することを特徴とする請求項1〜23のいずれかに記載のタイヤ。   The tire according to any one of claims 1 to 23, wherein the rubber composition has 5 to 50% by volume of air bubbles in the rubber matrix after vulcanization.
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