JP2016037588A - Rubber composition and tire containing modified farnesene polymer, and method for producing modified farnesene polymer - Google Patents

Rubber composition and tire containing modified farnesene polymer, and method for producing modified farnesene polymer Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition containing modified farnesene polymer, that can improve the dispersibility of fillers such as carbon black or silica when used in a part of the rubber composition, and that is excellent in rolling resistance performance, steering stability resulting from the high hardness, wear resistance, and mechanical strength, and to provide a tire using the rubber composition as well as a method for producing the modified farnesene polymer.SOLUTION: There is provided a rubber composition containing 20 to 150 pts.mass of one or more of filler (B) selected from carbon black and silica, and 0.1 to 30 pts.mass of modified farnesene polymer (C) comprising a monomer unit derived from farnesene, per 100 pts.mass of one or more of rubber component (A) selected from synthetic rubber and natural rubber, and in which the modified farnesene polymer (C) satisfies the conditions (I) and (II).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ファルネセン由来の単量体単位を含む変性ファルネセン重合体を含有するゴム組成物、及び前記ゴム組成物を用いたタイヤ、並びに変性ファルネセン重合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a rubber composition containing a modified farnesene polymer containing a farnesene-derived monomer unit, a tire using the rubber composition, and a method for producing the modified farnesene polymer.

従来、天然ゴムやスチレンブタジエンゴム等のゴム成分に対してカーボンブラックやシリカ等の補強剤を配合することにより機械強度を向上させたゴム組成物が、耐摩耗性や機械強度を必要とするタイヤ用途に広く使用されている。
前記補強剤は、その粒子表面に前記ゴム成分を物理的又は化学的に吸着することでその補強効果を発現することが知られている。したがって、100〜200nm程度の平均粒子径を有する補強剤を使用した場合には、一般的にゴム成分との相互作用が十分に得られないため、ゴム組成物の機械強度を十分に向上させることができない場合があった。また、当該ゴム組成物をタイヤとして用いた場合、硬度が低下し、操縦安定性が不十分となる場合があった。
Conventionally, a rubber composition that has improved mechanical strength by adding a reinforcing agent such as carbon black or silica to a rubber component such as natural rubber or styrene butadiene rubber requires a wear resistance and mechanical strength. Widely used in applications.
It is known that the reinforcing agent exhibits its reinforcing effect by physically or chemically adsorbing the rubber component on the particle surface. Therefore, when a reinforcing agent having an average particle size of about 100 to 200 nm is used, the interaction with the rubber component is generally not sufficiently obtained, so that the mechanical strength of the rubber composition is sufficiently improved. There was a case that could not be. Further, when the rubber composition is used as a tire, the hardness is lowered and the steering stability may be insufficient.

一方、5〜100nm程度の小さい平均粒子径を有し、比表面積が大きい補強剤を使用した場合、補強剤とゴム成分との相互作用が大きくなるためゴム組成物の機械強度及び耐摩耗性等の特性が向上する。また、当該ゴム組成物をタイヤとして用いた場合、硬度が高くなるため、操縦安定性が向上する。
しかしながら、この平均粒子径が小さい補強剤を使用した場合にあっては、カーボンブラックあるいはシリカ同士の高い凝集力により、ゴム組成物中の補強剤の分散性が低下することが知られている。この補強剤の分散性の低下は、混練工程の長時間化を招きゴム組成物の生産性に影響することがあった。また、分散性が低下するとゴム組成物が発熱しやすくなるため、転がり抵抗性能の悪化を招き、いわゆる低燃費タイヤの要求特性を満たすことができないことが多かった。
このように、タイヤ用ゴム組成物における機械強度及び硬度と、転がり抵抗性能とは二律背反の関係にあり、両者をバランスよく改良することは困難とされている。
On the other hand, when a reinforcing agent having a small average particle diameter of about 5 to 100 nm and a large specific surface area is used, the interaction between the reinforcing agent and the rubber component increases, so the mechanical strength and abrasion resistance of the rubber composition, etc. Improved characteristics. Moreover, since the hardness becomes high when the rubber composition is used as a tire, steering stability is improved.
However, it is known that when a reinforcing agent having a small average particle diameter is used, the dispersibility of the reinforcing agent in the rubber composition is lowered due to a high cohesive force between carbon black or silica. This decrease in the dispersibility of the reinforcing agent may cause a long time for the kneading process and affect the productivity of the rubber composition. Moreover, since the rubber composition easily generates heat when the dispersibility is lowered, the rolling resistance performance is deteriorated, and the required characteristics of so-called low fuel consumption tires are often not satisfied.
Thus, the mechanical strength and hardness of the tire rubber composition and the rolling resistance performance are in a trade-off relationship, and it is difficult to improve both in a well-balanced manner.

前記特性をバランスよく改良するためのゴム組成物として、特許文献1にはイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分、カーボンブラック、軟化点が−20〜20℃の液状レジンを特定の比率で含有するタイヤ用ゴム組成物が記載されている。
また、特許文献2には、変性スチレン−ブタジエン共重合体及び変性共役ジエン系重合体を含有するジエン系ゴムを含有するゴム成分と、カーボンブラック等の充填剤とを所定の割合で配合したタイヤが記載されている。
なお、特許文献3,4には、β−ファルネセンの重合体が記載されているが、実用的な用途については十分に検討されていない。
As a rubber composition for improving the above properties in a well-balanced manner, Patent Document 1 discloses a rubber component containing isoprene-based rubber and styrene-butadiene rubber, carbon black, and a liquid resin having a softening point of −20 to 20 ° C. in a specific ratio. The rubber composition for tires contained in is described.
Patent Document 2 discloses a tire in which a rubber component containing a diene rubber containing a modified styrene-butadiene copolymer and a modified conjugated diene polymer and a filler such as carbon black are blended at a predetermined ratio. Is described.
Although Patent Documents 3 and 4 describe polymers of β-farnesene, practical applications have not been sufficiently studied.

特開2011−195804号公報JP 2011-195804 A 特開2010−209256号公報JP 2010-209256 A 国際公開第2010/027463号International Publication No. 2010/027463 国際公開第2010/027464号International Publication No. 2010/027464

特許文献1,2に記載のタイヤにおいても、機械強度、硬度、及び硬度に起因する操縦安定性と、転がり抵抗性能とを十分に高い水準で兼ね備えているとはいえず、更なる改善が望まれている。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、ゴム組成物の一部に用いた際にカーボンブラックやシリカ等の充填剤の分散性を向上させることができる変性ファルネセン重合体を含有するゴム組成物であって、その架橋物が優れた硬度、機械強度、及び耐摩耗性を示すゴム組成物を提供する。
また、前記ゴム組成物を少なくとも一部に用い、高硬度に起因する優れた操縦安定性、及び優れた転がり抵抗性能を有するタイヤ、並びに前記変性ファルネセン重合体の製造方法を提供する。
Even in the tires described in Patent Documents 1 and 2, it cannot be said that the mechanical strength, the hardness, and the steering stability resulting from the hardness and the rolling resistance performance are sufficiently high, and further improvement is desired. It is rare.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and contains a modified farnesene polymer capable of improving the dispersibility of fillers such as carbon black and silica when used as part of a rubber composition. Provided is a rubber composition, the crosslinked product of which has excellent hardness, mechanical strength, and abrasion resistance.
The present invention also provides a tire having at least a portion of the rubber composition and having excellent steering stability and excellent rolling resistance performance due to high hardness, and a method for producing the modified farnesene polymer.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、ファルネセン由来の単量体単位を含む変性ファルネセン重合体において、ゲル浸透クロマトグラフィーの分析により特定の特性を示す変性ファルネセン重合体をゴム組成物に用いると、当該ゴム組成物の架橋物が、硬度、機械強度、及び耐摩耗性について優れた性能を示すことを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention use a modified farnesene polymer that exhibits specific characteristics by gel permeation chromatography analysis in a modified farnesene polymer containing monomer units derived from farnesene. And it discovered that the crosslinked material of the said rubber composition showed the performance outstanding about hardness, mechanical strength, and abrasion resistance, and completed this invention.

すなわち、本発明は下記[1]〜[3]を要旨とする。
[1]合成ゴム及び天然ゴムから選ばれる1種以上のゴム成分(A)100質量部に対して、カーボンブラック及びシリカから選ばれる1種以上のフィラー(B)を20〜150質量部、及びファルネセン由来の単量体単位を含む変性ファルネセン重合体(C)を0.1〜30質量部含有するゴム組成物であり、前記変性ファルネセン重合体(C)が、下記条件(I)及び(II)を満たすゴム組成物。
条件(I):38℃における溶融粘度が0.1〜3,000Pa・sである変性ファルネセン重合体。
条件(II):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における最大ピーク分子量(Mt)が3,000〜550,000であり、GPCクロマトグラムの重合体由来の全面積を100%として、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合が0〜20%である変性ファルネセン重合体。
[2]前記[1]に記載のゴム組成物を少なくとも一部に用いたタイヤ。
[3]ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体100質量部に対して、変性剤を0.1〜100質量部及び老化防止剤を0.01〜10質量部添加し、130℃〜200℃で反応させる、変性ファルネセン重合体の製造方法。
That is, the gist of the present invention is the following [1] to [3].
[1] 20 to 150 parts by mass of one or more fillers (B) selected from carbon black and silica with respect to 100 parts by mass of one or more rubber components (A) selected from synthetic rubber and natural rubber, and A rubber composition containing 0.1 to 30 parts by mass of a modified farnesene polymer (C) containing a monomer unit derived from farnesene, wherein the modified farnesene polymer (C) comprises the following conditions (I) and (II A rubber composition satisfying
Condition (I): A modified farnesene polymer having a melt viscosity at 38 ° C. of 0.1 to 3,000 Pa · s.
Condition (II): The maximum peak molecular weight (Mt) in gel permeation chromatography (GPC) is 3,000 to 550,000, and the total area derived from the polymer in the GPC chromatogram is 100%. A modified farnesene polymer having an area ratio of a polymer having a molecular weight of 45 or more of 0 to 20%.
[2] A tire using at least a part of the rubber composition according to [1].
[3] 0.1 to 100 parts by mass of a modifier and 0.01 to 10 parts by mass of an anti-aging agent are added to 100 parts by mass of a polymer containing a monomer unit derived from farnesene, and 130 to 200 ° C. A method for producing a modified farnesene polymer, wherein the reaction is carried out at 0 ° C.

本発明によれば、ゴム組成物の一部に用いた際にカーボンブラックやシリカ等の充填剤の分散性を向上させることができる変性ファルネセン重合体を含有するゴム組成物であって、その架橋物が優れた硬度、機械強度、及び耐摩耗性を示すゴム組成物を提供することができる。
また、前記ゴム組成物を少なくとも一部に用い、高硬度に起因する優れた操縦安定性、及び優れた転がり抵抗性能を有するタイヤ、並びに前記変性ファルネセン重合体の製造方法を提供することができる。
According to the present invention, a rubber composition containing a modified farnesene polymer capable of improving the dispersibility of a filler such as carbon black or silica when used in a part of the rubber composition, the crosslinked It is possible to provide a rubber composition that exhibits excellent hardness, mechanical strength, and wear resistance.
Further, it is possible to provide a tire having excellent handling stability and excellent rolling resistance performance due to high hardness, and a method for producing the modified farnesene polymer, using the rubber composition at least in part.

本発明のゴム組成物は、合成ゴム及び天然ゴムから選ばれる1種以上からなるゴム成分(A)、フィラー(B)、及び変性ファルネセン重合体(C)を含有するゴム組成物である。本発明のゴム組成物によれば、変性ファルネセン重合体(C)を含有するため、ゴム組成物の架橋物が優れた硬度、機械強度、及び耐摩耗性を示す。更に該架橋物をタイヤ用途に用いた場合には、優れた転がり抵抗性能を示す。以下、各成分について詳細に説明する。   The rubber composition of the present invention is a rubber composition containing a rubber component (A) composed of one or more selected from synthetic rubber and natural rubber, a filler (B), and a modified farnesene polymer (C). According to the rubber composition of the present invention, since the modified farnesene polymer (C) is contained, the crosslinked product of the rubber composition exhibits excellent hardness, mechanical strength, and wear resistance. Furthermore, when this crosslinked product is used for tire applications, it exhibits excellent rolling resistance performance. Hereinafter, each component will be described in detail.

<ゴム成分(A)>
本発明のゴム組成物で用いるゴム成分(A)としては、スチレンブタジエンゴム(以下、「SBR」ともいう。)、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴム及び天然ゴムから選ばれる1種以上である。これらのゴムは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Rubber component (A)>
Examples of the rubber component (A) used in the rubber composition of the present invention include styrene butadiene rubber (hereinafter also referred to as “SBR”), butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene rubber, butadiene acrylonitrile copolymer. One or more selected from synthetic rubbers such as coalesced rubber and chloroprene rubber and natural rubber. These rubbers may be used alone or in combination of two or more.

〔合成ゴム〕
本発明においてゴム成分(A)として合成ゴムを用いる場合、SBR、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム等が好ましく、中でも、SBR、イソプレンゴム、ブタジエンゴムがより好ましく、SBRが更に好ましい。
[Synthetic rubber]
When a synthetic rubber is used as the rubber component (A) in the present invention, SBR, butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene rubber, butadiene acrylonitrile copolymer rubber, chloroprene rubber and the like are preferable, and among them, SBR, Isoprene rubber and butadiene rubber are more preferable, and SBR is more preferable.

SBRとしては、タイヤ用途に用いられる一般的なものを使用できるが、具体的には、スチレン含量が0.1〜70質量%のものが好ましく、5〜50質量%のものがより好ましく、15〜35質量%のものが更に好ましい。また、ビニル含量が0.1〜60質量%のものが好ましく、0.1〜55質量%のものがより好ましい。
SBRの重量平均分子量(Mw)は、10万〜250万であることが好ましく、15万〜200万であることがより好ましく、20万〜150万であることが更に好ましい。前記範囲である場合、加工性と機械強度を両立することができる。
なお、本明細書におけるMwは、後述の実施例に記載の方法により測定した値である。
本発明において使用するSBRの示差熱分析法により求めたガラス転移温度(Tg)は、−95〜0℃が好ましく−95〜−5℃がより好ましい。Tgを前記範囲にすることによって、粘度が高くなるのを抑えることができ、取り扱いが容易になる。
As the SBR, a general one used for a tire can be used. Specifically, the styrene content is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and 15 More preferred is ~ 35% by mass. Moreover, the thing whose vinyl content is 0.1-60 mass% is preferable, and a 0.1-55 mass% thing is more preferable.
The weight average molecular weight (Mw) of SBR is preferably 100,000 to 2,500,000, more preferably 150,000 to 2,000,000, and even more preferably 200,000 to 1,500,000. When it is in the above range, both workability and mechanical strength can be achieved.
In addition, Mw in this specification is the value measured by the method as described in the below-mentioned Example.
The glass transition temperature (Tg) determined by differential thermal analysis of SBR used in the present invention is preferably -95 to 0 ° C, more preferably -95 to -5 ° C. By setting Tg within the above range, it is possible to suppress an increase in viscosity, and handling becomes easy.

本発明において用いることができるSBRは、スチレンとブタジエンとを共重合して得られる。SBRの製造方法について特に制限はなく、乳化重合法、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれも用いることができ、特に乳化重合法、溶液重合法が好ましい。   The SBR that can be used in the present invention is obtained by copolymerizing styrene and butadiene. There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of SBR, and any of an emulsion polymerization method, a solution polymerization method, a gas phase polymerization method, and a bulk polymerization method can be used, and an emulsion polymerization method and a solution polymerization method are especially preferable.

(i)乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)
E−SBRは、通常の乳化重合法により製造でき、例えば、所定量のスチレン及びブタジエン単量体を乳化剤の存在下に乳化分散し、ラジカル重合開始剤により乳化重合する。
乳化剤としては、例えば、炭素数10以上の長鎖脂肪酸塩又はロジン酸塩が用いられる。具体例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸のカリウム塩又はナトリウム塩が挙げられる。
分散媒としては通常、水が使用され、重合時の安定性が阻害されない範囲で、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒を含んでいてもよい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム等の過硫酸塩、有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。
得られるE−SBRの分子量を調整するため、連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤としては、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、チオグリコール酸、ジテルペン、ターピノーレン、γ−テルピネン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
(I) Emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR)
E-SBR can be produced by an ordinary emulsion polymerization method. For example, a predetermined amount of styrene and butadiene monomers are emulsified and dispersed in the presence of an emulsifier, and emulsion polymerization is performed using a radical polymerization initiator.
As the emulsifier, for example, a long chain fatty acid salt or rosin acid salt having 10 or more carbon atoms is used. Specific examples include potassium salts or sodium salts of fatty acids such as capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid and stearic acid.
As a dispersion medium, water is usually used, and a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol may be contained as long as stability during polymerization is not hindered.
Examples of the radical polymerization initiator include persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, organic peroxides, hydrogen peroxide, and the like.
In order to adjust the molecular weight of the obtained E-SBR, a chain transfer agent can also be used. Examples of the chain transfer agent include mercaptans such as t-dodecyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan; carbon tetrachloride, thioglycolic acid, diterpene, terpinolene, γ-terpinene, α-methylstyrene dimer, and the like.

乳化重合の温度は、使用するラジカル重合開始剤の種類によって適宜選択できるが、通常、0〜100℃が好ましく、0〜80℃がより好ましい。重合様式は、連続重合、回分重合のいずれでもよい。重合反応は、重合停止剤の添加により停止できる。
重合停止剤としては、例えば、イソプロピルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン等のアミン化合物;ヒドロキノンやベンゾキノン等のキノン系化合物、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
重合反応停止後、必要に応じて老化防止剤を添加してもよい。重合反応停止後、得られたラテックスから必要に応じて未反応単量体を除去し、次いで、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム等の塩を凝固剤とし、必要に応じて硝酸、硫酸等の酸を添加して凝固系のpHを所定の値に調整しながら重合体を凝固させた後、分散溶媒を分離することによって重合体をクラムとして回収できる。クラムを水洗、次いで脱水後、バンドドライヤー等で乾燥することで、E−SBRが得られる。なお、凝固の際に、必要に応じて予めラテックスと乳化分散液にした伸展油とを混合し、油展ゴムとして回収してもよい。
E−SBRの市販品としては、JSR株式会社製、油展スチレンブタジエンゴム「JSR1723」等が挙げられる。
Although the temperature of emulsion polymerization can be suitably selected according to the kind of radical polymerization initiator to be used, 0-100 degreeC is preferable normally and 0-80 degreeC is more preferable. The polymerization mode may be either continuous polymerization or batch polymerization. The polymerization reaction can be stopped by adding a polymerization terminator.
Examples of the polymerization terminator include amine compounds such as isopropylhydroxylamine, diethylhydroxylamine, and hydroxylamine; quinone compounds such as hydroquinone and benzoquinone, and sodium nitrite.
After termination of the polymerization reaction, an antioxidant may be added as necessary. After the polymerization reaction is stopped, unreacted monomers are removed from the obtained latex as necessary, and then a salt such as sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride is used as a coagulant, and nitric acid, sulfuric acid, etc. The polymer can be recovered as crumbs by adding the acid and coagulating the polymer while adjusting the pH of the coagulation system to a predetermined value and then separating the dispersion solvent. E-SBR can be obtained by washing the crumb with water, followed by dehydration and drying with a band dryer or the like. In addition, at the time of coagulation, if necessary, a latex and an extending oil that has been made into an emulsified dispersion may be mixed and recovered as an oil-extended rubber.
Examples of commercially available E-SBR include oil-extended styrene butadiene rubber “JSR1723” manufactured by JSR Corporation.

(ii)溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)
S−SBRは、通常の溶液重合法により製造でき、例えば、溶媒中でアニオン重合可能な活性金属を使用して、所望により極性化合物の存在下、スチレン及びブタジエンを重合する。
アニオン重合可能な活性金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;ランタン、ネオジム等のランタノイド系希土類金属等が挙げられる。中でもアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましく、アルカリ金属がより好ましい。更にアルカリ金属の中でも、有機アルカリ金属化合物がより好ましく用いられる。
溶媒としては、例えば、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は、単量体濃度が1〜50質量%となる範囲で用いることが好ましい。
(Ii) Solution-polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR)
S-SBR can be produced by an ordinary solution polymerization method. For example, an active metal capable of anion polymerization in a solvent is used, and styrene and butadiene are polymerized in the presence of a polar compound as desired.
Examples of the anion-polymerizable active metal include alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium; lanthanoid rare earth metals such as lanthanum and neodymium . Of these, alkali metals and alkaline earth metals are preferable, and alkali metals are more preferable. Further, among alkali metals, organic alkali metal compounds are more preferably used.
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, isopentane, n-hexane, n-heptane and isooctane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclopentane; benzene, And aromatic hydrocarbons such as toluene. These solvents are preferably used in a range where the monomer concentration is 1 to 50% by mass.

有機アルカリ金属化合物としては、例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウム等の有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物;ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン等が挙げられる。中でも有機リチウム化合物が好ましく、有機モノリチウム化合物がより好ましい。有機アルカリ金属化合物の使用量は、要求されるS−SBRの分子量によって適宜決められる。
有機アルカリ金属化合物は、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン等の第2級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミドとして使用することもできる。
極性化合物としては、アニオン重合において、反応を失活させず、ブタジエン部位のミクロ構造やスチレンの共重合体鎖中の分布を調整するために通常用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルアミン等の3級アミン;アルカリ金属アルコキシド、ホスフィン化合物等が挙げられる。
Examples of the organic alkali metal compound include organic monolithium compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium, and stilbenelithium; dilithiomethane, 1,4-dilithiobutane, 1,4 -Polyfunctional organic lithium compounds such as dilithio-2-ethylcyclohexane and 1,3,5-trilithiobenzene; sodium naphthalene, potassium naphthalene and the like. Among these, an organic lithium compound is preferable, and an organic monolithium compound is more preferable. The amount of the organic alkali metal compound used is appropriately determined depending on the required molecular weight of S-SBR.
The organic alkali metal compound can also be used as an organic alkali metal amide by reacting with a secondary amine such as dibutylamine, dihexylamine, and dibenzylamine.
The polar compound is not particularly limited as long as it is usually used for adjusting the microstructure of the butadiene site and the distribution in the copolymer chain of styrene without deactivating the reaction in anionic polymerization. Examples include ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran and ethylene glycol diethyl ether; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine and trimethylamine; alkali metal alkoxides and phosphine compounds.

重合反応の温度は、通常、−80〜150℃、好ましくは0〜100℃、更に好ましくは30〜90℃である。重合様式は、回分式あるいは連続式のいずれでもよい。また、スチレン及びブタジエンのランダム共重合性を向上させるため、重合系中のスチレン及びブタジエンの組成比が特定範囲になるように、反応液中にスチレン及びブタジエンを連続的あるいは断続的に供給することが好ましい。
重合反応は、重合停止剤としてメタノール、イソプロパノール等のアルコールを添加して、反応を停止できる。重合停止剤を添加する前に、重合活性末端と反応し得る四塩化錫、テトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4−トリレンジイソシアネート等のカップリング剤や、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N−ビニルピロリドン等の重合末端変性剤を添加してもよい。重合反応停止後の重合溶液は、直接乾燥やスチームストリッピング等により溶媒を分離して、目的のS−SBRを回収できる。なお、溶媒を除去する前に、予め重合溶液と伸展油とを混合し、油展ゴムとして回収してもよい。
The temperature of the polymerization reaction is usually −80 to 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 30 to 90 ° C. The polymerization mode may be either a batch type or a continuous type. In order to improve the random copolymerization of styrene and butadiene, styrene and butadiene are continuously or intermittently supplied into the reaction solution so that the composition ratio of styrene and butadiene in the polymerization system falls within a specific range. Is preferred.
The polymerization reaction can be stopped by adding an alcohol such as methanol or isopropanol as a polymerization terminator. Coupling of tin tetrachloride, tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, 2,4-tolylene diisocyanate, etc. that can react with the polymerization active terminal before adding the polymerization terminator An agent, or a polymerization terminal modifier such as 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone or N-vinylpyrrolidone may be added. The polymerization solution after termination of the polymerization reaction can recover the target S-SBR by separating the solvent by direct drying, steam stripping or the like. In addition, before removing the solvent, the polymerization solution and the extending oil may be mixed in advance and recovered as an oil-extended rubber.

(iii)変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)
本発明においては、SBRに官能基が導入された変性SBRを用いてもよい。官能基としては、例えば、アミノ基、アルコキシシリル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。
変性SBRの製造方法としては、例えば、重合停止剤を添加する前に、重合活性末端と反応し得る四塩化錫、テトラクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4−トリレンジイソシアネート等のカップリング剤や、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N−ビニルピロリドン等の重合末端変性剤又は、特開2011−132298号公報に記載のその他の変性剤を添加する方法が挙げられる。
この変性SBRにおいて、官能基が導入される重合体の位置については重合末端であってもよく、ポリマー鎖の側鎖であってもよい。
(Iii) Modified styrene butadiene rubber (modified SBR)
In the present invention, modified SBR in which a functional group is introduced into SBR may be used. Examples of the functional group include an amino group, an alkoxysilyl group, a hydroxy group, an epoxy group, and a carboxyl group.
As a method for producing the modified SBR, for example, before adding a polymerization terminator, tin tetrachloride, tetrachlorosilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldiethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, which can react with a polymerization active terminal, Coupling agents such as 3-aminopropyltriethoxysilane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, N-vinylpyrrolidone, etc. Or a method of adding other modifiers described in JP2011-132298A.
In this modified SBR, the position of the polymer into which the functional group is introduced may be the polymerization terminal or the side chain of the polymer chain.

イソプレンゴムとしては、例えば、四ハロゲン化チタン−トリアルキルアルミニウム系、ジエチルアルミニウムクロライド−コバルト系、トリアルキルアルミニウム−三弗化ホウ素−ニッケル系、ジエチルアルミニウムクロライド−ニッケル系等のチーグラー系触媒;トリエチルアルミニウム−有機酸ネオジウム−ルイス酸系等のランタノイド系希土類金属触媒、又はS−SBRと同様に有機アルカリ金属化合物を用いて重合された、市販のイソプレンゴムを用いることができる。チーグラー系触媒により重合されたイソプレンゴムが、シス体含量が高く好ましい。また、ランタノイド系希土類金属触媒を用いて得られる超高シス体含量のイソプレンゴムを用いてもよい。   Examples of the isoprene rubber include Ziegler catalysts such as titanium tetrahalide-trialkylaluminum, diethylaluminum chloride-cobalt, trialkylaluminum-boron trifluoride-nickel, and diethylaluminum chloride-nickel; -Commercially available isoprene rubber polymerized by using a lanthanoid rare earth metal catalyst such as an organic acid neodymium-Lewis acid type or an organic alkali metal compound in the same manner as S-SBR can be used. Isoprene rubber polymerized with a Ziegler catalyst is preferred because of its high cis isomer content. Further, isoprene rubber having an ultra-high cis body content obtained using a lanthanoid rare earth metal catalyst may be used.

イソプレンゴムのビニル含量は好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。ビニル含量が50質量%を超えると転がり抵抗性能が悪化する傾向にある。ビニル含量の下限は特に限定されない。またガラス転移温度はビニル含量によって変化するが、−20℃以下であることが好ましく、−30℃以下であることがより好ましい。
イソプレンゴムの重量平均分子量(Mw)は9万〜200万であることが好ましく、15万〜150万であることがより好ましい。Mwが前記範囲にある場合、加工性と機械強度が良好となる。
前記イソプレンゴムは、その一部が多官能型変性剤、例えば、四塩化錫、四塩化珪素、エポキシ基を分子内に有するアルコキシシラン、又はアミノ基含有アルコキシシランのような変性剤を用いることにより分岐構造又は極性官能基を有していてもよい。
The vinyl content of the isoprene rubber is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less. When the vinyl content exceeds 50% by mass, the rolling resistance performance tends to deteriorate. The lower limit of the vinyl content is not particularly limited. The glass transition temperature varies depending on the vinyl content, but is preferably −20 ° C. or lower, and more preferably −30 ° C. or lower.
The weight average molecular weight (Mw) of isoprene rubber is preferably 90,000 to 2,000,000, and more preferably 150,000 to 1,500,000. When Mw is in the above range, workability and mechanical strength are good.
A part of the isoprene rubber is a polyfunctional modifier such as tin tetrachloride, silicon tetrachloride, an alkoxysilane having an epoxy group in the molecule, or an amino group-containing alkoxysilane. It may have a branched structure or a polar functional group.

ブタジエンゴムとしては、例えば、四ハロゲン化チタン−トリアルキルアルミニウム系、ジエチルアルミニウムクロライド−コバルト系、トリアルキルアルミニウム−三弗化ホウ素−ニッケル系、ジエチルアルミニウムクロライド−ニッケル系等のチーグラー系触媒;トリエチルアルミニウム−有機酸ネオジム−ルイス酸系等のランタノイド系希土類金属触媒、又はS−SBRと同様に有機アルカリ金属化合物を用いて重合された、市販のブタジエンゴムを用いることができる。チーグラー系触媒により重合されたブタジエンゴムが、シス体含量が高く好ましい。また、ランタノイド系希土類金属触媒を用いて得られる超高シス体含量のブタジエンゴムを用いてもよい。
ブタジエンゴムのビニル含量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。ビニル含量が50質量%を超えると転がり抵抗性能が悪化する傾向にある。ビニル含量の下限は特に限定されない。またガラス転移温度はビニル含量によって変化するが、−40℃以下であることが好ましく、−50℃以下であることがより好ましい。
ブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)は9万〜200万であることが好ましく、15万〜150万であることがより好ましい。Mwが前記範囲にある場合、加工性と機械強度が良好となる。
前記ブタジエンゴムは、その一部が多官能型変性剤、例えば、四塩化錫、四塩化珪素、エポキシ基を分子内に有するアルコキシシラン、又はアミノ基含有アルコキシシランのような変性剤を用いることにより分岐構造又は極性官能基を有していてもよい。
Examples of butadiene rubber include Ziegler catalysts such as titanium tetrahalide-trialkylaluminum, diethylaluminum chloride-cobalt, trialkylaluminum-boron trifluoride-nickel, and diethylaluminum chloride-nickel; -Commercially available butadiene rubber polymerized using a lanthanoid rare earth metal catalyst such as organic acid neodymium-Lewis acid or the like, or an organic alkali metal compound in the same manner as S-SBR can be used. Butadiene rubber polymerized with a Ziegler catalyst is preferred because of its high cis isomer content. Moreover, you may use the butadiene rubber of the ultra high cis body content obtained using a lanthanoid type rare earth metal catalyst.
The vinyl content of the butadiene rubber is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less. When the vinyl content exceeds 50% by mass, the rolling resistance performance tends to deteriorate. The lower limit of the vinyl content is not particularly limited. The glass transition temperature varies depending on the vinyl content, but is preferably −40 ° C. or lower, and more preferably −50 ° C. or lower.
The weight average molecular weight (Mw) of the butadiene rubber is preferably 90,000 to 2,000,000, and more preferably 150,000 to 1,500,000. When Mw is in the above range, workability and mechanical strength are good.
A part of the butadiene rubber is a polyfunctional type modifier such as tin tetrachloride, silicon tetrachloride, an alkoxysilane having an epoxy group in the molecule, or an amino group-containing alkoxysilane. It may have a branched structure or a polar functional group.

ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM等)、ブタジエンアクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴムとしては、市販品を特に制限なく使用することができる。これらは1種を単独で又は2種以上を使用することができる。   As butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene rubber (EPM, EPDM, etc.), butadiene acrylonitrile copolymer rubber, and chloroprene rubber, commercially available products can be used without particular limitation. These can be used alone or in combination of two or more.

〔天然ゴム〕
ゴム成分(A)で用いる天然ゴムとしては、例えば、SMR、SIR、STR等のTSRや、RSS等のタイヤ工業において一般的に用いられる天然ゴム、高純度天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、水酸基化天然ゴム、水素添加天然ゴム、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴムが挙げられる。中でも、品質のばらつきが少ない点、及び入手容易性の点から、SMR20、STR20やRSS#3が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの天然ゴムの製造方法に特に制限はなく、市販のものを用いてもよい。
本発明においては、前記ゴム成分(A)の中でも、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、及びイソプレンゴムから選ばれる1種以上が好ましい。
[Natural rubber]
Examples of the natural rubber used in the rubber component (A) include TSR such as SMR, SIR, and STR, natural rubber generally used in the tire industry such as RSS, high-purity natural rubber, epoxidized natural rubber, and hydroxylation. Examples thereof include modified natural rubber such as natural rubber, hydrogenated natural rubber, and grafted natural rubber. Among these, SMR20, STR20, and RSS # 3 are preferable from the viewpoint of little variation in quality and easy availability. These may be used alone or in combination of two or more. There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of these natural rubbers, You may use a commercially available thing.
In the present invention, among the rubber component (A), at least one selected from natural rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and isoprene rubber is preferable.

本発明において、ゴム成分(A)に対し、後述するフィラー(B)及び変性ファルネセン重合体(C)を含有させることで、ゴム組成物の架橋物の機械強度、耐摩耗性が良好になり、また、該架橋物を用いたタイヤの転がり抵抗性能や操縦安定性を改良できる。
2種以上のゴム成分(A)を混合して用いる場合、その組み合わせは本発明の効果を損なわない範囲で任意に選択でき、またその組み合わせによって、転がり抵抗性能や耐摩耗性等の物性値を調整できる。
In the present invention, the rubber component (A) contains a filler (B) and a modified farnesene polymer (C) described later, thereby improving the mechanical strength and abrasion resistance of the crosslinked product of the rubber composition. Moreover, the rolling resistance performance and steering stability of a tire using the crosslinked product can be improved.
When two or more rubber components (A) are mixed and used, the combination can be arbitrarily selected within a range not impairing the effects of the present invention, and the combination can provide physical property values such as rolling resistance performance and wear resistance. Can be adjusted.

<フィラー(B)>
本発明のゴム組成物で用いるフィラー(B)は、カーボンブラック及びシリカから選ばれる1種以上のフィラーである。フィラー(B)を用いることにより、ゴム組成物の架橋物における機械強度等の物性が改善される。
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック等のカーボンブラックを用いることができる。これらの中では、ゴム組成物の加硫速度やその加硫物の機械強度を向上させる観点から、ファーネスブラックが好ましい。これらカーボンブラックは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Filler (B)>
The filler (B) used in the rubber composition of the present invention is one or more fillers selected from carbon black and silica. By using the filler (B), physical properties such as mechanical strength in the crosslinked product of the rubber composition are improved.
As the carbon black, for example, carbon black such as furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, and ketjen black can be used. Among these, furnace black is preferable from the viewpoint of improving the vulcanization speed of the rubber composition and the mechanical strength of the vulcanized product. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.

前記カーボンブラックの平均粒子径としては、分散性、機械強度、及び硬度を向上させる観点から、5〜100nmが好ましく、5〜80nmがより好ましく、5〜70nmが更に好ましい。
平均粒子径が5〜100nmであるカーボンブラックとして、ファーネスブラックの市販品としては、例えば、三菱化学株式会社「ダイヤブラック」、東海カーボン株式会社製「シースト」等が挙げられる。アセチレンブラックの市販品としては、例えば、電気化学工業株式会社製「デンカブラック」が挙げられる。ケッチェンブラックの市販品としては、例えば、ライオン株式会社製「ECP600JD」が挙げられる。
The average particle size of the carbon black is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 80 nm, and still more preferably 5 to 70 nm from the viewpoint of improving dispersibility, mechanical strength, and hardness.
As carbon black having an average particle diameter of 5 to 100 nm, examples of commercially available products of furnace black include “Dia Black” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Seast” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., and the like. Examples of commercially available acetylene black include “DENKA BLACK” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Examples of commercially available ketjen black include “ECP600JD” manufactured by Lion Corporation.

前記カーボンブラックは、ゴム成分(A)及び変性ファルネセン重合体(C)への濡れ性や分散性を向上させる観点から、硝酸、硫酸、塩酸又はこれらの混合酸等による酸処理や、空気存在下での熱処理による表面酸化処理を行ってもよい。また、本発明のゴム組成物の機械強度向上の観点から、黒鉛化触媒の存在下に2,000〜3,000℃で熱処理を行ってもよい。なお、黒鉛化触媒としては、ホウ素、ホウ素酸化物(例えば、B22、B23、B43、B45等)、ホウ素オキソ酸(例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等)及びその塩、ホウ素炭化物(例えば、B4C、B6C等)、窒化ホウ素(BN)、その他のホウ素化合物が好適に用いられる。 From the viewpoint of improving wettability and dispersibility in the rubber component (A) and the modified farnesene polymer (C), the carbon black is acid-treated with nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, or a mixed acid thereof, or in the presence of air. Surface oxidation treatment by heat treatment in may be performed. Moreover, you may heat-process at 2,000-3,000 degreeC in presence of a graphitization catalyst from a viewpoint of the mechanical strength improvement of the rubber composition of this invention. Examples of the graphitization catalyst include boron, boron oxide (for example, B 2 O 2 , B 2 O 3 , B 4 O 3 , B 4 O 5 ), boron oxoacid (for example, orthoboric acid, metaboric acid, Tetraboric acid etc.) and salts thereof, boron carbide (eg B 4 C, B 6 C etc.), boron nitride (BN), and other boron compounds are preferably used.

カーボンブラックは、粉砕等により粒度を調整することができる。カーボンブラックの粉砕には、高速回転粉砕機(ハンマーミル、ピンミル、ケージミル)や各種ボールミル(転動ミル、振動ミル、遊星ミル)、撹拌ミル(ビーズミル、アトライター、流通管型ミル、アニュラーミル)等が使用できる。
なお、カーボンブラックの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により粒子の直径を測定してその平均値を算出することにより求めることができる。
The particle size of carbon black can be adjusted by pulverization or the like. For carbon black pulverization, high-speed rotary pulverizer (hammer mill, pin mill, cage mill), various ball mills (rolling mill, vibration mill, planetary mill), stirring mill (bead mill, attritor, distribution pipe mill, annular mill) Etc. can be used.
The average particle diameter of carbon black can be determined by measuring the diameter of the particles with a transmission electron microscope and calculating the average value.

シリカとしては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等を挙げることができる。中でも、加工性、機械強度及び耐摩耗性を一層向上させる観点から、湿式シリカが好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカの平均粒子径は、得られるゴム組成物の加工性、その架橋物の機械強度及び耐摩耗性、架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能を向上する観点から、0.5〜200nmが好ましく、5〜150nmがより好ましく、10〜100nmが更に好ましい。
なお、シリカの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により粒子の直径を測定して、その平均値を算出することにより求めることができる。
Examples of silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate. Among these, wet silica is preferable from the viewpoint of further improving workability, mechanical strength, and wear resistance. These may be used alone or in combination of two or more.
The average particle diameter of silica is 0.5 to 200 nm from the viewpoint of improving processability of the resulting rubber composition, mechanical strength and abrasion resistance of the crosslinked product, and rolling resistance performance of a tire or the like using the crosslinked product. Preferably, 5-150 nm is more preferable, and 10-100 nm is still more preferable.
The average particle diameter of silica can be determined by measuring the particle diameter with a transmission electron microscope and calculating the average value.

本発明のゴム組成物において、ゴム成分(A)100質量部に対するフィラー(B)の含有量は、20〜150質量部であり、25〜130質量部が好ましく、25〜110質量部がより好ましい。フィラー(B)の含有量が前記範囲内であると、ゴム組成物の加工性、その架橋物の機械強度及び耐摩耗性、架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能が向上する。
これらフィラー(B)の中でも、架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能を向上させる観点から、シリカがより好ましい。また、これらフィラー(B)は1種を単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
In the rubber composition of the present invention, the content of the filler (B) with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A) is 20 to 150 parts by mass, preferably 25 to 130 parts by mass, and more preferably 25 to 110 parts by mass. . When the content of the filler (B) is within the above range, the processability of the rubber composition, the mechanical strength and wear resistance of the crosslinked product, and the rolling resistance performance of a tire or the like using the crosslinked product are improved.
Among these fillers (B), silica is more preferable from the viewpoint of improving rolling resistance performance of a tire or the like using a crosslinked product. Moreover, these fillers (B) may be used individually by 1 type, and may be used together 2 or more types.

〔その他のフィラー〕
本発明のゴム組成物は、その架橋物の機械強度の向上、耐熱性や耐候性等の物性の改良、硬度調整、増量剤を配合することによる経済性の改善等を目的として、必要に応じてカーボンブラック及びシリカ以外のフィラーを更に含有していてもよい。
[Other fillers]
The rubber composition of the present invention is used for the purpose of improving the mechanical strength of the cross-linked product, improving physical properties such as heat resistance and weather resistance, adjusting the hardness, and improving the economic efficiency by adding an extender, as necessary. In addition, fillers other than carbon black and silica may be further contained.

前記カーボンブラック及びシリカ以外のフィラーとしては、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、有機充填剤や、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス繊維、繊維状フィラー、ガラスバルーン等の無機充填剤の1種又は2種以上を使用できる。
本発明のゴム組成物が前記カーボンブラック及びシリカ以外のフィラーを含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜120質量部が好ましく、5〜90質量部がより好ましく、10〜80質量部が更に好ましい。前記フィラーの含有量が前記範囲内であると、その架橋物の機械強度がより一層向上する。
The filler other than the carbon black and silica is appropriately selected depending on the application. For example, an organic filler, clay, talc, mica, calcium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, titanium oxide. One or more inorganic fillers such as glass fiber, fibrous filler, and glass balloon can be used.
When the rubber composition of this invention contains fillers other than the said carbon black and a silica, the content is 0.1-120 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A), 5-90 is preferable. A mass part is more preferable, and 10-80 mass parts is still more preferable. When the content of the filler is within the range, the mechanical strength of the crosslinked product is further improved.

<変性ファルネセン重合体(C)>
本発明のゴム組成物に用いられる変性ファルネセン重合体(C)は、ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体(以下、「未変性のファルネセン重合体」ともいう)に対して変性剤を反応させ、官能基を導入することにより変性した変性ファルネセン重合体であり、下記条件(I)及び(II)を満たすものである。
条件(I):38℃における溶融粘度が0.1〜3,000Pa・sである変性ファルネセン重合体。
条件(II):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における最大ピーク分子量(Mt)が3,000〜550,000であり、GPCクロマトグラムの重合体由来の全面積を100%として、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合が0〜20%である変性ファルネセン重合体。
<Modified farnesene polymer (C)>
The modified farnesene polymer (C) used in the rubber composition of the present invention reacts with a polymer containing a monomer unit derived from farnesene (hereinafter also referred to as “unmodified farnesene polymer”). The modified farnesene polymer is modified by introducing a functional group and satisfies the following conditions (I) and (II).
Condition (I): A modified farnesene polymer having a melt viscosity at 38 ° C. of 0.1 to 3,000 Pa · s.
Condition (II): The maximum peak molecular weight (Mt) in gel permeation chromatography (GPC) is 3,000 to 550,000, and the total area derived from the polymer in the GPC chromatogram is 100%. A modified farnesene polymer having an area ratio of a polymer having a molecular weight of 45 or more of 0 to 20%.

本発明における変性ファルネセン重合体(C)を構成するファルネセンとしては、α−ファルネセン及び式(I)で示されるβ−ファルネセンから選ばれる1種以上を用いることができ、製造容易性の観点から、β−ファルネセンを用いることが好ましい。   As the farnesene constituting the modified farnesene polymer (C) in the present invention, one or more selected from α-farnesene and β-farnesene represented by the formula (I) can be used, from the viewpoint of ease of production. It is preferable to use β-farnesene.

Figure 2016037588
Figure 2016037588

前記未変性のファルネセン重合体は、ファルネセンに由来する単量体単位のみで構成されてもよく、ファルネセンに由来する単量体単位とファルネセン以外の単量体に由来する単量体単位とで構成されてもよい。
未変性のファルネセン重合体が共重合体である場合、ファルネセン以外の単量体に由来する単量体単位としては、例えば、炭素数12以下の共役ジエン及び芳香族ビニル化合物を挙げることができる。
炭素数12以下の共役ジエンとしては、例えば、ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、2−フェニルブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−オクタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、2−メチル−1,3−オクタジエン、1,3,7−オクタトリエン、ミルセン、クロロプレン等が挙げられる。これらの中ではブタジエン、イソプレン、ミルセンがより好ましい。これらの共役ジエンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The unmodified farnesene polymer may be composed only of monomer units derived from farnesene, and composed of monomer units derived from farnesene and monomer units derived from monomers other than farnesene. May be.
When the unmodified farnesene polymer is a copolymer, examples of monomer units derived from monomers other than farnesene include conjugated dienes having 12 or less carbon atoms and aromatic vinyl compounds.
Examples of the conjugated diene having 12 or less carbon atoms include butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenylbutadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, Examples include 1,3-octadiene, 1,3-cyclohexadiene, 2-methyl-1,3-octadiene, 1,3,7-octatriene, myrcene, chloroprene and the like. Of these, butadiene, isoprene, and myrcene are more preferable. These conjugated dienes may be used alone or in combination of two or more.

芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−t−ブチルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、N,N−ジエチル−4−アミノエチルスチレン、ビニルピリジン、4−メトキシスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物等が挙げられる。これらの中では、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレンが好ましい。   Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-t-butylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4- Dodecylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4- (phenylbutyl) styrene, 1-vinylnaphthalene, 2- Aromatic vinyl compounds such as vinylnaphthalene, vinylanthracene, N, N-diethyl-4-aminoethylstyrene, vinylpyridine, 4-methoxystyrene, monochlorostyrene, dichlorostyrene, divinylbenzene, and the like can be given. Among these, styrene, α-methylstyrene, and 4-methylstyrene are preferable.

前記共重合体中におけるファルネセン以外の単量体に由来する単量体単位とファルネセン由来の単量体単位との合計に対する、ファルネセン以外の単量体単位の割合は、得られるゴム組成物の加工性、及びゴム組成物の架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能を向上させる観点から、1〜99質量%が好ましく、10〜80質量%がより好ましく、15〜70質量%が更に好ましい。   The ratio of monomer units other than farnesene to the total of monomer units derived from monomers other than farnesene and monomer units derived from farnesene in the copolymer is the processing of the resulting rubber composition. 1 to 99 mass% is preferable, 10 to 80 mass% is more preferable, and 15 to 70 mass% is still more preferable, from the viewpoint of improving the rolling resistance performance of a tire or the like using a crosslinked product of a rubber composition.

(未変性のファルネセン重合体の製造方法)
未変性のファルネセン重合体は、乳化重合法、塊状重合法、懸濁重合法、溶液重合法又は国際公開第2010/027463号、国際公開第2010/027464号に記載の方法等により製造することができる。その中でも、乳化重合法又は溶液重合法が好ましく、溶液重合法が更に好ましい。
(Method for producing unmodified farnesene polymer)
The unmodified farnesene polymer can be produced by an emulsion polymerization method, a bulk polymerization method, a suspension polymerization method, a solution polymerization method, a method described in International Publication No. 2010/027463, International Publication No. 2010/027464, or the like. it can. Among these, an emulsion polymerization method or a solution polymerization method is preferable, and a solution polymerization method is more preferable.

未変性のファルネセン重合体を得るための乳化重合法としては公知の方法を適用できる。例えば、所定量のファルネセン単量体を乳化剤の存在下に乳化分散し、ラジカル重合開始剤により乳化重合する。
乳化剤としては、例えば、炭素数10以上の長鎖脂肪酸塩又はロジン酸塩が用いられる。具体例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸のカリウム塩又はナトリウム塩が挙げられる。
分散媒としては通常、水が使用され、重合時の安定性が阻害されない範囲で、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒を含んでいてもよい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムのような過硫酸塩、有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。
得られる未変性のファルネセン重合体の分子量を調整するため、連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤としては、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、チオグリコール酸、ジテルペン、ターピノーレン、γ−テルピネン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
乳化重合温度は、使用するラジカル重合開始剤の種類によって適宜選択できるが、通常、0〜100℃が好ましく、0〜80℃がより好ましい。重合様式は、連続重合、回分重合のいずれでもよい。重合反応は、重合停止剤の添加により停止できる。
As an emulsion polymerization method for obtaining an unmodified farnesene polymer, a known method can be applied. For example, a predetermined amount of farnesene monomer is emulsified and dispersed in the presence of an emulsifier, and emulsion polymerization is performed using a radical polymerization initiator.
As the emulsifier, for example, a long chain fatty acid salt or rosin acid salt having 10 or more carbon atoms is used. Specific examples include potassium salts or sodium salts of fatty acids such as capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid and stearic acid.
As a dispersion medium, water is usually used, and a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol may be contained as long as stability during polymerization is not hindered.
Examples of the radical polymerization initiator include persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, organic peroxides, and hydrogen peroxide.
In order to adjust the molecular weight of the resulting unmodified farnesene polymer, a chain transfer agent can also be used. Examples of the chain transfer agent include mercaptans such as t-dodecyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan; carbon tetrachloride, thioglycolic acid, diterpene, terpinolene, γ-terpinene, α-methylstyrene dimer, and the like.
The emulsion polymerization temperature can be appropriately selected depending on the type of radical polymerization initiator to be used, but is usually preferably 0 to 100 ° C, more preferably 0 to 80 ° C. The polymerization mode may be either continuous polymerization or batch polymerization. The polymerization reaction can be stopped by adding a polymerization terminator.

重合停止剤としては、例えば、イソプロピルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン等のアミン化合物、ヒドロキノンやベンゾキノン等のキノン系化合物、亜硝酸ナトリウム等が挙げられる。
重合反応停止後、必要に応じて老化防止剤を添加してもよい。重合反応停止後、得られたラテックスから必要に応じて未反応単量体を除去し、次いで、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム等の塩を凝固剤とし、必要に応じて硝酸、硫酸等の酸を添加して凝固系のpHを所定の値に調整しながら、未変性のファルネセン重合体を凝固させた後、分散溶媒を分離することによって未変性のファルネセン重合体を回収する。次いで水洗、及び脱水後、乾燥することで、未変性のファルネセン重合体が得られる。なお、凝固の際に、必要に応じて予めラテックスと乳化分散液にした伸展油とを混合し、油展の未変性のファルネセン重合体として回収してもよい。
Examples of the polymerization terminator include amine compounds such as isopropylhydroxylamine, diethylhydroxylamine, and hydroxylamine, quinone compounds such as hydroquinone and benzoquinone, and sodium nitrite.
After termination of the polymerization reaction, an antioxidant may be added as necessary. After the polymerization reaction is stopped, unreacted monomers are removed from the obtained latex as necessary, and then a salt such as sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride is used as a coagulant, and nitric acid, sulfuric acid, etc. The unmodified farnesene polymer is coagulated while adjusting the pH of the coagulation system to a predetermined value by adding acid, and then the unmodified farnesene polymer is recovered by separating the dispersion solvent. Subsequently, after washing with water and dehydration, drying is performed to obtain an unmodified farnesene polymer. Note that, during the coagulation, if necessary, latex and an extending oil that has been made into an emulsified dispersion may be mixed and recovered as an oil-extended unmodified farnesene polymer.

未変性のファルネセン重合体を得るための溶液重合法としては、公知の方法を適用できる。例えば、溶媒中で、チーグラー系触媒、メタロセン系触媒、アニオン重合可能な活性金属等の重合触媒を使用して、所望により極性化合物の存在下、ファルネセン単量体を重合する。
アニオン重合可能な活性金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;ランタン、ネオジム等のランタノイド系希土類金属等が挙げられる。中でもアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましく、アルカリ金属がより好ましい。更にアルカリ金属の中でも、有機アルカリ金属化合物がより好ましく用いられる。
溶媒としては、例えば、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
有機アルカリ金属化合物としては、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウム等の有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、ジリチオナフタレン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物;ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン等が挙げられる。中でも有機リチウム化合物が好ましく、有機モノリチウム化合物がより好ましい。有機アルカリ金属化合物の使用量は要求されるファルネセン重合体の分子量によって適宜決められるが、ファルネセン100質量部に対して0.01〜3質量部が好ましい。
有機アルカリ金属化合物はまた、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン等の第2級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミドとして使用することもできる。
As a solution polymerization method for obtaining an unmodified farnesene polymer, a known method can be applied. For example, in a solvent, a farnesene monomer is polymerized in the presence of a polar compound as desired using a polymerization catalyst such as a Ziegler catalyst, a metallocene catalyst, or an anion-polymerizable active metal.
Examples of the anion-polymerizable active metal include alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium; lanthanoid rare earth metals such as lanthanum and neodymium . Of these, alkali metals and alkaline earth metals are preferable, and alkali metals are more preferable. Further, among alkali metals, organic alkali metal compounds are more preferably used.
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, isopentane, n-hexane, n-heptane and isooctane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclopentane; benzene, Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are exemplified.
Examples of the organic alkali metal compound include organic monolithium compounds such as methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium, stilbenelithium; dilithiomethane, dilithionaphthalene Polyfunctional organolithium compounds such as 1,4-dilithiobutane, 1,4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene; sodium naphthalene, potassium naphthalene and the like. Among these, an organic lithium compound is preferable, and an organic monolithium compound is more preferable. The amount of the organic alkali metal compound used is appropriately determined according to the required molecular weight of the farnesene polymer, but is preferably 0.01 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of farnesene.
The organic alkali metal compound can also be used as an organic alkali metal amide by reacting with a secondary amine such as dibutylamine, dihexylamine, dibenzylamine and the like.

極性化合物は、アニオン重合において、反応を失活させず、ファルネセン部位のミクロ構造を調整するため用いられ、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル化合物;テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルアミン等の3級アミン;アルカリ金属アルコキシド、ホスフィン化合物等が挙げられる。極性化合物は、有機アルカリ金属化合物に対して好ましくは0.01〜1000モル当量使用される。
重合反応の温度は、通常、−80〜150℃、好ましくは0〜100℃、更に好ましくは10〜90℃である。重合様式は回分式あるいは連続式のいずれでもよい。
重合反応は、重合停止剤の添加により停止できる。重合停止剤としては、例えば、メタノール、イソプロパノール等のアルコールが挙げられる。得られた重合反応液をメタノール等の貧溶媒に注いで、未変性のファルネセン重合体を析出させるか、重合反応液を水で洗浄し、分離後、乾燥することによりファルネセン重合体を単離できる。
The polar compound is used to adjust the microstructure of the farnesene moiety in anionic polymerization without deactivating the reaction. For example, ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol diethyl ether; tetramethylethylenediamine, trimethylamine, etc. Tertiary amines; alkali metal alkoxides, phosphine compounds and the like. The polar compound is preferably used in an amount of 0.01 to 1000 molar equivalents relative to the organic alkali metal compound.
The temperature of the polymerization reaction is usually −80 to 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 10 to 90 ° C. The polymerization mode may be either batch or continuous.
The polymerization reaction can be stopped by adding a polymerization terminator. Examples of the polymerization terminator include alcohols such as methanol and isopropanol. The farnesene polymer can be isolated by pouring the obtained polymerization reaction solution into a poor solvent such as methanol to precipitate the unmodified farnesene polymer, or washing the polymerization reaction solution with water, separating, and drying. .

〔未変性のファルネセン重合体の変性方法〕
変性ファルネセン重合体(C)は、前記未変性のファルネセン重合体に対して変性剤を反応させ、官能基を導入して得ることができる。例えば、重合停止剤を添加する前に重合活性末端と反応し得るテトラエトキシシラン、二酸化炭素、酸化エチレン等の変性剤を添加する方法(I)、又は重合停止剤を添加した後、未変性のファルネセン重合体に無水マレイン酸等の変性剤をグラフト化する方法(II)等の変性方法により得ることができる。
[Modification method of unmodified farnesene polymer]
The modified farnesene polymer (C) can be obtained by reacting the unmodified farnesene polymer with a modifier and introducing a functional group. For example, a method (I) of adding a modifier such as tetraethoxysilane, carbon dioxide, ethylene oxide or the like that can react with the polymerization active terminal before adding a polymerization terminator, or after adding a polymerization terminator, unmodified It can be obtained by a modification method such as the method (II) of grafting a modifying agent such as maleic anhydride onto the farnesene polymer.

前記未変性のファルネセン重合体に導入される官能基としては、例えば、カルボキシ基、スルホニル基、アルコキシシリル基、アクリロイル基、メタアクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、シラノール基、ヒドロキシ基、エーテル基、カルボニル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、メルカプト基、イソシアネート基、ニトリル基、ハロゲン化珪素基、ハロゲン化錫基、無水カルボン酸由来の官能基等が挙げられる。これらの中でも、無水カルボン酸由来の官能基及びアルコキシシリル基から選ばれる1種以上の官能基を有するものが好ましい。
前記無水カルボン酸由来の官能基としては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸及び無水コハク酸から選ばれる1種以上に由来する官能基が好ましく、無水マレイン酸に由来する官能基がより好ましい。
なお、変性ファルネセン重合体(C)において官能基が導入される重合体の位置については、重合末端であってもよく、ポリマー鎖の側鎖であってもよい。また前記官能基は1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。したがって、変性ファルネセン重合体(C)は、変性剤1種により変性されたものであってもよく、2種以上の変性剤で変性されたものでもよい。
As the functional group introduced into the unmodified farnesene polymer, for example, carboxy group, sulfonyl group, alkoxysilyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, oxetanyl group, vinyl ether group, amino group, ammonium group, Amide group, imino group, imidazole group, urea group, silanol group, hydroxy group, ether group, carbonyl group, carboxylic acid ester group, sulfonic acid group, sulfonic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, mercapto group, Examples thereof include an isocyanate group, a nitrile group, a silicon halide group, a tin halide group, and a functional group derived from a carboxylic anhydride. Among these, what has 1 or more types of functional groups chosen from the functional group derived from carboxylic anhydride and an alkoxy silyl group is preferable.
As the functional group derived from the carboxylic anhydride, a functional group derived from one or more selected from maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride and succinic anhydride is preferable, and a functional group derived from maleic anhydride is more preferable. preferable.
In addition, about the position of the polymer in which a functional group is introduce | transduced in modified | denatured farnesene polymer (C), a polymerization terminal may be sufficient and the side chain of a polymer chain may be sufficient. Moreover, the said functional group may contain 1 type independently, and may contain 2 or more types. Therefore, the modified farnesene polymer (C) may be modified with one type of modifying agent or may be modified with two or more types of modifying agents.

前記方法(I)において用いることができる前記変性剤としては、例えば、四塩化錫、ジブチル錫クロリド、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4−トリレンジイソシアネート、二酸化炭素、酸化エチレン、無水コハク酸、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N−ビニルピロリドン、N−メチルピロリドン、4−ジメチルアミノベンジリデンアニリン、ジメチルイミダゾリジノン等の変性剤、エポキシド、オキセタン等の環状エーテル、ピロリジン等の環状アミン、エチレンスルフィド等の環状スルフィド等の変性剤、及び特開2011−132298号公報に記載のその他の変性剤が挙げられる。   Examples of the modifier that can be used in the method (I) include tin tetrachloride, dibutyltin chloride, dimethyldiethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and tetraglycidyl- 1,3-bisaminomethylcyclohexane, 2,4-tolylene diisocyanate, carbon dioxide, ethylene oxide, succinic anhydride, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, N-vinylpyrrolidone, N-methylpyrrolidone, 4- Modification agents such as dimethylaminobenzylideneaniline and dimethylimidazolidinone, cyclic ethers such as epoxide and oxetane, cyclic amines such as pyrrolidine, and modification agents such as cyclic sulfides such as ethylene sulfide, and JP 2011-132298 A That Other modifiers can be mentioned.

前記方法(I)における変性剤の使用量は、特に限定されるものではないが、前記未変性のファルネセン重合体の製造に用いられる重合触媒に対して、好ましくは0.01〜100モル当量であり、反応温度は通常−80〜150℃、好ましくは0〜100℃、更に好ましくは10〜90℃である。
また、重合停止剤を添加する前に変性剤を添加することにより、未変性のファルネセン重合体に官能基を導入した後、更に前記官能基と反応し得る変性剤を添加して別の官能基を重合体中に導入してもよい。
The amount of the modifier used in the method (I) is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 molar equivalents relative to the polymerization catalyst used for producing the unmodified farnesene polymer. The reaction temperature is usually from -80 to 150 ° C, preferably from 0 to 100 ° C, more preferably from 10 to 90 ° C.
Further, after adding a functional group to the unmodified farnesene polymer by adding a modifier before adding the polymerization terminator, another functional group can be added by adding a modifier capable of reacting with the functional group. May be introduced into the polymer.

前記方法(II)において用いることができる前記変性剤としては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水2,3−ジメチルマレイン酸、無水イタコン酸等の無水不飽和カルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸;マレイン酸エステル、フマル酸エステル、シトラコン酸エステル、イタコン酸エステル、グリシジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル;マレイン酸アミド、フマル酸アミド、シトラコン酸アミド、イタコン酸アミド等の不飽和カルボン酸アミド;マレイン酸イミド、フマル酸イミド、シトラコン酸イミド、イタコン酸イミド等の不飽和カルボン酸イミド;マレイミド、ビニルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the modifier that can be used in the method (II) include unsaturated carboxylic anhydrides such as maleic anhydride, citraconic anhydride, 2,3-dimethylmaleic anhydride, itaconic anhydride; maleic acid, fumaric acid, Unsaturated carboxylic acids such as citraconic acid, itaconic acid and (meth) acrylic acid; unsaturated maleic acid ester, fumaric acid ester, citraconic acid ester, itaconic acid ester, glycidyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, etc. Carboxylic acid esters; unsaturated carboxylic acid amides such as maleic acid amide, fumaric acid amide, citraconic acid amide and itaconic acid amide; unsaturated carboxylic acid imides such as maleic acid imide, fumaric acid imide, citraconic acid imide and itaconic acid imide; Maleimide, vinyltrimethoxysilane, γ -Methacryloxypropyltrimethoxysilane, methyldimethoxysilane and the like.

前記方法(II)において、変性剤を未変性のファルネセン重合体にグラフト化する方法は特に限定されず、例えば、未変性のファルネセン重合体と、不飽和カルボン酸等の変性剤と、必要に応じてラジカル触媒を加えて、有機溶媒の存在下又は非存在下で加熱する方法を採用することができる。反応温度は通常0〜200℃であり、50〜200℃がより好ましく、130〜200℃が更に好ましく、140〜180℃がより更に好ましい。
前記方法で使用される有機溶媒としては、一般的には炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒が挙げられる。これら有機溶媒の中でも、n−ブタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒が好ましい。
前記方法で使用されるラジカル触媒としては、ジ−s−ブチルペルオキシジカーボネート、t−アミルペルオキシピバレート、t−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。これらラジカル触媒の中でも、アゾイソブチロニトリルが好ましい。
In the method (II), the method for grafting the modifying agent to the unmodified farnesene polymer is not particularly limited. For example, the unmodified farnesene polymer, a modifying agent such as an unsaturated carboxylic acid, and the like, if necessary. Then, a method of adding a radical catalyst and heating in the presence or absence of an organic solvent can be employed. The reaction temperature is usually 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 200 ° C, further preferably 130 to 200 ° C, and still more preferably 140 to 180 ° C.
Examples of the organic solvent used in the above method generally include hydrocarbon solvents and halogenated hydrocarbon solvents. Among these organic solvents, hydrocarbon solvents such as n-butane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane, benzene, toluene and xylene are preferable.
Examples of the radical catalyst used in the above method include di-s-butylperoxydicarbonate, t-amylperoxypivalate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, and azobisisobutyronitrile. Among these radical catalysts, azoisobutyronitrile is preferable.

前記方法(II)により得られた不飽和カルボン酸変性ファルネセン重合体に対して、更にアルコール等の水酸基含有化合物、アンモニア、アミン等のアミノ基含有化合物等を反応させてもよい。不飽和カルボン酸変性ファルネセン重合体に対して、水酸基含有化合物、又はアミノ基含有化合物を反応させることにより、不飽和カルボン酸エステル変性ファルネセン重合体、不飽和カルボン酸アミド変性ファルネセン重合体、又は不飽和カルボン酸イミド変性ファルネセン重合体を得ることができる。   The unsaturated carboxylic acid-modified farnesene polymer obtained by the method (II) may be further reacted with a hydroxyl group-containing compound such as alcohol or an amino group-containing compound such as ammonia or amine. Unsaturated carboxylic acid ester-modified farnesene polymer, unsaturated carboxylic acid amide-modified farnesene polymer, or unsaturated by reacting an unsaturated carboxylic acid-modified farnesene polymer with a hydroxyl group-containing compound or amino group-containing compound A carboxylic acid imide-modified farnesene polymer can be obtained.

不飽和カルボン酸変性ファルネセン重合体と反応させる水酸基含有化合物としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール等のアルコール以外に、水酸基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。水酸基含有(メタ)アクリレートを用いることにより、(メタ)アクリロイル基変性ファルネセン重合体が得られる。
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられるが、これらの中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
Examples of the hydroxyl group-containing compound to be reacted with the unsaturated carboxylic acid-modified farnesene polymer include hydroxyl group-containing (meth) acrylates in addition to alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol. By using a hydroxyl group-containing (meth) acrylate, a (meth) acryloyl group-modified farnesene polymer can be obtained.
Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and among these, 2-hydroxyethyl ( (Meth) acrylate is preferred.

本発明においては、前述の方法により製造することができる変性ファルネセン重合体の中でも、下記条件(I)及び(II)を満たしている変性ファルネセン重合体を用いる。
条件(I):38℃における溶融粘度が0.1〜3,000Pa・sである変性ファルネセン重合体。
変性ファルネセン重合体の溶融粘度が前記範囲内であると、得られるゴム組成物の混練が容易になると共に加工性が向上する。また、架橋物の硬度が高くなるため、架橋物を用いたタイヤ等の操縦安定性や転がり抵抗性能が向上する。
本発明の変性ファルネセン重合体(C)の38℃における溶融粘度は、このような観点から、1.0〜2,000Pa・sがより好ましく、2.5〜1,500Pa・sが更に好ましく、4.0〜1,000Pa・sがより更に好ましい。なお、本明細書において変性ファルネセン重合体の溶融粘度は、後述する実施例に記載した方法で求めた値である。
In the present invention, among the modified farnesene polymers that can be produced by the above-described method, modified farnesene polymers satisfying the following conditions (I) and (II) are used.
Condition (I): A modified farnesene polymer having a melt viscosity at 38 ° C. of 0.1 to 3,000 Pa · s.
When the melt viscosity of the modified farnesene polymer is within the above range, kneading of the resulting rubber composition is facilitated and processability is improved. Moreover, since the hardness of a crosslinked material becomes high, steering stability and rolling resistance performance, such as a tire using the crosslinked material, are improved.
From such a viewpoint, the melt viscosity at 38 ° C. of the modified farnesene polymer (C) of the present invention is more preferably 1.0 to 2,000 Pa · s, further preferably 2.5 to 1,500 Pa · s, 4.0 to 1,000 Pa · s is even more preferable. In the present specification, the melt viscosity of the modified farnesene polymer is a value determined by the method described in the examples described later.

条件(II):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における最大ピーク分子量(Mt)が3,000〜550,000であり、GPCクロマトグラムの重合体由来の全面積を100%として、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合が0〜20%である変性ファルネセン重合体。
変性ファルネセン重合体(C)の最大ピーク分子量(Mt)は3,000〜550,000である。変性ファルネセン重合体(C)のMtが前記範囲内であると、本発明のゴム組成物の加工性が良好となる。また得られるゴム組成物中のフィラーの分散性が向上するため、例えば、その架橋物からなるタイヤの転がり抵抗性能が良好となる。更に、ゴム組成物から得られる架橋物では低移行性能が向上する。
このような観点から、変性ファルネセン重合体(C)の最大ピーク分子量(Mt)は、9,000〜550,000が好ましく、15,000〜450,000がより好ましく、30,000〜300,000が更に好ましい。なお、本発明において変性ファルネセン重合体(C)のMtは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定から求めたポリスチレン換算の最大ピーク分子量である。
Condition (II): The maximum peak molecular weight (Mt) in gel permeation chromatography (GPC) is 3,000 to 550,000, and the total area derived from the polymer in the GPC chromatogram is 100%. A modified farnesene polymer having an area ratio of a polymer having a molecular weight of 45 or more of 0 to 20%.
The maximum peak molecular weight (Mt) of the modified farnesene polymer (C) is 3,000 to 550,000. When the Mt of the modified farnesene polymer (C) is within the above range, the processability of the rubber composition of the present invention will be good. Moreover, since the dispersibility of the filler in the obtained rubber composition is improved, for example, the rolling resistance performance of a tire made of the crosslinked product is improved. Further, the low migration performance is improved in the cross-linked product obtained from the rubber composition.
From such a viewpoint, the maximum peak molecular weight (Mt) of the modified farnesene polymer (C) is preferably 9,000 to 550,000, more preferably 15,000 to 450,000, and 30,000 to 300,000. Is more preferable. In the present invention, Mt of the modified farnesene polymer (C) is the maximum peak molecular weight in terms of polystyrene determined from the measurement of gel permeation chromatography (GPC).

本発明における変性ファルネセン重合体(C)は、そのGPC測定により得られるGPCクロマトグラムの重合体由来の全面積を100%として、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合が0〜20%である。
前記未変性のファルネセン重合体に対して官能基を導入することにより変性を行う場合、変性剤の作用によって、又ファルネセンの二重結合の作用によって、重合体同士が結合する多量化が生じ多量化体が生成する場合がある。しかし、ゴム組成物中に多量化体の量が多いとフィラーの分散性が低下する等の悪影響が生じる。
したがって本発明においては、多量化体の含有量が少ない変性ファルネセン重合体を使用することによりフィラーの分散性を向上させることができるため、その架橋物の機械強度、耐摩耗性等が向上し、更にその架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能が向上する。更に、その架橋体を高硬度にすることも可能となる。
前記効果が得られる理由の詳細は明らかではないが、未変性のファルネセン重合体を変性する際に、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体、典型的にはカップリング体等の副生成物に由来する多量化体が前記割合を超えて存在すると、変性ファルネセン重合体中に導入された官能基の効果が小さくなるためであると推測される。
In the modified farnesene polymer (C) in the present invention, the total area derived from the polymer in the GPC chromatogram obtained by the GPC measurement is 100%, and the area ratio of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more is 0. ~ 20%.
When modification is performed by introducing a functional group into the unmodified farnesene polymer, the modification of the farnesene polymer and the double bond of the farnesene cause the polymer to bond to each other and increase in quantity. The body may generate. However, when the amount of the multimerized material in the rubber composition is large, adverse effects such as a decrease in filler dispersibility occur.
Therefore, in the present invention, the dispersibility of the filler can be improved by using a modified farnesene polymer with a low content of multimer, so that the mechanical strength, wear resistance, etc. of the crosslinked product are improved. Furthermore, rolling resistance performance of a tire or the like using the crosslinked product is improved. Furthermore, it becomes possible to make the crosslinked body high in hardness.
Although details of the reason why the above effect is obtained are not clear, when modifying an unmodified farnesene polymer, a by-product such as a polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more, typically a coupling product, etc. It is presumed that the effect of the functional group introduced into the modified farnesene polymer becomes small when the multimer derived from the product exceeds the above ratio.

ゴム組成物の架橋物の機械強度、硬度、及び架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能を向上させる観点から、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合は、0〜15%が好ましく、0〜10%がより好ましい。なお、本発明において、Mt×1.45以上の領域にある重合体の面積割合は、後述する実施例に記載した条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により得られるGPCクロマトグラムの重合体由来の全面積(GPCクロマトグラムとベースラインで囲まれる面積)を100%として、当該領域にある重合体の面積比から求めた値である。   From the viewpoint of improving the mechanical strength and hardness of the crosslinked product of the rubber composition and the rolling resistance performance of a tire or the like using the crosslinked product, the area ratio of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more is 0 to 15. % Is preferable, and 0 to 10% is more preferable. In the present invention, the area ratio of the polymer in the region of Mt × 1.45 or more is the weight of the GPC chromatogram obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement under the conditions described in the examples described later. The total area derived from the coalescence (area surrounded by the GPC chromatogram and the baseline) is 100%, and is a value obtained from the area ratio of the polymer in the region.

前記条件(I)及び(II)を満たす変性ファルネセン重合体(C)は、前述の変性ファルネセン重合体の製造方法により製造することができるが、より効率的に製造する方法として、変性剤を導入する反応において老化防止剤を添加する方法や、反応中の温度を調整する方法が挙げられる。中でも、より効率的に製造する観点から、ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体100質量部に対して、変性剤を0.1〜100質量部及び老化防止剤を0.01〜10質量部添加し、130℃〜200℃で反応させる方法により製造することが好ましい。
変性剤としては、前記方法(II)において用いることができる変性剤として例示したものが好ましい。中でも経済性等の観点から、無水不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸エステルから選ばれる1種以上の変性剤が好ましく、無水不飽和カルボン酸が更に好ましい。無水不飽和カルボン酸としては無水マレイン酸が、ゴム組成物及び該ゴム組成物からなる架橋物の特性を十分に発揮させる観点から好ましい。
The modified farnesene polymer (C) satisfying the above conditions (I) and (II) can be produced by the above-mentioned modified farnesene polymer production method, but a modifier is introduced as a more efficient production method. Examples thereof include a method of adding an antiaging agent in the reaction to be performed and a method of adjusting the temperature during the reaction. Among these, from the viewpoint of more efficient production, 0.1 to 100 parts by mass of the modifier and 0.01 to 10 parts by mass of the anti-aging agent with respect to 100 parts by mass of the polymer containing the monomer unit derived from farnesene. It is preferable to manufacture by the method of adding a part and making it react at 130 to 200 degreeC.
As the modifier, those exemplified as the modifier that can be used in the method (II) are preferable. Among these, from the viewpoint of economy and the like, one or more modifiers selected from unsaturated carboxylic anhydrides, unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid esters are preferable, and anhydrous unsaturated carboxylic acids are more preferable. As the unsaturated carboxylic anhydride, maleic anhydride is preferable from the viewpoint of sufficiently exerting the characteristics of the rubber composition and the crosslinked product comprising the rubber composition.

前記変性剤の添加量は、ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体100質量部に対して、0.1〜40質量部が好ましく、0.1〜30質量部がより好ましく、0.1〜20質量部が更に好ましい。
また、前記老化防止剤の添加量は、ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体100質量部に対して、0.01〜8質量部が好ましく、0.1〜3質量部がより好ましい。
反応温度としては、140〜180℃がより更に好ましい。
The addition amount of the modifier is preferably 0.1 to 40 parts by mass, more preferably 0.1 to 30 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the polymer containing monomer units derived from farnesene. -20 mass parts is still more preferable.
Moreover, 0.01-8 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymers containing the monomer unit derived from farnesene, and, as for the addition amount of the said anti-aging agent, 0.1-3 mass parts is more preferable.
As reaction temperature, 140-180 degreeC is still more preferable.

前記老化防止剤としては、例えば4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)(AO−40)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(AO−80)、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(LA−77Y)(以上、ADEKA製)、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−6−メチルフェノール(Irganox 1520L)、2,4−ビス[(ドデシルチオ)メチル]−6−メチルフェノール(Irganox 1726)、ビス(4−t−オクチルフェニル)アミン(Irganox 5057)、亜りん酸トリス(2,4−ジt−ブチルフェニル)(Irgafos 168)、N,N−ジオクタデシルヒドロキシルアミン(Irgastab FS 042)(以上、いずれもBASF製)、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジt−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジt−ペンチルフェニルアクリレート(Sumilizer GS)、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(Sumilizer GM)、6−t−ブチル−4−[3−(2,4,8,10−テトラt−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イルオキシ)プロピル]−2−メチルフェノール(Sumilizer GP)(以上いずれも住友化学株式会社製)、p−メトキシフェノール、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン(ノクラック6C)(大内新興化学製)、2,6−ジt−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ジオクタデシル3,3’−ジチオビスプロピオネート、ヒドロキノン等が挙げられる。また、前記老化防止剤は1種又は2種以上を併用してもよい。   Examples of the antioxidant include 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol) (AO-40), 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- [3- (3 -T-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane (AO-80), bis (2,2,6 , 6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate (LA-77Y) (manufactured by ADEKA), 2,4-bis [(octylthio) methyl] -6-methylphenol (Irganox 1520L), 2,4-bis [ (Dodecylthio) methyl] -6-methylphenol (Irganox 1726), bis (4-t-octylphenyl) amine (Irganox 5057), tris phosphite (2,4- Di-t-butylphenyl) (Irgafos 168), N, N-dioctadecylhydroxylamine (Irgastab FS 042) (all of which are manufactured by BASF), 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-t- Pentylphenyl) ethyl] -4,6-di-t-pentylphenyl acrylate (Sumilizer GS), 2-t-butyl-6- (3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl Acrylate (Sumilizer GM), 6-t-butyl-4- [3- (2,4,8,10-tetra-t-butyldibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphosphine-6 -Yloxy) propyl] -2-methylphenol (Sumilizer GP) (all of which are manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), p-methoxyphenol, N-Fe Nyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine (NOCRACK 6C) (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical), 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT), 2,2 '-Methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), dioctadecyl 3,3'-dithiobispropionate, hydroquinone, etc. It is done. Moreover, the said anti-aging agent may use together 1 type (s) or 2 or more types.

その他の製造方法としては、未変性のファルネセン重合体の製造後、十分に精製を行い、変性剤を導入する反応を阻害する成分を十分に除去した後、未変性のファルネセン重合体と変性剤とを反応させる方法が挙げられる。未変性のファルネセン重合体の精製方法としては、水若しくは温水、又は、メタノール、アセトン等の有機溶媒若しくは超臨界流体二酸化炭素による洗浄が好ましい。   As another production method, after the production of the unmodified farnesene polymer, after sufficiently purifying and sufficiently removing the components that inhibit the reaction of introducing the modifier, the unmodified farnesene polymer and the modifier The method of making this react is mentioned. As a method for purifying the unmodified farnesene polymer, washing with water or warm water, an organic solvent such as methanol or acetone, or supercritical fluid carbon dioxide is preferable.

未変性のファルネセン重合体に対して変性剤を導入する変性反応により得られた本発明の変性ファルネセン重合体(C)は、変性反応において用いた変性剤の量に対する重合体中に導入された変性剤の量の割合として計算できる変性剤反応率が40〜100%であることが好ましい。変性剤反応率が前記範囲内になるように反応を行うこと、すなわち、得られた変性ファルネセン重合体中に残存する変性剤及びそれに由来する低分子化合物の量が少なくなるように変性剤の量を調節して反応を行うことにより、変性剤及びそれに由来する低分子化合物に起因する悪影響、例えば無水マレイン酸等の酸性成分に由来する金型汚染等の悪影響をより抑制することができる。
変性剤反応率は、60〜100%であることがより好ましく、70〜100%であることが更に好ましく、80〜100%であることがより更に好ましい。
変性剤反応率は、例えば、無水不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸エステルから選ばれる1種以上を変性剤として用いた場合、得られた変性ファルネセン重合体について未精製のまま測定した酸価と、精製後の変性ファルネセン重合体について測定した酸価とから計算により算出することができる。
The modified farnesene polymer (C) of the present invention obtained by a modification reaction in which a modifying agent is introduced into an unmodified farnesene polymer is a modified modification introduced into the polymer with respect to the amount of the modifying agent used in the modification reaction. It is preferable that the modifier reaction rate that can be calculated as a proportion of the amount of the agent is 40 to 100%. The reaction is carried out so that the reaction rate of the modifier is within the above range, that is, the amount of the modifier so that the amount of the modifier remaining in the obtained modified farnesene polymer and the low molecular weight compound derived therefrom is reduced. By controlling the reaction, it is possible to further suppress adverse effects such as mold contamination derived from acidic components such as maleic anhydride due to the modifier and the low molecular weight compound derived therefrom.
The modifier reaction rate is more preferably 60 to 100%, still more preferably 70 to 100%, and still more preferably 80 to 100%.
For example, when one or more selected from unsaturated carboxylic anhydride, unsaturated carboxylic acid and unsaturated carboxylic acid ester is used as a modifier, the modifier reaction rate remains unpurified for the resulting modified farnesene polymer. It can be calculated by calculation from the measured acid value and the acid value measured for the modified farnesene polymer after purification.

前記変性剤反応率を満たすように変性ファルネセン重合体(C)を製造する方法としては、変性剤を導入する反応を適切な反応温度において、充分な反応時間で行う方法を挙げることができる。例えば、未変性のファルネセン重合体に無水マレイン酸を付加させる反応の温度は、100〜200℃が好ましく、130〜200℃がより好ましく、140〜180℃が更に好ましい。また反応時間は3〜200時間が好ましく、4〜100時間がより好ましく、5〜50時間が更に好ましい。   Examples of the method for producing the modified farnesene polymer (C) so as to satisfy the modifier reaction rate include a method in which the reaction for introducing the modifier is performed at an appropriate reaction temperature and for a sufficient reaction time. For example, the temperature of the reaction for adding maleic anhydride to the unmodified farnesene polymer is preferably 100 to 200 ° C, more preferably 130 to 200 ° C, and still more preferably 140 to 180 ° C. The reaction time is preferably 3 to 200 hours, more preferably 4 to 100 hours, and further preferably 5 to 50 hours.

また、変性ファルネセン重合体(C)中に導入された変性剤の量は、特に制限はないが、得られるゴム組成物及び架橋物における特性を十分に発揮させる観点から、未変性のファルネセン重合体100質量部に対して、0.05〜40質量部が好ましく、0.1〜30質量部がより好ましく、0.1〜20質量部が更に好ましい。
導入された変性剤量が40質量部より多い場合には得られる架橋物の伸び、引張り強度が低下する傾向があり、0.05質量部より低い場合には得られる架橋物の耐摩耗性、転がり抵抗性能、硬度が低下する傾向がある。
なお、変性ファルネセン重合体(C)中に導入された変性剤量は、変性剤の変性剤反応率を基に算出することもできるし、赤外分光法、核磁気共鳴分光法等の各種分析機器を用いて求めることもできる。
Further, the amount of the modifying agent introduced into the modified farnesene polymer (C) is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently exhibiting the characteristics of the obtained rubber composition and crosslinked product, the unmodified farnesene polymer 0.05-40 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts, 0.1-30 mass parts is more preferable, and 0.1-20 mass parts is still more preferable.
When the amount of the introduced modifier is more than 40 parts by mass, the elongation of the obtained crosslinked product tends to decrease the tensile strength, and when it is less than 0.05 parts by mass, the abrasion resistance of the obtained crosslinked product, Rolling resistance performance and hardness tend to decrease.
The amount of modifier introduced into the modified farnesene polymer (C) can be calculated based on the modifier reaction rate of the modifier, and various analyzes such as infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy. It can also be determined using equipment.

変性ファルネセン重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は2,000〜50万が好ましく、8,000〜50万がより好ましく、1万5千〜45万が更に好ましく、3万〜30万がより更に好ましい。変性ファルネセン重合体(C)のMwが前記範囲内であると、本発明のゴム組成物の加工性が良好となり、また得られるゴム組成物中のフィラーの分散性が向上するため、その架橋物を用いたタイヤ等の転がり抵抗性能が良好となる。
なお、本明細書において変性ファルネセン重合体(C)のMw及びMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定から求めたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量である。本発明においては、Mwが異なる2種類の変性ファルネセン重合体を併用してもよい。
The weight average molecular weight (Mw) of the modified farnesene polymer (C) is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 8,000 to 500,000, still more preferably 15,000 to 450,000, and more preferably 30,000 to 300,000. Is even more preferable. When the Mw of the modified farnesene polymer (C) is within the above range, the processability of the rubber composition of the present invention is improved and the dispersibility of the filler in the resulting rubber composition is improved. The rolling resistance performance of a tire or the like using the tire becomes good.
In the present specification, Mw and Mn of the modified farnesene polymer (C) are a weight average molecular weight and a number average molecular weight in terms of polystyrene determined from measurement by gel permeation chromatography (GPC). In the present invention, two types of modified farnesene polymers having different Mw may be used in combination.

変性ファルネセン重合体(C)の分子量分布(Mw/Mn)は、1.0〜8.0が好ましく、1.0〜5.0がより好ましく、1.0〜3.0がより更に好ましい。Mw/Mnが前記範囲内であると、得られる変性ファルネセン重合体の粘度のばらつきが小さく、より好ましい。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the modified farnesene polymer (C) is preferably 1.0 to 8.0, more preferably 1.0 to 5.0, and still more preferably 1.0 to 3.0. It is more preferable that Mw / Mn is within the above-mentioned range because the variation of the viscosity of the resulting modified farnesene polymer is small.

変性ファルネセン重合体(C)のガラス転移温度は、−90〜10℃が好ましく、−90〜0℃がより好ましく、−90〜−5℃が更に好ましい。ガラス転移温度が前記範囲であると、転がり抵抗性能が良好となる。また、粘度が高くなるのを抑えることができ取り扱いが容易になる。また変性ファルネセン重合体のビニル含量は99質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。   The glass transition temperature of the modified farnesene polymer (C) is preferably -90 to 10 ° C, more preferably -90 to 0 ° C, still more preferably -90 to -5 ° C. When the glass transition temperature is in the above range, the rolling resistance performance is good. Moreover, it can suppress that a viscosity becomes high and can handle it easily. The vinyl content of the modified farnesene polymer is preferably 99% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less.

本発明のゴム組成物において、ゴム成分(A)100質量部に対する変性ファルネセン重合体(C)の含有量は、0.1〜30質量部であり、0.5〜30質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましく、2〜12質量部が更に好ましい。変性ファルネセン重合体(C)の含有量は前記範囲内であると、ゴム組成物の架橋物の機械強度及び耐摩耗性、該架橋物からなるタイヤ等の転がり抵抗性能が向上する。
なお、本発明のゴム組成物に用いる変性ファルネセン重合体(C)は、単量体単位や分子量及び官能基の種類がそれぞれ異なる2種類以上の変性ファルネセン重合体(C)を含有していてもよい。
In the rubber composition of the present invention, the content of the modified farnesene polymer (C) with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A) is 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 30 parts by mass. -30 mass parts is more preferable, and 2-12 mass parts is still more preferable. When the content of the modified farnesene polymer (C) is within the above range, the mechanical strength and wear resistance of the crosslinked product of the rubber composition and the rolling resistance performance of a tire made of the crosslinked product are improved.
The modified farnesene polymer (C) used in the rubber composition of the present invention may contain two or more kinds of modified farnesene polymers (C) having different monomer units, molecular weights and functional groups. Good.

<シランカップリング剤>
本発明のゴム組成物においてフィラー(B)としてシリカを用いる場合、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、スルフィド系化合物、メルカプト系化合物、ビニル系化合物、アミノ系化合物、グリシドキシ系化合物、ニトロ系化合物、クロロ系化合物等が挙げられる。
スルフィド系化合物としては、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、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−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、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド等が挙げられる。
<Silane coupling agent>
When silica is used as the filler (B) in the rubber composition of the present invention, it is preferable to contain a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include sulfide compounds, mercapto compounds, vinyl compounds, amino compounds, glycidoxy compounds, nitro compounds, and chloro compounds.
Examples of sulfide compounds include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (2-trimethoxy). Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) Disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-trimethoxysilylethyl-N, -Dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl benzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, etc. Can be mentioned.

メルカプト系化合物としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
ビニル系化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アミノ系化合物としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
グリシドキシ系化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ニトロ系化合物としては、例えば、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the mercapto compound include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, and the like.
Examples of the vinyl compound include vinyl triethoxysilane and vinyl trimethoxysilane.
Examples of amino compounds include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, and 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxy. Silane etc. are mentioned.
Examples of glycidoxy compounds include γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. Can be mentioned.
Examples of the nitro compound include 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane.

クロロ系化合物としては、例えば、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、補強効果が大きい観点から、スルフィド系化合物及びメルカプト系化合物等の硫黄を含有するシランカップリング剤が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
Examples of the chloro compound include 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, and the like.
These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Of these, silane coupling agents containing sulfur such as sulfide compounds and mercapto compounds are preferred from the viewpoint of a large reinforcing effect, and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetra Sulfide and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane are more preferable.

前記シランカップリング剤を含有する場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜20質量部がより好ましく、1〜15質量部が更に好ましい。シランカップリング剤の含有量が前記範囲内であると、分散性、補強性、耐摩耗性が向上する。   When the silane coupling agent is contained, the content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica. 15 parts by mass is more preferable. When the content of the silane coupling agent is within the above range, dispersibility, reinforcement, and abrasion resistance are improved.

<その他の成分>
本発明のゴム組成物は、発明の効果を阻害しない範囲で、加工性、流動性等の改良を目的とし、必要に応じてシリコンオイル、アロマオイル、TDAE(Treated Distilled Aromatic Extracts)、MES(Mild Extracted Solvates)、RAE(Residual Aromatic Extracts)、パラフィンオイル、ナフテンオイル等のプロセスオイル;脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、C9系樹脂、ロジン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂、フェノール系樹脂等の樹脂成分;低分子量ポリブタジエン、低分子量ポリイソプレン、低分子量スチレンブタジエン共重合体、低分子量スチレンイソプレン共重合体等の液状重合体;未変性のファルネセン重合体等を含有していてもよい。なお、前記共重合体はブロック又はランダム等のいずれの重合形態であってもよい。液状重合体の重量平均分子量(Mw)は500〜10万であることが加工性の観点から好ましい。本発明のゴム組成物が前記プロセスオイル、樹脂成分、液状重合体又は未変性のファルネセン重合体を含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して50質量部より少ないことが好ましい。
<Other ingredients>
The rubber composition of the present invention is intended to improve processability, fluidity and the like within a range that does not impair the effects of the invention, and if necessary, silicon oil, aroma oil, TDAE (Treated Distilled Aromatic Extracts), MES (Mild) Extracted Solvates), RAE (Residual Aromatic Extracts), paraffin oil, naphthenic oil and other process oils; aliphatic hydrocarbon resins, alicyclic hydrocarbon resins, C9 resins, rosin resins, coumarone / indene resins, phenolic resins Resin component such as resin; liquid polymer such as low molecular weight polybutadiene, low molecular weight polyisoprene, low molecular weight styrene butadiene copolymer, low molecular weight styrene isoprene copolymer; may contain unmodified farnesene polymer . The copolymer may be in any polymerization form such as block or random. The weight average molecular weight (Mw) of the liquid polymer is preferably 500 to 100,000 from the viewpoint of processability. When the rubber composition of the present invention contains the process oil, resin component, liquid polymer or unmodified farnesene polymer, the content is less than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). It is preferable.

本発明のゴム組成物は、発明の効果を阻害しない範囲で、耐候性、耐熱性、耐酸化性等の向上を目的として、必要に応じて老化防止剤、酸化防止剤、ワックス、滑剤、光安定剤、スコーチ防止剤、加工助剤、顔料や色素等の着色剤、難燃剤、帯電防止剤、艶消し剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、発泡剤、抗菌剤、防カビ剤、香料等の添加剤を1種又は2種以上含有していてもよい。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、ラクトン系化合物、ヒドロキシル系化合物等が挙げられる。
老化防止剤としては、例えば、アミン−ケトン系化合物、イミダゾール系化合物、アミン系化合物、フェノール系化合物、硫黄系化合物及びリン系化合物等が挙げられる。
The rubber composition of the present invention is an anti-aging agent, an antioxidant, a wax, a lubricant, a light as needed for the purpose of improving the weather resistance, heat resistance, oxidation resistance, etc., as long as the effects of the invention are not impaired. Stabilizers, scorch inhibitors, processing aids, colorants such as pigments and dyes, flame retardants, antistatic agents, matting agents, antiblocking agents, UV absorbers, mold release agents, foaming agents, antibacterial agents, fungicides 1 type, or 2 or more types of additives, such as an agent and a fragrance | flavor, may be contained.
Examples of the antioxidant include hindered phenol compounds, phosphorus compounds, lactone compounds, hydroxyl compounds, and the like.
Examples of the antiaging agent include amine-ketone compounds, imidazole compounds, amine compounds, phenolic compounds, sulfur compounds, and phosphorus compounds.

本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定されず、前記各成分を均一に混合すればよい。均一に混合する方法としては、例えば、ニーダールーダー、ブラベンダー、バンバリーミキサー、インターナルミキサー等の接線式、若しくは噛合式の密閉式混練機、単軸押出機、二軸押出機、ミキシングロール、ローラー等が挙げられ、通常70〜270℃の温度範囲で行うことができる。   The method for producing the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and the components may be mixed uniformly. Examples of the uniform mixing method include, for example, a tangential or meshing type closed kneader such as a kneader ruder, a brabender, a banbury mixer, an internal mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a mixing roll, and a roller. Etc., and can usually be performed in a temperature range of 70 to 270 ° C.

[本発明のゴム組成物からなる架橋物]
本発明のゴム組成物は、架橋剤を添加して架橋して用いることもできる。架橋剤としては、例えば、硫黄、硫黄化合物、酸素、有機過酸化物、フェノール樹脂及びアミノ樹脂、キノン及びキノンジオキシム誘導体、ハロゲン化合物、アルデヒド化合物、アルコール化合物、エポキシ化合物、金属ハロゲン化物及び有機金属ハロゲン化物、シラン化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。架橋剤の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、0.8〜5質量部が更に好ましい。
[Crosslinked product comprising the rubber composition of the present invention]
The rubber composition of the present invention can be used after being crosslinked by adding a crosslinking agent. Examples of the crosslinking agent include sulfur, sulfur compounds, oxygen, organic peroxides, phenol resins and amino resins, quinones and quinone dioxime derivatives, halogen compounds, aldehyde compounds, alcohol compounds, epoxy compounds, metal halides, and organic metals. Examples thereof include halides and silane compounds. These may be used alone or in combination of two or more. 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components (A), content of a crosslinking agent has more preferable 0.5-10 mass parts, and 0.8-5 mass parts is still more preferable.

上記の架橋剤の中でも、硫黄及び硫黄化合物を用いると、本発明のゴム組成物を加硫させ、加硫ゴムとして利用することもできる。加硫の条件、方法に特に制限はないが、加硫金型を用いて加硫温度120〜200℃及び加硫圧力0.5〜2.0MPaの加圧加熱条件で行うことが好ましい。   Among the above crosslinking agents, when sulfur and a sulfur compound are used, the rubber composition of the present invention can be vulcanized and used as a vulcanized rubber. Although there are no particular limitations on the vulcanization conditions and method, it is preferably carried out using a vulcanization mold under a pressure heating condition of a vulcanization temperature of 120 to 200 ° C. and a vulcanization pressure of 0.5 to 2.0 MPa.

本発明のゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。加硫促進剤としては、例えば、グアニジン系化合物、スルフェンアミド系化合物、チアゾール系化合物、チウラム系化合物、チオウレア系化合物、ジチオカルバミン酸系化合物、アルデヒド−アミン系化合物又はアルデヒド−アンモニア系化合物、イミダゾリン系化合物、キサンテート系化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。前記加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましい。   The rubber composition of the present invention may contain a vulcanization accelerator. Examples of the vulcanization accelerator include guanidine compounds, sulfenamide compounds, thiazole compounds, thiuram compounds, thiourea compounds, dithiocarbamic acid compounds, aldehyde-amine compounds or aldehyde-ammonia compounds, imidazolines. Compounds, xanthate compounds, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When it contains the said vulcanization accelerator, 0.1-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components (A), and 0.1-10 mass parts is more preferable.

本発明のゴム組成物は、更に加硫助剤を含有してもよい。加硫助剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸、亜鉛華等の金属酸化物、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。前記加硫助剤を含有する場合、その含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。   The rubber composition of the present invention may further contain a vulcanization aid. Examples of the vulcanization aid include fatty acids such as stearic acid, metal oxides such as zinc white, and fatty acid metal salts such as zinc stearate. These may be used alone or in combination of two or more. When the said vulcanization | cure adjuvant is contained, 0.1-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components (A), and 1-10 mass parts is more preferable.

[タイヤ]
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を少なくとも一部に用いる。そのため、機械強度が良好であり、また優れた転がり抵抗性能を備える。なお、本発明のタイヤには、本発明のゴム組成物を架橋した架橋物を用いてもよい。本発明のゴム組成物あるいは本発明のゴム組成物からなる架橋物を用いたタイヤは、長期間使用した場合でも前記機械強度等の特性を維持することができる。
[tire]
The tire of the present invention uses at least a part of the rubber composition of the present invention. Therefore, the mechanical strength is good and it has excellent rolling resistance performance. In addition, you may use the crosslinked material which bridge | crosslinked the rubber composition of this invention for the tire of this invention. The tire using the rubber composition of the present invention or the crosslinked product of the rubber composition of the present invention can maintain the characteristics such as the mechanical strength even when used for a long time.

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例及び比較例において使用した各成分は以下のとおりである。
<ゴム成分(A)>
・油展スチレンブタジエンゴム:JSR1723(JSR株式会社製)(A−1)
(ゴム成分:100質量部、オイル成分:37.5質量部)
・スチレンブタジエンゴム :JSR1500(JSR株式会社製)(A−2)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
Each component used in the examples and comparative examples is as follows.
<Rubber component (A)>
Oil-extended styrene butadiene rubber: JSR1723 (manufactured by JSR Corporation) (A-1)
(Rubber component: 100 parts by mass, oil component: 37.5 parts by mass)
Styrene butadiene rubber: JSR1500 (manufactured by JSR Corporation) (A-2)

<フィラー(B)>
・シリカ:ULTRASIL7000GR(エボニック デグサ ジャパン製)(B−1)(湿式シリカ:平均粒子径14nm)
<Filler (B)>
Silica: ULTRASIL 7000GR (Evonik Degussa Japan) (B-1) (Wet silica: average particle size 14 nm)

<変性ファルネセン重合体>
下記製造例1〜3にしたがって製造した変性ポリファルネセン(C−1)、(C−2)及び(X−1)
<Modified farnesene polymer>
Modified polyfarnesene (C-1), (C-2) and (X-1) manufactured according to the following Preparation Examples 1-3

<任意成分>
・硫黄(微粉硫黄200メッシュ、鶴見化学工業株式会社製)
・加硫促進剤
加硫促進剤(1):ノクセラーCZ−G (大内新興化学工業株式会社製)
加硫促進剤(2):ノクセラーD (大内新興化学工業株式会社製)
加硫促進剤(3):ノクセラーTBT−N(大内新興化学工業株式会社製)
・加硫助剤
ステアリン酸 :ルナックS−20(花王株式会社製)
亜鉛華 :酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製)
<Optional component>
・ Sulfur (fine powder sulfur 200 mesh, manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator Vulcanization accelerator (1): Noxeller CZ-G (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator (2): Noxeller D (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
Vulcanization accelerator (3): Noxeller TBT-N (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization aid Stearic acid: LUNAC S-20 (manufactured by Kao Corporation)
Zinc flower: Zinc oxide (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)

・TDAE :VivaTec500(H&R社製)
・シランカップリング剤:Si−75(エボニック デグサ ジャパン製)
・ノクラック6C(大内新興化学工業株式会社製)
・ワックス :サンタイトS(精工化学株式会社製)
・ TDAE: VivaTec500 (manufactured by H & R)
・ Silane coupling agent: Si-75 (Evonik Degussa Japan)
・ Nocrack 6C (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Wax: Suntite S (made by Seiko Chemical Co., Ltd.)

製造例1:変性ポリファルネセン(C−1)の製造
十分に乾燥した耐圧容器を窒素置換し、この耐圧容器にヘキサン1200g、及びn−ブチルリチウム(17質量%ヘキサン溶液)5.0gを仕込み、50℃に昇温した後、撹拌条件下、重合温度が50℃となるように制御しながら、β−ファルネセン1182gを加えて1時間重合した。その後、メタノールを添加して重合反応を停止させ、重合溶液(2388g)を得た。得られた重合反応液に水を添加して撹拌し、水で重合反応液を洗浄した。撹拌を終了し、重合溶液相と水相とが分離していることを確認した後、水を分離した。洗浄終了後の重合反応液を70℃で12時間乾燥することにより、未変性ポリファルネセン(C’−1)を得た。
Production Example 1: Production of Modified Polyfarnesene (C-1) A sufficiently dried pressure vessel was replaced with nitrogen, and 1200 g of hexane and 5.0 g of n-butyllithium (17% by mass hexane solution) were charged into this pressure vessel, 50 After raising the temperature to 0 ° C., 1182 g of β-farnesene was added and polymerized for 1 hour while controlling the polymerization temperature to be 50 ° C. under stirring conditions. Thereafter, methanol was added to stop the polymerization reaction to obtain a polymerization solution (2388 g). Water was added to the obtained polymerization reaction liquid and stirred, and the polymerization reaction liquid was washed with water. Stirring was terminated, and after confirming that the polymerization solution phase and the aqueous phase were separated, water was separated. After completion of the washing, the polymerization reaction solution was dried at 70 ° C. for 12 hours to obtain unmodified polyfarnesene (C′-1).

続いて、窒素置換を行った容量1リットルのオートクレーブ中に、得られた未変性ポリファルネセン(C’−1)300gを仕込み、無水マレイン酸4.5gと2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)3.0gとを添加し、160℃で20時間反応させて、無水マレイン酸変性ポリファルネセン(C−1)を得た。
なお、変性剤反応率は88%、変性ポリファルネセン(C−1)中に導入された変性剤量は未変性ポリファルネセン(C’−1)100質量部に対し1.3質量部であった。得られた変性ポリファルネセン(C−1)の物性を表1に示す。
Subsequently, 300 g of the obtained unmodified polyfarnesene (C′-1) was charged into an autoclave having a capacity of 1 liter subjected to nitrogen substitution, and 4.5 g of maleic anhydride and 2,6-di-t-butyl-4 were added. -3.0 g of methylphenol (BHT) was added and reacted at 160 ° C. for 20 hours to obtain maleic anhydride-modified polyfarnesene (C-1).
The modifier reaction rate was 88%, and the amount of the modifier introduced into the modified polyfarnesene (C-1) was 1.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the unmodified polyfarnesene (C′-1). Table 1 shows the physical properties of the resulting modified polyfarnesene (C-1).

製造例2:変性ポリファルネセン(C−2)の製造
窒素置換を行った容量1リットルのオートクレーブ中に、製造例1と同様の手順で得られた未変性ポリファルネセン(C’−1)300gを仕込み、無水マレイン酸4.5gとBHT1.0gを添加し、160℃で20時間反応させて、無水マレイン酸変性ポリファルネセン(C−2)を得た。
なお、変性剤反応率は88%、変性ポリファルネセン(C−2)中に導入された変性剤量は未変性ポリファルネセン(C’−1)100質量部に対し1.3質量部であった。得られた変性ポリファルネセン(C−2)の物性を表1に示す。
Production Example 2: Production of Modified Polyfarnesene (C-2) 300 g of unmodified polyfarnesene (C′-1) obtained in the same procedure as in Production Example 1 was charged into a 1 liter autoclave subjected to nitrogen substitution. Maleic anhydride 4.5 g and BHT 1.0 g were added and reacted at 160 ° C. for 20 hours to obtain maleic anhydride-modified polyfarnesene (C-2).
The modifier reaction rate was 88%, and the amount of the modifier introduced into the modified polyfarnesene (C-2) was 1.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the unmodified polyfarnesene (C′-1). Table 1 shows the physical properties of the resulting modified polyfarnesene (C-2).

製造例3:変性ポリファルネセン(X−1)の製造
窒素置換を行った容量1リットルのオートクレーブ中に、製造例1と同様の手順で得られた未変性ポリファルネセン(C’−1)300gを仕込み、無水マレイン酸4.5gを添加し、160℃で20時間反応させて、無水マレイン酸変性ポリファルネセン(X−1)を得た。
なお、変性剤反応率は88%、変性ポリファルネセン(X−1)中に導入された変性剤量は未変性ポリファルネセン(C’−1)100質量部に対し1.3質量部であった。得られた変性ポリファルネセン(X−1)の物性を表1に示す。
Production Example 3: Production of Modified Polyfarnesene (X-1) 300 g of unmodified polyfarnesene (C′-1) obtained in the same procedure as in Production Example 1 was charged into a 1-liter autoclave subjected to nitrogen substitution. Maleic anhydride 4.5g was added, and it was made to react at 160 degreeC for 20 hours, and the maleic anhydride modified polyfarnesene (X-1) was obtained.
The modifier reaction rate was 88%, and the amount of the modifier introduced into the modified polyfarnesene (X-1) was 1.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the unmodified polyfarnesene (C′-1). Table 1 shows the physical properties of the obtained modified polyfarnesene (X-1).

なお、変性ファルネセン重合体の各物性の測定方法及び算出方法は以下のとおりである。
(重量平均分子量、最大ピーク分子量及び分子量分布の測定方法)
変性ファルネセン重合体のMw、Mt及びMw/MnはGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算分子量で求めた。測定装置及び条件は、以下のとおりである。
・装置 :東ソー株式会社製GPC装置「GPC8020」
・分離カラム :東ソー株式会社製「TSKgelG4000HXL」
・検出器 :東ソー株式会社製「RI−8020」
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :1.0ml/分
・サンプル濃度:5mg/10ml
・カラム温度 :40℃
なお、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の割合は、前記条件によるGPC測定で得られたGPCクロマトグラムから、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積を求めて、重合体由来の全面積(GPCクロマトグラムとベースラインで囲まれる面積)を100%とした際の面積比として求めた。
In addition, the measuring method and calculation method of each physical property of a modified farnesene polymer are as follows.
(Measurement method of weight average molecular weight, maximum peak molecular weight and molecular weight distribution)
Mw, Mt, and Mw / Mn of the modified farnesene polymer were determined by GPC (gel permeation chromatography) in terms of standard polystyrene equivalent molecular weight. The measuring apparatus and conditions are as follows.
・ Device: GPC device “GPC8020” manufactured by Tosoh Corporation
Separation column: “TSKgel G4000HXL” manufactured by Tosoh Corporation
Detector: “RI-8020” manufactured by Tosoh Corporation
・ Eluent: Tetrahydrofuran ・ Eluent flow rate: 1.0 ml / min ・ Sample concentration: 5 mg / 10 ml
-Column temperature: 40 ° C
In addition, the ratio of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more is obtained from the GPC chromatogram obtained by the GPC measurement under the above conditions to obtain the area of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more. The total area derived from the polymer (the area surrounded by the GPC chromatogram and the base line) was determined as an area ratio when 100%.

(溶融粘度の測定方法)
変性ファルネセン重合体の38℃における溶融粘度をブルックフィールド型粘度計(BROOKFIELD ENGINEERING LABS. INC.製)により測定した。
(ガラス転移温度の測定方法)
変性ファルネセン重合体10mgをアルミパンに採取し、示差走査熱量測定(DSC)により10℃/分の昇温速度条件においてサーモグラムを測定し、DDSCのピークトップの値をガラス転移温度とした。
(Measuring method of melt viscosity)
The melt viscosity of the modified farnesene polymer at 38 ° C. was measured with a Brookfield viscometer (manufactured by BROOKFIELD ENGINEERING LABS. INC.).
(Measurement method of glass transition temperature)
Ten mg of the modified farnesene polymer was sampled on an aluminum pan, and a thermogram was measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a heating rate condition of 10 ° C./min. The peak top value of DDSC was taken as the glass transition temperature.

(変性剤反応率)
・未精製の変性ファルネセン重合体の酸価(洗浄前の酸価)
変性反応後の試料3gにトルエン180mL、エタノール20mLを加え溶解した後、0.1N水酸化カリウムのエタノール溶液で中和滴定し酸価を求めた。なお、中和滴定にはフェノールフタレインを指示薬として用いた。
酸価(mgKOH/g)=(A−B)×F×5.611/S
A:中和に要した0.1N水酸化カリウムのエタノール溶液滴下量(mL)
B:試料を含まないブランクでの0.1N水酸化カリウムのエタノール溶液滴下量(mL)
F:0.1N水酸化カリウムのエタノール溶液の力価
S:秤量した試料の質量(g)
・精製後の変性ファルネセン重合体の酸価(洗浄後の酸価)
また、変性反応後の試料をメタノールで4回洗浄(試料1gに対して5mL)して未反応の無水マレイン酸を除去した後、試料を80℃で12時間、減圧乾燥し、前記と同様の方法にて酸価を求めた。下記式に基づき変性剤反応率を算出した。
〔変性剤反応率〕=〔洗浄後の酸価〕/〔洗浄前の酸価〕×100
(Modifier reaction rate)
-Acid value of unpurified modified farnesene polymer (acid value before washing)
To 3 g of the sample after the denaturation reaction, 180 mL of toluene and 20 mL of ethanol were added and dissolved, and then neutralization titration with an ethanol solution of 0.1 N potassium hydroxide was performed to determine the acid value. For neutralization titration, phenolphthalein was used as an indicator.
Acid value (mgKOH / g) = (A−B) × F × 5.661 / S
A: 0.1N potassium hydroxide ethanol solution drop required for neutralization (mL)
B: 0.1N potassium hydroxide ethanol solution drop volume in a blank containing no sample (mL)
F: Potency of ethanol solution of 0.1N potassium hydroxide S: Weight of sample weighed (g)
-Acid value of the modified farnesene polymer after purification (acid value after washing)
The sample after the denaturation reaction was washed 4 times with methanol (5 mL relative to 1 g of the sample) to remove unreacted maleic anhydride, and then the sample was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 12 hours. The acid value was determined by the method. The modifier reaction rate was calculated based on the following formula.
[Modifier reaction rate] = [Acid value after washing] / [Acid value before washing] × 100

(未変性のファルネセン重合体に導入された変性剤量)
前記で求めた変性剤反応率から、下記式に従い、未反応の変性ファルネセン重合体に対して導入された官能基の量を算出した。
〔未変性のファルネセン重合体100質量部に対し導入された変性剤に由来する官能基の量〕=〔添加した変性剤の質量(g)〕×〔変性剤反応率(%)〕/〔未変性のファルネセン重合体の質量(g)〕
(Amount of modifier introduced into unmodified farnesene polymer)
From the modifier reaction rate determined above, the amount of the functional group introduced into the unreacted modified farnesene polymer was calculated according to the following formula.
[Amount of functional group derived from modifier introduced to 100 parts by mass of unmodified farnesene polymer] = [Mass of modifier added (g)] × [Modifier reaction rate (%)] / [Unmodified Mass of modified farnesene polymer (g)]

Figure 2016037588
Figure 2016037588

実施例1〜2及び比較例1〜2
表2に記載した配合割合(質量部)にしたがって、ゴム成分(A)、フィラー(B)、変性ファルネセン重合体(C)又は(X)、TDAE、シランカップリング剤、加硫助剤、ワックス及び老化防止剤を、それぞれ密閉式バンバリーミキサーに投入して開始温度75℃、樹脂温度が160℃となるように6分間混練した後、ミキサー外に取り出して室温まで冷却した。次いで、この混合物をミキシングロールに入れ、硫黄及び加硫促進剤を加えて60℃で6分間混練することでゴム組成物を得た。
また、得られたゴム組成物をプレス成形(160℃、35〜40分)して架橋物(加硫ゴム)のシート(厚み2mm)を作製し、下記の方法に基づき、硬度、引張破断強度、耐摩耗性、及び転がり抵抗性能を評価した。結果を表2に示す。
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2
According to the blending ratio (parts by mass) described in Table 2, rubber component (A), filler (B), modified farnesene polymer (C) or (X), TDAE, silane coupling agent, vulcanization aid, wax The anti-aging agent and the anti-aging agent were respectively put into a closed Banbury mixer and kneaded for 6 minutes so that the starting temperature was 75 ° C. and the resin temperature was 160 ° C., then taken out of the mixer and cooled to room temperature. Next, this mixture was placed in a mixing roll, sulfur and a vulcanization accelerator were added, and kneaded at 60 ° C. for 6 minutes to obtain a rubber composition.
Further, the obtained rubber composition was press-molded (160 ° C., 35 to 40 minutes) to produce a crosslinked product (vulcanized rubber) sheet (thickness 2 mm). Based on the following methods, hardness and tensile strength at break The wear resistance and the rolling resistance performance were evaluated. The results are shown in Table 2.

なお、各評価の測定方法は以下のとおりである。
(1)硬度
実施例及び比較例で作製した架橋物のシートを用いて、JIS K6253に準拠して、タイプA硬度計により硬度を測定し、柔軟性の指標とした。各実施例及び比較例の数値は、比較例2の値を100とした際の相対値である。なお、数値が大きいほど、当該組成物をタイヤに用いた際のタイヤの変形が小さく、操縦安定性が向上する。
(2)引張破断強度
実施例及び比較例で作製した架橋物のシートからJIS3に準じてダンベル状試験片を打ち抜き、インストロン社製引張試験機を用いて、JIS K 6251に準じて引張破断強度を測定した。各実施例及び比較例の数値は、比較例2の値を100とした際の相対値である。なお、数値が大きいほど、機械強度が良好である。
(3)耐摩耗性
JIS K 6264に準拠して、10N荷重下、摩耗距離40mでのDIN摩耗量を測定した。表2における各実施例及び比較例の数値は、DIN摩耗量の逆数において比較例2の値を100とした際の相対値である。なお、数値が大きいほど摩耗量が少なく耐摩耗性が良好である。
(4)転がり抵抗性能
実施例及び比較例で作製した架橋物のシートから縦40mm×横7mmの試験片を切り出し、GABO社製動的粘弾性測定装置を用いて、測定温度60℃、周波数10Hz、静的歪み10%、動的歪み2%の条件でtanδを測定し、転がり抵抗の指標とした。各実施例及び比較例の数値は、比較例2の値を100とした際の相対値である。なお、数値が小さいほどゴム組成物の転がり抵抗性能が良好である。
In addition, the measuring method of each evaluation is as follows.
(1) Hardness Using the cross-linked sheets prepared in the examples and comparative examples, the hardness was measured with a type A hardness meter in accordance with JIS K6253, and used as an index of flexibility. The numerical value of each Example and Comparative Example is a relative value when the value of Comparative Example 2 is set to 100. In addition, the larger the numerical value, the smaller the deformation of the tire when the composition is used for the tire, and the steering stability is improved.
(2) Tensile strength at break The dumbbell-shaped test piece was punched out from the cross-linked sheets prepared in Examples and Comparative Examples according to JIS3, and the tensile strength at break according to JIS K 6251 was measured using an Instron tensile tester. Was measured. The numerical value of each Example and Comparative Example is a relative value when the value of Comparative Example 2 is set to 100. In addition, mechanical strength is so favorable that a numerical value is large.
(3) Abrasion resistance Based on JIS K 6264, the amount of DIN wear at a wear distance of 40 m was measured under a load of 10 N. The numerical values of each Example and Comparative Example in Table 2 are relative values when the value of Comparative Example 2 is set to 100 in the reciprocal of the DIN wear amount. The larger the numerical value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.
(4) Rolling resistance performance A 40 mm long x 7 mm wide test piece was cut out from the cross-linked sheet produced in the examples and comparative examples, and measured using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by GABO at a temperature of 60 ° C and a frequency of 10 Hz. Tan δ was measured under the conditions of 10% static strain and 2% dynamic strain, and used as an index of rolling resistance. The numerical value of each Example and Comparative Example is a relative value when the value of Comparative Example 2 is set to 100. In addition, the rolling resistance performance of a rubber composition is so favorable that a numerical value is small.

Figure 2016037588
Figure 2016037588

表2より、本発明の構成要件を満たす実施例1及び2のゴム組成物は、変性ファルネセン重合体(C)を含有しない比較例2のゴム組成物に比べ、高硬度で、機械強度、耐摩耗性、及び転がり抵抗性能のいずれにも優れる架橋物が得られることが分かる。また、本発明の構成要件を満たす実施例1及び2のゴム組成物は、分子量がMt×1.45以上の重合体の割合が高すぎる変性ファルネセン重合体(X−1)を用いた比較例1に比べ、高硬度で、機械強度、耐摩耗性、及び転がり抵抗性能に優れた架橋物が得られることが分かる。   From Table 2, the rubber compositions of Examples 1 and 2 that satisfy the constituent requirements of the present invention have higher hardness, mechanical strength, and resistance to resistance than the rubber composition of Comparative Example 2 that does not contain the modified farnesene polymer (C). It turns out that the crosslinked material which is excellent in both abrasion property and rolling resistance performance is obtained. In addition, the rubber compositions of Examples 1 and 2 that satisfy the constituent requirements of the present invention are comparative examples using the modified farnesene polymer (X-1) in which the proportion of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more is too high. It can be seen that a cross-linked product having a high hardness and excellent mechanical strength, wear resistance, and rolling resistance performance can be obtained as compared with 1.

実施例3〜4及び比較例3〜4
表3に記載した配合割合(質量部)にしたがって各成分を用いた以外は実施例1と同様にしてゴム組成物を得た。
また、得られたゴム組成物をプレス成形(145℃、25〜30分)して架橋物(加硫ゴム)のシート(厚み2mm)を作製し、前述の方法に基づき、硬度及び転がり抵抗性能を評価した。結果を表3に示す。なお、硬度についての各実施例及び比較例の数値は、比較例4の値を100とした際の相対値である。また、転がり抵抗性能についての各実施例及び比較例の数値は、比較例4の値を100とした際の相対値である。
Examples 3-4 and Comparative Examples 3-4
A rubber composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each component was used according to the blending ratio (parts by mass) described in Table 3.
Further, the obtained rubber composition is press-molded (145 ° C., 25 to 30 minutes) to produce a cross-linked product (vulcanized rubber) sheet (thickness 2 mm). Based on the above-described methods, hardness and rolling resistance performance are obtained. Evaluated. The results are shown in Table 3. In addition, the numerical value of each Example about a hardness and a comparative example is a relative value when the value of the comparative example 4 is set to 100. Moreover, the numerical value of each Example and comparative example about rolling resistance performance is a relative value when the value of the comparative example 4 is set to 100.

Figure 2016037588
Figure 2016037588

表3より、本発明の構成要件を満たす実施例3及び4のゴム組成物は、分子量がMt×1.45以上である重合体の割合が高すぎる変性ファルネセン重合体(X−1)を用いた比較例3に比べ、高硬度で、転がり抵抗性能に優れた架橋物が得られることが分かる。また、変性ファルネセン重合体(C)の配合量を変化させてもこれらの効果を奏するゴム組成物及び架橋物が得られることが分かる。   From Table 3, the rubber compositions of Examples 3 and 4 that satisfy the constituent requirements of the present invention use the modified farnesene polymer (X-1) in which the proportion of the polymer having a molecular weight of Mt × 1.45 or more is too high. It can be seen that a cross-linked product having high hardness and excellent rolling resistance performance can be obtained as compared with Comparative Example 3 described above. Moreover, it turns out that the rubber composition and crosslinked material which show these effects are obtained even if it changes the compounding quantity of a modified | denatured farnesene polymer (C).

本発明のゴム組成物は架橋剤を加える等して架橋性のゴム組成物とした場合、機械強度、耐摩耗性等に優れ、高硬度の架橋物を与えることから、タイヤ用途、工業用ベルト、工業用ゴムホース等の工業用部材用途等に好適に用いることができる。特に、タイヤ用途等に架橋物を用いた場合には、転がり抵抗性能が向上するため有用である。   When the rubber composition of the present invention is made into a crosslinkable rubber composition by adding a crosslinking agent or the like, it is excellent in mechanical strength, wear resistance, etc., and gives a high hardness crosslinked product. It can be suitably used for industrial member applications such as industrial rubber hoses. In particular, when a crosslinked product is used for a tire application or the like, it is useful because the rolling resistance performance is improved.

Claims (14)

合成ゴム及び天然ゴムから選ばれる1種以上のゴム成分(A)100質量部に対して、カーボンブラック及びシリカから選ばれる1種以上のフィラー(B)を20〜150質量部、及びファルネセン由来の単量体単位を含む変性ファルネセン重合体(C)を0.1〜30質量部含有するゴム組成物であり、前記変性ファルネセン重合体(C)が、下記条件(I)及び(II)を満たすゴム組成物。
条件(I):38℃における溶融粘度が0.1〜3,000Pa・sである変性ファルネセン重合体。
条件(II):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における最大ピーク分子量(Mt)が3,000〜550,000であり、GPCクロマトグラムの重合体由来の全面積を100%として、Mt×1.45以上の分子量を有する重合体の面積割合が0〜20%である変性ファルネセン重合体。
20 to 150 parts by mass of one or more fillers (B) selected from carbon black and silica with respect to 100 parts by mass of one or more rubber components (A) selected from synthetic rubber and natural rubber, and farnesene-derived A rubber composition containing 0.1 to 30 parts by mass of a modified farnesene polymer (C) containing a monomer unit, and the modified farnesene polymer (C) satisfies the following conditions (I) and (II): Rubber composition.
Condition (I): A modified farnesene polymer having a melt viscosity at 38 ° C. of 0.1 to 3,000 Pa · s.
Condition (II): The maximum peak molecular weight (Mt) in gel permeation chromatography (GPC) is 3,000 to 550,000, and the total area derived from the polymer in the GPC chromatogram is 100%. A modified farnesene polymer having an area ratio of a polymer having a molecular weight of 45 or more of 0 to 20%.
前記変性ファルネセン重合体(C)が、無水カルボン酸由来の官能基及びアルコキシシリル基から選ばれる1種以上の官能基を有する、請求項1に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 1, wherein the modified farnesene polymer (C) has at least one functional group selected from a functional group derived from a carboxylic anhydride and an alkoxysilyl group. 前記無水カルボン酸由来の官能基が無水マレイン酸由来の官能基である、請求項2に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 2, wherein the functional group derived from carboxylic anhydride is a functional group derived from maleic anhydride. 前記変性ファルネセン重合体(C)の重量平均分子量(Mw)が2,000〜50万である、請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the modified farnesene polymer (C) has a weight average molecular weight (Mw) of 2,000 to 500,000. 前記変性ファルネセン重合体(C)が、未変性のファルネセン重合体に対して変性剤を導入する変性反応により得られたものであり、該変性反応において用いた変性剤の量に対する重合体中に導入された変性剤の量の割合として計算できる変性剤反応率が40〜100%である、請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。   The modified farnesene polymer (C) is obtained by a modification reaction in which a modifier is introduced into the unmodified farnesene polymer, and is introduced into the polymer with respect to the amount of the modifier used in the modification reaction. The rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein a modifier reaction rate that can be calculated as a ratio of the amount of the modified modifier is 40 to 100%. 前記カーボンブラックの平均粒子径が5〜100nmであり、前記シリカの平均粒子径が0.5〜200nmである、請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbon black has an average particle size of 5 to 100 nm and the silica has an average particle size of 0.5 to 200 nm. 前記シリカ100質量部に対してシランカップリング剤を0.1〜30質量部含有する、請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition in any one of Claims 1-6 which contains 0.1-30 mass parts of silane coupling agents with respect to 100 mass parts of said silica. 前記ゴム成分が、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム及びイソプレンゴムから選ばれる1種以上である、請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the rubber component is one or more selected from natural rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and isoprene rubber. 前記スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量が10万〜250万である、請求項8に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 8, wherein the styrene-butadiene rubber has a weight average molecular weight of 100,000 to 2.5 million. 前記スチレンブタジエンゴムのスチレン含量が0.1〜70質量%である、請求項8又は9に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 8 or 9, wherein the styrene-butadiene rubber has a styrene content of 0.1 to 70 mass%. 前記ブタジエンゴム又はイソプレンゴムの重量平均分子量が9万〜200万である、請求項8〜10のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 8 to 10, wherein the butadiene rubber or isoprene rubber has a weight average molecular weight of 90,000 to 2,000,000. 前記ブタジエンゴム又はイソプレンゴムのビニル含量が50質量%以下である、請求項8〜11のいずれかに記載のゴム組成物。   The rubber composition according to any one of claims 8 to 11, wherein the vinyl content of the butadiene rubber or isoprene rubber is 50% by mass or less. 請求項1〜12のいずれかに記載のゴム組成物を少なくとも一部に用いたタイヤ。   A tire using at least a part of the rubber composition according to claim 1. ファルネセン由来の単量体単位を含む重合体100質量部に対して、変性剤を0.1〜100質量部及び老化防止剤を0.01〜10質量部添加し、130℃〜200℃で反応させる、変性ファルネセン重合体の製造方法。   To 100 parts by mass of a polymer containing a monomer unit derived from farnesene, 0.1 to 100 parts by mass of a modifier and 0.01 to 10 parts by mass of an antioxidant are added and reacted at 130 to 200 ° C. A method for producing a modified farnesene polymer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016037589A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社クラレ Modified farnesene polymer, production method therefor, rubber composition, and tire
WO2018043699A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 株式会社クラレ Rubber composition
CN110719922A (en) * 2017-06-07 2020-01-21 飞纳技术有限公司 Silane-functionalized poly (farnesene) and rubber mixtures comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047347A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社クラレ Rubber composition and tire
WO2013125496A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 株式会社クラレ Rubber composition and tire
WO2015025762A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 株式会社クラレ Rubber composition and tire
JP2016037589A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社クラレ Modified farnesene polymer, production method therefor, rubber composition, and tire

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047347A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社クラレ Rubber composition and tire
WO2013125496A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 株式会社クラレ Rubber composition and tire
WO2015025762A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 株式会社クラレ Rubber composition and tire
JP2016037589A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社クラレ Modified farnesene polymer, production method therefor, rubber composition, and tire

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016037589A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社クラレ Modified farnesene polymer, production method therefor, rubber composition, and tire
WO2018043699A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 株式会社クラレ Rubber composition
JPWO2018043699A1 (en) * 2016-09-02 2019-06-24 株式会社クラレ Rubber composition
US11124631B2 (en) 2016-09-02 2021-09-21 Kuraray Co., Ltd. Rubber compositions
CN110719922A (en) * 2017-06-07 2020-01-21 飞纳技术有限公司 Silane-functionalized poly (farnesene) and rubber mixtures comprising the same
KR20200017451A (en) * 2017-06-07 2020-02-18 피나 테크놀러지, 인코포레이티드 Silane Functionalized Poly (Farnesene) and Rubber Compounds Comprising the Same
JP2020523441A (en) * 2017-06-07 2020-08-06 フィナ テクノロジー,インコーポレイティド Silane-functionalized poly(farnesene) and rubber compound containing it
CN110719922B (en) * 2017-06-07 2022-07-05 飞纳技术有限公司 Silane-functionalized poly (farnesene) and rubber mixtures comprising the same
JP7185645B2 (en) 2017-06-07 2022-12-07 フィナ テクノロジー,インコーポレイティド Silane-functionalized poly(farnesene) and rubber compounds containing same
KR102578081B1 (en) * 2017-06-07 2023-09-13 피나 테크놀러지, 인코포레이티드 Silane-functionalized poly(farnesene) and rubber compounds comprising the same

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