JP6765817B2

JP6765817B2 - ゴム組成物及びタイヤ

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Publication number: JP6765817B2
Application number: JP2016016112A
Authority: JP
Inventors: 和孝土田; 俊広田中; 佑季高橋; 雅大田中; 岡本　尚美; 尚美岡本; 和宏秋川
Original assignee: Bridgestone Corp; Ube Industries Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Ube Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2020-10-07
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP2017132959A

Description

本発明は、ゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。より詳細には、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムを用いたゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。

従来、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムの製造は、ベンゼン、トルエン及びキシレンなどの炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒中において、所定の触媒を用いて、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合し、続いて、シンジオタクチック−１，２重合（以下、単に「１，２重合」という場合がある。）する方法により行われている。

また、ビニル・シス−ポリブタジエンゴムは、ゴム組成物にしたときの用途によって、種々の特性の改良が望まれている。例えば、特許文献１には、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合する際に、溶解された１，２−ポリブタジエンを予め混合させることにより、ゴム組成物にしたときに、押出加工性及び引張応力を向上させたビニル・シス−ポリブタジエンゴムが記載されている。また、特許文献２乃至４には、さらにそれを改良した、発熱性や耐亀裂性に優れたビニル・シス−ポリブタジエンゴムが記載されている。

特開２００８−１６３１４４号公報特開２０１２−２０７０５２号公報特開２０１２−２１４７３５号公報特開２０１２−２１４７６５号公報

しかしながら、種々の改良されたビニル・シス−ポリブタジエンゴムである特許文献１乃至４に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムにおいても、タイヤ用のゴム組成物にしたときの更なる加工性や引張応力の改善は、産業上有用である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、特に、耐亀裂性に優れたゴム組成物及びそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。

本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、ゴム組成物に配合されるビニル・シス−ポリブタジエンゴム中に特定のピークトップ分子量（Ｍｐ）を有する１，２−ポリブタジエンを含有させることにより、優れた耐亀裂性を有するゴム組成物が製造できることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）、及び融点が１６０〜２３０℃の１，２−ポリブタジエン（ｂ）を含有し、前記１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）が１０，０００以下であるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）１０〜９０重量部、及び（Ａ）以外のジエン系ゴム（Ｂ）９０〜１０重量部からなるゴム成分（Ａ）＋（Ｂ）１００重量部に対し、ゴム補強剤（Ｃ）１０〜１００重量部を配合することを特徴とするゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。

以上のように、本発明によれば、特に、耐亀裂性に優れたゴム組成物及びそれを用いたタイヤを提供することができる。

＜ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）＞
本発明のゴム組成物に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）は、マトリックス成分であるポリブタジエン中に、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）、及び融点が１６０〜２３０℃の１，２−ポリブタジエン（ｂ）を含有し、１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）が１０，０００以下である。

（１，２−ポリブタジエン（ａ））
本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）において、１，２−ポリブタジエン（ａ）の融点は６０〜１５０℃であるが、８０〜１２０℃であることが好ましく、９５〜９９℃であることがさらに好ましい。１，２−ポリブタジエン（ａ）の融点が６０℃より低い、若しくは１５０℃より高いと耐亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。

１，２−ポリブタジエン（ａ）の含有量は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）に対して、１〜２０重量％が好ましく、２〜１０重量％がより好ましく、３〜７重量％が特に好ましい。含有量が２０重量％より多いと低燃費性が悪化する傾向にあり、１重量％より少ないと耐亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。

１，２−ポリブタジエン（ａ）は、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法の第１工程において、不活性有機溶媒中に添加又は合成することによって、製造されたビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）中に上記含有量を含有させることができる。

（１，２−ポリブタジエン（ｂ））
本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）において、１，２−ポリブタジエン（ｂ）の融点は１６０〜２３０℃であるが、１７０〜２２０℃であることが好ましく、１７５〜２１０℃であることがさらに好ましい。１，２−ポリブタジエン（ｂ）の融点が１６０℃より低いとダイ・スウェルが悪化するため好ましくない。

１，２−ポリブタジエン（ｂ）の含有量（Ｈ．Ｉ．）は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）に対して、１〜２５重量％が好ましく、５〜２０重量％がより好ましく、１０〜１５重量％が特に好ましい。含有量が２５重量％より多いと加工性が悪化する傾向にあり、１重量％より少ないと耐亀裂性が悪化する傾向にあるため、好ましくない。

１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）は、１０，０００以下であり、１，０００〜１０，０００が好ましく、３，０００〜１０，０００であることが特に好ましい。ピークトップ分子量（Ｍｐ）が１０，０００より大きいと耐亀裂性が悪化するため好ましくない。本発明において、ピークトップ分子量（Ｍｐ）とは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により得られた溶出曲線におけるピークトップの分子量であり、ポリスチレンを標準物質として得た検量線から算出することができる。

１，２−ポリブタジエン（ｂ）は、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法の第３工程において、１，３−ブタジエンをシンジオタクチック−１，２重合することによって、製造されたビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）中に上記含有量を含有させることができる。また、１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）は、第３工程におけるシンジオタクチック−１，２重合の重合温度を５０〜１００℃に調整することによって、調整することができる。

（ポリブタジエン）
本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）において、マトリックス成分であるポリブタジエンは、後述するビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法の第２工程において、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合することによって得られる。ポリブタジエンのムーニー粘度（ＭＬ_１＋４，１００℃）は、２０〜６０が好ましく、２５〜４５がより好ましい。また、ポリブタジエンのシス−１，４構造含有率は９０％以上であることが好ましく、特に９５％以上であることが好ましい。

また、マトリックス成分であるポリブタジエンの重量平均分子量は、２００，０００〜８００，０００が好ましく、４００，０００〜６５０，０００がより好ましい。また、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２．００〜５．００が好ましく、２．２０〜３．５０がより好ましい。

また、シス−１，４重合で得られるポリブタジエンは実質的にゲル分を含有しない。

（グラフト体）
さらに、本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）は、グラフト体含有率が、５〜２５重量％であることが好ましく、１５〜２２重量％であることがより好ましい。グラフト体は、溶解した１，２−ポリブタジエン（ａ）中で、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合することによって得られる、１，２−ポリブタジエン（ａ）とマトリックス成分であるポリブタジエンとが一部化学結合した物質である。グラフト体含有率が、５〜２５重量％であることで、低燃費性が良好となり、また耐亀裂性とのバランスの観点から好ましい。

＜ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法＞
本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法としては、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）と、１，３−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物を調製する第１工程と、第１工程で調製された混合物に水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒、又は、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒を添加して、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合する第２工程と、第２工程で得られた重合反応混合物中の１，３−ブタジエンをシンジオタクチック−１，２重合する第３工程と、を備え、第３工程において、重合温度を５０〜１００℃に調整することを特徴とする。

（第１工程）
本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法において使用する、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）は、コバルト化合物、一般式ＡｌＲ_３（但し、Ｒは炭素原子数１〜１０の炭化水素基である）で表される有機アルミニウム化合物及び二硫化炭素、並びに、必要に応じてアルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、ニトリル、スルホキシド、アミド及び燐酸エステルからなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物、からなる触媒を用い、１，３−ブタジエンを重合することにより製造される。前記１，２−ポリブタジエン（ａ）の１，２構造含有率は、４０〜９９％が好ましく、５０〜９５％が特に好ましい。また、前記１，２−ポリブタジエン（ａ）は、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンであることが好ましい。

本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法において、１，２−ポリブタジエン（ａ）の添加量は、得られるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）に対して、１〜２０重量％が好ましく、２〜１５重量％がより好ましく、３〜１０重量％が特に好ましい。添加量が２０重量％より多いと低燃費性が悪化する傾向にあり、１重量％より少ないと耐亀裂性が悪化する傾向にあり、好ましくない。

本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法において使用する不活性有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン及びキシレン等の芳香族炭化水素、ｎ−ヘキサン、ブタン、ヘプタン及びペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン及びシクロペンタン等の脂環族炭化水素、上記のオレフィン化合物及びシス−２−ブテン、トランス−２−ブテン等のオレフィン系炭化水素、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ及びケロシン等の炭化水素系溶媒、並びに塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒などが挙げられる。また、１，３−ブタジエンモノマーそのものを重合溶媒として用いてもよい。

上記の不活性有機溶媒の中でも、トルエン、シクロヘキサン、及びシス−２−ブテンとトランス−２−ブテンとの混合物などが好適に用いられる。

本発明に用いるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の製造方法において、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）と、１，３−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物は、１，３−ブタジエン及び前記不活性有機溶媒との混合物に、１，２−ポリブタジエン（ａ）を溶解することより調製することができる。１，２−ポリブタジエン（ａ）が溶解し難い場合、３０〜１８０℃に加熱し、溶解させることができる。また、１，３−ブタジエンと不活性有機溶媒との混合物中において、上記の触媒系を用いて１，２−ポリブタジエン（ａ）を合成して、溶解させて、混合物を調製してもよい。

（第２工程）
次に、第１工程で調製された混合物中の水分の濃度を調整する。水分の濃度は、シス−１，４重合で用いる有機アルミニウム化合物１モル当たり、好ましくは０．１〜１．４モル、特に好ましくは０．２〜１．２モルの範囲である。この範囲外では触媒活性が低下したり、シス−１，４構造含有率が低下したり、分子量が異常に低く又は高くなったりするため好ましくない。また、上記の範囲外では、重合時のゲルの発生を抑制することができず、このため重合槽などへのゲルの付着が起り、さらに連続重合時間を延ばすことができないので好ましくない。水分の濃度を調整する方法は、公知の方法が適用できる。多孔質濾過材を通して添加・分散させる方法（特開平４−８５３０４号公報）も有効である。

上記のように水分の濃度を調整して得られた混合物に、有機アルミニウム化合物を添加する。有機アルミニウム化合物としては、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムクロライド、ジアルキルアルミニウムブロマイド、アルキルアルミニウムセスキクロライド、アルキルアルミニウムセスキブロマイド、及びアルキルアルミニウムジクロライドなどが挙げられる。

上記の有機アルミニウム化合物のうち、一般式ＡｌＲ_３（但し、Ｒは炭素原子数１〜１０の炭化水素基である）により表わされるトリアルキルアルミニウムを好ましく用いることができる。トリアルキルアルミニウムの例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−ｎ−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−ｎ−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ−ｐ−トリルアルミニウム、及びトリベンジルアルミニウムを挙げることができる。なお、トリアルキルアルミニウム内のアルキル基は、互いに同一でも、あるいは異なっていてもよい。

上記の有機アルミニウム化合物に加えて、ジメチルアルミニウムクロライド及びジエチルアルミニウムクロライドなどのジアルキルアルミニウムクロライド、セスキエチルアルミニウムクロライド及びエチルアルミニウムジクロライドなどの有機アルミニウムハロゲン化合物、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド及びセスキエチルアルミニウムハイドライドなどの水素化有機アルミニウム化合物を用いることもできる。

これらの有機アルミニウム化合物は、２種類以上を併用することもできる。

有機アルミニウム化合物の使用量は、水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒系を用いてシス−１，４重合する場合は、１，３−ブタジエン１モル当たり０．１ミリモル以上、特に０．５〜５０ミリモルであることが好ましい。また、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒系を用いてシス−１，４重合する場合は、１，３−ブタジエン１モル当たり１×１０^−５〜１×１０^−１モルであることが好ましい。

次いで、有機アルミニウム化合物を添加した混合物に可溶性コバルト化合物を添加して、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合する。可溶性コバルト化合物としては、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒若しくは液体１，３−ブタジエンに可溶なものであるか、又は均一に分散できる、例えば、コバルト（ＩＩ）アセチルアセトナート及びコバルト（ＩＩＩ）アセチルアセトナートなどコバルトのβ−ジケトン錯体、コバルトアセト酢酸エチルエステル錯体のようなコバルトのβ−ケト酸エステル錯体、コバルトオクトエート、コバルトナフテネート及びコバルトベンゾエートなどの炭素数６以上の有機カルボン酸のコバルト塩、塩化コバルトピリジン錯体及び塩化コバルトエチルアルコール錯体などのハロゲン化コバルト錯体などが用いられる。可溶性コバルト化合物の使用量は、１，３−ブタジエン１モル当たり０．００１ミリモル以上、特に０．００５ミリモル以上であることが好ましい。また、可溶性コバルト化合物に対する有機アルミニウム化合物のモル比（Ａｌ／Ｃｏ）は１０以上であり、特に５０以上であることが好ましい。

また、可溶性コバルト化合物の代わりに、有機アルミニウム化合物を添加した混合物にニッケル化合物及びフッ素化合物を添加して、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合してもよい。この場合、水は、シス−１，４重合触媒の成分として添加しても、添加しなくてもよい。

ニッケル化合物としては、ニッケルの塩や錯体が好ましく用いられる。特に好ましいものとして、塩化ニッケル及び臭化ニッケルなどのハロゲン化ニッケル、硝酸ニッケルなどの無機酸のニッケル塩、オクチル酸ニッケル、酢酸ニッケル、ニッケルオクトエートなどの炭素原子数１〜１８のカルボン酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル、マロン酸ニッケル、ニッケルのビスアセチルアセトナート及びトリスアセチルアセトネート、アセト酢酸エチルエステルなどのニッケル錯体、ハロゲン化ニッケルのトリアリールホスフィン錯体、トリアルキルホスフィン錯体、ピリジン錯体及びピコリン錯体等の有機塩基錯体、並びにエチルアルコール錯体などの各種錯体を挙げることができる。ニッケル化合物の使用量は、１，３−ブタジエン１モル当たり１×１０^−７〜１×１０^−３モルであることが好ましい。

フッ素化合物としては、三フッ化ホウ素のエーテル、アルコール、又はこれらの混合物の錯体、あるいはフッ化水素のエーテル、アルコール、又はこれらの錯体の混合物が好ましく用いられる。特に好ましいものとして、三フッ化ホウ素ジエチルエーテレート、三フッ化ホウ素ジブチルエーテレート、フッ化水素ジエチルエーテレート、及びフッ化水素ジブチルエーテレートを挙げることができる。フッ素化合物の使用量は、１，３−ブタジエン１モル当たり１×１０^−４〜１モルであることが好ましい。

１，３−ブタジエンをシス−１，４重合する温度は、０℃を超えて１００℃以下、好ましくは１０〜１００℃、さらに好ましくは２０〜１００℃である。重合時間は、１０分〜２時間の範囲が好ましい。シス−１，４重合後のポリマー濃度が５〜２６重量％となるように、シス−１，４重合を行うことが好ましい。重合は、重合槽（重合器）内にて溶液を攪拌混合して行う。重合に用いる重合槽としては、高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭４０−２６４５号公報に記載された装置を用いることができる。

シス−１，４重合時に、公知の分子量調節剤、例えばシクロオクタジエン、アレン、メチルアレン（１，２−ブタジエン）などの非共役ジエン類、又はエチレン、プロピレン、ブテン−１などのα−オレフィン類を使用することができる。また、重合時のゲルの生成をさらに抑制するため、公知のゲル化防止剤を使用することができる。

（第３工程）
次に、第２工程で得られた重合反応混合物中の１，３−ブタジエンをシンジオタクチック−１，２重合する。その際に、得られたシス−１，４重合物に、１，３−ブタジエンを添加しても添加しなくてもよい。また、この１，２重合する際に、一般式ＡｌＲ_３（但し、Ｒは炭素原子数１〜１０の炭化水素基である）で表される有機アルミニウム化合物及び二硫化炭素、並びに、必要に応じて可溶性コバルト化合物を添加して１，３−ブタジエンを１，２重合することが好ましく、さらに、１，２重合する際に、重合系に水を添加してもよい。また、二硫化炭素はシス−１，４重合に与える影響が小さく、また重合終了後も溶液中に残存するため、第１工程若しくは第２工程で添加してもよい。

前記の一般式ＡｌＲ_３により表される有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリｎ−ヘキシルアルミニウム及びトリフェニルアルミニウムなどが好適である。有機アルミニウム化合物は、１，３−ブタジエン１モル当たり０．１ミリモル以上、特に０．５〜５０ミリモルが好ましい。二硫化炭素の濃度は、２０ミリモル／Ｌ以下、特に好ましくは０．０１〜１０ミリモル／Ｌである。二硫化炭素の代替として、公知のイソチオシアン酸フェニルやキサントゲン酸化合物を使用してもよい。水は、１，３−ブタジエンを有機アルミニウム化合物と接触させた後、重合系に添加することが好ましい。水の添加量は、有機アルミニウム化合物１モル当たり０．１〜１．５モルが好ましい。可溶性コバルト化合物としては、前記第２工程で記載したものと同様のものを用いることができる。

第３工程において、１，２重合する温度は、５０〜１００℃であり、６０〜９０℃が好ましく、特に７０〜８５℃が好ましい。本発明においては、第３工程の重合温度を５０〜１００℃に調整することによって、得られる１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）調整することができる。

１，２重合する際の重合系には、前記第２工程で得られたシス−１，４重合物１００重量部当たり１〜５０重量部、好ましくは１〜２０重量部の１，３−ブタジエンを添加することができる。これにより、１，２重合時の１，２−ポリブタジエン（ｂ）の収量を増大させることができる。重合時間は、２分〜２時間の範囲が好ましい。１，２重合後のポリマー濃度が９〜２９重量％となるように、１，２重合を行うことが好ましい。重合は重合槽（重合器）内にて重合溶液を攪拌混合して行う。１，２重合に用いる重合槽としては、１，２重合中は更に高粘度となり、ポリマーが付着しやすいので、高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭４０−２６４５号公報に記載された装置を用いることができる。

重合反応が所定の重合率に達した後、常法に従って公知の老化防止剤を添加することができる。老化防止剤としては、フェノール系の２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）、リン系のトリノニルフェニルフォスファイト（ＴＮＰ）、並びに硫黄系の４，６−ビス（オクチルチオメチル）−ｏ−クレゾール及びジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート（ＴＰＬ）などが挙げられる。これらを単独でも２種以上組み合わせて用いてもよく、老化防止剤の添加は、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）１００重量部に対して０．００１〜５重量部である。

重合反応は、重合溶液にメタノール及びエタノールなどのアルコール、又は水などの極性溶媒を大量に投入する方法、塩酸及び硫酸などの無機酸、酢酸及び安息香酸などの有機酸、又は塩化水素ガスを重合溶液に導入する方法など、それ自体公知の方法を用いて停止する。次いで、通常の方法に従い、生成したビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）を分離、洗浄、続いて乾燥する。

＜ゴム組成物＞
本発明のゴム組成物は、前記ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）１０〜９０重量部、及び（Ａ）以外のジエン系ゴム（Ｂ）９０〜１０重量部からなるゴム成分（Ａ）＋（Ｂ）１００重量部に対し、ゴム補強剤（Ｃ）１０〜１００重量部を配合する。

（（Ａ）以外のジエン系ゴム（Ｂ））
本発明において、（Ｂ）成分の（Ａ）以外のジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、乳化重合若しくは溶液重合スチレン−ブタジエンゴムから選ばれる少なくとも１種類以上のジエン系ゴムを用いることができ、特に天然ゴム及びブタジエンゴムを使用することが好ましい。（Ｂ）成分を（Ａ）成分と混合させるときには、通常行われているバンバリー、ロールなどの混練時に混合しても良いし、重合後の溶液状態のままで予め混合、乾燥したものを使用してもよい。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分との割合は、（Ａ）成分が１０〜９０重量部、（Ｂ）成分が９０〜１０重量部であることが好ましく、特に（Ａ）成分が１０〜６０重量部、（Ｂ）成分が９０〜４０重量部である場合、タイヤ用のゴム組成物として最適である。

（ゴム補強剤（Ｃ））
本発明において、（Ｃ）成分のゴム補強剤としては、各種のカーボンブラック、ホワイトカーボン、活性化炭酸カルシウム、超微粒子珪酸マグネシウム等の無機補強剤やシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ハイスチレン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、クマロンインデン樹脂及び石油樹脂等の有機補強剤が挙げられる。
特に好ましくは、粒子径が９０ｎｍ以下、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が７０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックで、例えば、ＦＥＦ，ＦＦ，ＧＰＦ，ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＳＲＦ，ＨＡＦ等が挙げられる。

（Ｃ）成分の配合割合は、ゴム成分（Ａ）＋（Ｂ）１００重量部に対して、１０〜１００重量部が好ましく、２０〜６０重量部がより好ましい。（Ｃ）成分が２０より少ないと、引張応力が低下する傾向があり、６０より多いと、加工性が悪化する傾向がある。

（その他の成分）
本発明のゴム組成物は、必要に応じて、その他の成分である加硫剤、加硫助剤、老化防止剤、充填剤、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸など、通常ゴム業界で用いられる薬品を混練してもよい。

加硫剤としては、公知の加硫剤、例えば硫黄、有機過酸化物、樹脂加硫剤、酸化マグネシウムなどの金属酸化物などが用いられる。

加硫促進剤としては、公知の加硫促進剤、例えばアルデヒド類、アンモニア類、アミン類、グアニジン類、チオウレア類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカーバメイト類、キサンテート類などが用いられる。

充填剤としては、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、クレー、リサージュ、珪藻土、再生ゴム及び粉末ゴムなどが挙げられる。

老化防止剤としては、アミン−ケトン系、イミダゾール系、アミン系、フェノール系、硫黄系及び燐系などが挙げられる。

プロセスオイルは、アロマティック系、ナフテン系、パラフィン系のいずれを用いてもよい。

本発明のゴム組成物は、前記各成分を通常行われているバンバリー、オープンロール、ニーダー、二軸混練り機などを用いて混練りすることで得られる。

本発明のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム組成物は、その改良された耐亀裂性を生かして、スタッドレスタイヤ、スノータイヤ及びオールシーズンタイヤ等のタイヤ用途、また大型タイヤ用途にも適用可能である。

本発明に係るゴム組成物は、サイドウォール、キャップトレッド、ベーストレッド、サイド補強ゴム及びビートフィラー等のタイヤの各部位に用いることができ、特にタイヤのサイドウォールに用いることが好ましい。

本発明に係るゴム組成物を用いたタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、充填する気体としては、通常の又は酸素分圧が調整された空気、窒素、並びにアルゴン及びヘリウム等の不活性ガスなどがある。

本発明に係るゴム組成物をタイヤのサイドウォールに用いる場合、各成分を含有させた本発明に係るゴム組成物が未加硫の段階で加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤを得ることができる。この生タイヤを加硫機注で加熱加圧して、タイヤを得ることができる。

また、本発明に係るゴム組成物は、タイヤ用途以外に、防振ゴム、免震ゴム、ベルト（ベルトコンベア）、ゴムクローラ、各種ホース、モランなどに用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。なお、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）及びゴム組成物の物性は、以下のようにして測定した。

＜ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）＞
１．低融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ａ））含有量
低融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ａ））の含有量は、以下の式（１）を用いて計算した。
低融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ａ））の含有量＝重合系中に添加した低融点ＳＰＢ量÷得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）量×１００・・・（１）

２．ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４，１００℃）
ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４，１００℃）は、ＪＩＳＫ６３００に準拠し、１００℃にて予熱１分測定４分の値をムーニー粘度計（島津製作所製、ＳＭＶ−２０２）により測定した。

３．高融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ｂ））含有量（Ｈ．Ｉ．）
赤外線スペクトルを測定し、シス７４０ｃｍ^−１、トランス９６７ｃｍ^−１、ビニル９１０ｃｍ^−１の吸収強度比からミクロ構造を算出して、１，２−ポリブタジエン（ａ）、１，２−ポリブタジエン（ｂ）、ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の各ビニル１，２−構造含有量を計算した。
計算した各ビニル１，２−構造含有量及び重合条件・結果から得られた数値を下記式（２）に代入することで１，２−ポリブタジエン（ｂ）（ｇ）を計算した。
（１，２−ポリブタジエン（ａ）量（ｇ））＊（１，２−ポリブタジエン（ａ）のビニル１，２−構造含有量）＋｛（ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の収量（ｇ）−（１，２−ポリブタジエン（ａ）量（ｇ）−（１，２−ポリブタジエン（ｂ）量（ｇ））｝＊０．０１＋（１，２−ポリブタジエン（ｂ）量（ｇ））＊（１，２−ポリブタジエン（ｂ）のビニル１，２−構造含有量）＝（ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の収量（ｇ））＊（ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）のビニル１，２−構造含有量）・・・式（２）
計算した１，２−ポリブタジエン（ｂ）量（ｇ）を下記式（３）に代入することでビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）のＨ．Ｉ．量を計算した。
（ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）のＨ．Ｉ．量（％））＝（１，２−ポリブタジエン（ｂ）量（ｇ））／（ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）の収量（ｇ）＊１００・・・式（３）

４．高融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ｂ））のピークトップ分子量（Ｍｐ）
高融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ｂ））のピークトップ分子量（Ｍｐ）は、ソックスレー抽出により回収したｎ−ヘキサン不溶分を１４５℃のオルトジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ）で溶解後、熱時ろ過したものを１４５℃で高温ＧＰＣ測定（Ｗａｔｅｒｓ製ＧＰＣ／Ｖ２０００型）を行い、ポリスチレンを標準物質として得た検量線から、ＳＰＢのピークトップ分子量（Ｍｐ）を算出した。

＜加硫物＞
１．耐亀裂性
耐亀裂性は、定伸長疲労試験機（上島製作所）を用いて、加硫試験片（幅１２ｍｍ、高さ１１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）の中央に０．５ｍｍの傷を入れ、歪５０％、３００回／分の条件で亀裂進展長が１．０ｍｍに達した際の回数を測定した。比較例１を１００とし、指数の数値が大きいほど耐亀裂性が良好なことを示す。

（合成例１）
表１，２に示す条件にてビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造した。具体的には、ヘリカル羽を備えチッソ置換を終えた１．５Ｌステンレス製オートクレーブに表１に示す量の低融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ａ）成分：ＪＳＲ社製ＲＢ８３０）及びシクロヘキサン４５０ｍｌを投入しオートクレーブを密閉し、次いで、１，３−ブタジエン４５０ｍｌを圧送することで、原料溶液（ＦＢ）９００ｍｌを作製した。原料溶液に表１の濃度となるように水（Ｈ_２Ｏ）をシリンジを用いて添加し、その後、オートクレーブを６０℃まで昇温し、３０分・５００ｒｐｍで攪拌することにより、低融点ＳＰＢを完全に溶解させた。オートクレーブを２５℃まで冷却した後、ジエチルアルミニウムクロライド及びトリエチルアルミニウム（モル比３：１）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、５分攪拌した。次いで、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、４５℃まで昇温させた。コバルトオクトエート（Ｃｏ（Ｏｃｔ）_２）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、４５℃で２０分シス−１，４重合を実施した。得られた重合反応混合物に、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）を表２の濃度となるようにシリンジを用いて添加し２分間保持、次いで、コバルトオクトエートを表２の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、更に２分間保持、更に、二硫化炭素（ＣＳ_２）を表２の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、７８℃で５分シンジオタクチック−１，２重合を実施した。得られた重合反応混合物に重合停止剤を添加し、シンジオタクチック−１，２重合を停止させた。その後、オートクレーブを冷却・脱圧し、重合反応混合物をバットに取り出した。１００℃に温めた真空乾燥機にバットごと投入し、未反応のブタジエン及び溶剤を除去することで、合成例１に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムを得た。得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムの物性を表３に示す。

（比較合成例１）
表１，２に示す条件にてビニル・シス−ポリブタジエンゴムを製造した。具体的には、ヘリカル羽を備えチッソ置換を終えた１．５Ｌステンレス製オートクレーブに低融点ＳＰＢ（１，２−ポリブタジエン（ａ）成分：ＪＳＲ社製ＲＢ８３０）２．７ｇ及びシクロヘキサン１００ｍｌを投入しオートクレーブを密閉し、次いで、１，３−ブタジエンと２−ブテンの混合溶液（重量比５０：５０）５００ｍｌを圧送することで、原料溶液（ＦＢ）６００ｍｌを作製した。原料溶液に表１の濃度となるように水（Ｈ_２Ｏ）及び二硫化炭素（ＣＳ_２）をシリンジを用いて添加し、その後、オートクレーブを６０℃まで昇温し、３０分・５００ｒｐｍで攪拌することにより、低融点ＳＰＢを完全に溶解させた。オートクレーブを２５℃まで冷却した後、ジエチルアルミニウムクロライド及びトリエチルアルミニウム（モル比３：１）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、５分攪拌した。次いで、１，５−シクロオクタジエン（ＣＯＤ）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、４５℃まで昇温させた。コバルトオクトエート（Ｃｏ（Ｏｃｔ）_２）を表１の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、４５℃で２０分シス−１，４重合を実施した。得られた重合反応混合物に、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）を表２の濃度となるようにシリンジを用いて添加し２分間保持、次いで、コバルトオクトエートを表２の濃度となるようにシリンジを用いて添加し、４５℃で２０分シンジオタクチック−１，２重合を実施した。得られた重合反応混合物に重合停止剤を添加し、シンジオタクチック−１，２重合を停止させた。その後、オートクレーブを冷却・脱圧し、重合反応混合物をバットに取り出した。１００℃に温めた真空乾燥機にバットごと投入し、未反応のブタジエン及び溶剤を除去することで、比較合成例１に記載のビニル・シス−ポリブタジエンゴムを得た。得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムの物性を表３に示す。

前記合成例１及び比較合成例１で得られたビニル・シス−ポリブタジエンゴムを表４に従ってプラストミルでカーボンブラック、天然ゴム、亜鉛華、プロセスオイル、ステアリン酸および老化防止剤を加えて混練する一次配合を実施し、次いで、ロールにて加硫促進剤および硫黄を添加する二次配合を実施して、配合物を作成した。さらに、この配合物を成型し、１６０℃にてプレス加硫して加硫物を得た後、耐亀裂性を測定した。加硫物の物性測定結果について表５に示す。

以上より、実施例に係る加硫物は、比較例の加硫物と比較して、耐亀裂性の改善が図られていることが分かる。

〈タイヤのサイドゴム耐亀裂成長性の評価〉
次に、実施例１及び比較例１に係るゴム組成物をタイヤのサイドゴムに用いた場合の耐亀裂成長性について評価試験を行った。先ず、実施例１及び比較例１に係るゴム組成物それぞれを用いて、サイズが２２５／４５R１７の空気入りタイヤを製造した。得られたタイヤのサイドゴム部分に予め１ｍｍの傷を入れた後、ドラム上で走行させ、一定時間後の成長した亀裂の長さを測定した。その結果を表６に示す。結果は、比較例１の亀裂長さを１００として、亀裂長さの逆数をとって指数表示した。指数値が大きいほど耐亀裂成長性に優れていることを示す。

Claims

融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）、及び融点が１６０〜２３０℃の１，２−ポリブタジエン（ｂ）を含有し、前記１，２−ポリブタジエン（ｂ）のピークトップ分子量（Ｍｐ）が１０，０００以下であるビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）１０〜９０重量部、及び（Ａ）以外のジエン系ゴム（Ｂ）９０〜１０重量部からなるゴム成分（Ａ）＋（Ｂ）１００重量部に対し、ゴム補強剤（Ｃ）１０〜１００重量部を配合することを特徴とするゴム組成物。
前記ビニル・シス−ポリブタジエンゴム（Ａ）は、融点が６０〜１５０℃の１，２−ポリブタジエン（ａ）と、１，３−ブタジエンと、炭化水素を主成分とする不活性有機溶媒との混合物を調製する第１工程と、
第１工程で調製された混合物に水、有機アルミニウム化合物及び可溶性コバルト化合物からなる触媒、又は、有機アルミニウム化合物、ニッケル化合物及びフッ素化合物からなる触媒を添加して、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合する第２工程と、
第２工程で得られた重合反応混合物中の１，３−ブタジエンをシンジオタクチック−１，２重合する第３工程と、を備え、
第３工程において、重合温度を５０〜１００℃に調整する製造方法により得られたことを特徴とする請求項１記載のゴム組成物。
請求項１又は２記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
請求項１又は２記載のゴム組成物をサイドウォールに用いたことを特徴とするタイヤ。