JP6459307B2 - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire.
近年、車両走行時の低燃費性の面から、タイヤの転がり抵抗を低減することが求められている。また、安全性の面から、ウェット性能（ウェット路面での制動性能）の向上が求められている。これに対し、タイヤのトレッド部を構成するゴム成分に、シリカを配合して、低転がり抵抗性とウェット性能とを両立する方法が知られている。
しかし、シリカはゴム成分との親和性が低く、また、シリカ同士の凝集性が高いため、ゴム成分に単にシリカを配合してもシリカが分散せず、転がり抵抗を低減する効果やウェット性能を向上させる効果が十分に得られないという問題があった。
In recent years, it has been required to reduce rolling resistance of tires from the viewpoint of low fuel consumption during vehicle travel. In addition, from the viewpoint of safety, improvement in wet performance (braking performance on a wet road surface) is required. On the other hand, a method is known in which silica is blended with the rubber component constituting the tread portion of the tire to achieve both low rolling resistance and wet performance.
However, since silica has low affinity with rubber components and high cohesiveness between silicas, silica is not dispersed even if silica is simply added to the rubber component, reducing rolling resistance and wet performance. There is a problem that the effect of improving cannot be obtained sufficiently.
これに対し、特許文献１には、活性末端を有する特定の共役ジエン系重合体鎖に所定の変性剤を反応させることで得られる共役ジエン系ゴムが開示されている。特許文献１によると、上記共役ジエン系ゴムを用いることで、シリカとゴムとの親和性が良好となり、タイヤの低発熱性（低転がり抵抗性）やウェットグリップ性を向上させることができる旨が記載されている。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a conjugated diene rubber obtained by reacting a specific modifier with a specific conjugated diene polymer chain having an active end. According to Patent Document 1, by using the conjugated diene rubber, the affinity between silica and rubber is improved, and the low heat build-up (low rolling resistance) and wet grip properties of the tire can be improved. Have been described.
一方、環境問題および資源問題などから、車両のさらなる低燃費性が求められ、それに伴い、タイヤの低転がり抵抗性のさらなる向上が求められている。また、求められる安全レベルの向上に伴い、ウェット性能についてもさらなる向上が求められている。さらに、製造プロセスの観点から、粘度の低減や耐スコーチ性の向上も求められている。 On the other hand, due to environmental problems and resource problems, further low fuel consumption of vehicles is required, and accordingly, further improvement in tire rolling resistance is required. Further, with the improvement of the required safety level, further improvement in wet performance is also required. Furthermore, from the viewpoint of the manufacturing process, reduction in viscosity and improvement in scorch resistance are also demanded.
このようななか、本発明者らが特許文献１に記載の共役ジエン系ゴムについて検討したところ、得られるゴム組成物は、粘度、耐スコーチ性、ならびに、タイヤにしたときのウェット性能および低転がり抵抗性について、必ずしも昨今要求されるレベルを満たすものではないことが明らかになった。 Under these circumstances, the present inventors examined the conjugated diene rubber described in Patent Document 1. As a result, the resulting rubber composition has a viscosity, scorch resistance, wet performance and low rolling resistance when used as a tire. It became clear that sex does not necessarily meet the level required recently.
そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、粘度が低く、耐スコーチ性に優れ、タイヤにしたときに優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示すタイヤトレッド用ゴム組成物、ならびに、上記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a tire tread rubber composition having a low viscosity, excellent scorch resistance, excellent wet performance and low rolling resistance when made into a tire, and the tire tread. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire using the rubber composition.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、特定の共役ジエン系ゴムとメルカプト基を有するシランカップリング剤とを併用し、各成分を所定の割合で配合することで上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors can solve the above problems by using a specific conjugated diene rubber and a silane coupling agent having a mercapto group in combination and blending each component at a predetermined ratio. And found the present invention.
That is, the present inventor has found that the above problem can be solved by the following configuration.
（１） ジエン系ゴムと、シリカと、メルカプト基を有するシランカップリング剤とを含有し、
上記ジエン系ゴムが特定共役ジエン系ゴムを含み、上記ジエン系ゴム中の上記特定共役ジエン系ゴムの含有量が３０質量％以上であり、
上記特定共役ジエン系ゴムが、下記工程ＡとＢとＣとをこの順に備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０〜１５０質量部であり、
上記シランカップリング剤の含有量が、上記シリカの含有量に対して、２．０〜２０質量％である、タイヤトレッド用ゴム組成物。
・工程Ａ：イソプレンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合することにより、イソプレン単位含有量が８０〜９５質量％であり、芳香族ビニル単位含有量が５〜２０質量％であり、重量平均分子量が５００〜１５，０００である、活性末端を有する重合体ブロックＡを形成する工程
・工程Ｂ：上記重合体ブロックＡと、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物とを混合して重合反応を継続し、活性末端を有する重合体ブロックＢを、上記重合体ブロックＡと一続きにして形成することにより、上記重合体ブロックＡおよび上記重合体ブロックＢを有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程
・工程Ｃ：上記共役ジエン系重合体鎖の上記活性末端に、後述する式（１）で示されるポリオルガノシロキサンを反応させる工程
（２） 上記シランカップリング剤が、後述する式（Ａ１）で表される化合物、および／または、後述する式（Ａ３）で表される繰り返し単位および後述する式（Ａ４）で表される繰り返し単位を有する共重合物である、上記（１）に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（３） さらに後述する式（Ｉ）で表されるアルキルトリアルコキシシランを含有し、
上記アルキルトリアルコキシシランの含有量が、上記シリカの含有量に対して、０．２〜２０質量％である、上記（１）または（２）に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（４） さらに軟化点が６０〜１５０℃の芳香族変性テルペン樹脂を含有し、
上記芳香族変性テルペン樹脂の含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３〜３０質量部である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（５） 上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤ。
(1) containing a diene rubber, silica, and a silane coupling agent having a mercapto group,
The diene rubber contains a specific conjugated diene rubber, and the content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is 30% by mass or more,
The specific conjugated diene rubber is a conjugated diene rubber produced by a method for producing a conjugated diene rubber comprising the following steps A, B and C in this order,
The content of the silica is 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
A rubber composition for a tire tread, wherein a content of the silane coupling agent is 2.0 to 20% by mass with respect to a content of the silica.
Step A: by polymerizing a monomer mixture containing isoprene and aromatic vinyl, the isoprene unit content is 80 to 95% by mass, the aromatic vinyl unit content is 5 to 20% by mass, and the weight Step of forming polymer block A having an active terminal having an average molecular weight of 500 to 15,000 and step B: the polymer block A and a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl And the polymerization reaction is continued, and the polymer block B having the active terminal is formed continuously with the polymer block A, thereby having the polymer block A and the polymer block B. Step / Step C for obtaining a conjugated diene polymer chain having a terminal: The polyorganosiloxane represented by the formula (1) described below is attached to the active terminal of the conjugated diene polymer chain. (2) The above silane coupling agent is a compound represented by the formula (A1) described below, and / or a repeating unit represented by the formula (A3) described below, and a formula (A4) described below. The rubber composition for a tire tread according to the above (1), which is a copolymer having a repeating unit represented by formula (1).
(3) further contains an alkyltrialkoxysilane represented by the formula (I) described later,
The rubber composition for a tire tread according to the above (1) or (2), wherein the content of the alkyltrialkoxysilane is 0.2 to 20% by mass with respect to the content of the silica.
(4) Further contains an aromatic modified terpene resin having a softening point of 60 to 150 ° C,
The rubber composition for a tire tread according to any one of (1) to (3), wherein the content of the aromatic modified terpene resin is 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. .
(5) A pneumatic tire using the tire tread rubber composition according to any one of (1) to (4) above as a tread.
以下に示すように、本発明によれば、粘度が低く、耐スコーチ性に優れ、タイヤにしたときに優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示すタイヤトレッド用ゴム組成物、ならびに、上記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することができる。
なお、以下、タイヤにしたときにウェット性能に優れることを単に「ウェット性能に優れる」とも言う。また、タイヤにしたときに低転がり抵抗性が優れることを単に「低転がり抵抗性に優れる」とも言う。
As described below, according to the present invention, a rubber composition for a tire tread having low viscosity, excellent scorch resistance, excellent wet performance and low rolling resistance when formed into a tire, and the tire tread described above. A pneumatic tire using the rubber composition for a vehicle can be provided.
In the following, the fact that the tire is excellent in wet performance is also simply referred to as “excellent in wet performance”. Moreover, when it is made into a tire, it is also simply called "it is excellent in low rolling resistance" that it is excellent in low rolling resistance.
以下に、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物、および本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤについて説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Below, the rubber composition for tire treads of this invention and the pneumatic tire using the rubber composition for tire treads of this invention are demonstrated.
In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
［タイヤトレッド用ゴム組成物］
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物（以下、本発明の組成物とも言う）は、ジエン系ゴムと、シリカと、メルカプト基を有するシランカップリング剤とを含有する。
ここで、上記ジエン系ゴムは特定共役ジエン系ゴムを含み、上記ジエン系ゴム中の上記特定共役ジエン系ゴムの含有量は３０質量％以上である。
また、上記特定共役ジエン系ゴムは、後述する工程ＡとＢとＣとをこの順に備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムである。
また、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０〜１５０質量部である。
また、上記シランカップリング剤の含有量は、上記シリカの含有量に対して、２．０〜２０質量％である。
本発明の組成物はこのような構成をとるため、粘度が低く、耐スコーチ性に優れ、タイヤにしたときに優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示すものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
[Rubber composition for tire tread]
The tire tread rubber composition of the present invention (hereinafter also referred to as the composition of the present invention) contains a diene rubber, silica, and a silane coupling agent having a mercapto group.
Here, the diene rubber includes a specific conjugated diene rubber, and the content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is 30% by mass or more.
The specific conjugated diene rubber is a conjugated diene rubber produced by a method for producing a conjugated diene rubber comprising steps A, B and C described later in this order.
Moreover, content of the said silica is 30-150 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers.
Moreover, content of the said silane coupling agent is 2.0-20 mass% with respect to content of the said silica.
Since the composition of the present invention has such a configuration, it is considered that the composition has low viscosity, excellent scorch resistance, and excellent wet performance and low rolling resistance when formed into a tire. The reason is not clear, but it is presumed that it is as follows.
本発明の組成物は、特定共役ジエン系ゴムを含むジエン系ゴム、シリカ、および、メルカプト基を有するシランカップリング剤（以下、メルカプト系シランカップリング剤とも言う）を含有する。ここで、後述するように、上記特定共役ジエン系ゴムは、イソプレンを重合することにより形成される重合体ブロックＡにゴム系の重合体ブロックＢを形成し、さらに特定のポリオルガノシロキサンを反応させることで得られる。
上記メルカプト系シランカップリング剤は、組成物中のジエン系ゴムおよびシリカと相互作用し、ジエン系ゴム中のシリカの分散性を向上させ、結果として、本発明の組成物は優れたウェット性能および低転がり抵抗性を示すものと考えられる。ここで、メルカプト系シランカップリング剤のメルカプト基と特定共役ジエン系ゴムの重合体ブロックＡとの相互作用が極めて強いために上記のような効果が発現されているものと考えられる。
また、上記相互作用によってメルカプト基が安定化されるため、本発明の組成物は優れた耐スコーチ性を示すものと考えられる。
これらのことは後述する比較例が示すように、メルカプト系シランカップリング剤を含有するが特定共役ジエン系ゴムを含有しない場合（標準例）や、特定共役ジエン系ゴムを含有するがメルカプト系シランカップリング剤を含有しない（メルカプト系シランカップリング剤以外のシランカップリング剤を含有する）場合（比較例２）には、ウェット性能、低転がり抵抗性および耐スコーチ性がいずれも不十分となることからも推測される。
The composition of the present invention contains a diene rubber containing a specific conjugated diene rubber, silica, and a silane coupling agent having a mercapto group (hereinafter also referred to as a mercapto silane coupling agent). Here, as will be described later, the specific conjugated diene rubber forms a rubber-based polymer block B on a polymer block A formed by polymerizing isoprene and further reacts with a specific polyorganosiloxane. Can be obtained.
The mercapto silane coupling agent interacts with the diene rubber and silica in the composition to improve the dispersibility of the silica in the diene rubber. As a result, the composition of the present invention has excellent wet performance and It is considered that low rolling resistance is exhibited. Here, since the interaction between the mercapto group of the mercapto-based silane coupling agent and the polymer block A of the specific conjugated diene-based rubber is extremely strong, it is considered that the above-described effects are exhibited.
Further, since the mercapto group is stabilized by the above interaction, the composition of the present invention is considered to exhibit excellent scorch resistance.
As shown in comparative examples to be described later, these include a mercapto silane coupling agent but no specific conjugated diene rubber (standard example), or a specific conjugated diene rubber but a mercapto silane. When no coupling agent is contained (a silane coupling agent other than a mercapto-based silane coupling agent is contained) (Comparative Example 2), the wet performance, low rolling resistance and scorch resistance are all insufficient. It is guessed from that.
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。 Hereinafter, each component contained in the composition of this invention is explained in full detail.
〔ジエン系ゴム〕
本発明の組成物に含有されるジエン系ゴムは、特定共役ジエン系ゴムを含む。
[Diene rubber]
The diene rubber contained in the composition of the present invention includes a specific conjugated diene rubber.
＜特定共役ジエン系ゴム＞
上述のとおり、上記特定共役ジエン系ゴムは、下記工程ＡとＢとＣとをこの順に備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムである。
・工程Ａ：イソプレンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合することにより、イソプレン単位含有量が８０〜９５質量％であり、芳香族ビニル単位含有量が５〜２０質量％であり、重量平均分子量が５００〜１５，０００である、活性末端を有する重合体ブロックＡを形成する工程
・工程Ｂ：上記重合体ブロックＡと、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物とを混合して重合反応を継続し、活性末端を有する重合体ブロックＢを、上記重合体ブロックＡと一続きにして形成することにより、上記重合体ブロックＡおよび上記重合体ブロックＢを有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程
・工程Ｃ：上記共役ジエン系重合体鎖の上記活性末端に、後述する式（１）で示されるポリオルガノシロキサンを反応させる工程
以下、各工程について詳述する。
<Specific conjugated diene rubber>
As described above, the specific conjugated diene rubber is a conjugated diene rubber manufactured by a method for manufacturing a conjugated diene rubber including the following steps A, B, and C in this order.
Step A: by polymerizing a monomer mixture containing isoprene and aromatic vinyl, the isoprene unit content is 80 to 95% by mass, the aromatic vinyl unit content is 5 to 20% by mass, and the weight Step of forming polymer block A having an active terminal having an average molecular weight of 500 to 15,000 and step B: the polymer block A and a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl And the polymerization reaction is continued, and the polymer block B having the active terminal is formed continuously with the polymer block A, thereby having the polymer block A and the polymer block B. Step / Step C for obtaining a conjugated diene polymer chain having a terminal: The polyorganosiloxane represented by the formula (1) described below is attached to the active terminal of the conjugated diene polymer chain. Step reacting the down will be described in detail for each step.
（工程Ａ）
工程Ａでは、イソプレンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合することにより、イソプレン単位含有量が８０〜９５質量％であり、芳香族ビニル単位含有量が５〜２０質量％であり、重量平均分子量が５００〜１５，０００である、活性末端を有する重合体ブロックＡを形成する。
(Process A)
In Step A, by polymerizing a monomer mixture containing isoprene and aromatic vinyl, the isoprene unit content is 80 to 95% by mass, the aromatic vinyl unit content is 5 to 20% by mass, and the weight A polymer block A having an active terminal having an average molecular weight of 500 to 15,000 is formed.
上記単量体混合物はイソプレンおよび芳香族ビニルのみであってもよいし、イソプレンおよび芳香族ビニル以外の単量体を含んでもよい。
上記芳香族ビニルとしては特に制限されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、５−ｔ−ブチル−２−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノメチルスチレン、およびジメチルアミノエチルスチレンなどが挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。これらの芳香族ビニルは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
The monomer mixture may contain only isoprene and aromatic vinyl, or may contain monomers other than isoprene and aromatic vinyl.
The aromatic vinyl is not particularly limited, and examples thereof include styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, Examples include 2,4-diisopropylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 4-t-butylstyrene, 5-t-butyl-2-methylstyrene, vinylnaphthalene, dimethylaminomethylstyrene, and dimethylaminoethylstyrene. Among these, styrene is preferable. These aromatic vinyls can be used alone or in combination of two or more.
イソプレンおよび芳香族ビニル以外の単量体の例としては、１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、および１，３−ヘキサジエンなどのイソプレン以外の共役ジエン；アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルなどのα，β−不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸、および無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物；メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびアクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル；１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および５−エチリデン−２−ノルボルネンなどの非共役ジエン；などが挙げられる。これらの中でも、１，３−ブタジエンが好ましい。これらは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of monomers other than isoprene and aromatic vinyl include 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and Conjugated dienes other than isoprene such as 1,3-hexadiene; α, β-unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; unsaturated carboxylic acids or acid anhydrides such as acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride; Unsaturated carboxylic esters such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, and butyl acrylate; 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,7-octadiene, dicyclopentadiene, and 5-ethylidene-2-norbornene Non-conjugated dienes such as; Among these, 1,3-butadiene is preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
上記単量体混合物は、不活性溶媒中で重合されるのが好ましい。
上記不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用されるものであって、重合反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。その具体例としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、および２−ブテンなどの鎖状脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、およびシクロヘキセンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどの芳香族炭化水素；などが挙げられる。不活性溶媒の使用量は、単量体混合物濃度が、例えば、１〜８０質量％であり、好ましくは１０〜５０質量％である。
The monomer mixture is preferably polymerized in an inert solvent.
The inert solvent is not particularly limited as long as it is one usually used in solution polymerization and does not inhibit the polymerization reaction. Specific examples thereof include, for example, chain aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, heptane, and 2-butene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclohexene; benzene, toluene, and xylene Aromatic hydrocarbons such as; and the like. As for the usage-amount of an inert solvent, a monomer mixture density | concentration is 1-80 mass%, for example, Preferably it is 10-50 mass%.
上記単量体は重合開始剤により重合されるのが好ましい。
上記重合開始剤としては、イソプレンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されない。その具体例としては、例えば、有機アルカリ金属化合物および有機アルカリ土類金属化合物、ならびにランタン系列金属化合物などを主触媒とする重合開始剤が好ましく使用される。有機アルカリ金属化合物としては、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、およびスチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物；ジリチオメタン、１，４−ジリチオブタン、１，４−ジリチオ−２−エチルシクロヘキサン、１，３，５−トリリチオベンゼン、および１，３，５−トリス（リチオメチル）ベンゼンなどの有機多価リチウム化合物；ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物；カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物；などが挙げられる。また、有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、ジ−ｎ−ブチルマグネシウム、ジ−ｎ−ヘキシルマグネシウム、ジエトキシカルシウム、ジステアリン酸カルシウム、ジ−ｔ−ブトキシストロンチウム、ジエトキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジエチルメルカプトバリウム、ジ−ｔ−ブトキシバリウム、ジフェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ジステアリン酸バリウム、およびジケチルバリウムなどが挙げられる。ランタン系列金属化合物を主触媒とする重合開始剤としては、例えば、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウムおよびガドリニウムなどのランタン系列金属と、カルボン酸、およびリン含有有機酸などとからなるランタン系列金属の塩を主触媒とし、これと、アルキルアルミニウム化合物、有機アルミニウムハイドライド化合物、および有機アルミニウムハライド化合物などの助触媒とからなる重合開始剤などが挙げられる。これらの重合開始剤の中でも、有機モノリチウム化合物を用いることが好ましく、ｎ−ブチルリチウムを用いることがより好ましい。なお、有機アルカリ金属化合物は、予め、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、およびヘプタメチレンイミンなどの第２級アミンと反応させて、有機アルカリ金属アミド化合物として使用してもよい。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
重合開始剤の使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、単量体混合物１００ｇ当り、好ましくは４〜２５０ｍｍｏｌ、より好ましくは６〜２００ｍｍｏｌ、特に好ましくは１０〜７０ｍｍｏｌの範囲である。
The monomer is preferably polymerized with a polymerization initiator.
The polymerization initiator is not particularly limited as long as it can polymerize a monomer mixture containing isoprene and aromatic vinyl to give a polymer chain having an active end. As specific examples thereof, for example, a polymerization initiator mainly containing an organic alkali metal compound, an organic alkaline earth metal compound, a lanthanum series metal compound, or the like is preferably used. 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, Organic polyvalent lithium compounds such as 4-dilithio-2-ethylcyclohexane, 1,3,5-trilithiobenzene, and 1,3,5-tris (lithiomethyl) benzene; organic sodium compounds such as sodium naphthalene; potassium naphthalene and the like Organic potassium compounds; and the like. Examples of the organic alkaline earth metal compound include di-n-butylmagnesium, di-n-hexylmagnesium, diethoxycalcium, calcium distearate, di-t-butoxystrontium, diethoxybarium, and diisopropoxybarium. , Diethyl mercaptobarium, di-t-butoxybarium, diphenoxybarium, diethylaminobarium, barium distearate, and diketylbarium. Examples of the polymerization initiator having a lanthanum series metal compound as a main catalyst include, for example, a lanthanum series metal comprising a lanthanum series metal such as lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium and gadolinium, a carboxylic acid, and a phosphorus-containing organic acid. And a polymerization initiator composed of this salt and a cocatalyst such as an alkylaluminum compound, an organoaluminum hydride compound, and an organoaluminum halide compound. Among these polymerization initiators, it is preferable to use an organic monolithium compound, and it is more preferable to use n-butyllithium. The organic alkali metal compound is used as an organic alkali metal amide compound by previously reacting with a secondary amine such as dibutylamine, dihexylamine, dibenzylamine, pyrrolidine, hexamethyleneimine, and heptamethyleneimine. Also good. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the polymerization initiator used may be determined according to the target molecular weight, but is preferably 4 to 250 mmol, more preferably 6 to 200 mmol, and particularly preferably 10 to 70 mmol per 100 g of the monomer mixture. is there.
上記単量体混合物を重合する重合温度は、例えば、−８０〜＋１５０℃、好ましくは０〜１００℃、より好ましくは２０〜９０℃の範囲である。
重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。また、結合様式としては、例えば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。
重合体ブロックＡにおけるイソプレン単位中の１，４−結合含有量を調節する方法としては、例えば、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加し、その添加量を調整する方法などが挙げられる。極性化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、および２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパンなどのエーテル化合物；テトラメチルエチレンジアミンなどの第三級アミン；アルカリ金属アルコキシド；ホスフィン化合物；などが挙げられる。これらの中でも、エーテル化合物、および第三級アミンが好ましく、その中でも、重合開始剤の金属とキレート構造を形成し得るものがより好ましく、２，２−ジ（テトラヒドロフリル）プロパン、およびテトラメチルエチレンジアミンが特に好ましい。
極性化合物の使用量は、目的とする１，４−結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤１ｍｏｌに対して、０．０１〜３０ｍｏｌが好ましく、０．０５〜１０ｍｏｌがより好ましい。極性化合物の使用量が上記範囲内にあると、イソプレン単位中の１，４−結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
The polymerization temperature for polymerizing the monomer mixture is, for example, in the range of −80 to + 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 20 to 90 ° C.
As the polymerization mode, any mode such as batch mode or continuous mode can be adopted. Moreover, as a coupling | bonding mode, it can be set as various coupling | bonding modes, such as a block shape, a taper shape, and a random shape, for example.
Examples of the method for adjusting the 1,4-bond content in the isoprene unit in the polymer block A include a method in which a polar compound is added to an inert solvent and the amount added is adjusted during the polymerization. Examples of polar compounds include ether compounds such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, and 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane; tertiary amines such as tetramethylethylenediamine; alkali metal alkoxides; phosphine compounds; Among these, ether compounds and tertiary amines are preferable, and among them, those capable of forming a chelate structure with the metal of the polymerization initiator are more preferable, 2,2-di (tetrahydrofuryl) propane, and tetramethylethylenediamine Is particularly preferred.
What is necessary is just to determine the usage-amount of a polar compound according to the target 1, 4- bond content, and 0.01-30 mol is preferable with respect to 1 mol of polymerization initiators, and 0.05-10 mol is more preferable. When the amount of the polar compound used is within the above range, the 1,4-bond content in the isoprene unit can be easily adjusted, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
重合体ブロックＡにおけるイソプレン単位中の１，４−結合含有量は、１０〜９５質量％であることが好ましく、２０〜９５質量％であることがより好ましい。
なお、本明細書において、イソプレン単位中の１，４−結合含有量とは、重合体ブロックＡが有する全イソプレン単位に対する、１，４−結合のイソプレン単位の割合（質量％）を指す。
The 1,4-bond content in the isoprene unit in the polymer block A is preferably 10 to 95% by mass, and more preferably 20 to 95% by mass.
In addition, in this specification, 1,4-bond content in an isoprene unit refers to the ratio (mass%) of the 1,4-bond isoprene unit with respect to all the isoprene units which the polymer block A has.
重合体ブロックＡの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定されるポリスチレン換算の値として、５００〜１５，０００である。なかでも、１，０００〜１２，０００であることがより好ましく、１，５００〜１０，０００であることがさらに好ましい。
重合体ブロックＡの重量平均分子量が５００に満たないと、所望の低発熱性とウェット性能が発現しにくくなる。
重合体ブロックＡの重量平均分子量が１５，０００を超えると、所望の低転がりとウェット性能の指標となる粘弾性特性のバランスが崩れる可能性がある。
重合体ブロックＡの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、１．０〜１．５であることが好ましく、１．０〜１．３であることがより好ましい。重合体ブロックＡの分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が上記範囲内にあると、特定共役ジエン系ゴムの製造がより容易となる。なお、ＭｗおよびＭｎはいずれもＧＰＣによって測定されるポリスチレン換算の値である。
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer block A is 500-15,000 as a polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography (GPC). Especially, it is more preferable that it is 1,000-12,000, and it is further more preferable that it is 1,500-10,000.
If the weight average molecular weight of the polymer block A is less than 500, the desired low heat build-up and wet performance are hardly exhibited.
If the weight average molecular weight of the polymer block A exceeds 15,000, there is a possibility that the balance between the desired low rolling and viscoelastic properties that serve as an indicator of wet performance may be lost.
The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polymer block A is preferably 1.0 to 1.5, and preferably 1.0 to 1.5. More preferably, it is 1.3. When the molecular weight distribution value (Mw / Mn) of the polymer block A is within the above range, the production of the specific conjugated diene rubber becomes easier. Mw and Mn are both polystyrene-equivalent values measured by GPC.
重合体ブロックＡのイソプレン単位含有量は、８０〜９５質量％である。なかでも、８５〜９５質量％であることが好ましい。
重合体ブロックＡの芳香族ビニル単位含有量は５〜２０質量％である。なかでも、５〜１５質量％であることが好ましく、５〜１３質量％であることがより好ましい。
重合体ブロックＡにおける、イソプレン単位および芳香族ビニル単位以外の単量体単位の含有量は、１５質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることがさらに好ましい。
The isoprene unit content of the polymer block A is 80 to 95% by mass. Especially, it is preferable that it is 85-95 mass%.
The aromatic vinyl unit content of the polymer block A is 5 to 20% by mass. Especially, it is preferable that it is 5-15 mass%, and it is more preferable that it is 5-13 mass%.
The content of monomer units other than isoprene units and aromatic vinyl units in the polymer block A is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and 6% by mass or less. More preferably it is.
（工程Ｂ）
工程Ｂでは、上述した工程Ａで形成された重合体ブロックＡと、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物とを混合して重合反応を継続し、活性末端を有する重合体ブロックＢを、上記重合体ブロックＡと一続きにして形成することにより、上記重合体ブロックＡおよび上記重合体ブロックＢを有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る。
(Process B)
In step B, the polymer block A formed in step A described above and a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl are mixed to continue the polymerization reaction, and a polymer having an active end By forming the block B together with the polymer block A, a conjugated diene polymer chain having an active terminal and having the polymer block A and the polymer block B is obtained.
上記芳香族ビニルの具体例および好適な態様は上述のとおりである。 Specific examples and preferred embodiments of the aromatic vinyl are as described above.
上記単量体混合物は、不活性溶媒中で重合されるのが好ましい。
上記不活性溶媒の定義、具体例および好適な態様は上述のとおりである。
重合体ブロックＢを形成する際の活性末端を有する重合体ブロックＡの使用量は、目的とする分子量に応じて決定すればよいが、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物１００ｇ当り、例えば、０．１〜５ｍｍｏｌ、好ましくは０．１５〜２ｍｍｏｌ、より好ましくは０．２〜１．５ｍｍｏｌの範囲である。
重合体ブロックＡと１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物との混合方法は、特に限定されず、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物の溶液中に活性末端を有する重合体ブロックＡを加えてもよいし、活性末端を有する重合体ブロックＡの溶液中に１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を加えてもよい。重合の制御の観点より、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物の溶液中に活性末端を有する重合体ブロックＡを加えることが好ましい。
１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合するに際し、重合温度は、例えば、−８０〜＋１５０℃、好ましくは０〜１００℃、より好ましくは２０〜９０℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式など、いずれの様式をも採用できる。なかでも、回分式が好ましい。
重合体ブロックＢの各単量体の結合様式は、例えば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、ランダム状が好ましい。１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルの結合様式をランダム状にする場合、重合系内において、１，３−ブタジエンと芳香族ビニルとの合計量に対する芳香族ビニルの比率が高くなりすぎないように、１，３−ブタジエンと芳香族ビニルとを、連続的または断続的に重合系内に供給して重合することが好ましい。
The monomer mixture is preferably polymerized in an inert solvent.
The definition, specific examples and preferred embodiments of the inert solvent are as described above.
The amount of the polymer block A having an active terminal at the time of forming the polymer block B may be determined according to the target molecular weight, but a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl For example, in the range of 0.1 to 5 mmol, preferably 0.15 to 2 mmol, more preferably 0.2 to 1.5 mmol per 100 g.
The mixing method of the polymer block A and the monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl is not particularly limited, and the polymer block A is mixed in the monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl. Polymer block A having an active end may be added, or a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl may be added to a solution of polymer block A having an active end. From the viewpoint of controlling the polymerization, it is preferable to add the polymer block A having an active end to a solution of a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl.
When polymerizing a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl, the polymerization temperature is, for example, in the range of −80 to + 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., more preferably 20 to 90 ° C. . As the polymerization mode, any mode such as batch mode or continuous mode can be adopted. Of these, the batch type is preferable.
The bonding mode of each monomer of the polymer block B can be various bonding modes such as a block shape, a taper shape, and a random shape. Among these, a random shape is preferable. When the bonding mode of 1,3-butadiene and aromatic vinyl is made random, the ratio of aromatic vinyl to the total amount of 1,3-butadiene and aromatic vinyl in the polymerization system should not be too high. 1,3-butadiene and aromatic vinyl are preferably fed continuously or intermittently into the polymerization system for polymerization.
重合体ブロックＢの１，３−ブタジエン単位含有量は特に制限されないが、５５〜９５質量％であることが好ましく、５５〜９０質量％であることがより好ましい。
重合体ブロックＢの芳香族ビニル単位含有量は特に制限されないが、５〜４５質量％であることが好ましく、１０〜４５質量％であることがより好ましい。
The 1,3-butadiene unit content of the polymer block B is not particularly limited, but is preferably 55 to 95% by mass, and more preferably 55 to 90% by mass.
The aromatic vinyl unit content of the polymer block B is not particularly limited, but is preferably 5 to 45% by mass, and more preferably 10 to 45% by mass.
重合体ブロックＢは、１，３−ブタジエン単位および芳香族ビニル単位以外に、さらに、その他の単量体単位を有していてもよい。その他の単量体単位を構成するために用いられるその他の単量体としては、上述した「イソプレン以外の単量体のうち芳香族ビニル以外の例」のうち１，３−ブタジエンを除いたものや、イソプレンなどが挙げられる。
重合体ブロックＢのその他の単量体単位の含有量は、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３５質量％以下であることがさらに好ましい。
The polymer block B may further contain other monomer units in addition to the 1,3-butadiene unit and the aromatic vinyl unit. As other monomers used to constitute other monomer units, those obtained by removing 1,3-butadiene from the above-mentioned “examples other than isoprene among monomers other than isoprene” And isoprene.
The content of other monomer units in the polymer block B is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and further preferably 35% by mass or less.
重合体ブロックＢにおける１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量を調節するためには、重合に際し、不活性溶媒に極性化合物を添加することが好ましい。ただし、重合体ブロックＡの調製時に、不活性溶媒に、重合体ブロックＢにおける１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量を調節するのに十分な量の極性化合物を添加している場合は、新たに極性化合物を添加しなくてもよい。ビニル結合含有量を調節するために用いられる極性化合物についての具体例は、上述の重合体ブロックＡの形成に用いられる極性化合物と同様である。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤１ｍｏｌに対して、好ましくは０．０１〜１００ｍｏｌ、より好ましくは０．１〜３０ｍｏｌの範囲で調節すればよい。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ、重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
重合体ブロックＢにおける１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量は、好ましくは１０〜９０質量％、より好ましくは２０〜８０質量％、特に好ましくは２５〜７０質量％である。
In order to adjust the vinyl bond content in the 1,3-butadiene unit in the polymer block B, it is preferable to add a polar compound to the inert solvent during the polymerization. However, when the polymer block A is prepared, a sufficient amount of a polar compound to adjust the vinyl bond content in the 1,3-butadiene unit in the polymer block B is added to the inert solvent. It is not necessary to add a new polar compound. Specific examples of the polar compound used for adjusting the vinyl bond content are the same as the polar compound used for the formation of the polymer block A described above. The amount of the polar compound used may be determined according to the target vinyl bond content, and is preferably adjusted in the range of 0.01 to 100 mol, more preferably 0.1 to 30 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiator. do it. When the amount of the polar compound used is in this range, it is easy to adjust the vinyl bond content in the 1,3-butadiene unit, and problems due to the deactivation of the polymerization initiator hardly occur.
The vinyl bond content in the 1,3-butadiene unit in the polymer block B is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, and particularly preferably 25 to 70% by mass.
工程ＡおよびＢにより、重合体ブロックＡおよび重合体ブロックＢを有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得ることができる。
上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖は、生産性の観点より、重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢで構成され、重合体ブロックＢの末端が活性末端であることが好ましいが、重合体ブロックＡを複数有していてもよいし、その他の重合体ブロックを有していてもよい。例えば、重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢ−重合体ブロックＡ、および重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢ−イソプレンのみからなるブロックなどの、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が挙げられる。共役ジエン系重合体鎖の活性末端側にイソプレンのみからなるブロックを形成させる場合、イソプレンの使用量は、初めの重合反応に使用した重合開始剤１ｍｏｌに対して、１０〜１００ｍｏｌであることが好ましく、１５〜７０ｍｏｌであることがより好ましく、２０〜３５ｍｏｌであることが特に好ましい。
上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における重合体ブロックＡと重合体ブロックＢとの質量比（重合体ブロックＡ、Ｂが複数ある場合は、それぞれの合計質量を基準とする）は、（重合体ブロックＡの質量）／（重合体ブロックＢの質量）として、０．００１〜０．１であることが好ましく、０．００３〜０．０７であることがより好ましく、０．００５〜０．０５であることが特に好ましい。
上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、１．０〜３．０であることが好ましく、１．０〜２．５であることがより好ましく、１．０〜２．２であることが特に好ましい。活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の分子量分布の値（Ｍｗ／Ｍｎ）が上記範囲内にあると、特定共役ジエン系ゴムの製造が容易となる。なお、ＭｗおよびＭｎはいずれもＧＰＣによって測定されるポリスチレン換算の値である。
上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖中、イソプレン単位および１，３−ブタジエン単位の合計の含有量が５０〜９９．９９５質量％、芳香族ビニル単位の含有量が０．００５〜５０質量％であることが好ましく、イソプレン単位および１，３−ブタジエン単位の合計の含有量が５５〜９５質量％、芳香族ビニル単位の含有量が５〜４５質量％であることがより好ましく、イソプレン単位および１，３−ブタジエン単位の合計の含有量が５５〜９０質量％、芳香族ビニル単位の含有量が１０〜４５質量％であることが特に好ましい。また、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖におけるイソプレン単位中および１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量は、上述した重合体ブロックＢにおける１，３−ブタジエン単位中のビニル結合含有量と同様である。
By steps A and B, a conjugated diene polymer chain having an active terminal and having polymer block A and polymer block B can be obtained.
From the viewpoint of productivity, the conjugated diene polymer chain having an active end is composed of a polymer block A-polymer block B, and the end of the polymer block B is preferably an active end. A plurality of blocks A may be included, or other polymer blocks may be included. For example, polymer block A-polymer block B-polymer block A and polymer block A-polymer block B-blocks consisting only of isoprene and the like conjugated diene polymer chains having an active end can be mentioned. When forming a block consisting only of isoprene on the active terminal side of the conjugated diene polymer chain, the amount of isoprene used is preferably 10 to 100 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiator used in the initial polymerization reaction. It is more preferably 15 to 70 mol, and particularly preferably 20 to 35 mol.
The mass ratio between the polymer block A and the polymer block B in the conjugated diene polymer chain having the active terminal (when there are a plurality of polymer blocks A and B, the total mass is based on each) is: As mass of polymer block A) / (mass of polymer block B), it is preferably 0.001 to 0.1, more preferably 0.003 to 0.07, and 0.005 to 0. .05 is particularly preferred.
The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene polymer chain having an active end is 1.0 to 3.0. Is more preferable, 1.0 to 2.5 is more preferable, and 1.0 to 2.2 is particularly preferable. When the molecular weight distribution value (Mw / Mn) of the conjugated diene polymer chain having an active end is within the above range, the production of the specific conjugated diene rubber is facilitated. Mw and Mn are both polystyrene-equivalent values measured by GPC.
In the conjugated diene polymer chain having an active terminal, the total content of isoprene units and 1,3-butadiene units is 50 to 99.995% by mass, and the content of aromatic vinyl units is 0.005 to 50% by mass. %, More preferably the total content of isoprene units and 1,3-butadiene units is 55 to 95% by mass, and the content of aromatic vinyl units is 5 to 45% by mass, and isoprene units It is particularly preferable that the total content of 1,3-butadiene units is 55 to 90% by mass, and the content of aromatic vinyl units is 10 to 45% by mass. The vinyl bond content in the isoprene unit and the 1,3-butadiene unit in the conjugated diene polymer chain having an active terminal is the vinyl bond content in the 1,3-butadiene unit in the polymer block B described above. It is the same.
（工程Ｃ）
工程Ｃは、工程Ｂで得られた共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、下記式（１）で示されるポリオルガノシロキサンを反応させる工程である。
(Process C)
Step C is a step in which the polyorganosiloxane represented by the following formula (1) is reacted with the active terminal of the conjugated diene polymer chain obtained in Step B.
上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ８は、炭素数１〜６のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ１およびＸ４は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜５のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ２は、炭素数１〜５のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基であり、複数あるＸ２は互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ３は、２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、Ｘ３が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。ｍは３〜２００の整数、ｎはＯ〜２００の整数、ｋはＯ〜２００の整数である。 In the above formula (1), R 1 ~R 8 is an alkyl group or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms, which may be different from be the same as each other. X 1 and X 4 are composed of a group having 4 to 12 carbon atoms containing an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an epoxy group. Any group selected from the group may be the same or different. X 2 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, and a plurality of X 2 may be the same as or different from each other. X 3 is a group containing 2 to 20 alkylene glycol repeating units, and when there are a plurality of X 3 , they may be the same as or different from each other. m is an integer of 3 to 200, n is an integer of O to 200, and k is an integer of O to 200.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｒ1〜Ｒ8、Ｘ1およびＸ4で表される炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびシクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数６〜１２のアリール基としては、例えば、フェニル基、およびメチルフェニル基などが挙げられる。これらのなかでも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の観点から、メチル基、およびエチル基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 8 , X 1 and X 4 include a methyl group, an ethyl group, and n- Examples include propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, and cyclohexyl group. Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a methylphenyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of production of the polyorganosiloxane itself.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ1、Ｘ2、およびＸ4で表される炭素数１〜５のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、およびブトキシ基などが挙げられる。なかでも、共役ジエン系重合体鎖の活性末端との反応性の観点から、メトキシ基、およびエトキシ基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms represented by X 1 , X 2 and X 4 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, A propoxy group, a butoxy group, etc. are mentioned. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferred from the viewpoint of reactivity with the active terminal of the conjugated diene polymer chain.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ1、Ｘ2、およびＸ4で表されるエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基としては、下記式（２）で表される基が挙げられる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), the group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group represented by X 1 , X 2 , and X 4 is represented by the following formula (2). Group.
上記式（２）中、Ｚ1は、炭素数１〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｚ2はメチレン基、硫黄原子、または酸素原子であり、Ｅはエポキシ基を有する炭素数２〜１０の炭化水素基である。上記式（２）中、＊は結合位置を表す。 The formula (2) in, Z 1 is an alkylene group or an alkyl arylene group having 1 to 10 carbon atoms, Z 2 is methylene group, a sulfur atom or an oxygen atom, 2 carbon atoms E is an epoxy group To 10 hydrocarbon groups. In the above formula (2), * represents a bonding position.
上記式（２）で表される基において、Ｚ2が酸素原子であるものが好ましく、Ｚ2が酸素原子であり、かつ、Ｅがグリシジル基であるものがより好ましく、Ｚ1が炭素数１〜３のアルキレン基であり、Ｚ2が酸素原子であり、かつ、Ｅがグリシジル基であるものが特に好ましい。 In the group represented by the formula (2) is preferably a Z 2 is an oxygen atom, Z 2 is an oxygen atom, and is more preferable E is a glycidyl group, Z 1 is C 1 -C Particularly preferred is an alkylene group of ˜3, Z 2 is an oxygen atom, and E is a glycidyl group.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ1およびＸ4としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基、または炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、また、Ｘ2としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基が好ましく、Ｘ1およびＸ4が炭素数１〜６のアルキル基であり、かつ、Ｘ2がエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基であることがより好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), X 1 and X 4 are preferably a group having 4 to 12 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms containing an epoxy group. X 2 is preferably an epoxy group-containing group having 4 to 12 carbon atoms, X 1 and X 4 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and X 2 is an epoxy group. It is more preferable that it is a C4-C12 group containing group.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、Ｘ3、すなわち２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記式（３）で表される基が好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), X 3 , that is, a group containing 2 to 20 alkylene glycol repeating units is preferably a group represented by the following formula (3).
上記式（３）中、ｔは２〜２０の整数であり、Ｐは炭素数２〜１０のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｑは炭素数１〜１０のアルコキシ基またはアリールオキシ基である。上記式（３）中、＊は結合位置を表す。これらの中でも、ｔが２〜８の整数であり、Ｐが炭素数３のアルキレン基であり、Ｒが水素原子であり、かつ、Ｑがメトキシ基であるものが好ましい。 In said formula (3), t is an integer of 2-20, P is a C2-C10 alkylene group or an alkylarylene group, R is a hydrogen atom or a methyl group, Q is C1-C1. 10 alkoxy groups or aryloxy groups. In the above formula (3), * represents a bonding position. Among these, it is preferable that t is an integer of 2 to 8, P is an alkylene group having 3 carbon atoms, R is a hydrogen atom, and Q is a methoxy group.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｍは３〜２００の整数であり、好ましくは２０〜１５０の整数、より好ましくは３０〜１２０の整数である。ｍが３以上の整数であるため、特定共役ジエン系ゴムはシリカとの親和性が高く、その結果、本発明の組成物から得られるタイヤは優れた低発熱性を示す。また、ｍが２００以下の整数であるため、ポリオルガノシロキサン自体の製造が容易になると共に、本発明の組成物の粘度は低くなる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), m is an integer of 3 to 200, preferably an integer of 20 to 150, more preferably an integer of 30 to 120. Since m is an integer of 3 or more, the specific conjugated diene rubber has high affinity with silica, and as a result, the tire obtained from the composition of the present invention exhibits excellent low heat build-up. Moreover, since m is an integer of 200 or less, the production of the polyorganosiloxane itself is facilitated, and the viscosity of the composition of the present invention is lowered.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｎは０〜２００の整数であり、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１２０の整数である。また、上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｋは０〜２００の整数であり、好ましくは０〜１５０の整数、より好ましくは０〜１３０の整数である。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), n is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, more preferably an integer of 0 to 120. Moreover, in the polyorganosiloxane represented by the said Formula (1), k is an integer of 0-200, Preferably it is an integer of 0-150, More preferably, it is an integer of 0-130.
上記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、ｍ、ｎ、およびｋの合計数は、３〜４００であることが好ましく、２０〜３００であることがより好ましく、３０〜２５０であることが特に好ましい。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), the total number of m, n, and k is preferably 3 to 400, more preferably 20 to 300, and 30 to 250. Is particularly preferred.
なお、上記式（１）で示されるポリオルガノシロキサンにおいて、ポリオルガノシロキサン中のエポキシ基が共役ジエン系重合体鎖の活性末端と反応する場合、ポリオルガノシロキサン中の少なくとも一部のエポキシ基が開環することにより、エポキシ基が開環した部分の炭素原子と共役ジエン系重合体鎖の活性末端との結合が形成されると考えられる。また、ポリオルガノシロキサン中のアルコキシ基が共役ジエン系重合体鎖の活性末端と反応する場合、ポリオルガノシロキサン中の少なくとも一部のアルコキシ基が脱離することにより、脱離したアルコキシ基が結合していたポリオルガノシロキサンにおけるケイ素原子と共役ジエン系重合体鎖の活性末端との結合が形成されると考えられる。 In the polyorganosiloxane represented by the above formula (1), when the epoxy group in the polyorganosiloxane reacts with the active end of the conjugated diene polymer chain, at least a part of the epoxy group in the polyorganosiloxane is opened. By ringing, it is considered that a bond between the carbon atom of the portion where the epoxy group is opened and the active end of the conjugated diene polymer chain is formed. In addition, when the alkoxy group in the polyorganosiloxane reacts with the active end of the conjugated diene polymer chain, at least a part of the alkoxy group in the polyorganosiloxane is eliminated, so that the released alkoxy group is bonded. It is considered that a bond is formed between the silicon atom in the polyorganosiloxane and the active end of the conjugated diene polymer chain.
上記ポリオルガノシロキサン（以下、変性剤とも言う）の使用量は、重合に使用した重合開始剤１ｍｏｌに対する変性剤中のエポキシ基およびアルコキシ基の合計ｍｏｌ数の比が０．１〜１の範囲となる量であることが好ましく、０．２〜０．９の範囲となる量であることがより好ましく、０．３〜０．８の範囲となる量であることがさらに好ましい。 The amount of the polyorganosiloxane (hereinafter also referred to as a modifier) is such that the ratio of the total number of moles of epoxy groups and alkoxy groups in the modifier relative to 1 mol of the polymerization initiator used in the polymerization is 0.1 to 1. The amount is preferably in the range of 0.2 to 0.9, more preferably in the range of 0.3 to 0.8.
上記共役ジエン系ゴムの製造方法では、上述した変性剤にて、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を変性する他に、重合停止剤、上述した変性剤以外の重合末端変性剤、およびカップリング剤などを重合系内に添加することにより、一部の共役ジエン系重合体鎖の活性末端を、本発明の効果を阻害しない範囲で、不活性化してもよい。すなわち、特定共役ジエン系ゴムは、一部の共役ジエン系重合体鎖の活性末端が、本発明の効果を阻害しない範囲で、重合停止剤、上述した変性剤以外の重合末端変性剤、およびカップリング剤などにより不活性化されていてもよい。
このときに用いられる重合末端変性剤およびカップリング剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−フェニル−２−ピロリドン、およびＮ−メチル−ε−カプロラクタムなどのＮ−置換環状アミド類；１，３−ジメチルエチレン尿素、および１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノンなどのＮ−置換環状尿素類；４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、および４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンなどのＮ−置換アミノケトン類；ジフェニルメタンジイソシアネート、および２，４−トリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのＮ，Ｎ−ジ置換アミノアルキルメタクリルアミド類；４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンズアルデヒドなどのＮ−置換アミノアルデヒド類１ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのＮ−置換カルボジイミド類；Ｎ−エチルエチリデンイミン、Ｎ−メチルベンジリデンイミンなどのシッフ塩基類；４−ビニルピリジンなどのピリジル基含有ビニル化合物；四塩化錫；四塩化ケイ素、ヘキサクロロジシラン、ビス（トリクロロシリル）メタン、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン、１，３−ビス（トリクロロシリル）プロパン、１，４−ビス（トリクロロシリル）ブタン、１，５−ビス（トリクロロシリル）ペンタン、および１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンなどのハロゲン化ケイ素化合物；などが挙げられる。１分子中に５以上のケイ素−ハロゲン原子結合を有するハロゲン化ケイ素化合物をカップリング剤として併用して得られる高分岐共役ジエン系ゴムを用いて得られるタイヤは、操縦安定性が優れる。これらの重合末端変性剤およびカップリング剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the method for producing a conjugated diene rubber, in addition to modifying the conjugated diene polymer chain having an active end with the above-described modifier, a polymerization terminator, a polymerization terminal modifier other than the above-described modifier, and a cup By adding a ring agent or the like into the polymerization system, the active ends of some of the conjugated diene polymer chains may be inactivated so long as the effects of the present invention are not impaired. That is, the specific conjugated diene rubber has a polymerization terminator, a polymerization terminal modifier other than the above-described modifier, and a cup as long as the active ends of some conjugated diene polymer chains do not hinder the effects of the present invention. It may be inactivated by a ring agent or the like.
Examples of the polymerization terminal modifier and coupling agent used at this time include N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-phenyl-2-pyrrolidone, and N-methyl-ε-caprolactam. N-substituted cyclic amides such as; N-substituted cyclic ureas such as 1,3-dimethylethyleneurea and 1,3-diethyl-2-imidazolidinone; 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, And N-substituted aminoketones such as 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone; aromatic isocyanates such as diphenylmethane diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate; N, such as N, N-dimethylaminopropylmethacrylamide N-disubstituted aminoalkylmethacrylamides; 4-N, N-dimethyl N-substituted aminoaldehydes such as tilaminobenzaldehyde 1 N-substituted carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide; Schiff bases such as N-ethylethylideneimine and N-methylbenzylideneimine; pyridyl group-containing vinyl compounds such as 4-vinylpyridine Tin tetrachloride; silicon tetrachloride, hexachlorodisilane, bis (trichlorosilyl) methane, 1,2-bis (trichlorosilyl) ethane, 1,3-bis (trichlorosilyl) propane, 1,4-bis (trichlorosilyl) And halogenated silicon compounds such as butane, 1,5-bis (trichlorosilyl) pentane, and 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane. A tire obtained using a hyperbranched conjugated diene rubber obtained by using a halogenated silicon compound having 5 or more silicon-halogen atom bonds in one molecule as a coupling agent has excellent steering stability. These polymerization terminal modifiers and coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、上述した変性剤などを反応させる際、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液に、変性剤などを添加することが好ましく、反応を良好に制御する観点から、変性剤などを不活性溶媒に溶解して重合系内に添加することがより好ましい。その溶液濃度は、１〜５０質量％の範囲とすることが好ましい。
変性剤などを添加する時期は、特に限定されないが、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における重合反応が完結しておらず、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が単量体をも含有している状態、より具体的には、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を含有する溶液が、好ましくは１００ｐｐｍ以上、より好ましくは３００〜５０，０００ｐｐｍの単量体を含有している状態で、この溶液に変性剤などを添加することが望ましい。変性剤などの添加をこのように行なうことにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と重合系中に含まれる不純物との副反応を抑制して、反応を良好に制御することが可能となる。
共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、上述した変性剤などを反応させるときの条件としては、温度が、例えば、０〜１００℃、好ましくは３０〜９０℃の範囲であり、それぞれの反応時間が、例えば、１分〜１２０分、好ましくは２分〜６０分の範囲である。
共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、変性剤などを反応させた後は、メタノールおよびイソプロパノールなどのアルコールまたは水などの、重合停止剤を添加して未反応の活性末端を失活させることが好ましい。
When the above-mentioned modifier is reacted with the active end of the conjugated diene polymer chain, it is preferable to add the modifier to the solution containing the conjugated diene polymer chain having the active end, and the reaction is good. From the viewpoint of controlling the concentration, it is more preferable to dissolve the modifier in an inert solvent and add it to the polymerization system. The solution concentration is preferably in the range of 1 to 50% by mass.
The timing for adding the modifier is not particularly limited, but the polymerization reaction in the conjugated diene polymer chain having an active end is not completed, and a solution containing a conjugated diene polymer chain having an active end is simple. In a state of containing a monomer, more specifically, a solution containing a conjugated diene polymer chain having an active end is preferably 100 ppm or more, more preferably 300 to 50,000 ppm of monomer. It is desirable to add a denaturing agent or the like to this solution in the contained state. By adding a modifier or the like in this way, it is possible to suppress the side reaction between the conjugated diene polymer chain having an active terminal and impurities contained in the polymerization system, and to control the reaction well. Become.
As conditions for reacting the above-mentioned modifier and the like with the active terminal of the conjugated diene polymer chain, the temperature is, for example, in the range of 0 to 100 ° C., preferably 30 to 90 ° C., and the respective reaction times. Is, for example, in the range of 1 minute to 120 minutes, preferably 2 minutes to 60 minutes.
After reacting a modifier or the like with the active end of the conjugated diene polymer chain, an unreacted active end can be deactivated by adding a polymerization terminator such as alcohol or water such as methanol and isopropanol. preferable.
共役ジエン系重合体鎖の活性末端を失活させた後、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを重合溶液に添加し、その後、直接乾燥またはスチームストリッピングなどにより重合溶液から重合溶媒を分離して、得られる特定共役ジエン系ゴムを回収する。なお、重合溶液から重合溶媒を分離する前に、重合溶液に伸展油を混合し、特定共役ジエン系ゴムを油展ゴムとして回収してもよい。
特定共役ジエン系ゴムを油展ゴムとして回収する場合に用いる伸展油としては、例えば、パラフィン系、芳香族系およびナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、ならびに脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、ＩＰ３４６の方法（英国のＴＨＥＩＮＳＴＩＴＵＴＥＰＥＴＲＯＬＥＵＭの検査方法）により抽出される多環芳香族の含有量が３％未満であることが好ましい。伸展油を使用する場合、その使用量は、共役ジエン系ゴム１００質量部に対して、例えば、５〜１００質量部、好ましくは１０〜６０質量部、より好ましくは２０〜５０質量部である。
After deactivating the active end of the conjugated diene polymer chain, polymerize anti-aging agents such as phenol stabilizers, phosphorus stabilizers, sulfur stabilizers, crumbs, and scale inhibitors as desired. After adding to the solution, the polymerization solvent is separated from the polymerization solution by direct drying or steam stripping and the resulting specific conjugated diene rubber is recovered. Before separating the polymerization solvent from the polymerization solution, an extension oil may be mixed into the polymerization solution and the specific conjugated diene rubber may be recovered as an oil extension rubber.
Examples of the extending oil used when the specific conjugated diene rubber is recovered as an oil-extended rubber include paraffinic, aromatic and naphthenic petroleum softeners, plant softeners, and fatty acids. When a petroleum softener is used, it is preferable that the content of polycyclic aromatics extracted by the IP346 method (the testing method of THEINSTITUTEPETROLEUM in the UK) is less than 3%. When using extension oil, the usage-amount is 5-100 mass parts with respect to 100 mass parts of conjugated diene rubbers, Preferably it is 10-60 mass parts, More preferably, it is 20-50 mass parts.
特定共役ジエン系ゴムは、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と、上述したポリオルガノシロキサンとを反応させることにより生じる、３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体（以下、「活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と、上述したポリオルガノシロキサンとを反応させることにより生じる、３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体」を単に「３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体」とも言う）を、５〜４０質量％含有していることが好ましく、５〜３０質量％含有していることがより好ましく、１０〜２０質量％含有していることが特に好ましい。３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体の割合が上記範囲内にあると、製造時における凝固性、および乾燥性が良好となり、さらには、シリカを配合したときに、より加工性に優れるタイヤトレッド用ゴム組成物、およびより低発熱性に優れたタイヤを与えることができる。なお、最終的に得られた特定共役ジエン系ゴムの全量に対する、３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体の割合（質量分率）を、共役ジエン系重合体鎖の３分岐以上のカップリング率として表す。これは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ポリスチレン換算）により測定することができる。ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定により得られたチャートより、全溶出面積に対する、分子量の最も小さいピークが示すピークトップ分子量の２．８倍以上のピークトップ分子量を有するピーク部分の面積比を、共役ジエン系重合体鎖の３分岐以上のカップリング率とする。 The specific conjugated diene rubber is a structure in which three or more conjugated diene polymer chains are formed by reacting a conjugated diene polymer chain having an active terminal with the polyorganosiloxane described above (hereinafter referred to as a structure). , “A structure in which three or more conjugated diene polymer chains formed by reacting a conjugated diene polymer chain having an active end with the polyorganosiloxane described above” is simply “three or more It is preferable to contain 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and more preferably 10 to 20% by mass ”of a structure in which a conjugated diene polymer chain is bonded”. % Content is particularly preferable. When the ratio of the structure to which 3 or more conjugated diene polymer chains are bonded is in the above range, the solidification property and the drying property at the time of production are improved, and moreover, when silica is blended, A rubber composition for a tire tread excellent in processability and a tire excellent in lower heat generation can be provided. The ratio (mass fraction) of the structure in which three or more conjugated diene polymer chains are bonded to the total amount of the specific conjugated diene rubber finally obtained is 3 of the conjugated diene polymer chains. Expressed as a coupling ratio above branching. This can be measured by gel permeation chromatography (polystyrene conversion). From the chart obtained by gel permeation chromatography measurement, the area ratio of the peak portion having a peak top molecular weight of 2.8 times or more of the peak top molecular weight indicated by the peak with the smallest molecular weight relative to the total elution area is calculated as the conjugated diene weight. The coupling rate is 3 or more branches of the combined chain.
上記特定共役ジエン系ゴムの芳香族ビニル単位含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、３８〜４８質量％であることが好ましく、４０〜４５質量％であることがより好ましい。
上記特定共役ジエン系ゴムのビニル結合含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、２０〜３５質量％であることが好ましく、２５〜３０質量％であることがより好ましい。なお、ビニル結合含有量とは、特定共役ジエン系ゴムに含まれる共役ジエン単位のうち、ビニル結合が占める割合（質量％）を指す。
上記特定共役ジエン系ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる理由から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定されるポリスチレン換算の値として、５００，０００〜８００，０００であることが好ましく、６００，０００〜７００，０００であることがより好ましい。
上記特定共役ジエン系ゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表わされる分子量分布は、１．１〜３．０であることが好ましく、１．２〜２．５であることがより好ましく、１．２〜２．２であることが特に好ましい。なお、ＭｗおよびＭｎはいずれもＧＰＣによって測定されるポリスチレン換算の値である。
上記特定共役ジエン系ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）は、２０〜１００であることが好ましく、３０〜９０であることがより好ましく、３５〜８０であることが特に好ましい。なお、特定共役ジエン系ゴムを油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
The aromatic vinyl unit content of the specific conjugated diene rubber is not particularly limited, but is preferably 38 to 48% by mass and more preferably 40 to 45% by mass because the effect of the present invention is more excellent. preferable.
Although the vinyl bond content of the specific conjugated diene rubber is not particularly limited, it is preferably 20 to 35% by mass and more preferably 25 to 30% by mass because the effect of the present invention is more excellent. In addition, vinyl bond content refers to the ratio (mass%) which a vinyl bond accounts among the conjugated diene units contained in specific conjugated diene type rubber.
The weight average molecular weight (Mw) of the specific conjugated diene rubber is not particularly limited, but for the reason that the effect of the present invention is more excellent, as a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), 500,000 to It is preferably 800,000, more preferably 600,000 to 700,000.
The molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the specific conjugated diene rubber is preferably 1.1 to 3.0. It is more preferably 2 to 2.5, and particularly preferably 1.2 to 2.2. Mw and Mn are both polystyrene-equivalent values measured by GPC.
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the specific conjugated diene rubber is preferably 20 to 100, more preferably 30 to 90, and particularly preferably 35 to 80. When the specific conjugated diene rubber is an oil-extended rubber, the Mooney viscosity of the oil-extended rubber is preferably in the above range.
上記ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量は、３０質量％以上である。なかでも、５０〜９０質量％であることが好ましい。上限は特に制限されず１００質量％である。
特定共役ジエン系ゴムの含有量が３０質量％に満たないと、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分となる。
なお、「ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量」とは、ジエン系ゴム全体に対する特定共役ジエン系ゴムの含有量（質量％）を指す。
The content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is 30% by mass or more. Especially, it is preferable that it is 50-90 mass%. The upper limit is not particularly limited and is 100% by mass.
When the content of the specific conjugated diene rubber is less than 30% by mass, the wet performance and the low rolling resistance are insufficient.
The “content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber” refers to the content (% by mass) of the specific conjugated diene rubber with respect to the entire diene rubber.
＜その他のゴム成分＞
上記ジエン系ゴムは特定共役ジエン系ゴム以外のゴム成分（その他のゴム成分）を含んでいてもよい。そのようなゴム成分としては特に制限されないが、特定共役ジエン系ゴム以外の芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。なかでも、ＢＲが好ましい。上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムとしては、特定共役ジエン系ゴム以外のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレン共重合体ゴムなどが挙げられる。
上記ジエン系ゴム中のその他のゴム成分の含有量は特に制限されないが、１〜３０質量％であることが好ましい。なお、「ジエン系ゴム中のその他ゴム成分の含有量」とは、ジエン系ゴム全体に対するその他のゴム成分の含有量（質量％）を指す。
<Other rubber components>
The diene rubber may contain a rubber component (other rubber components) other than the specific conjugated diene rubber. The rubber component is not particularly limited, but aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber other than specific conjugated diene rubber, natural rubber, isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene copolymer. Examples thereof include rubber (NBR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (Br-IIR, Cl-IIR), chloroprene rubber (CR) and the like. Of these, BR is preferable. Examples of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber include styrene butadiene rubber (SBR) other than the specific conjugated diene rubber, styrene isoprene copolymer rubber, and the like.
The content of other rubber components in the diene rubber is not particularly limited, but is preferably 1 to 30% by mass. The “content of other rubber components in the diene rubber” refers to the content (% by mass) of other rubber components with respect to the entire diene rubber.
〔シリカ〕
本発明の組成物に含有されるシリカは特に制限されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカとしては、例えば、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。上記シリカは、１種のシリカを単独で用いても、２種以上のシリカを併用してもよい。
〔silica〕
The silica contained in the composition of the present invention is not particularly limited, and any conventionally known silica compounded in a rubber composition for uses such as tires can be used.
Examples of the silica include wet silica, dry silica, fumed silica, diatomaceous earth, and the like. As the silica, one type of silica may be used alone, or two or more types of silica may be used in combination.
上記シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積は特に制限されないが、１００〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１５０〜２００ｍ２／ｇであることがより好ましい。
なお、本明細書において、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、シリカ表面へのＣＴＡＢ吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−３：２００１「第３部：比表面積の求め方−ＣＴＡＢ吸着法」にしたがって測定した値である。
The cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area of silica is not particularly limited, is preferably from 100 to 300 m 2 / g, more preferably 150 to 200 m 2 / g.
In the present specification, the CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by measuring the CTAB adsorption amount on the silica surface in accordance with JIS K6217-3: 2001 “Part 3: Determination of specific surface area—CTAB adsorption method”.
本発明の組成物において、シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して３０〜１５０質量部である。なかでも、５０〜１００質量部であることが好ましい。
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して３０質量部に満たないと、粘度が高く、また、耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分となる。また、上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５０質量部を超えると、粘度が高く、また、耐スコーチ性および低転がり抵抗性が不十分となる。
In the composition of the present invention, the content of silica is 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. Especially, it is preferable that it is 50-100 mass parts.
When the content of the silica is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, the viscosity is high, and the scorch resistance, wet performance and low rolling resistance are insufficient. Moreover, when the content of the silica exceeds 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, the viscosity is high, and the scorch resistance and the low rolling resistance become insufficient.
〔メルカプト系シランカップリング剤〕
本発明の組成物に含有されるメルカプト基を有するシランカップリング剤（メルカプト系シランカップリング剤）は、メルカプト基（−ＳＨ）および加水分解性基を有するシラン化合物であれば特に制限されない。
上記加水分解性基は特に制限されないが、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、アルコキシ基であることが好ましい。加水分解性基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素数は、１〜１６であることが好ましく、１〜４であることがより好ましい。炭素数１〜４のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられる。
[Mercapto silane coupling agent]
The silane coupling agent having a mercapto group (mercapto silane coupling agent) contained in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a silane compound having a mercapto group (—SH) and a hydrolyzable group.
The hydrolyzable group is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, and an alkenyloxy group. Of these, an alkoxy group is preferable. When the hydrolyzable group is an alkoxy group, the alkoxy group preferably has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. As a C1-C4 alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group etc. are mentioned, for example.
上記メルカプト系シランカップリング剤は、メルカプト基以外の有機官能基を有していてもよい。
そのような有機官能基としては特に制限されないが、例えば、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基などが挙げられる。
The mercapto-based silane coupling agent may have an organic functional group other than a mercapto group.
Such an organic functional group is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy group, a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, and an amino group.
メルカプト系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。 A mercapto silane coupling agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
上記メルカプト系シランカップリング剤の具体例としては、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the mercapto-based silane coupling agent include mercaptopropyltrimethoxysilane and mercaptopropyltriethoxysilane.
上記メルカプト系シランカップリング剤は、ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤、および／または、ポリシロキサン構造（−Ｓｉ−Ｏ−）を有するメルカプト系シランカップリング剤であることが好ましい。
ここで、ポリエーテル鎖とは、エーテル結合を２以上有する側鎖であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ｒa−Ｏ−Ｒb−を合計して２個以上有する側鎖が挙げられる。ここで、上記構造単位中、ＲaおよびＲbは、それぞれ独立して、直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基、直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。なかでも、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。
The mercapto silane coupling agent is preferably a mercapto silane coupling agent having a polyether chain and / or a mercapto silane coupling agent having a polysiloxane structure (—Si—O—).
Here, the polyether chain is a side chain having two or more ether bonds, and specific examples thereof include, for example, a side chain having two or more structural units —R a —O—R b — in total. Can be mentioned. Here, in the structural unit, R a and R b are each independently a linear or branched alkylene group, a linear or branched alkenylene group, a linear or branched alkynylene group, Alternatively, it represents a substituted or unsubstituted arylene group. Of these, a linear alkylene group is preferable.
上記ポリエーテル鎖を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、下記式（Ａ１）で表される化合物が挙げられる。 As a suitable aspect of the mercapto type | system | group silane coupling agent which has the said polyether chain, the compound represented by a following formula (A1) is mentioned, for example.
上記式（Ａ１）中、Ｒ11は、炭素数１〜８のアルコキシ基を表し、なかでも、炭素数１〜３のアルコキシ基が好ましい。炭素数１〜３のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。なお、ｌが２である場合の複数あるＲ11はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式（Ａ１）中、Ｒ12は、炭素数４〜３０の直鎖状のポリエーテル基を表す。ポリエーテル基とは、エーテル結合を２以上有する基であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ｒa−Ｏ−Ｒb−を合計して２個以上有する基が挙げられる。ＲaおよびＲbの定義および好適な態様は、上述したＲaおよびＲbと同じである。なお、ｍが２である場合の複数あるＲ12はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
炭素数４〜３０の直鎖状のポリエーテル基の好適な態様としては、例えば、下記式（Ａ２）で表される基が挙げられる。
In the formula (A1), R 11 represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, among them, preferably an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. Examples of the alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group. A plurality of R 11 when l is 2 may be the same or different.
In the formula (A1), R 12 represents a straight-chain polyether group having 4 to 30 carbon atoms. The polyether group is a group having two or more ether bonds, and specific examples thereof include a group having two or more structural units —R a —O—R b — in total. Definitions and preferred embodiments of R a and R b are the same as R a and R b as described above. When m is 2, the plurality of R 12 may be the same or different.
As a suitable aspect of a C4-C30 linear polyether group, group represented by a following formula (A2) is mentioned, for example.
上記式（Ａ２）中、Ｒ21は、直鎖状のアルキル基、直鎖状のアルケニル基、または、直鎖状のアルキニル基を表し、なかでも直鎖状のアルキル基が好ましい。上記直鎖状のアルキル基としては、炭素数１〜２０の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数８〜１５の直鎖状のアルキル基がより好ましい。炭素数８〜１５の直鎖状のアルキル基の具体例としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基などが挙げられ、なかでもトリデシル基が好ましい。
上記式（Ａ２）中、Ｒ22は、直鎖状のアルキレン基、直鎖状のアルケニレン基、または、直鎖状のアルキニレン基を表し、なかでも直鎖状のアルキレン基が好ましい。上記直鎖状のアルキレン基としては、炭素数１〜２の直鎖状のアルキレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
上記式（Ａ２）中、ｐは、１〜１０の整数を表し、３〜７であることが好ましい。
上記式（Ａ２）中、＊は、結合位置を示す。
In the formula (A2), R 21 represents a linear alkyl group, a linear alkenyl group, or a linear alkynyl group, and among them, a linear alkyl group is preferable. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms is more preferable. Specific examples of the linear alkyl group having 8 to 15 carbon atoms include octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group and the like, and tridecyl group is particularly preferable.
In the formula (A2), R 22 represents a linear alkylene group, a linear alkenylene group, or a linear alkynylene group, and among them, a linear alkylene group is preferable. As said linear alkylene group, a C1-C2 linear alkylene group is preferable and an ethylene group is more preferable.
In said formula (A2), p represents the integer of 1-10 and it is preferable that it is 3-7.
In the above formula (A2), * indicates a bonding position.
上記式（Ａ１）中、Ｒ13は、水素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表す。
上記式（Ａ１）中、Ｒ14は炭素数１〜３０のアルキレン基を表し、なかでも炭素数１〜１２のアルキレン基が好ましく、炭素数１〜５のアルキレン基がより好ましい。炭素数１〜５のアルキレン基の具体例としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。
上記式（Ａ１）中、ｌは１〜２の整数を表し、１であることが好ましい。上記式（Ａ１）中、ｍは１〜２の整数を表し、２であることが好ましい。ｎは０〜１の整数を表し、０であることが好ましい。ｌ、ｍおよびｎはｌ＋ｍ＋ｎ＝３の関係式を満たす。
In the above formula (A1), R 13 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
In the above formula (A1), R 14 represents an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
In said formula (A1), l represents the integer of 1-2 and it is preferable that it is 1. In said formula (A1), m represents the integer of 1-2 and it is preferable that it is 2. n represents an integer of 0 to 1, and is preferably 0. l, m, and n satisfy the relationship of l + m + n = 3.
一方、上記ポリシロキサン構造を有するメルカプト系シランカップリング剤の好適な態様としては、例えば、下記式（Ａ３）で表される繰り返し単位および下記式（Ａ４）で表される繰り返し単位を有する共重合物が挙げられる。 On the other hand, as a suitable aspect of the mercapto-based silane coupling agent having the polysiloxane structure, for example, a copolymer having a repeating unit represented by the following formula (A3) and a repeating unit represented by the following formula (A4) Things.
上記式（Ａ３）および（Ａ４）中、Ｒ31およびＲ41は、それぞれ独立に、炭素数１〜５のアルキレン基を表し、その具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられる。なかでも、プロピレン基が好ましい。複数あるＲ31およびＲ41はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式（Ａ３）および（Ａ４）中、Ｒ32およびＲ42は、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニレン基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニレン基を表し、なかでも、炭素数３〜２０のものが好ましい。Ｒ32が末端である場合、Ｒ32は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニル基を表し、なかでも、炭素数３〜２０のものが好ましい。Ｒ42が末端である場合、Ｒ42の定義、具体例および好適な態様は、上記Ｒ32と同じである。複数あるＲ32およびＲ42はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式（Ａ３）および（Ａ４）中、Ｒ33およびＲ43は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するものを表す。Ｒ43は、末端に水酸基を有する基であることが好ましい。Ｒ32およびＲ33は、Ｒ32とＲ33とで環を形成していてもよい。Ｒ42およびＲ43は、Ｒ42とＲ43とで環を形成していてもよい。複数あるＲ33およびＲ43はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Ｒ34は、炭素数１〜１３のアルキル基を表し、なかでも、炭素数３〜１０のアルキル基が好ましい。炭素数３〜１０のアルキル基の具体例としては、たとえばヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。複数あるＲ34はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
In the above formulas (A3) and (A4), R 31 and R 41 each independently represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. It is done. Of these, a propylene group is preferred. A plurality of R 31 and R 41 may be the same or different.
In the above formulas (A3) and (A4), R 32 and R 42 each independently represent a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 2 to 30. The alkenylene group or the linear or branched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms is preferable, and those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. When R 32 is a terminal, R 32 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight chain. It represents a chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, and among them, those having 3 to 20 carbon atoms are preferable. If R 42 is terminated, the definition of R 42, specific examples and preferred embodiments are the same as above R 32. A plurality of R 32 and R 42 may be the same or different.
In the above formulas (A3) and (A4), R 33 and R 43 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched group. A alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal Or a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal. R 43 is preferably a group having a hydroxyl group at the terminal. R 32 and R 33 may form a ring with R 32 and R 33 . R 42 and R 43 may form a ring with R 42 and R 43 . A plurality of R 33 and R 43 may be the same or different.
R 34 represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, and among them, an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 3 to 10 carbon atoms include a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. A plurality of R 34 may be the same or different.
本発明の組成物において、上記メルカプト系シランカップリング剤の含有量は、上述したシリカの含有量に対して、２．０〜２０質量％である。なかでも、５〜１５質量％であることが好ましい。
メルカプト系シランカップリング剤の含有量がシリカの含有量に対して２．０質量％に満たないと、粘度が高く、また、耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分となる。また、メルカプト系シランカップリング剤の含有量がシリカの含有量に対して２０質量％を超えると、耐スコーチ性が不十分となる。
In the composition of the present invention, the content of the mercapto silane coupling agent is 2.0 to 20% by mass with respect to the content of silica described above. Especially, it is preferable that it is 5-15 mass%.
If the content of the mercapto-based silane coupling agent is less than 2.0% by mass with respect to the content of silica, the viscosity is high, and the scorch resistance, wet performance and low rolling resistance are insufficient. Further, when the content of the mercapto-based silane coupling agent exceeds 20% by mass with respect to the content of silica, the scorch resistance becomes insufficient.
〔任意成分〕
本発明の組成物は、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲でさらに他の成分（任意成分）を含有することができる。
上記任意成分としては、例えば、カーボンブラック、充填剤、メルカプト系シランカップリング剤以外のシランカップリング剤、芳香族変性テルペン樹脂、酸化亜鉛（亜鉛華）、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加工助剤、オイル、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、加硫剤（例えば、硫黄）、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤などが挙げられる。
[Optional ingredients]
The composition of this invention can contain another component (arbitrary component) in the range which does not impair the effect and the objective as needed.
Examples of the optional components include carbon black, fillers, silane coupling agents other than mercapto silane coupling agents, aromatic modified terpene resins, zinc oxide (zinc white), stearic acid, anti-aging agents, waxes, and processing. Various additives generally used for rubber compositions such as auxiliary agents, oils, liquid polymers, thermosetting resins, vulcanizing agents (for example, sulfur), and vulcanization accelerators are exemplified.
＜芳香族変性テルペン樹脂＞
本発明の組成物は、耐スコーチ性およびウェット性能がより優れる理由から、さらに芳香族変性テルペン樹脂を含有するのが好ましい。
芳香族変性テルペン樹脂の軟化点は特に制限されないが、６０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１３０℃であることがより好ましい。
ここで、軟化点は、ＪＩＳ Ｋ７２０６：１９９９に準拠して測定されたビカット軟化点である。
本発明の組成物において、上記芳香族変性テルペン樹脂の含有量は特に制限されないが、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３〜３０質量部であることが好ましく、５〜１０質量部であることがより好ましい。
<Aromatic modified terpene resin>
The composition of the present invention preferably further contains an aromatic-modified terpene resin for the reason that the scorch resistance and wet performance are more excellent.
The softening point of the aromatic modified terpene resin is not particularly limited, but is preferably 60 to 150 ° C, and more preferably 100 to 130 ° C.
Here, the softening point is a Vicat softening point measured according to JIS K7206: 1999.
In the composition of the present invention, the content of the aromatic modified terpene resin is not particularly limited, but is preferably 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, and 5 to 10 parts by mass. More preferably.
＜アルキルアルコキシシラン＞
また、本発明の組成物は、粘度がより低く、また、低転がり抵抗性および耐スコーチ性がより優れる理由から、さらに下記式（Ｉ）で表されるアルキルアルコキシシラン（以下、単にアルキルアルコキシシランとも言う）を含有するのが好ましい。
<Alkylalkoxysilane>
In addition, the composition of the present invention has a lower viscosity, and more excellent low rolling resistance and scorch resistance, so that an alkylalkoxysilane represented by the following formula (I) (hereinafter simply referred to as alkylalkoxysilane) It is also preferable to contain.
上記式（Ｉ）中、Ｒ１１は、炭素数１〜２０のアルキル基を表す。なかでも、炭素数７〜１０のアルキル基であることが好ましい。Ｒ１１の炭素数１〜２０のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。なかでも、オクチル基、ノニル基、が好ましい。
上記式（Ｉ）中、Ｒ１２は、メチル基またはエチル基を表す。複数あるＲ１２は同一であっても異なってもよい。
In the above formula (I), R 11 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Among these, an alkyl group having 7 to 10 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of R 11 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. , Undecyl group, dodecyl group and the like. Of these, an octyl group and a nonyl group are preferable.
In the above formula (I), R 12 represents a methyl group or an ethyl group. A plurality of R 12 may be the same or different.
本発明の組成物において、上記アルキルトリアルコキシシランの含有量は特に制限されないが、上述したシリカの含有量に対して、０．２〜２０質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましい。 In the composition of the present invention, the content of the alkyltrialkoxysilane is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 20% by mass with respect to the silica content described above, and is 1 to 10% by mass. More preferably.
〔タイヤトレッド用ゴム組成物の調製方法〕
本発明の組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置（例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど）を用いて、混練する方法などが挙げられる。本発明の組成物が硫黄または加硫促進剤を含有する場合は、硫黄および加硫促進剤以外の成分を先に高温（好ましくは１００〜１５５℃）で混合し、冷却してから、硫黄または加硫促進剤を混合するのが好ましい。
また、本発明の組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
[Method for preparing rubber composition for tire tread]
The production method of the composition of the present invention is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, kneading the above-described components using a known method and apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc.). The method etc. are mentioned. When the composition of the present invention contains sulfur or a vulcanization accelerator, components other than sulfur and the vulcanization accelerator are first mixed at a high temperature (preferably 100 to 155 ° C.) and cooled, and then sulfur or It is preferable to mix a vulcanization accelerator.
The composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
［空気入りタイヤ］
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明の組成物を用いて製造した空気入りタイヤである。なかでも、本発明の組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤであることが好ましい。
図１に、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明の空気入りタイヤは図１に示す態様に限定されるものではない。
[Pneumatic tire]
The pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire manufactured using the composition of the present invention described above. Especially, it is preferable that it is a pneumatic tire which used the composition of this invention for the tread.
FIG. 1 shows a schematic partial sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the pneumatic tire of the present invention, but the pneumatic tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図１において、符号１はビード部を表し、符号２はサイドウォール部を表し、符号３はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部１間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架されており、このカーカス層４の端部はビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。
また、ビード部１においては、リムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
なお、タイヤトレッド部３は上述した本発明の組成物により形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 represents a bead portion, reference numeral 2 represents a sidewall portion, and reference numeral 3 represents a tire tread portion.
Further, a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 and the bead filler 6. Wrapped and rolled up.
Further, in the tire tread portion 3, a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire on the outside of the carcass layer 4.
Moreover, in the bead part 1, the rim cushion 8 is arrange | positioned in the part which touches a rim | limb.
The tire tread portion 3 is formed of the above-described composition of the present invention.
本発明の空気入りタイヤは、例えば、従来公知の方法に従って製造することができる。また、タイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。 The pneumatic tire of the present invention can be manufactured, for example, according to a conventionally known method. Moreover, as gas with which a tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
＜特定共役ジエン系ゴムの製造＞
窒素置換された１００ｍＬアンプル瓶に、シクロヘキサン（３５ｇ）、およびテトラメチルエチレンジアミン（１．４ｍｍｏｌ）を添加し、さらに、ｎ−ブチルリチウム（４．３ｍｍｏｌ）を添加した。次いで、イソプレン（２１．６ｇ）、およびスチレン（３．１ｇ）をゆっくりと添加し、５０℃のアンプル瓶内で１２０分反応させることにより、活性末端を有する重合体ブロックＡを得た。この重合体ブロックＡについて、重量平均分子量、分子量分布、芳香族ビニル単位含有量、イソプレン単位含有量、および１，４−結合含有量を測定した。これらの測定結果を第１表に示す。
次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン（４０００ｇ）、１，３−ブタジエン（４７４．０ｇ）、およびスチレン（１２６．０ｇ）を仕込んだ後、上記にて得られた活性末端を有する重合体ブロックＡを全量加え、５０℃で重合を開始した。重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、次いで、下記式（４）で表されるポリオルガノシロキサンＡを、エポキシ基の含有量が１．４２ｍｍｏｌ（使用したｎ−ブチルリチウムの０．３３倍モルに相当）となるように、２０質量％濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ−ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して、特定共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤（イルガノックス１５２０、ＢＡＳＦ社製）を少量添加し、伸展油としてフッコールエラミック３０（新日本石油（株）製）を特定共役ジエン系ゴム１００質量部に対して２５質量部添加した後、スチームストリッピング法により固形状のゴムを回収した。得られた固形状のゴムをロールにより脱水し、乾燥機中で乾燥を行い、固形状の特定共役ジエン系ゴムを得た。
<Production of specific conjugated diene rubber>
Cyclohexane (35 g) and tetramethylethylenediamine (1.4 mmol) were added to a 100 mL ampoule bottle purged with nitrogen, and n-butyllithium (4.3 mmol) was further added. Then, isoprene (21.6 g) and styrene (3.1 g) were slowly added and reacted in an ampoule bottle at 50 ° C. for 120 minutes to obtain a polymer block A having an active end. About this polymer block A, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, aromatic vinyl unit content, isoprene unit content, and 1, 4- bond content were measured. The measurement results are shown in Table 1.
Next, cyclohexane (4000 g), 1,3-butadiene (474.0 g), and styrene (126.0 g) were charged in an autoclave equipped with a stirrer under a nitrogen atmosphere, and then the active terminal obtained above was added. The entire amount of the polymer block A was added, and polymerization was started at 50 ° C. After confirming that the polymerization conversion ratio was in the range of 95% to 100%, polyorganosiloxane A represented by the following formula (4) was used with an epoxy group content of 1.42 mmol (used). It was added in the form of a 20% by mass xylene solution so as to be equivalent to 0.33 mol of n-butyllithium, and reacted for 30 minutes. Thereafter, as a polymerization terminator, an amount of methanol corresponding to twice the mole of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing a specific conjugated diene rubber. A small amount of an anti-aging agent (Irganox 1520, manufactured by BASF) was added to this solution, and 25 parts of Fukkoreramic 30 (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.) as an extending oil was added to 100 parts by mass of the specific conjugated diene rubber. After addition of parts by mass, solid rubber was recovered by a steam stripping method. The obtained solid rubber was dehydrated with a roll and dried in a drier to obtain a solid specific conjugated diene rubber.
上記式（４）中、Ｘ1、Ｘ4、Ｒ1〜Ｒ3およびＲ5〜Ｒ8はメチル基である。上記式（４）中、ｍは８０、ｋは１２０である。上記式（４）中、Ｘ2は下記式（５）で表される基である（ここで、＊は結合位置を表す）。 In the formula (4), X 1, X 4, R 1 ~R 3 and R 5 to R 8 is a methyl group. In the above formula (4), m is 80 and k is 120. In the above formula (4), X 2 is a group represented by the following formula (5) (here, * represents a bonding position).
なお、得られた特定共役ジエン系ゴムについて、重量平均分子量、分子量分布、３分岐以上のカップリング率、芳香族ビニル単位含有量、ビニル結合含有量、および、ムーニー粘度を測定した。測定結果を第２表に示す。測定方法は以下のとおりである。 In addition, about the obtained specific conjugated diene type rubber, the weight average molecular weight, molecular weight distribution, the coupling rate of 3 or more branches, aromatic vinyl unit content, vinyl bond content, and Mooney viscosity were measured. The measurement results are shown in Table 2. The measurement method is as follows.
（重量平均分子量、分子量分布および３分岐以上のカップリング率）
重量平均分子量、分子量分布および３分岐以上のカップリング率（特定共役ジエン系ゴムに対する「３以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している構造体」の割合（質量％））については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより、ポリスチレン換算の分子量に基づくチャートを得て、そのチャートに基づいて求めた。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィの具体的な測定条件は、以下のとおりである。
(Weight average molecular weight, molecular weight distribution, and coupling ratio of 3 or more branches)
Regarding the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and coupling ratio of 3 or more branches (ratio of “structure in which 3 or more conjugated diene polymer chains are bonded to the specific conjugated diene rubber”) (mass%) A chart based on the molecular weight in terms of polystyrene was obtained by permeation chromatography, and obtained based on the chart. The specific measurement conditions for gel permeation chromatography are as follows.
・測定器：ＨＬＣ−８０２０（東ソー社製）
・カラム：ＧＭＨ−ＨＲ−Ｈ（東ソー社製）２本を直列に連結した
・検出器：示差屈折計ＲＩ−８０２０（東ソー社製）
・溶離夜：テトラヒドロフラン
・カラム温度：４０℃
-Measuring instrument: HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: GMH-HR-H (manufactured by Tosoh Corporation) was connected in series. Detector: differential refractometer RI-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
-Elution night: Tetrahydrofuran-Column temperature: 40 ° C
ここで、３分岐以上のカップリング率は、全溶出面積（ｓ１）に対する、分子量の最も小さいピークが示すピークトップ分子量の２．８倍以上のピークトップ分子量を有するピーク部分の面積（ｓ２）の比（ｓ２／ｓ１）である。 Here, the coupling ratio of three or more branches is the peak portion area (s2) having a peak top molecular weight of 2.8 times or more of the peak top molecular weight indicated by the smallest peak of molecular weight with respect to the total elution area (s1). The ratio (s2 / s1).
（芳香族ビニル単位含有量およびビニル結合含有量）
芳香族ビニル単位含有量およびビニル結合含有量については、１Ｈ−ＮＭＲにより測定した。
(Aromatic vinyl unit content and vinyl bond content)
About aromatic vinyl unit content and vinyl bond content, it measured by < 1 > H-NMR.
（ムーニー粘度）
ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃））については、ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２０１３に準じて測定した。
(Mooney viscosity)
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) was measured according to JIS K6300-1: 2013.
＜比較共役ジエン系ゴム１の製造＞
窒素置換された内容量１０Ｌのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン４５３３ｇ、スチレン３３８．９ｇ（３．２５４ｍｏｌ）、ブタジエン４６８．０ｇ（８．６５２ｍｏｌ）、イソプレン２０．０ｇ（０．２９４ｍｏｌ）およびＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン０．１８９ｍＬ（１．２７１ｍｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を５０℃にした後、ｎ−ブチルリチウム５．０６１ｍＬ（７．９４５ｍｍｏｌ）を添加した。重合転化率がほぼ１００％に到達した後、さらにイソプレン１２．０ｇを添加して５分間反応させた後、１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサンの４０ｗｔ％トルエン溶液０．２８１ｇ（０．３１８ｍｍｏｌ）を添加し、３０分間反応させた。さらに、上記式（４）で表されるポリオルガノシロキサンＡを、エポキシ基の含有量が１．００ｍｍｏｌ（使用したｎ−ブチルリチウムの０．１３倍モルに相当）となるように、２０質量％濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。メタノール０．５ｍＬを添加して３０分間攪拌し、共役ジエン系ゴムを含有する溶液を得た。得られた溶液に老化防止剤（イルガノックス１５２０、ＢＡＳＦ社製）を少量添加し、伸展油としてフッコールエラミック３０（新日本石油（株）製）を共役ジエン系ゴム１００質量部に対して２５質量部添加した後、スチームストリッピング法により固形状のゴムを回収した。得られた固形状のゴムをロールにより脱水し、乾燥機中で乾燥を行い、固形状の共役ジエン系ゴムを得た。得られた共役ジエン系ゴムを比較共役ジエン系ゴム１とする。
<Production of Comparative Conjugated Diene Rubber 1>
Into an autoclave reactor with a nitrogen content of 10 L, cyclohexane 4533 g, styrene 338.9 g (3.254 mol), butadiene 468.0 g (8.652 mol), isoprene 20.0 g (0.294 mol) and N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine 0.189 mL (1.271 mmol) was charged and stirring was started. After the temperature of the contents in the reaction vessel was adjusted to 50 ° C., 5.061 mL (7.945 mmol) of n-butyllithium was added. After the polymerization conversion rate reached almost 100%, 12.0 g of isoprene was further added and reacted for 5 minutes, and then 0.281 g (0.318 mmol) of a 40 wt% toluene solution of 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane. ) Was added and allowed to react for 30 minutes. Furthermore, the polyorganosiloxane A represented by the above formula (4) is 20% by mass so that the epoxy group content is 1.00 mmol (corresponding to 0.13 mol of n-butyllithium used). It added in the state of the density | concentration xylene solution, and was made to react for 30 minutes. 0.5 mL of methanol was added and stirred for 30 minutes to obtain a solution containing a conjugated diene rubber. A small amount of an anti-aging agent (Irganox 1520, manufactured by BASF) was added to the resulting solution, and 25 parts of Fukkor Elastic 30 (manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd.) as an extender oil was added to 100 parts by mass of the conjugated diene rubber. After addition of parts by mass, solid rubber was recovered by a steam stripping method. The obtained solid rubber was dehydrated with a roll and dried in a drier to obtain a solid conjugated diene rubber. The obtained conjugated diene rubber is referred to as comparative conjugated diene rubber 1.
＜タイヤトレッド用ゴム組成物の調製＞
下記第３表に示す成分を、下記第３表に示す割合（質量部）で配合した。
具体的には、まず、下記第３表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて１５０℃付近に温度を上げてから、５分間混合した後に放出し、室温まで冷却してマスターバッチを得た。さらに、上記バンバリーミキサーを用いて、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤を混合し、タイヤトレッド用ゴム組成物を得た。
なお、第３表中、比較共役ジエン系ゴム１および特定共役ジエン系ゴムについて、上段の値はゴム（油展品）の量（単位：質量部）であり、下段の値は、ゴムの正味の量（単位：質量部）である。
また、第３表中、比較シランカップリング剤およびシランカップリング剤１〜２について、上段の値は比較シランカップリング剤およびシランカップリング剤１〜２の量（質量部）であり、下段の値はシリカの含有量に対する比較シランカップリング剤およびシランカップリング剤１〜２の含有量（質量％）である。
<Preparation of rubber composition for tire tread>
The components shown in Table 3 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 3 below.
Specifically, first, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator among the components shown in Table 3 below were raised to around 150 ° C. using a 1.7 liter closed Banbury mixer, and then 5 After mixing for a minute, it was discharged and cooled to room temperature to obtain a masterbatch. Furthermore, using the above Banbury mixer, sulfur and a vulcanization accelerator were mixed into the obtained master batch to obtain a rubber composition for a tire tread.
In Table 3, for the comparative conjugated diene rubber 1 and the specific conjugated diene rubber, the upper value is the amount of rubber (oil-extended product) (unit: parts by mass), and the lower value is the net value of the rubber. It is an amount (unit: parts by mass).
In Table 3, for the comparative silane coupling agent and silane coupling agent 1-2, the upper value is the amount (part by mass) of the comparative silane coupling agent and silane coupling agent 1-2, A value is content (mass%) of the comparison silane coupling agent with respect to content of a silica, and the silane coupling agents 1-2.
＜評価＞
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物について、以下の評価を行った。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the obtained rubber composition for tire treads.
（ウェット性能）
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物（未加硫）を金型（１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍ）中で、１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを作製した。
作製した加硫ゴムシートについて、ＪＩＳ Ｋ６３９４：２００７に準じて、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度０℃の条件で、ｔａｎδ（０℃）を測定した。
結果を第３表に示す（第３表中の「ウェット性能」の欄）。結果は標準例のｔａｎδ（０℃）を１００とする指数で表した。指数が大きいほどｔａｎδ（０℃）が大きく、タイヤにしたときにウェット性能に優れる。
(Wet performance)
The obtained rubber composition for tire tread (unvulcanized) was press-vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold (15 cm × 15 cm × 0.2 cm) to prepare a vulcanized rubber sheet.
About the produced vulcanized rubber sheet, in accordance with JIS K6394: 2007, using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), conditions of stretch deformation strain rate 10% ± 2%, frequency 20 Hz, temperature 0 ° C. Then, tan δ (0 ° C.) was measured.
The results are shown in Table 3 ("Wet performance" column in Table 3). The results were expressed as an index with tan δ (0 ° C.) of the standard example as 100. The larger the index, the larger the tan δ (0 ° C.), and the better the wet performance when made into a tire.
（転がり抵抗）
温度０℃の条件で測定する代わりに、温度６０℃の条件で測定した以外は上述したウェット性能と同様の手順にしたがって、ｔａｎδ（６０℃）を測定した。
結果を第３表に示す（第３表中の「転がり抵抗」の欄）。結果は標準例のｔａｎδ（６０℃）を１００とする指数で表した。指数が小さいほどｔａｎδ（６０℃）が小さく、タイヤにしたときに転がり抵抗が小さい（低転がり抵抗性に優れる）。
(Rolling resistance)
Instead of measuring at a temperature of 0 ° C., tan δ (60 ° C.) was measured according to the same procedure as the wet performance described above except that the measurement was performed at a temperature of 60 ° C.
The results are shown in Table 3 ("Rolling resistance" column in Table 3). The results were expressed as an index with tan δ (60 ° C.) of the standard example as 100. The smaller the index, the smaller the tan δ (60 ° C.), and the lower the rolling resistance when the tire is made (excellent in low rolling resistance).
（粘度）
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物（未加硫）について、ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２０１３の方法に則り、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）を測定した。結果を第３表に示す（第３表中の「粘度」の欄）。結果は標準例のムーニー粘度を１００とする指数で表した。指数が小さいほど粘度が低い。
(viscosity)
With respect to the obtained rubber composition for tire tread (unvulcanized), Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) at 100 ° C. was measured according to the method of JIS K6300-1: 2013. The results are shown in Table 3 ("Viscosity" column in Table 3). The result was expressed as an index with the Mooney viscosity of the standard example as 100. The smaller the index, the lower the viscosity.
（スコーチタイム）
得られたタイヤトレッド用ゴム組成物（未加硫）について、ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２０１３に準拠し、Ｌ形ロータを用いて、試験温度１２５℃の条件でスコーチタイムを測定した。
結果を第３表に示す。結果は標準例のスコーチタイムを１００とする指数で表した。指数が大きいほどスコーチタイムが長く、耐スコーチ性に優れる。
(Scorch time)
About the obtained rubber composition for tire treads (unvulcanized | cured), based on JISK6300-1: 2013, the scorch time was measured on the conditions of test temperature 125 degreeC using the L-shaped rotor.
The results are shown in Table 3. The result was expressed as an index with the scorch time of the standard example as 100. The larger the index, the longer the scorch time and the better the scorch resistance.
第３表中、各成分の詳細は以下のとおりである。
・比較共役ジエン系ゴム１：上述のとおり製造された比較共役ジエン系ゴム１（ゴム１００質量部に対して油展オイル２５質量を含む）（芳香族ビニル単位含有量：４２質量％、ビニル結合含有量：３２質量％、Ｔｇ：−２５℃、Ｍｗ：７５０，０００）
・特定共役ジエン系ゴム：上述のとおり製造された特定共役ジエン系ゴム（ゴム１００質量部に対して油展オイル２５質量を含む）
・ＢＲ：Ｎｉｐｏｌ １２２０（ブタジエンゴム、日本ゼオン社製）
・シリカ：ＺＥＯＳＩＬ １１６５ＭＰ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：１５９ｍ２／ｇ、ローディア社製）
・カーボンブラック：ショウブラックＮ３３９（キャボットジャパン社製）
・比較シランカップリング剤：Ｓｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、エボニックデグッサ社製）
・シランカップリング剤１：ＶＰ Ｓｉ３６３（エボニックデグッサ社製）（上記式（Ａ１）で表される化合物。ここで、Ｒ11：−ＯＣ2Ｈ5、Ｒ12：−Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）5−Ｃ13Ｈ27、Ｒ14：−（ＣＨ2）3−、ｌ＝１、ｍ＝２、ｎ＝０。）
・シランカップリング剤２：ＮＸＴ−Ｚ４５（モメンティブ社製）（上記式（Ａ３）で表される繰り返し単位および上記式（Ａ４）で表される繰り返し単位を有する共重合物）
・アルキルトリアルコキシシラン：オクチルトリエトキシシラン（ＫＢＥ−３０８３、信越化学工業社製）
・芳香族変性テルペン樹脂：ＹＳレジン ＴＯ−１２５（軟化点：１２５±５℃、ヤスハラケミカル社製）
・オイル：エキストラクト４号Ｓ（昭和シェル石油社製）
・加工助剤：ストラクトール ＥＦ４４（Ｓ＆Ｓ社製）
・酸化亜鉛：酸化亜鉛３種（正同化学工業社社製）
・ステアリン酸：ビーズステアリン酸（日油社製）
・硫黄：金華印油入微粉硫黄（硫黄の含有量９５．２４質量％、鶴見化学工業社製）
・加硫促進剤：ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＣＢＳ（ＦＬＥＸＳＹＳ社製）
The details of each component in Table 3 are as follows.
Comparative conjugated diene rubber 1: Comparative conjugated diene rubber 1 produced as described above (containing 25 mass of oil-extended oil with respect to 100 mass parts of rubber) (aromatic vinyl unit content: 42 mass%, vinyl bond Content: 32% by mass, Tg: −25 ° C., Mw: 750,000)
Specific conjugated diene rubber: Specific conjugated diene rubber produced as described above (including 25 parts of oil-extended oil with respect to 100 parts by weight of rubber)
BR: Nipol 1220 (butadiene rubber, manufactured by Nippon Zeon)
Silica: ZEOSIL 1165MP (CTAB adsorption specific surface area: 159 m 2 / g, manufactured by Rhodia)
・ Carbon black: Show black N339 (manufactured by Cabot Japan)
Comparative silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, manufactured by Evonik Degussa)
Silane coupling agent 1: VP Si363 (manufactured by Evonik Degussa) (compound represented by the above formula (A1). Here, R 11 : —OC 2 H 5 , R 12 : —O (C 2 H 4 O) 5 —C 13 H 27 , R 14 : — (CH 2 ) 3 —, l = 1, m = 2, n = 0.)
Silane coupling agent 2: NXT-Z45 (manufactured by Momentive) (a copolymer having a repeating unit represented by the above formula (A3) and a repeating unit represented by the above formula (A4))
-Alkyltrialkoxysilane: Octyltriethoxysilane (KBE-3083, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Aromatic modified terpene resin: YS resin TO-125 (softening point: 125 ± 5 ° C., manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.)
・ Oil: Extract No. 4 S (made by Showa Shell Sekiyu KK)
・ Processing aid: Stractol EF44 (manufactured by S & S)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide
・ Stearic acid: Beads stearic acid (manufactured by NOF Corporation)
・ Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil (sulfur content 95.24 mass%, manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator: SANTOCURE CBS (manufactured by FLEXSYS)
第３表から分かるように、特定共役ジエン系ゴムおよびメルカプト系シランカップリング剤を含有する本願実施例のタイヤトレッド用ゴム組成物は、粘度が低く、また、優れた耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性を示した。
実施例１と２との対比から、ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量が５０質量％以上である実施例２は、粘度がより低く、また、より優れた耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性を示した。
実施例２と４との対比から、アルキルトリアルコキシシランを含有する実施例４は、粘度がより低く、また、より優れた耐スコーチ性および低転がり抵抗性を示した。
実施例２と５との対比から、芳香族変性テルペン樹脂を含有する実施例５は、より優れたウェット性能および耐スコーチ性を示した。
As can be seen from Table 3, the tire tread rubber composition of the present example containing a specific conjugated diene rubber and a mercapto silane coupling agent has a low viscosity, excellent scorch resistance, wet performance and It showed low rolling resistance.
From the comparison between Examples 1 and 2, Example 2 in which the content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is 50% by mass or more has a lower viscosity, and more excellent scorch resistance and wetness. Shows performance and low rolling resistance.
From a comparison between Examples 2 and 4, Example 4 containing an alkyltrialkoxysilane had a lower viscosity, and more excellent scorch resistance and low rolling resistance.
From a comparison between Examples 2 and 5, Example 5 containing an aromatic-modified terpene resin showed better wet performance and scorch resistance.
一方、特定共役ジエン系ゴムを含有しない標準例は、粘度が高く、また、また、スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分であった。
また、特定共役ジエン系ゴムを含有するがメルカプト系シランカップリング剤を含有しない（メルカプト系シランカップリング剤以外のシランカップリング剤を含有する）比較例２は、スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分であった。
また、特定共役ジエン系ゴムおよびメルカプト系シランカップリング剤を含有するが、ジエン系ゴム中の特定共役ジエン系ゴムの含有量が３０質量％に満たない比較例３は、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分であった。
また、特定共役ジエン系ゴムおよびメルカプト系シランカップリング剤を含有するがメルカプト系シランカップリング剤の含有量がシリカの含有量に対して２．０質量％に満たない比較例４は、粘度が高く、また、耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分であった。
また、特定共役ジエン系ゴムおよびメルカプト系シランカップリング剤を含有するがメルカプト系シランカップリング剤の含有量がシリカの含有量に対して２０質量％を超える比較例５は、耐スコーチ性が不十分であった。
また、シリカの含有量がジエン系ゴム１００質量部に対して３０質量部に満たない比較例６は、粘度が高く、また、耐スコーチ性、ウェット性能および低転がり抵抗性が不十分であった。
また、シリカの含有量がジエン系ゴム１００質量部に対して１５０質量部を超える比較例７は、粘度が高く、また、耐スコーチ性および低転がり抵抗性が不十分であった。
On the other hand, the standard example not containing the specific conjugated diene rubber had high viscosity, and the scorch property, wet performance and low rolling resistance were insufficient.
Comparative Example 2 containing a specific conjugated diene rubber but no mercapto silane coupling agent (containing a silane coupling agent other than a mercapto silane coupling agent) is scorch, wet performance, and low rolling. Resistance was insufficient.
Further, Comparative Example 3, which contains a specific conjugated diene rubber and a mercapto silane coupling agent, but the content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is less than 30% by mass, shows wet performance and low rolling resistance. Sex was insufficient.
In addition, Comparative Example 4 containing a specific conjugated diene rubber and a mercapto silane coupling agent but having a mercapto silane coupling agent content of less than 2.0% by mass with respect to the silica content has a viscosity of Further, the scorch resistance, wet performance and low rolling resistance were insufficient.
Further, Comparative Example 5 containing a specific conjugated diene rubber and a mercapto silane coupling agent but having a mercapto silane coupling agent content exceeding 20% by mass with respect to the silica content has poor scorch resistance. It was enough.
Further, Comparative Example 6 in which the silica content was less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber had high viscosity, and the scorch resistance, wet performance, and low rolling resistance were insufficient. .
Further, Comparative Example 7 in which the silica content exceeds 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber had high viscosity, and the scorch resistance and low rolling resistance were insufficient.
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ タイヤトレッド部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ リムクッション
1 Bead part 2 Side wall part 3 Tire tread part 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion
Claims (5)
前記ジエン系ゴムが特定共役ジエン系ゴムを含み、前記ジエン系ゴム中の前記特定共役ジエン系ゴムの含有量が３０質量％以上であり、
前記特定共役ジエン系ゴムが、下記工程ＡとＢとＣとをこの順に備える共役ジエン系ゴムの製造方法により製造される共役ジエン系ゴムであって、芳香族ビニル単位含有量が３８〜４８質量％である、共役ジエン系ゴムであり、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３０〜１５０質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記シリカの含有量に対して、２．０〜２０質量％である、タイヤトレッド用ゴム組成物。
・工程Ａ：イソプレンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物を重合することにより、イソプレン単位含有量が８０〜９５質量％であり、芳香族ビニル単位含有量が５〜２０質量％であり、重量平均分子量が５００〜１５，０００である、活性末端を有する重合体ブロックＡを形成する工程
・工程Ｂ：前記重合体ブロックＡと、１，３−ブタジエンおよび芳香族ビニルを含む単量体混合物とを混合して重合反応を継続し、活性末端を有する重合体ブロックＢを、前記重合体ブロックＡと一続きにして形成することにより、前記重合体ブロックＡおよび前記重合体ブロックＢを有する、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を得る工程
・工程Ｃ：前記共役ジエン系重合体鎖の前記活性末端に、下記式（１）で示されるポリオルガノシロキサンを反応させる工程
The diene rubber contains a specific conjugated diene rubber, and the content of the specific conjugated diene rubber in the diene rubber is 30% by mass or more,
The specific conjugated diene rubber, I conjugated diene rubber der produced by the production method of the conjugated diene rubber and a and C following steps A and B in this order, the aromatic vinyl unit content 38 to 48 % by mass, Ri conjugated diene rubber der,
The silica content is 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
A rubber composition for a tire tread, wherein a content of the silane coupling agent is 2.0 to 20% by mass with respect to a content of the silica.
Step A: by polymerizing a monomer mixture containing isoprene and aromatic vinyl, the isoprene unit content is 80 to 95% by mass, the aromatic vinyl unit content is 5 to 20% by mass, and the weight Step of forming polymer block A having an active terminal having an average molecular weight of 500 to 15,000 and step B: The polymer block A and a monomer mixture containing 1,3-butadiene and aromatic vinyl And the polymerization reaction is continued, and the polymer block B having an active terminal is formed continuously with the polymer block A, thereby having the polymer block A and the polymer block B. Step of obtaining a conjugated diene polymer chain having a terminal and step C: Polyorganosiloxane represented by the following formula (1) at the active terminal of the conjugated diene polymer chain Reacting
Ｒ32およびＲ42は、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキレン基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニレン基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニレン基を表す。Ｒ32が末端である場合、Ｒ32は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニル基を表す。Ｒ42が末端である場合、Ｒ42は、水素原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニル基を表す。
Ｒ33およびＲ43は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルキニル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数１〜３０のアルキル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、または、直鎖状もしくは分岐状の炭素数２〜３０のアルケニル基であって末端に水酸基もしくはカルボキシル基を有するもの、を表す。
Ｒ32およびＲ33は、Ｒ32とＲ33とで環を形成していてもよい。
Ｒ42およびＲ43は、Ｒ42とＲ43とで環を形成していてもよい。
Ｒ34は、炭素数１〜１３のアルキル基を表す。
複数あるＲ31、Ｒ32、Ｒ33、Ｒ34、Ｒ41、Ｒ42およびＲ43はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。） The silane coupling agent has a compound represented by the following formula (A1) and / or a copolymer having a repeating unit represented by the following formula (A3) and a repeating unit represented by the following formula (A4). The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein
R 32 and R 42 are each independently a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a linear or branched group. Represents a alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. When R 32 is a terminal, R 32 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight chain. A chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms is represented. When R 42 is a terminal, R 42 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a straight A chain or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms is represented.
R 33 and R 43 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, A linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at the terminal, or linear or branched A alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and having a hydroxyl group or a carboxyl group at its terminal.
R 32 and R 33 may form a ring with R 32 and R 33 .
R 42 and R 43 may form a ring with R 42 and R 43 .
R 34 represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms.
A plurality of R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 41 , R 42 and R 43 may be the same or different. )
前記アルキルトリアルコキシシランの含有量が、前記シリカの含有量に対して、０．２〜２０質量％である、請求項１または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to claim 1 or 2, wherein a content of the alkyltrialkoxysilane is 0.2 to 20% by mass with respect to a content of the silica.
前記芳香族変性テルペン樹脂の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、３〜３０質量部である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。 Furthermore, it contains an aromatic modified terpene resin having a softening point of 60 to 150 ° C.,
The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 3, wherein a content of the aromatic modified terpene resin is 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
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