WO2013099325A1 - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

ゴム組成物及び空気入りタイヤ Download PDF

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WO2013099325A1
WO2013099325A1 PCT/JP2012/066210 JP2012066210W WO2013099325A1 WO 2013099325 A1 WO2013099325 A1 WO 2013099325A1 JP 2012066210 W JP2012066210 W JP 2012066210W WO 2013099325 A1 WO2013099325 A1 WO 2013099325A1
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mass
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compound
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PCT/JP2012/066210
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Inventor
佐藤 大輔
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住友ゴム工業株式会社
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    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire manufactured using the same.
  • Patent Document 1 proposes a method using a diene rubber (modified rubber) modified with an organosilicon compound containing an amino group and an alkoxy group.
  • this method improves fuel efficiency, it does not have sufficient grip performance on a lubricated road surface or a cold region, and there is room for improvement from the viewpoint of securing safety.
  • automobile tires are also required to exhibit stable wet grip performance throughout the year. Therefore, it is required to improve the wet grip performance and its temperature dependence as well as fuel economy.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition capable of solving the above problems and improving wet grip performance and its temperature dependence while securing good fuel economy, and a pneumatic tire using the same. .
  • the present invention is an aromatic vinyl compound-conjugated diene wherein the content of the aromatic vinyl compound is 5% by mass to less than 15% by mass in 100% by mass of the rubber component, and the vinyl bond content of the conjugated diene compound portion is 10 to 70 mol%.
  • Fragrance having a content of compound copolymer (A) of 5 to 55% by mass, an aromatic vinyl compound content of 15% to 30% by mass, and a vinyl bond content of a conjugated diene compound portion of 10 to 70% by mol
  • the content of a group vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (B) is 5 to 75% by mass, and the content of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 40 to 400 m 2 / g with respect to 100 parts by mass of the rubber component
  • the present invention relates to a rubber composition whose amount is 10 to 150 parts by mass.
  • Aromatic vinyl compound-conjugated diene compound co-weight in which the content of the aromatic vinyl compound is 30% to 45% by mass in 100% by mass of the rubber component and the vinyl bond amount of the conjugated diene compound part is 10 to 70 mol%
  • the content of the united (C) is preferably 5 to 50% by mass.
  • R 11 in the formula (I) is a group represented by the following formula (Ia).
  • R 14 represents a hydrocarbylene group composed of a structural unit derived from a conjugated diene compound and / or a structural unit derived from an aromatic vinyl compound, and n represents an integer of 1 to 10)
  • R 14 in the above formula (Ia) is a hydrocarbylene group composed of 1 to 10 units of structural units derived from isoprene.
  • the said silicon-containing vinyl compound is a compound represented by following formula (II).
  • m is 0 or 1
  • R 21 represents a hydrocarbylene group
  • X 1 , X 2 and X 3 have a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group or a substituent Also represents a good hydrocarbyl group
  • the silica is, the nitrogen adsorption specific surface area of 50 m 2 / g or more, and 120 m 2 / g than silica (1), it is preferable that the nitrogen adsorption specific surface area and a 120 m 2 / g or more silica (2).
  • the nitrogen adsorption specific surface area and content of the said silica (1) and (2) satisfy
  • the present invention also relates to a pneumatic tire produced using the above rubber composition.
  • the present invention since it is a rubber composition containing specific aromatic vinyl compound-conjugated diene compound polymer and silica in specific amounts, excellent wet grip performance over a wide temperature range with good fuel economy. Can provide a pneumatic tire that The pneumatic tire of the present invention can exhibit high wet grip performance throughout the year, and is excellent in safety.
  • the rubber composition of the present invention is an aromatic vinyl compound having a content of the aromatic vinyl compound of 5% by mass to less than 15% by mass in 100% by mass of the rubber component and a vinyl bond content of the conjugated diene compound portion of 10 to 70% by mol.
  • the content of the compound-conjugated diene compound copolymer (A) (hereinafter, also referred to as copolymer (A)) is 5 to 55% by mass, and the content of the aromatic vinyl compound is 15% by mass to less than 30% by mass
  • the content of the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (B) (hereinafter also referred to as copolymer (B)) having a vinyl bond content of 10 to 70 mol% in the conjugated diene compound portion is 5 to 75 mass%
  • the content of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 40 to 400 m 2 / g is 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the temperature dependence of the wet grip performance is high, and the wet grip performance may be significantly deteriorated depending on the season. In addition, it is difficult to improve the fuel consumption, wet grip performance, and temperature dependency of wet grip performance in a well-balanced manner simply by using a plurality of polymers in combination.
  • the rubber composition of the present invention uses the above-mentioned copolymers (A) and (B) in combination in which the content of the aromatic vinyl compound is within a specific range, so it is possible to reduce fuel consumption and wet grip.
  • the performance and the temperature dependence of the wet grip performance can all be improved in a well-balanced manner in high dimensions. In addition to these performances, good processability, rubber strength and steering stability can also be obtained.
  • the copolymer (A) has an aromatic vinyl compound content of 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more. If the amount is less than 5% by mass, the effect of the aromatic vinyl compound becomes difficult to exhibit, and the wet grip performance tends to be reduced. In addition, the content is less than 15% by mass. When it is 15 mass% or more, the improvement effect by combined use with a copolymer (B) is not acquired. In addition, content of an aromatic vinyl compound can be measured by the method as described in an Example.
  • the content of the aromatic vinyl compound is 15% by mass or more, preferably 20% by mass or more. If it is less than 15% by mass, the improvement effect by the combined use with the copolymer (A) can not be obtained. Also, the content is less than 30% by mass. When the content is 30% by mass or more, the compatibility with the copolymer (A) may be deteriorated, and the fuel economy may be deteriorated.
  • the difference in the content of the aromatic vinyl compound in the copolymers (A) and (B) is preferably 7% by mass or more, more preferably 10% by mass or more.
  • the rubber composition of the present invention together with the copolymers (A) and (B), further has an aromatic vinyl compound content of 30% by mass or more and less than 45% by mass, and a vinyl bond content of the conjugated diene compound portion is 10 It is preferable to use ⁇ 70 mol% of the aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (C) (hereinafter also referred to as copolymer (C)) in combination. This makes it possible to further improve the temperature dependency of wet grip performance and to exhibit excellent wet grip performance over a wide temperature range.
  • the copolymer (C) has an aromatic vinyl compound content of 30% by mass or more, preferably 35% by mass or more. If it is less than 30% by mass, the improvement effect by the combined use with the copolymer (B) can not be obtained. Also, the content is less than 45% by mass. When the content is 45% by mass or more, the compatibility with the copolymers (A) and (B) may be deteriorated, and the fuel economy may be deteriorated.
  • the vinyl bond content of the conjugated diene compound portion of the copolymers (A), (B) and (C) is 10 mol% or more, preferably 20 mol% or more. If the amount is less than 10 mol%, the reactivity of the silane coupling agent with the copolymers (A), (B) and (C) tends to decrease, and the fuel economy tends to deteriorate.
  • the vinyl bond content is 70 mol% or less, preferably 60 mol% or less. If it exceeds 70 mol%, the glass transition temperature of the finally obtained rubber composition tends to be too high, and the fuel economy tends to deteriorate.
  • the amount of vinyl bond can be measured by the method described in the examples.
  • the content of the copolymer (A) in 100% by mass of the rubber component is 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more. If the amount is less than 5% by mass, the improvement effect by the copolymer (A) tends to be insufficiently obtained. Also, the content is 55% by mass or less, preferably 50% by mass or less. If it exceeds 55% by mass, the content of the copolymer (B) decreases, and the temperature dependence of the wet grip performance tends to be high.
  • the content of the copolymer (B) in 100% by mass of the rubber component is 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more. If it is less than 5% by mass, the improvement effect by the copolymer (B) tends to be insufficiently obtained.
  • the content is 75% by mass or less, preferably 70% by mass or less. If it exceeds 75% by mass, the content of the copolymer (A) decreases, and the temperature dependence of the wet grip performance tends to be high.
  • the content of the copolymer (C) in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. If it is less than 5% by mass, the improvement effect of the copolymer (C) tends to be insufficiently obtained.
  • the content is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less. If it exceeds 50% by mass, the content of the copolymers (A) and (B) decreases, and the temperature dependence of the wet grip performance tends to be high.
  • the total content of the copolymers (A), (B) and (C) in 100% by mass of the rubber component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more. If the amount is less than 70% by mass, the wet grip performance tends not to be sufficiently improved.
  • the total content is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less. If it exceeds 90% by mass, kneading and processing become difficult, and the productivity tends to deteriorate.
  • the molecular weight distribution of the copolymers (A), (B) and (C) is preferably 1 to 5 and more preferably 1 to 2 in order to enhance low fuel consumption.
  • the molecular weight distribution can be determined by measuring the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) and dividing Mw by Mn.
  • the copolymers (A), (B) and (C) can be obtained by copolymerizing the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound as monomers using a polymerization initiator.
  • the aromatic vinyl compound include styrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, chloromethylstyrene, vinyl toluene and the like, with preference given to styrene.
  • the conjugated diene compound examples include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl butadiene and the like, and 1,3-butadiene is preferable. That is, the copolymers (A), (B) and (C) are preferably styrene butadiene rubber (SBR) obtained by copolymerizing styrene and 1,3-butadiene.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the terminal is modified with a compound containing a nitrogen atom and / or a silicon atom, and contains a conjugated diene compound and a silicon-containing vinyl compound using a polymerization initiator represented by the following formula (I)
  • a polymerization initiator represented by the following formula (I)
  • a compound obtained by reacting a compound containing a nitrogen atom and / or a silicon atom with an active end of a copolymer obtained by polymerizing monomer components (hereinafter also referred to as a modified copolymer) More preferable.
  • a copolymer (A) is a modified copolymer from the point that fuel consumption can be improved significantly.
  • i is 0 or 1
  • R 11 represents a hydrocarbylene group having 1 to 100 carbon atoms
  • R 12 and R 13 each represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, Or represents a trihydrocarbylsilyl group, or has at least one atom selected from the group of atoms consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom, as a hetero atom, by combining R 12 and R 13 Represents an optionally substituted hydrocarbylene group
  • M represents an alkali metal atom
  • a hydrocarbyl group represents a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a hydrocarbon.
  • the hydrocarbylene group represents a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms from a hydrocarbon.
  • the hydrocarbyloxy group represents a monovalent group having a structure in which a hydrogen atom of a hydroxy group is replaced by a hydrocarbyl group.
  • the substituted amino group is a group having a structure in which at least one hydrogen atom of the amino group is replaced by a monovalent atom or a monovalent group other than a hydrogen atom, or two hydrogen atoms of the amino group are divalent groups
  • the hydrocarbyl group having a substituent hereinafter sometimes referred to as a substituted hydrocarbyl group
  • the hydrocarbylene group having a hetero atom means a carbon atom other than a carbon atom from which a hydrogen atom of the hydrocarbylene group is removed and / or a hydrogen atom Represents a divalent group having a structure substituted by a group having a hetero atom (carbon atom or atom other than hydrogen atom).
  • modify means that a compound other than these is bound to a diene compound or a copolymer having a diene compound and an aromatic vinyl compound.
  • the polymer initiation terminal is modified by the polymerization initiator represented by the above formula (I), and the main chain is modified by copolymerizing the silicon-containing vinyl compound, and the nitrogen atom and / or Compound having a silicon atom The terminal end is modified by a silicon-containing vinyl compound.
  • the processability tends to be significantly deteriorated.
  • the modified copolymer has the initiation end, the main chain Since each of the stop ends is modified with a combination of specific compounds, good processability can be ensured, and synergistic effects of improvement of low fuel consumption, rubber strength, wet grip performance and steering stability are obtained. Can be raised.
  • i is 0 or 1, preferably 1.
  • R 11 in the formula (I) is a hydrocarbylene group having 1 to 100 carbon atoms, preferably a hydrocarbylene group having 6 to 100 carbon atoms, and more preferably 7 to 80 carbon atoms. It is a hydrocarbylene group.
  • the number of carbon atoms of R 11 exceeds 100, the molecular weight of the polymerization initiator may be increased, which may lower the economic efficiency and the operability at the time of polymerization.
  • the polymerization initiator represented by formula (I) the number of carbon atoms of R 11 may be used in combination plural kinds of different compounds.
  • R 11 in the formula (I) is preferably a group represented by the following formula (Ia).
  • R 14 represents a hydrocarbylene group composed of a structural unit derived from a conjugated diene compound and / or a structural unit derived from an aromatic vinyl compound, and n represents an integer of 1 to 10)
  • R 14 represents a hydrocarbylene group composed of a structural unit derived from a conjugated diene compound and / or a structural unit derived from an aromatic vinyl compound, preferably a hydrocarbylene group composed of a structural unit derived from isoprene More preferably, it is a hydrocarbylene group consisting of 1 to 10 units of structural units derived from isoprene.
  • the number of structural units derived from a conjugated diene compound and / or structural units derived from an aromatic vinyl compound in R 14 is preferably 1 to 10 units, and more preferably 1 to 5 units.
  • n is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 2 to 4.
  • R 11 is a group in which 1 to 10 units of a structural unit derived from isoprene are bonded to a methylene group, a group in which 1 to 10 units of a structural unit derived from isoprene are bonded to an ethylene group, 1 to 10 A group in which 10 units and a trimethylene group are bonded can be mentioned, and preferably a group in which 1 to 10 units of a structural unit derived from isoprene and a trimethylene group are bonded.
  • R 12 and R 13 in the formula (I) represent a hydrocarbyl group which may have a substituent or a trihydrocarbyl silyl group, or alternatively, R 12 and R 13 are bonded to form a silicon atom, It represents a hydrocarbylene group which may have at least one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom and an oxygen atom as a hetero atom.
  • the hydrocarbyl group which may have a substituent is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.
  • a substituent in the substituted hydrocarbyl group mention may be made of a substituted amino group or a hydrocarbyloxy group.
  • hydrocarbyl group methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group And a linear alkyl group such as n-dodecyl group; a cyclic alkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; and an aryl group such as phenyl group and benzyl group, preferably a linear alkyl group, and more preferably Is a chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Examples of the substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a substituted amino group include N, N-dimethylaminomethyl group, 2-N, N-dimethylaminoethyl group, and 3-N, N-dimethylaminopropyl group.
  • a substituted hydrocarbyl group whose substituent is a hydrocarbyloxy group mention may be made of a methoxymethyl group, a methoxyethyl group and an ethoxymethyl group.
  • a hydrocarbyl group is preferable, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is further preferable.
  • trihydrocarbylsilyl groups include trimethylsilyl and tert-butyl-dimethylsilyl, with trimethylsilyl being preferred.
  • the hydrocarbylene group which may have at least one atom selected from the group consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom as a hetero atom is a hydrocarbylene group or a hetero atom of a silicon atom, nitrogen A hetero atom-containing hydrocarbylene group which is at least one atom selected from the group consisting of atoms and oxygen atoms;
  • the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is at least one atom selected from the group consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a silicon atom
  • the hetero atom containing hydrocarbylene group whose hetero atom is a nitrogen atom, the hetero atom containing hydrocarbylene group whose hetero atom is an oxygen atom can be mentioned.
  • Examples of the hydrocarbylene group include tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, pentane-2-ene-1,5-diyl group and 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group
  • Examples of the alkylene group include an alkene diyl group such as pentane-2-ene-1,5-diyl group, preferably an alkylene group, and more preferably an alkylene group having 4 to 7 carbon atoms.
  • Examples of the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a silicon atom include a group represented by —Si (CH 3 ) 2 —CH 2 —CH 2 —Si (CH 3 ) 2 —.
  • hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom examples include a group represented by —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —.
  • a hydrocarbylene group is preferable, an alkylene group having 4 to 7 carbon atoms is more preferable, and a tetramethylene group, a pentamethylene group and a hexamethylene group are more preferable.
  • R 12 and R 13 each is a hydrocarbyl group, or R 12 and R 13 are preferably combined to form a hydrocarbylene group, or a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or An alkylene group having 4 to 7 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
  • M represents an alkali metal atom.
  • alkali metal atom examples include Li, Na, K and Cs, preferably Li.
  • examples of compounds in which i is 1 include compounds obtained by polymerizing 1 to 5 structural units derived from isoprene with an aminoalkyllithium compound.
  • the aminoalkyllithium compound include 3- (N, N-dimethylamino) -1-propyllithium, 3- (N, N-diethylamino) -1-propyllithium, 3- (N, N-di-n-) Butylamino) -1-propyllithium, 4- (N, N-dimethylamino) -1-butyllithium, 4- (N, N-diethylamino) -1-butyllithium, 4- (N, N-di-n) N, N-dialkylaminoalkyllithiums such as -propylamino) -1-butyllithium, 3- (N, N-di-n-butylamino) -1-butyllithium; 3- (1-pyr
  • compounds in which i is 0 include lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidine, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium dimethylamide , Lithium diethylamide, lithium dipropylamide, lithium dibutylamide, lithium dihexylamide, lithium diheptylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiperazide, lithium ethylpropylamide, lithium Ethyl butylamide, lithium methyl butylamide, lithium ethyl benzylamide, lithium methyl phenethyl amide and the like.
  • a compound in which i is 0 may be preliminarily prepared from a secondary amine and a hydrocarbyl lithium compound and used for a polymerization reaction, or may be produced in a polymerization system. It is also good.
  • the secondary amine dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dioctylamine, dicyclohexylamine, diisobutylamine and the like, as well as azacycloheptane (that is, hexamethyleneimine), 2- (2-ethylhexyl) pyrrolidine, 3 -(2-propyl) pyrrolidine, 3,5-bis (2-ethylhexyl) piperidine, 4-phenylpiperidine, 7-decyl-1-azacyclotridecane, 3,3-dimethyl-1-azacyclotetradecane, 4- Dodecyl-1-azacyclooctane, 4- (2-phenylbutyl) -1-azacyclooctane, 3-ethyl-5-cyclohexyl-1-azacycloheptane, 4-hexyl-1-azacycloheptane, 9-isoamyl -1-Azacycl
  • a compound in which i is 1 is preferable, and a compound obtained by polymerizing 1 to 5 structural units derived from isoprene to N, N-aminoalkyllithium is more preferable, and 3 More preferred is a compound obtained by polymerizing 1 to 5 structural units derived from isoprene to — (N, N-dimethylamino) -1-propyllithium or 3- (N, N-diethylamino) -1-propyllithium.
  • the amount of the polymerization initiator represented by the formula (I) is preferably 0.01 to 15 mmol, and more preferably 0.1 to 10 mmol, per 100 g of the monomer component used in the polymerization.
  • polymerization initiators such as n-butyllithium may be used in combination as necessary.
  • conjugated diene compounds include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene and myrcene, and one or more of these may be used. Two or more types may be sufficient. From the viewpoint of easy availability, 1,3-butadiene and isoprene are preferable.
  • the silicon-containing vinyl compound is preferably a compound represented by the following formula (II).
  • m is 0 or 1
  • R 21 represents a hydrocarbylene group
  • X 1 , X 2 and X 3 have a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group or a substituent Also represents a good hydrocarbyl group
  • m is 0 or 1, preferably 0.
  • Examples of the hydrocarbylene group in the formula (II) include an alkylene group, an alkene diyl group, an arylene group, and a group in which an arylene group and an alkylene group are bonded.
  • Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group and a trimethylene group.
  • Examples of the alkenediyl group include vinylene group and ethylene-1,1-diyl group.
  • Examples of the arylene group include phenylene group, naphthylene group and biphenylene group.
  • Examples of the group in which an arylene group and an alkylene group are bonded include a group in which a phenylene group and a methylene group are bonded, and a group in which a phenylene group and an ethylene group are bonded.
  • R 21 is preferably an arylene group, more preferably a phenylene group.
  • X 1 , X 2 and X 3 each represent a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group or a hydrocarbyl group which may have a substituent.
  • at least one of X 1 , X 2 and X 3 is a substituted amino group, and more preferably, two of X 1 , X 2 and X 3 are substituted amino groups.
  • the substituted amino group in formula (II) is preferably a group represented by the following formula (IIa).
  • R 22 and R 23 each represent a hydrocarbyl group which may have a substituent, or a trihydrocarbyl silyl group, or R 22 and R 23 are bonded to form a nitrogen atom And / or represents a hydrocarbylene group which may have an oxygen atom as a hetero atom)
  • the optionally substituted hydrocarbyl group in formula (IIa) is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.
  • a substituted hydrocarbyl group the substituted hydrocarbyl group whose substituent is a hydrocarbyloxy group can be mentioned.
  • hydrocarbyl group methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group
  • Chain alkyl groups such as groups; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, benzyl group and naphthyl group; chain alkyl groups are preferred, and methyl group or ethyl group is preferred. More preferable.
  • Examples of the substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a hydrocarbyloxy group include alkoxyalkyl groups such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group and methoxyethyl group; and aryloxyalkyl groups such as phenoxymethyl group.
  • trihydrocarbylsilyl group in the formula (IIa) examples include trialkylsilyl groups such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group and tert-butyldimethylsilyl group.
  • the hydrocarbylene group which may have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom in the formula (IIa) is a hydrocarbylene group or a hetero atom-containing hydrocarbyl group wherein the hetero atom is a nitrogen atom and / or an oxygen atom. It is a ren group.
  • the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a nitrogen atom and / or an oxygen atom includes a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a nitrogen atom, and a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom I can raise the basis.
  • hydrocarbylene group trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, dodecamethylene group, 2,2,4-trimethylhexane-1,6 -Alkylene groups such as diyl group; and alkenediyl groups such as pentan-2-ene-1,5-diyl group.
  • hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom include a group represented by —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —.
  • R 22 and R 23 are preferably an alkyl group, or R 22 and R 23 are preferably combined to form an alkylene group, more preferably an alkyl group, a methyl group or an ethyl group Is more preferred.
  • substituted amino groups represented by the formula (IIa) those in which R 22 and R 23 are hydrocarbyl groups include dimethylamino, diethylamino, ethylmethylamino, di-n-propylamino and diisopropylamino
  • dialkylamino groups such as di-n-butylamino group, diisobutylamino group, di-sec-butylamino group, di-tert-butylamino group and the like
  • diarylamino groups such as diphenylamino group
  • the group is preferable, and dimethylamino, diethylamino and di-n-butylamino are more preferable.
  • R 22 and R 23 which are substituted hydrocarbyl groups having a hydrocarbyloxy group as a substituent include di (alkoxyalkyl) amino groups such as di (methoxymethyl) amino group and di (ethoxymethyl) amino group.
  • Examples of R 22 and R 23 which are trihydrocarbylsilyl groups include trialkylsilyl group-containing bis (trimethylsilyl) amino groups, bis (tert-butyldimethylsilyl) amino groups, N-trimethylsilyl-N-methylamino groups, etc. An amino group can be mentioned.
  • substituted amino groups represented by formula (IIa) include 1-trimethylene imino group, 1-pyrrolidino group, 1- Examples thereof include 1-alkylene imino groups such as piperidino group, 1-hexamethylene imino group, 1-hepta methylene imino group, 1-octamethylene imino group, 1-decamethylene imino group, 1-dodecamethylene imino group and the like.
  • Examples of the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a nitrogen atom include 1-imidazolyl group and 4,5-dihydro-1-imidazolyl group.
  • the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom include morpholino groups.
  • the substituted amino group represented by the formula (IIa) is preferably a dialkylamino group or a 1-alkyleneimino group, more preferably a dialkylamino group, still more preferably a dimethylamino group, a diethylamino group or a di-n-butylamino group .
  • an alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, etc .; phenoxy group, benzyloxy And aryloxy groups such as groups.
  • the hydrocarbyl group which may have a substituent in formula (II) is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.
  • a substituted hydrocarbyl group the substituted hydrocarbyl group whose substituent is a hydrocarbyloxy group can be mentioned.
  • alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert-butyl group; phenyl group, 4-methyl-1-phenyl group, An aryl group such as a benzyl group can be mentioned.
  • Examples of the substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a hydrocarbyloxy group include alkoxyalkyl groups such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group and an ethoxyethyl group.
  • silicon-containing vinyl compounds represented by the formula (II) as a compound in which one of X 1 , X 2 and X 3 is a substituted amino group and m is 0, (Dimethylamino) dimethylvinylsilane, (ethylmethylamino) dimethylvinylsilane, (di-n-propylamino) dimethylvinylsilane, (diisopropylamino) dimethylvinylsilane, (dimethylamino) diethylvinylsilane, (ethylmethylamino) diethylvinylsilane, (diethylamino) (Dialkylamino) dialkylvinylsilanes such as -n-propylamino) diethylvinylsilane, (diisopropylamino) diethylvinylsilane; [bis (trimethylsilyl) amino] dimethylvinylsilane, (
  • silicon-containing vinyl compounds represented by the formula (II) as a compound in which one of X 1 , X 2 and X 3 is a substituted amino group and m is 1, (Dimethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (dimethylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (diethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (diethylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (di-n) -Propylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (di-n-propylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (di-n-butylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (di-n-butylphenyl) Amino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (dimethylamino
  • silicon-containing vinyl compounds represented by the formula (II) as a compound in which two of X 1 , X 2 and X 3 are substituted amino groups and m is 1, Bis (dimethylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (diethylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (diethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, Bis (di-n-propylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (di-n-butylamino) methyl-4-vinylphenylsilane Bis (di-n-butylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino)
  • silicon-containing vinyl compounds represented by the formula (II) as a compound in which three of X 1 , X 2 and X 3 are substituted amino groups and m is 0, Mention may be made of tris (dialkylamino) vinylsilanes such as tris (dimethylamino) vinylsilane, tris (diethylamino) vinylsilane, tris (di-n-propylamino) vinylsilane, tris (di-n-butylamino) vinylsilane and the like.
  • tris (dialkylamino) vinylsilanes such as tris (dimethylamino) vinylsilane, tris (diethylamino) vinylsilane, tris (di-n-propylamino) vinylsilane, tris (di-n-butylamino) vinylsilane and the like.
  • Trialkoxyvinylsilanes such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane and tripropoxyvinylsilane; Dialkoxyalkylvinylsilanes such as methyldimethoxyvinylsilane and methyldiethoxyvinylsilane; Di (tert-pentoxy) phenylvinylsilane, di (tert-butoxy) phenylvinylsilane and the like Monoalkoxydialkylvinylsilanes such as dimethylmethoxyvinylsilane; monoalkoxydiarylvinylsilanes such as tert-butoxydiphenylvinylsilane and tert-pentoxydiphenylvinylsilane; tert-butoxymethyl
  • bis (trialkylsilyl) aminostyrenes such as 4-N, N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene, 3-N, N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene and the like; 4-bis (trimethylsilyl) ) Bis (trialkylsilyl) aminoalkylstyrenes such as aminomethylstyrene, 3-bis (trimethylsilyl) aminomethylstyrene, 4-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene, 3-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene and the like can be mentioned. .
  • the silicon-containing vinyl compound is preferably a compound represented by the formula (II), more preferably a compound in which m in the formula (II) is 0, among X 1 , X 2 and X 3 in the formula (II) Compounds in which two are dialkylamino groups are more preferred.
  • silicon-containing vinyl compounds are bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (diethylamino) methylvinylsilane, and bis (di-n-butylamino) methylvinylsilane.
  • the amount of the silicon-containing vinyl compound used is 100% by mass, based on the total amount of the monomer components used in the polymerization, processability, fuel economy, rubber strength, wet grip performance and In order to enhance the steering stability in a well-balanced manner, it is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and still more preferably 0.05% by mass or more. In order to enhance the economic efficiency and to increase the rubber strength, it is preferably 20% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or less.
  • a polymerizable monomer may be further used.
  • the monomer include vinyl nitrile, unsaturated carboxylic acid ester and the like.
  • vinyl nitriles include acrylonitrile and the like, and examples of unsaturated carboxylic acid esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and the like.
  • the polymerization is preferably carried out in a hydrocarbon solvent.
  • the hydrocarbon solvent is a solvent that does not deactivate the polymerization initiator of the formula (I), and examples thereof include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and alicyclic hydrocarbons.
  • aliphatic hydrocarbons include propane, n-butane, iso-butane, n-pentane, iso-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane and the like.
  • aromatic hydrocarbons include benzene, toluene, xylene and ethylbenzene.
  • alicyclic hydrocarbons examples include cyclopentane and cyclohexane.
  • the hydrocarbon solvent may be a mixture of various components such as industrial grade hexane. Preferably, it is a hydrocarbon having 2 to 12 carbon atoms.
  • an agent for adjusting the vinyl bond amount of conjugated diene units an agent for adjusting distribution of conjugated diene units in the modified copolymer chain and monomer units based on monomers other than conjugated diene (hereinafter referred to as It may be carried out in the presence of "regulator”.
  • an agent for adjusting the vinyl bond amount of conjugated diene units an agent for adjusting distribution of conjugated diene units in the modified copolymer chain and monomer units based on monomers other than conjugated diene
  • a ether compound, a tertiary amine compound, a phosphine compound etc. can be mentioned.
  • ether compounds include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran and 1,4-dioxane; aliphatic monoethers such as diethyl ether and dibutyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol diethyl ether And aliphatic diethers such as diethylene glycol dibutyl ether; and aromatic ethers such as diphenyl ether and anisole.
  • cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran and 1,4-dioxane
  • aliphatic monoethers such as diethyl ether and dibutyl ether
  • ethylene glycol dimethyl ether ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol diethyl ether
  • aromatic ethers such as di
  • the tertiary amine compound may, for example, be triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N-diethylaniline, pyridine or quinoline.
  • trimethyl phosphine, triethyl phosphine, triphenyl phosphine etc. can be mentioned as this phosphine compound. One or more of these are used.
  • the polymerization initiator may be supplied to the polymerization reactor before supplying the monomer components to the polymerization reactor, and the total amount of the monomer components used for the polymerization may be a polymerization reactor.
  • the polymerization initiator may be supplied to the polymerization reactor after being supplied to the reactor, or the polymerization initiator may be supplied to the polymerization reactor after supplying a part of the monomer components used for the polymerization to the polymerization reactor. .
  • the polymerization initiator may be supplied to the polymerization reactor at one time or may be supplied continuously.
  • the monomer component may be supplied to the polymerization reactor at one time, continuously or intermittently.
  • each monomer may be separately supplied to the polymerization reactor, or may be simultaneously supplied.
  • the polymerization temperature in the production of the modified copolymer is usually 25 to 100 ° C., preferably 35 to 90 ° C., more preferably 50 to 80 ° C.
  • the polymerization time is usually 10 minutes to 5 hours.
  • the said modified copolymer is a copolymer obtained by polymerizing the monomer component containing an aromatic vinyl compound, a conjugated diene compound, and a silicon-containing vinyl compound using the polymerization initiator represented by Formula (I) Is obtained by reacting a compound containing a nitrogen atom and / or a silicon atom with an active end of the (having an alkali metal derived from the polymerization initiator at the active end of the copolymer) (terminal modification (terminal modification) reaction). Specifically, a compound containing a nitrogen atom and / or a silicon atom is added to the polymerization solution and mixed.
  • the amount of the compound containing a nitrogen atom and / or a silicon atom to be added to the polymerization solution is usually 0.1 to 3 mol per mol of alkali metal derived from the polymerization initiator represented by the formula (I) used Preferably, it is 0.5 to 2 mol, more preferably 0.7 to 1.5 mol.
  • the reaction temperature of the above terminal modification reaction is usually 25 to 100 ° C., preferably 35 to 90 ° C., more preferably 50 to 80 ° C.
  • the reaction time of the terminal reaction is usually 60 seconds to 5 hours, preferably 5 minutes to 1 hour, more preferably 15 minutes to 1 hour.
  • the compounds containing a nitrogen atom and / or a silicon atom preferred are compounds containing a nitrogen atom and a carbonyl group.
  • R 31 is a hydrocarbyl group which may have a substituent, a hydrocarbylene group which may be bonded to R 32 and which may have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a heteroatom, or R 34 is a divalent group
  • R 32 is a hydrocarbyl group which may have a substituent
  • R 31 has a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom in combination with R 31.
  • R 34 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, a hydrogen atom, or a divalent group by bonding to R 31 and R 33 represents a divalent group.
  • K represents 0 or 1)
  • the hydrocarbyl group optionally having substituents of R 31 , R 32 and R 34 is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.
  • the substituted hydrocarbyl group include a substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a hydrocarbyloxy group, and a substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a substituted amino group.
  • the hydrocarbyl group include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and n-butyl; alkenyl groups such as vinyl, allyl and isopropenyl; and aryl groups such as phenyl be able to.
  • Examples of the substituted hydrocarbyl group in which the substituent is a hydrocarbyloxy group include alkoxyalkyl groups such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group and an ethoxyethyl group.
  • a substituted hydrocarbyl group whose substituent is a substituted amino group 2- (N, N-dimethylamino) ethyl group, 2- (N, N-diethylamino) ethyl group, 3- (N, N-dimethylamino) propyl group Group, (N, N-dialkylamino) alkyl group such as 3- (N, N-diethylamino) propyl group; 4- (N, N-dimethylamino) phenyl group, 3- (N, N-dimethylamino) phenyl group , 4- (N, N-diethylamino) phenyl group, 3- (N, N-diethylamino) phenyl group,
  • the hydrocarbylene group which may have, as a hetero atom, a nitrogen atom and / or an oxygen atom in which R 31 and R 32 are bonded is a hydrocarbylene group or a hetero atom being a nitrogen atom and And / or a hetero atom-containing hydrocarbylene group which is an oxygen atom.
  • the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a nitrogen atom and / or an oxygen atom includes a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a nitrogen atom, and a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom I can raise the basis.
  • hydrocarbylene group trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, pentan-2-ene-1,5-diyl group, 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group And alkylene groups such as groups; and arylene groups such as 1,4-phenylene groups.
  • the heteroatom-containing hydrocarbylene group in which the heteroatom is an oxygen atom - (CH 2) s -O- (CH 2) t - group represented by (s, t is an integer of 1 or more) to raise the Can.
  • a divalent group in which R 31 and R 34 are bonded, and a divalent group of R 33 include a hydrocarbylene group, a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which a heteroatom is a nitrogen atom, a hetero atom is an oxygen atom heteroatom-containing hydrocarbylene group, hydrocarbylene group and an oxygen atom and is bonded groups, hydrocarbylene groups and -NR 35 - group represented by (R 35 is a hydrocarbyl group or a hydrogen atom And a group in which is As a hydrocarbylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, pentan-2-ene-1,5-diyl group, 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group And alkylene groups such as groups; and arylene groups such as 1,4-phenylene groups.
  • the heteroatom-containing hydrocarbylene group in which the heteroatom is an oxygen atom - (CH 2) s -O- (CH 2) t - group represented by (s, t is an integer of 1 or more) to raise the Can.
  • group in which a hydrocarbylene group and an oxygen atom are bonded examples include a group represented by — (CH 2 ) r —O— (r is an integer of 1 or more).
  • R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom
  • p -NR 35 - group represented by ( R 35 can represent a hydrocarbyl group (preferably a hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms) or a hydrogen atom
  • p can represent an integer of 1 or more.
  • R 31 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, or hydrocarbylene which may be bonded to R 32 and have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom
  • R 32 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent or a hydrocarbylene group which may be bonded to R 31 and which may have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom
  • R 34 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent or a hydrogen atom
  • R 34 is preferably a hydrocarbyl group or a hydrogen atom, more preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom, and still more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or It is a hydrogen atom, particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
  • those in which R 34 is a hydrocarbyl group include N, N such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-N-ethylacetamide and the like N, N-dihydrocarbyl acrylamides such as N-dimethyl acrylamide, N, N-diethyl acrylamide, N-methyl-N-ethyl acrylamide, etc .; N, N-dimethyl methacrylamide, N, N-diethyl methacrylamide And N, N-dihydrocarbyl methacrylamides such as N-methyl-N-ethyl methacrylamide.
  • those in which R 34 is a hydrogen atom include N, N such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-N-ethylformamide, etc. Mention may be made of dihydrocarbyl formamide.
  • Examples of preferable compounds represented by the formula (III) include compounds represented by the following formula (IIIb) in which k is 0 and R 34 is a divalent group by bonding to R 31 .
  • R 32 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent
  • R 36 represents a group in which a hydrocarbylene group or a hydrocarbylene group and a group represented by —NR 35 — R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom
  • R 36 hydrocarbylene group and -NR 35 - Examples of the group represented by (R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom) and is bonded group, - (CH 2) p -NR 35 - Table Groups (R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom, p represents an integer of 1 or more).
  • R 32 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, still more preferably Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group, and particularly preferably a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • R 36 is preferably a hydrocarbylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrocarbylene group having 1 to 10 carbon atoms and a group represented by —NR 35 —
  • R 35 is It is a group to which a hydrocarbyl group (preferably, a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms) or a hydrogen atom is bonded, and more preferably an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms or-(CH 2 ) p -NR 35 - group represented by (R 35 is a hydrocarbyl group (preferably an hydrocarbyl group) of 1 to 10 carbon atoms, p is an integer of 1 or more (preferably an integer) of 2 to 5), and More preferably, it is a group represented by a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or-(CH 2 ) 2 -N (CH 3 )-.
  • R 36 is a hydrocarbylene group
  • R 36 is a hydrocarbylene group
  • N-hydrocarbyl such as N-methyl- ⁇ -propiolactam, N-phenyl- ⁇ -propiolactam and the like ⁇ -propiolactam
  • N-methyl-2-pyrrolidone N-vinyl-2-pyrrolidone, N-phenyl-2-pyrrolidone, N-tert-butyl-2-pyrrolidone, N-methyl-5-methyl-2- N-hydrocarbyl-2-pyrrolidones such as pyrrolidone
  • N-hydrocarbyl-2-piperidones such as N-methyl-2-piperidone, N-vinyl-2-piperidone, N-phenyl-2-piperidone
  • N-methyl- ⁇ - N-hydrocarbyl- ⁇ -caprolactam such as caprolactam, N-phenyl- ⁇ -caprolactam
  • a compound in which R 36 is a group in which a hydrocarbylene group and a group represented by —NR 35 — (R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom) are bonded Is 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-divinyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidine Mention may be made of 1,3-dihydrocarbyl-2-imidazolidinone such as nonone, among which 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone is preferred.
  • Examples of preferable compounds represented by the formula (III) include compounds represented by the following formula (IIIc) in which k is 1 and R 33 is a hydrocarbylene group.
  • R 31 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, or a hydrocarbyl which may be bonded to R 32 and have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom
  • R 32 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, or a hydrocarbylene group which may be bonded to R 31 and which may have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom
  • R 33 represents a hydrocarbylene group
  • R 34 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent or a hydrogen atom
  • R 33 is preferably a hydrocarbylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, More preferably, they are an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a phenylene group, and particularly preferably an ethylene group, a trimethylene group or a 1,4-phenylene group.
  • R 34 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms in which the substituent is a dialkylamino group, more preferably 1 carbon atom
  • R 31 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, or it is bonded to R 32 to form a hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a hetero atom is a nitrogen atom or oxygen
  • a hetero atom-containing hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms which is an atom, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a bond to R 32
  • R 32 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, or is bonded to R 31 to form a hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a hetero atom is a nitrogen atom or oxygen
  • a hetero atom-containing hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms which is an atom, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a bond to R 31
  • R 34 is a hydrocarbyl group
  • 4-N, N-dihydrocarbylaminoacetophenone such as 4- (N, N-dimethylamino) acetophenone, 4-N-methyl-N-ethylaminoacetophenone, 4-N, N-diethylaminoacetophenone;
  • 4 '-(imidazole 4-cyclic aminoacetophenone compounds such as -1-yl) acetophenone, 4-pyrazolylacetophenone, etc.
  • 4-cyclic aminoacetophenone compounds are preferable, and 4 ′-(imidazol-1-yl) acetophenone is more preferable.
  • compounds in which R 34 is a substituted hydrocarbyl group include Bis (dihydrocarbylaminoalkyl) ketones such as 1,7-bis (methylethylamino) -4-heptanone and 1,3-bis (diphenylamino) -2-propanone; 4-N, N-dimethylaminobenzophenone 4- (dihydrocarbylamino) benzophenones such as -N, N-di-t-butylaminobenzophenone and 4-N, N-diphenylaminobenzophenone; 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'- Mention may be made of 4,4'-bis (dihydrocarbylamino) benzophenones such as bis (diethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (diphenylamino) benzophenone, among which 4,4'-bis (dihydrocarbyla
  • k is 1, and R 33 is a group in which a hydrocarbylene group and an oxygen atom are bonded, or a group represented by a hydrocarbylene group and —NR 35 —
  • R 33 is a group in which a hydrocarbylene group and an oxygen atom are bonded, or a group represented by a hydrocarbylene group and —NR 35 —
  • Examples of the compound represented by the following formula (IIId), which is a group in which R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom) can be given.
  • R 31 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, or a hydrocarbyl which may be bonded to R 32 and have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom
  • R 32 represents a hydrocarbyl group which may have a substituent, or a hydrocarbylene group which may be bonded to R 31 and which may have a nitrogen atom and / or an oxygen atom as a hetero atom the stands
  • R 37 represents a hydrocarbylene group
  • a is an oxygen atom or -NR 35 - represents
  • R 35 represents a hydrocarbyl group or a hydrogen atom
  • R 34 is a hydrocarbyl group optionally having a substituent or Represents a hydrogen atom
  • the optionally substituted hydrocarbyl group represented by R 31 , R 32 and R 34 , and the nitrogen atom and / or oxygen atom in which R 31 and R 32 are bonded as a hetero atom The description and the examples of the hydrocarbylene group which may also be the same as described in the description of the formula (III). Also, the hydrocarbyl group of R 35 is the same as described for the hydrocarbyl groups of R 31 , R 32 and R 34 .
  • A is preferably an oxygen atom or a group represented by —NR 35 — (R 35 is a hydrocarbyl group (preferably a hydrocarbyl group having 1 to 5 carbon atoms) or a hydrogen atom), More preferably, it is a group represented by an oxygen atom or -NH-, still more preferably a group represented by -NH-.
  • the hydrocarbylene group of R 37 is a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a pentan-2-ene-1,5-diyl group, 2,2,4- Examples thereof include alkylene groups such as trimethylhexane-1,6-diyl group; and arylene groups such as 1,4-phenylene group.
  • R 34 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and still more preferably a vinyl group.
  • R 37 is preferably a hydrocarbylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably an ethylene group or a trimethylene group. Particularly preferred is a trimethylene group.
  • R 31 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, or it is bonded to R 32 to form a hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a hetero atom is a nitrogen atom or oxygen
  • a hetero atom-containing hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms which is an atom, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a bond to R 32
  • R 32 is preferably a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms, or is bonded to R 31 to form a hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a hetero atom is a nitrogen atom or oxygen
  • a hetero atom-containing hydrocarbylene group having 3 to 10 carbon atoms which is an atom, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a bond to R 31
  • 3-N such as 3-N, N-dimethylaminopropyl acrylate N-dihydrocarbylaminopropyl acrylate; 2-N, N-dihydrocarbylaminoethyl methacrylate such as 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, 2-N, N-diethylaminoethyl methacrylate and the like; 3-N, N-dimethylamino Mention may be made of 3-N, N-dihydrocarbylaminopropyl methacrylate such as propyl methacrylate, preferably 3-N, N-dihydrocarbylaminopropyl acrylate, more preferably 3-N, N-dimethylaminopropyl acrylate There.
  • N N-Dihydrocarbylaminoethyl acrylamide such as N, N-dimethylaminoethyl acrylamide and N, N-diethylaminoethyl acrylamide; N, N- such as N, N-dimethylaminopropyl acrylamide and N, N-diethylaminopropyl acrylamide Dihydrocarbylaminopropyl acrylamide; N, N-dihydrocarbylaminobutyl acrylamide such as N, N-dimethylaminobutyl acrylamide, N, N-diethylaminobutyl acrylamide; N, N-dimethylaminoethyl methacrylamide, N, N-diethylaminoethyl N, N-di
  • Preferred compounds as the compound represented by the formula (III) are compounds represented by the formula (IIId), among which N, N-dihydrocarbylaminopropyl acrylamide is particularly preferred, and N, N-dimethylaminopropyl acrylamide is most preferred. .
  • a compound containing an alkoxysilyl group can also be mentioned.
  • R 41 represents a hydrocarbyl group
  • R 42 and R 43 each represent a hydrocarbyl group or a hydrocarbyloxy group
  • R 44 represents a hydrocarbyl group or trihydrocarbyl silyl group which may have a substituent.
  • R 45 represents a silicon atom, a nitrogen atom and hydrocarbylene group optionally having at least one atom as a hetero atom selected from the group of atoms consisting of oxygen atoms
  • R 45 is substituted Group represents a hydrocarbyl group or trihydrocarbyl silyl group which may have a group, or is bonded to R 44 and has at least one atom selected from the group consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom as a hetero atom
  • j represents an integer of 1 to 5
  • the hydrocarbyl group which may have a substituent is a hydrocarbyl group or a substituted hydrocarbyl group.
  • the hydrocarbyl group include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and n-butyl; alkenyl groups such as vinyl, allyl and isopropenyl; and aryl groups such as phenyl. It is preferably an alkyl group, more preferably a methyl group or an ethyl group.
  • the substituted hydrocarbyl group may include an oxacycloalkyl group such as an oxiranyl group or a tetrahydrofuranyl group, preferably a tetrahydrofuranyl group.
  • the oxacycloalkyl group represents a group in which CH 2 on the alicyclic ring of the cycloalkyl group is replaced with an oxygen atom.
  • alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, sec-butoxy and tert-butoxy; and aryloxy such as phenoxy and benzyloxy
  • the group can be mentioned, preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the trihydrocarbyl silyl group may be a trimethylsilyl group or a tert-butyl-dimethylsilyl group, preferably a trimethylsilyl group.
  • the hydrocarbylene group optionally having at least one atom selected from the group consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom as a hetero atom is a hydrocarbylene group or a hetero atom is a silicon atom or a nitrogen atom
  • a hetero atom-containing hydrocarbylene group which is at least one atom selected from the group consisting of oxygen and oxygen atoms.
  • hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is at least one atom selected from the group consisting of a silicon atom, a nitrogen atom and an oxygen atom a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a silicon atom
  • the hetero atom containing hydrocarbylene group whose hetero atom is a nitrogen atom, the hetero atom containing hydrocarbylene group whose hetero atom is an oxygen atom can be mentioned.
  • hydrocarbylene group examples include tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, pentane-2-ene-1,5-diyl group and 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group
  • an alkylene group an alkylene group having 4 to 7 carbon atoms is preferable, and a pentamethylene group or a hexamethylene group is particularly preferable.
  • the hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is a silicon atom include a group represented by —Si (CH 3 ) 2 —CH 2 —CH 2 —Si (CH 3 ) 2 —.
  • Examples thereof include a hetero atom-containing hydrocarbylene group in which the hetero atom is an oxygen atom, and a group represented by —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —.
  • R 41 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
  • R 42 and R 43 are preferably a hydrocarbyloxy group, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • R 44 and R 45 are preferably a hydrocarbyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methyl group or an ethyl group.
  • j is preferably an integer of 2 to 4.
  • Examples of the compound represented by the above formula (IV) include 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltriethoxysilane, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, and 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane.
  • [(Dialkylamino) alkyl] alkoxysilane compounds such as aminopropylmethyldiethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltriethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltrimethoxysilane, etc .; hexamethyleneiminomethyltrimethoxysilane, 3-hexamethyleneimino Cyclic amino such as propyltriethoxysilane, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, N- (3-trimethoxysilylpropyl) -4,5-imidazole [Di (tetrahydrofuranyl) amino] alkyl alkoxysilane compounds such as 3- [di (tetrahydrofuranyl) amino] propyltrimethoxysilane, 3- [di (tetrahydrofuranyl) amino] propyltriethoxysilane, and the like;
  • [(dialkylamino) alkyl] alkoxysilane compounds are preferable, and 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropylto Silane, 3-diethylaminopropyl trimethoxysilane is more preferred.
  • Tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane; trialkoxyhydrocarbylsilanes such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane; trimethoxychlorosilane, Trialkoxyhalosilanes such as triethoxychlorosilane, tri-n-propoxychlorosilane; dialkoxydihydrocarbylsilanes such as dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane; dimethoxydichlorosilane, die
  • the compound containing an alkoxysilyl group may contain a nitrogen atom and a carbonyl group.
  • Compounds having an alkoxysilyl group and containing a nitrogen atom and a carbonyl group include tris [3- (trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate, tris [3- (triethoxysilyl) propyl] isocyanurate, tris [3 Mention may be made of tris [(alkoxysilyl) alkyl] isocyanurate compounds such as-(tripropoxysilyl) propyl] isocyanurate and tris [3- (tributoxysilyl) propyl] isocyanurate, among which tris [3- (tri (silyl) propyl) isocyanurate Methoxysilyl) propyl] isocyanurate is preferred.
  • N, N-dialkyl-substituted carboxylic acid amide dialkyl acetal compounds can also be mentioned.
  • N, N-dialkyl-substituted carboxylic acid amide dialkyl acetal compounds N, N-dialkyl formamide dialkyl acetals such as N, N-dimethylformamide dimethyl acetal, N, N-diethyl formamide dimethyl acetal; N, N-dialkylacetamide dialkyl acetals such as acetal, N, N-diethylacetamide dimethyl acetal; Among them, N, N-dialkylformamide dialkyl acetal is preferable, and N, N-dimethylformamide is preferable. Acetal is more preferable.
  • a coupling agent may be added to the hydrocarbon solution of the modified copolymer from the initiation of polymerization of the monomer to the recovery of the polymer described later.
  • a coupling agent the compound represented by following formula (V) can be mentioned.
  • R 51 a ML 4-a (V) (In formula (V), R 51 represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group, M represents a silicon atom or a tin atom, L represents a halogen atom or a hydrocarbyloxy group, and a is 0 to Represents an integer of 2)
  • silicon tetrachloride methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, tin tetrachloride, methyltrichlorotin, dimethyldichlorotin, trimethylchlorotin, tetramethoxysilane
  • examples thereof include methyltrimethoxysilane, dimethoxydimethylsilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, dimethoxydiethylsilane, diethoxydimethylsilane, tetraethoxysilane, ethyltriethoxysilane, diethoxydiethylsilane and the like.
  • the amount of the coupling agent added is preferably 0.03 mol or more, more preferably 0.05 mol or more, per mol of alkali metal derived from the alkali metal catalyst, in order to enhance the processability of the conjugated diene polymer. Moreover, in order to improve low fuel consumption, it is preferably 0.4 mol or less, more preferably 0.3 mol or less.
  • the unreacted active terminal may be treated with an alcohol such as methanol or isopropyl alcohol before recovery of the polymer described later.
  • a known method can be used as a method of recovering a modified copolymer from a hydrocarbon solution of the above modified copolymer, for example, a method of adding a coagulant to a hydrocarbon solution of (A) modified copolymer, B) A method (steam stripping treatment) of adding steam to a hydrocarbon solution of a modified copolymer can be mentioned.
  • the recovered modified copolymer may be dried by a known dryer such as a band dryer or an extrusion dryer.
  • the content of the structural unit derived from the polymerization initiator represented by the formula (I) is from the viewpoint of enhancing processability, low fuel consumption, rubber strength, wet grip performance and steering stability in a well-balanced manner
  • the amount is preferably 0.0001 mmol / g or more, more preferably 0.001 mmol / g or more, and preferably 0.15 mmol / g or less, more preferably 0. It is less than 1 mmol / g polymer.
  • the content of the structural unit derived from the silicon-containing vinyl compound is per unit mass of polymer, from the viewpoint of enhancing the processability, low fuel consumption, rubber strength, wet grip performance and steering stability in a well-balanced manner.
  • it is 0.01 mmol / g polymer or more, more preferably 0.02 mmol / g polymer or more, preferably 0.4 mmol / g polymer or less, more preferably 0.2 mmol / g polymer or less is there.
  • the modified copolymer preferably has a structural unit derived from the compound represented by the formula (II).
  • the structural unit derived from the compound represented by the above formula (II) in the modified copolymer means a structural unit represented by the following formula (IIb). (In the formula (IIb), m, R 21 , X 1 , X 2 and X 3 are the same as those in the formula (II))
  • the modified copolymer is a structural unit derived from a compound represented by the formula (II) in the conjugated diene polymer, in which at least one of X 1 , X 2 and X 3 is substituted by a hydroxyl group It is preferable that two or more be substituted by a hydroxyl group, and it is more preferable that two be substituted by a hydroxyl group. Thereby, the improvement effects of processability, fuel economy, rubber strength, wet grip performance and steering stability can be enhanced.
  • the method for substituting X 1 , X 2 and X 3 with a hydroxyl group is not particularly limited, and examples thereof include a method by steam stripping treatment.
  • the above copolymers (A), (B) and (C) are preferably used in combination with other rubber components.
  • Other rubber components include polyisoprene rubber, polybutadiene rubber (BR), butadiene-isoprene copolymer rubber, butyl rubber and the like. Further, ethylene-propylene copolymer, ethylene-octene copolymer and the like can also be mentioned. These rubber components may be used in combination of two or more. Among them, polyisoprene rubber is preferable in that the improvement effect of the wet grip performance can be enhanced while maintaining low fuel consumption.
  • polyisoprene rubbers examples include natural rubber (NR) and polyisoprene rubber (IR).
  • NR is not particularly limited and, for example, SIR20, RSS # 3, TSR20, deproteinized natural rubber (DPNR), high purity natural rubber (HPNR), epoxidized natural rubber (ENR), etc., which are common in the tire industry Can be used.
  • DPNR deproteinized natural rubber
  • HPNR high purity natural rubber
  • EMR epoxidized natural rubber
  • IR can be used commonly in the tire industry.
  • the content of the polyisoprene rubber in 100 mass% of the rubber component is preferably 1 mass% or more, more preferably 10 mass% or more, still more preferably It is 15% by mass or more. If the amount is less than 1% by mass, the rubber strength may be reduced, or the rubber retention at the time of kneading may be deteriorated to deteriorate the productivity.
  • the content of the polyisoprene rubber is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and further preferably 20% by mass or less. If it exceeds 30% by mass, the wet grip performance tends to deteriorate.
  • the rubber composition of the present invention contains silica having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 40 to 400 m 2 / g.
  • the silica is not particularly limited, and examples thereof include dry method silica (anhydrous silica), wet method silica (hydrous silica) and the like, but wet method silica is preferable because it has many silanol groups.
  • Silica may be used alone or in combination of two or more.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is 40 m 2 / g or more, preferably 50 m 2 / g or more, and more preferably 60 m 2 / g or more. If it is less than 40 m 2 / g, the reinforcing effect is small and the rubber strength tends to decrease. Further, the N 2 SA of silica is 400 m 2 / g or less, preferably 360 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less. If it exceeds 400 m 2 / g, silica is difficult to be dispersed, and the fuel economy and the processability tend to be deteriorated.
  • the N 2 SA of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-93.
  • the content of silica is 10 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more, and more preferably 45 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 10 parts by mass, the effect of incorporating silica is not sufficiently obtained, and the rubber strength tends to be lowered. Further, the content of silica is 150 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, processability tends to deteriorate.
  • Silica one kind may be used alone, it is preferable to use a combination of two or more, N 2 SA is 50 m 2 / g or more, 120 m and 2 / g less than the silica (1), N 2 SA is More preferably, it is used in combination with silica (2) of 120 m 2 / g or more.
  • N 2 SA is 50 m 2 / g or more, 120 m and 2 / g less than the silica (1)
  • N 2 SA is More preferably, it is used in combination with silica (2) of 120 m 2 / g or more.
  • N 2 SA satisfy the relationship of (N 2 SA of silica (2)) / (N 2 SA of silica (1)) ⁇ 1.4, it is more preferable to satisfy the N 2 SA) / (N 2 SA) ⁇ 2.0 relationship silica (1) 2). If it is less than 1.4, the difference in particle diameter between the silica (1) and (2) is so small that the dispersion improving effect by blending the two types of silica tends not to be sufficiently obtained.
  • the N 2 SA of silica (1) is 50 m 2 / g or more, preferably 70 m 2 / g or more. If it is less than 50 m 2 / g, sufficient reinforcement can not be obtained, and the rubber strength and steering stability may be deteriorated. Further, the silica N 2 SA of (1) is less than 120 m 2 / g, preferably at most 115m 2 / g. If it is 120 m 2 / g or more, the effects of the combined use of silica (1) and (2) may not be sufficiently obtained.
  • the N 2 SA of the silica (2) is 120 m 2 / g or more, preferably 150 m 2 / g or more. If it is less than 120 m 2 / g, the effect of the combined use of silica (1) and (2) may not be sufficiently obtained. Also, N 2 SA of the silica (2) is preferably 250 meters 2 / g, more preferably at most 220 m 2 / g. If it exceeds 250 m 2 / g, fuel economy and processability tend to deteriorate.
  • content of the silica (1) and (2) satisfy the following formula. (Content of silica (1)) ⁇ 0.06 ⁇ (content of silica (2)) ⁇ (content of silica (1)) ⁇ 15 If the content of silica (2) is less than 0.06 times the content of silica (1), sufficient rubber strength tends not to be obtained. When the content of silica (2) exceeds 15 times the content of silica (1), rolling resistance tends to increase.
  • the content of silica (2) is more preferably 0.3 times or more of the content of silica (1), and still more preferably 0.5 times or more. Moreover, 7 times or less of content of silica (1) is more preferable, and content of silica (2) is more preferable 4 times or less.
  • the content of silica (1) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, fuel economy may not be sufficiently improved. Further, the content of the silica (1) is preferably 90 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less. If the amount is more than 90 parts by mass, although the fuel economy is good, the rubber strength tends to decrease.
  • the content of the silica (2) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient steering stability may not be obtained. Further, the content of the silica (2) is preferably 90 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less. If it exceeds 90 parts by mass, the handling stability is good but the processability tends to deteriorate.
  • the total content of silica (1) and (2) is 10 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more, and more preferably 45 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 10 parts by mass, the effect of blending the silica (1) and (2) can not be sufficiently obtained, and the rubber strength tends to be lowered. Further, the total content of the silica (1) and (2) is 150 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, processability tends to deteriorate.
  • Silica may be used in combination with a silane coupling agent.
  • a silane coupling agent for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxy) Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyl Trimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetras
  • silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of silica. If it is less than 1 part by mass, the viscosity of the unvulcanized rubber composition tends to be high, and the processability tends to deteriorate.
  • the content of the silane coupling agent is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less. If it exceeds 20 parts by mass, the effect corresponding to the increase in cost tends not to be obtained.
  • vulcanizing agents such as sulfur; thiazole-based vulcanization accelerators, thiuram-based vulcanization accelerators, sulfenamide-based vulcanization accelerators, guanidine-based vulcanization accelerators
  • Vulcanization accelerators such as stearic acid, zinc oxide and other vulcanizing activators; organic peroxides; carbon black, calcium carbonate, talc, alumina, clay, fillers such as aluminum hydroxide and mica, extending oil, Examples of processing aids such as lubricants; anti-aging agents.
  • the carbon black examples include furnace black (furnace carbon black) such as SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF and ECF; acetylene black (acetylene carbon black); FT and Thermal black (thermal carbon black) such as MT; channel black (channel carbon black) such as EPC, MPC and CC; graphite and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more, and still more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, sufficient reinforcement may not be obtained.
  • the content of carbon black is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less. If the amount is more than 60 parts by mass, fuel economy tends to deteriorate.
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is usually 5 to 200 m 2 / g, and the lower limit is preferably 50 m 2 / g and the upper limit is 150 m 2 / g.
  • the dibutyl phthalate (DBP) absorption amount of carbon black is usually 5 to 300 ml / 100 g, the lower limit is preferably 80 ml / 100 g, and the upper limit is preferably 180 ml / 100 g. If the amount of N 2 SA or DBP absorbed by carbon black is less than the lower limit of the above range, the reinforcing effect tends to be small and the rubber strength tends to decrease.
  • extension oil aromatic mineral oil (viscosity specific gravity constant (VGC value) 0.900 to 1.049), naphthenic mineral oil (VGC value 0.850 to 0.899), paraffinic mineral oil (V.G.C. value 0.790 to 0.849) and the like.
  • the polycyclic aromatic content of the extender oil is preferably less than 3% by mass, more preferably less than 1% by mass.
  • the polycyclic aromatic content is measured according to the British Petroleum Institute 346/92 method.
  • the aromatic compound content (CA) of the extender oil is preferably 20% by mass or more.
  • aromatic mineral oil (aroma oil) and paraffinic mineral oil (mineral oil) are preferable, and a combination of aromatic oil and mineral oil is more preferable.
  • the content of the developing oil (oil) is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint that the effects of the present invention are favorably obtained. Is 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less.
  • Thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyldisulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide and the like as the above-mentioned vulcanization accelerator; tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram Thiuram-based vulcanization accelerators such as disulfides; N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N Sulfenamide-based vulcanization accelerators such as -oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N, N'-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; diphenyl guanidine, diorto tolyl guanidine, ortho tolyl
  • Kneading temperature is usually 50 to 200 ° C., preferably 80 to 190 ° C.
  • kneading time is usually 30 seconds, in the case of blending additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator as the kneading conditions. It is ⁇ 30 minutes, preferably 1 minute ⁇ 30 minutes.
  • the kneading temperature is usually 100 ° C. or less, preferably from room temperature to 80 ° C.
  • blended the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator is usually used after performing a vulcanizing process such as press vulcanisation.
  • the vulcanization temperature is usually 120 to 200 ° C., preferably 140 to 180 ° C.
  • the tan ⁇ peak temperature of the rubber composition of the present invention is preferably ⁇ 20 ° C. or higher. If the temperature is less than -20 ° C, sufficient wet grip performance may not be ensured.
  • the tan ⁇ peak temperature of the rubber composition of the present invention is preferably ⁇ 5 ° C. or less, more preferably ⁇ 8 ° C. or less. When the temperature is higher than -5 ° C., the temperature dependency is high and there is a tendency that sufficient wet grip performance can not be exhibited in a wide temperature range.
  • tan-delta peak temperature is a value obtained by the measuring method as described in an Example.
  • the rubber composition of the present invention can exhibit excellent wet grip performance in a wide temperature range as well as good fuel economy.
  • the rubber composition of the present invention can be used for each component of a tire, and in particular, can be suitably used for a tread.
  • the pneumatic tire of the present invention is manufactured by the usual method using the above rubber composition. That is, a rubber composition containing various additives as required is extruded according to the shape of a tread of a tire or the like in an unvulcanized stage, and molded by a usual method on a tire molding machine, They are bonded together with other tire members to form an unvulcanized tire. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to produce the pneumatic tire of the present invention.
  • the pneumatic tire of the present invention can be suitably used as a tire for a passenger car.
  • THF Kanto Chemical Co., Ltd. anhydrous sodium tetrahydrofuran hydride: Kanto Chemical Co., Ltd. diethylamine: Kanto Chemical Co., Ltd. methyl vinyl dichlorosilane: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. anhydrous hexane: Kanto Chemical Co., Ltd. styrene : Kanto Chemical Co., Ltd. product butadiene: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. product 1,3-butadiene
  • TMEDA Kanto Chemical Co. Ltd. tetramethyl ethylenediamine initiator (1): Kanto Chemical Co. Ltd.
  • n-Butyl lithium hexane solution initiator (2) a compound in which two structural units derived from isoprene are bonded to AI-200CE2 (3- (N, N-dimethylamino) -1-propyl lithium manufactured by FMC (the following formula Compounds represented by)) (0.9 M) 2,6-di-tert-butyl-p-cresol: Noclac 200 manufactured by Ouchi Emerging Chemical Industry Co., Ltd.
  • Bis (dimethylamino) methylvinylsilane N, N-dimethylaminopropyl acrylamide manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: 3-diethylaminopropyltriethoxysilane manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 1,3-dimethyl- manufactured by Amax Co., Ltd. 2-Imidazolidinone: made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Tris [3- (trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate: made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. N, N-dimethylformamide dimethyl acetal: made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • ⁇ Preparation of modifier (3) (main chain modifier)> 1000 mL of THF and 13 g of sodium hydride were added to a 2 L three-necked flask sufficiently purged with nitrogen, and 36.5 g of diethylamine was slowly dropped while stirring on an ice water bath. After stirring for 30 minutes, 36 g of methylvinyldichlorosilane was added dropwise over 30 minutes and allowed to stir for 2 hours. The obtained solution was concentrated, filtered, and distilled under reduced pressure to purify, thereby synthesizing bis (diethylamino) methylvinylsilane.
  • the copolymer (1) was obtained.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (2) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (1) except that the amount of styrene was changed to 300 g and the amount of butadiene to 1700 g.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • Copolymer (3) was obtained according to the same formulation as synthesis of copolymer (1) except that the amount of styrene was changed to 800 g and the amount of butadiene was changed to 1200 g.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (4) was obtained.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (5) was obtained.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (6) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (1) except that the amount of styrene was changed to 420 g and the amount of butadiene was changed to 1580 g.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (8) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the modifier (1) was changed to the modifier (3).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (3)) thrown in was 0.43 g per 100 g of monomer components.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (2)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (9) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the modifier (2) was changed to the modifier (4).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (10) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (8) except that the modifier (2) was changed to the modifier (4).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (3)) thrown in was 0.43 g per 100 g of monomer components.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (11) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the amount of styrene was changed to 420 g and the amount of butadiene was changed to 1580 g.
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (2)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (12) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (9) except that the amount of styrene was changed to 420 g and the amount of butadiene was changed to 1580 g.
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (4)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (13) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the modifier (2) was changed to the modifier (5).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (5)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (14) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (8) except that the modifier (2) was changed to the modifier (5).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (3)) thrown in was 0.43 g per 100 g of monomer components.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (5)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (15) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the modifier (2) was changed to the modifier (6).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (6)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (16) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (8) except that the modifier (2) was changed to the modifier (6).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (3)) thrown in was 0.43 g per 100 g of monomer components.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (6)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (17) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (7) except that the modifier (2) was changed to the modifier (7).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (1)) added was 0.32 g per 100 g of the monomer component.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (7)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • the copolymer (18) was obtained by the same formulation as the synthesis of the copolymer (8) except that the modifier (2) was changed to the modifier (7).
  • the silicon-containing vinyl compound (modifier (3)) thrown in was 0.43 g per 100 g of monomer components.
  • the introduced polymerization initiator (initiator (2)) was 0.85 mmol per 100 g of the monomer component.
  • the compound (modifier (7)) containing the introduced nitrogen atom and / or silicon atom was 1.18 mol per 1 mol of alkali metal derived from the introduced polymerization initiator.
  • Anti-aging agent Antigen 3C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Stearic acid Beads manufactured by NOF Corporation, Ltd. beads stearic acid zinc oxide, manufactured by NOF Corporation, and zinc oxide No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
  • Sulfur Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. 1: Succinol CZ manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator 2 Succinol D manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Example and Comparative Example Materials other than sulfur and vulcanization accelerator are kneaded for 5 minutes under the condition of 150 ° C. and mixed according to the contents of the formulations shown in Tables 2 to 4 using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. I got a paste. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded using an open roll for 5 minutes at 80 ° C. to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized with a 0.5 mm-thick mold at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
  • the obtained unvulcanized rubber composition is molded into the shape of a tread, and is bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, which is vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes and tested.
  • a tire (size: 195 / 65R15) was manufactured.
  • ⁇ Kneading processability index> Heated by preheating for 1 minute using a Mooney viscosity tester according to JIS K 6300-1: 2001 “Unvulcanized rubber-Physical characteristics-Part 1: Determination of viscosity and scorch time with Mooney viscometer”.
  • the small rotor was rotated under the temperature condition of 130 ° C., and the Mooney viscosity (ML 1 + 4/130 ° C.) of the above-mentioned unvulcanized rubber composition was measured after 4 minutes.
  • the result is expressed as an index, and the larger the numerical value, the lower the Mooney viscosity and the better the kneadability.
  • ⁇ Low fever index> The tan ⁇ of the vulcanized rubber composition was measured at a dynamic strain amplitude of 1%, a frequency of 10 Hz, and a temperature of 50 ° C. using a spectrometer manufactured by Uejima Mfg. Comparative Example 1 was indexed with 100 as the value of the reciprocal of tan ⁇ . The larger the value, the smaller the rolling resistance (the less the heat is generated), and the better the fuel economy.

Abstract

本発明は、良好な低燃費性を確保しながらウェットグリップ性能とその温度依存性を改善できるゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供する。 本発明は、ゴム成分100質量%中、芳香族ビニル化合物の含有量が5質量%以上15質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(A)の含有量が5~55質量%、芳香族ビニル化合物の含有量が15質量%以上30質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(B)の含有量が5~75質量%であり、上記ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が40~400m/gのシリカの含有量が10~150質量部であるゴム組成物に関する。

Description

ゴム組成物及び空気入りタイヤ
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いて作製した空気入りタイヤに関するものである。
近年、環境問題への関心の高まりから、自動車に対して低燃費化の要求が強くなっており、自動車タイヤに用いるゴム組成物に対しても、低燃費性に優れることが求められている。自動車タイヤ用のゴム組成物としては、ポリブタジエンやブタジエン-スチレン共重合体などの共役ジエン系重合体と、カーボンブラックやシリカなどの充填剤とを含有するゴム組成物などが用いられている。
低燃費性を改善する方法として、例えば、特許文献1では、アミノ基及びアルコキシ基を含有する有機ケイ素化合物で変性されたジエン系ゴム(変性ゴム)を用いる方法が提案されている。しかし、この方法では、低燃費性は改善されるものの、潤滑路面や寒冷地域でのグリップ性能が充分でなく、安全性を確保する観点から改善の余地がある。また、自動車タイヤは、安全性を確保する観点から、1年を通じて安定したウェットグリップ性能を発揮することも必要とされる。そのため、低燃費性とともに、ウェットグリップ性能とその温度依存性の改善が求められている。
特開2000-344955号公報
本発明は、前記課題を解決し、良好な低燃費性を確保しながらウェットグリップ性能とその温度依存性を改善できるゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、ゴム成分100質量%中、芳香族ビニル化合物の含有量が5質量%以上15質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(A)の含有量が5~55質量%、芳香族ビニル化合物の含有量が15質量%以上30質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(B)の含有量が5~75質量%であり、上記ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が40~400m/gのシリカの含有量が10~150質量部であるゴム組成物に関する。
上記ゴム成分100質量%中、芳香族ビニル化合物の含有量が30質量%以上45質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(C)の含有量が5~50質量%であることが好ましい。
上記芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物重合体(A)、(B)及び(C)の少なくとも1つが、下記式(I)で表される重合開始剤を用いて共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させて得られる共重合体の活性末端に、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を反応させて得られるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(I)中、iは0又は1であり、R11は炭素原子数1~100のヒドロカルビレン基を表し、R12及びR13は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R12とR13とが結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群から選択される少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、Mはアルカリ金属原子を表す)
上記式(I)のR11が下記式(Ia)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式(Ia)中、R14は共役ジエン化合物由来の構造単位及び/又は芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなるヒドロカルビレン基を表し、nは1~10の整数を表す)
上記式(Ia)のR14がイソプレン由来の構造単位1~10単位からなるヒドロカルビレン基であることが好ましい。
上記ケイ素含有ビニル化合物が、下記式(II)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(II)中、mは0又は1であり、R21はヒドロカルビレン基を表し、X、X及びXは置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す)
上記シリカが、窒素吸着比表面積が50m/g以上、120m/g未満のシリカ(1)と、窒素吸着比表面積が120m/g以上のシリカ(2)とを含むことが好ましい。
上記シリカ(1)及び(2)の窒素吸着比表面積及び含有量が以下の式を満たすことが好ましい。
(シリカ(2)の窒素吸着比表面積)/(シリカ(1)の窒素吸着比表面積)≧1.4
(シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
本発明によれば、特定の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物重合体とシリカとをそれぞれ特定量配合したゴム組成物であるので、良好な低燃費性とともに、幅広い温度領域で優れたウェットグリップ性能を発揮する空気入りタイヤを提供できる。本発明の空気入りタイヤは、1年を通して高いウェットグリップ性能を発揮することができ、安全性に優れている。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量%中、芳香族ビニル化合物の含有量が5質量%以上15質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(A)(以下、共重合体(A)ともいう)の含有量が5~55質量%、芳香族ビニル化合物の含有量が15質量%以上30質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(B)(以下、共重合体(B)ともいう)の含有量が5~75質量%でありゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が40~400m/gのシリカの含有量が10~150質量部である。
ゴム成分として1種類のポリマーのみを使用した場合、ウェットグリップ性能の温度依存性が高くなり、季節によって大幅なウェットグリップ性能の悪化が生じる場合がある。また、単に複数種類のポリマーを併用しただけでは、低燃費性、ウェットグリップ性能及びウェットグリップ性能の温度依存性をバランス良く改善することは困難である。これに対し、本発明のゴム組成物は、芳香族ビニル化合物の含有量が特定の範囲内である上記共重合体(A)及び(B)を併用しているため、低燃費性、ウェットグリップ性能及びウェットグリップ性能の温度依存性の全てを高次元でバランス良く改善することができる。また、これらの性能とともに、良好な加工性、ゴム強度及び操縦安定性も得られる。
共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物の含有量が5質量%以上、好ましくは10質量%以上である。5質量%未満の場合、芳香族ビニル化合物の効果が発揮し難くなり、ウェットグリップ性能が低下する傾向がある。また、該含有量は、15質量%未満である。15質量%以上の場合、共重合体(B)との併用による改善効果が得られない。
なお、芳香族ビニル化合物の含有量は、実施例に記載の方法で測定できる。
共重合体(B)は、芳香族ビニル化合物の含有量が15質量%以上、好ましくは20質量%以上である。15質量%未満の場合、共重合体(A)との併用による改善効果が得られない。また、該含有量は、30質量%未満である。30質量%以上の場合、共重合体(A)との相溶性が悪化し、低燃費性が悪化する場合がある。
共重合体(A)及び(B)において、芳香族ビニル化合物の含有量の差が小さい場合、これらを併用する効果が薄れ、ウェットグリップ性能の温度依存性が高くなる傾向がある。そのため、共重合体(A)及び(B)における芳香族ビニル化合物の含有量の差は、好ましくは7質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
本発明のゴム組成物は、共重合体(A)及び(B)とともに、さらに、芳香族ビニル化合物の含有量が30質量%以上45質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(C)(以下、共重合体(C)ともいう)を併用することが好ましい。これにより、ウェットグリップ性能の温度依存性をさらに改善し、幅広い温度領域で優れたウェットグリップ性能を発揮することが可能となる。
共重合体(C)は、芳香族ビニル化合物の含有量が30質量%以上、好ましくは35質量%以上である。30質量%未満の場合、共重合体(B)との併用による改善効果が得られない。また、該含有量は、45質量%未満である。45質量%以上の場合、共重合体(A)及び(B)との相溶性が悪化し、低燃費性が悪化する場合がある。
共重合体(A)、(B)及び(C)の共役ジエン化合物部分のビニル結合量は、10mol%以上、好ましくは20mol%以上である。10mol%未満の場合、シランカップリング剤と共重合体(A)、(B)及び(C)との反応性が低下し、低燃費性が悪化する傾向がある。該ビニル結合量は、70mol%以下、好ましくは60mol%以下である。70mol%を超える場合、最終的に得られるゴム組成物のガラス転移温度が高くなり過ぎて、低燃費性が悪化する傾向がある。
なお、ビニル結合量は、実施例に記載の方法で測定できる。
ゴム成分100質量%中の共重合体(A)の含有量は、5質量%以上、好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、共重合体(A)による改善効果が充分に得られない傾向がある。また、該含有量は、55質量%以下、好ましくは50質量%以下である。55質量%を超えると、共重合体(B)の含有量が少なくなり、ウェットグリップ性能の温度依存性が高くなる傾向がある。
ゴム成分100質量%中の共重合体(B)の含有量は、5質量%以上、好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、共重合体(B)による改善効果が充分に得られない傾向がある。また、該含有量は、75質量%以下、好ましくは70質量%以下である。75質量%を超えると、共重合体(A)の含有量が少なくなり、ウェットグリップ性能の温度依存性が高くなる傾向がある。
ゴム成分100質量%中の共重合体(C)の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、共重合体(C)による改善効果が充分に得られない傾向がある。また、該含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。50質量%を超えると、共重合体(A)及び(B)の含有量が少なくなり、ウェットグリップ性能の温度依存性が高くなる傾向がある。
ゴム成分100質量%中の共重合体(A)、(B)及び(C)の合計含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。70質量%未満であると、ウェットグリップ性能を充分に改善できない傾向がある。該合計含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。90質量%を超えると、混練り加工が困難となり、生産性が悪化する傾向がある。
共重合体(A)、(B)及び(C)の分子量分布は、低燃費性を高めるために、好ましくは1~5であり、より好ましくは1~2である。
分子量分布は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を測定し、MwをMnで除すことにより求められる。
共重合体(A)、(B)及び(C)は、単量体である芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を、重合開始剤を用いて共重合させることで得られる。ここで、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエンなどがあげられ、スチレンが好ましい。共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエンなどがあげられ、1,3-ブタジエンが好ましい。すなわち、共重合体(A)、(B)及び(C)は、スチレン及び1,3-ブタジエンを共重合して得られるスチレンブタジエンゴム(SBR)であることが好ましい。
低燃費性及びウェットグリップ性能をより大きく改善し、さらに、良好な加工性、ゴム強度及び操縦安定性も得られるという点から、共重合体(A)、(B)及び(C)の少なくとも一つは、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物で末端が変性されていることが好ましく、下記式(I)で表される重合開始剤を用いて共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させて得られる共重合体の活性末端に、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を反応させて得られるもの(以下、変性共重合体ともいう)であることがより好ましい。また、低燃費性をより大きく改善できるという点から、共重合体(A)が変性共重合体であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(I)中、iは0又は1であり、R11は炭素原子数1~100のヒドロカルビレン基を表し、R12及びR13は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R12とR13とが結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群から選択される少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、Mはアルカリ金属原子を表す)
本明細書では、ヒドロカルビル基は炭化水素から1個の水素原子を除いた1価の基を表す。ヒドロカルビレン基は、炭化水素から2個の水素原子を除いた2価の基を表す。ヒドロカルビルオキシ基は、ヒドロキシ基の水素原子がヒドロカルビル基で置き換えられた構造を有する1価の基を表す。置換アミノ基は、アミノ基の少なくとも1個の水素原子が、水素原子以外の1価の原子又は1価基に置き換えられた構造を有する基、又はアミノ基の2個の水素原子が2価基で置き換えられた構造を有する基を表す。置換基を有するヒドロカルビル基(以下、置換ヒドロカルビル基と記すこともある)は、ヒドロカルビル基の少なくとも1個の水素原子が置換基で置き換えられた構造を有する1価の基を表す。ヘテロ原子を有するヒドロカルビレン基(以下、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基と記すこともある)とは、ヒドロカルビレン基の水素原子が除かれている炭素原子以外の炭素原子及び/又は水素原子が、ヘテロ原子(炭素原子、水素原子以外の原子)を有する基で置き換えられた構造を有する2価の基を表す。
本明細書において「変性する」とは、ジエン化合物、又はジエン化合物及び芳香族ビニル化合物を有する共重合体に、これら以外の化合物を結合させることを意味する。上記変性共重合体の場合、上記式(I)で表される重合開始剤により重合体開始末端が変性され、ケイ素含有ビニル化合物を共重合させる事により主鎖が変性され、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物ケイ素含有ビニル化合物によって停止末端が変性された構造を有する。この構造により、シリカを良好に分散させ、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性をバランス良く改善できる。また、通常、開始末端、主鎖、停止末端の全てが変性された変性ゴムを使用すると、加工性が大幅に悪化してしまう傾向があるが、上記変性共重合体は、開始末端、主鎖、停止末端のそれぞれを特定の化合物の組合せで変性しているため、良好な加工性を確保することができ、かつ低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性の改善効果を相乗的に高めることができる。
式(I)中のiは0又は1であり、好ましくは1である。
式(I)中のR11は、炭素原子数1~100のヒドロカルビレン基であり、好ましくは炭素原子数6~100のヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数7~80のヒドロカルビレン基である。R11の炭素原子数が100を超えると、重合開始剤の分子量が大きくなり、経済性及び重合時の操作性が低下することがある。
なお、式(I)で表される重合開始剤としては、R11の炭素原子数が異なる化合物を複数種併用してもよい。
式(I)中のR11は、好ましくは下記式(Ia)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(Ia)中、R14は共役ジエン化合物由来の構造単位及び/又は芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなるヒドロカルビレン基を表し、nは1~10の整数を表す)
式(Ia)中、R14は共役ジエン化合物由来の構造単位及び/又は芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなるヒドロカルビレン基を表し、好ましくはイソプレン由来の構造単位からなるヒドロカルビレン基であり、より好ましくはイソプレン由来の構造単位1~10単位からなるヒドロカルビレン基である。
14における共役ジエン化合物由来の構造単位及び/又は芳香族ビニル化合物由来の構造単位の数は、1~10単位であることが好ましく、1~5単位であることがより好ましい。
式(Ia)中、nは1~10の整数であり、好ましくは2~4の整数である。
11としては、イソプレン由来の構造単位1~10単位とメチレン基とを結合させた基、イソプレン由来の構造単位1~10単位とエチレン基とを結合させた基、イソプレン由来の構造単位1~10単位とトリメチレン基とを結合させた基をあげることができ、好ましくはイソプレン由来の構造単位1~10単位とトリメチレン基とを結合させた基である。
式(I)中のR12及びR13は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R12とR13とが結合して、ケイ素原子、窒素原子、酸素原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。
置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基における置換基としては、置換アミノ基又はヒドロカルビルオキシ基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ドデシル基などの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;フェニル基、ベンジル基などのアリール基をあげることができ、好ましくは鎖状アルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1~4の鎖状アルキル基である。置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基としては、N,N-ジメチルアミノメチル基、2-N,N-ジメチルアミノエチル基、3-N,N-ジメチルアミノプロピル基をあげることができる。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基をあげることができる。これらの中では、ヒドロカルビル基が好ましく、炭素原子数1~4の鎖状アルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基がさらに好ましい。
トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、tert-ブチル-ジメチルシリル基をあげることができ、トリメチルシリル基が好ましい。
ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基、又は、ヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子、酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子、酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基などのアルケンジイル基をあげることができ、好ましくはアルキレン基であり、より好ましくは炭素原子数4~7のアルキレン基である。ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-Si(CH-CH-CH-Si(CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH-CH-O-CH-CH-で表される基をあげることができる。これらの中では、ヒドロカルビレン基が好ましく、炭素原子数4~7のアルキレン基がより好ましく、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基がさらに好ましい。
12及びR13はヒドロカルビル基であるか、R12とR13とが結合してヒドロカルビレン基であることが好ましく、炭素原子数1~4の鎖状アルキル基であるか、結合して炭素原子数4~7のアルキレン基であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることがさらに好ましい。
式(I)中、Mはアルカリ金属原子を表す。アルカリ金属原子としては、Li、Na、K、Csをあげることができ、好ましくはLiである。
式(I)で表される重合開始剤のうち、iが1である化合物としては、アミノアルキルリチウム化合物にイソプレン由来の構造単位1~5単位を重合させた化合物をあげることができる。当該アミノアルキルリチウム化合物としては、3-(N,N-ジメチルアミノ)-1-プロピルリチウム、3-(N,N-ジエチルアミノ)-1-プロピルリチウム、3-(N,N-ジ-n-ブチルアミノ)-1-プロピルリチウム、4-(N,N-ジメチルアミノ)-1-ブチルリチウム、4-(N,N-ジエチルアミノ)-1-ブチルリチウム、4-(N,N-ジ-n-プロピルアミノ)-1-ブチルリチウム,3-(N,N-ジ-n-ブチルアミノ)-1-ブチルリチウムなどのN,N-ジアルキルアミノアルキルリチウム;3-(1-ピロリジノ)-1-プロピルリチウム、3-(1-ピペリジノ)-1-プロピルリチウム、3-(1-ヘキサメチレンイミノ)-1-プロピルリチウム、3-[1-(1,2,3,6-テトラヒドロピリジノ)]-1-プロピルリチウムなどのヘテロ原子非含有環状アミノアルキルリチウム化合物;3-(1-モルホリノ)-1-プロピルリチウム、3-(1-イミダゾリル)-1-プロピルリチウム、3-(4,5-ジヒドロ-1-イミダゾリル)-1-プロピルリチウム、3-(2,2,5,5-テトラメチル-1-アザ-2,5-ジシラ-1-シクロペンチル)-1-プロピルリチウムなどのヘテロ原子含有環状アミノアルキルリチウム化合物をあげることができ、N,N-ジアルキルアミノアルキルリチウムが好ましく、3-(N,N-ジメチルアミノ)-1-プロピルリチウム又は3-(N,N-ジエチルアミノ)-1-プロピルリチウムがより好ましい。
式(I)で表される重合開始剤のうち、iが0である化合物としては、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジヘキシルアミド、リチウムジヘプチルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ-2-エチルヘキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム-N-メチルピペラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムメチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミドなどがあげられる。
式(I)で表される重合開始剤のうち、iが0である化合物は、二級アミンとヒドロカルビルリチウム化合物から予備調製して重合反応に用いてもよいし、重合系中で生成させてもよい。ここで、二級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジイソブチルアミンなどの他、アザシクロヘプタン(即ち、ヘキサメチレンイミン)、2-(2-エチルヘキシル)ピロリジン、3-(2-プロピル)ピロリジン、3,5-ビス(2-エチルヘキシル)ピペリジン、4-フェニルピペリジン、7-デシル-1-アザシクロトリデカン、3,3-ジメチル-1-アザシクロテトラデカン、4-ドデシル-1-アザシクロオクタン、4-(2-フェニルブチル)-1-アザシクロオクタン、3-エチル-5-シクロヘキシル-1-アザシクロヘプタン、4-ヘキシル-1-アザシクロヘプタン、9-イソアミル-1-アザシクロヘプタデカン、2-メチル-1-アザシクロヘプタデセ-9-エン、3-イソブチル-1-アザシクロドデカン、2-メチル-7-t-ブチル-1-アザシクロドデカン、5-ノニル-1-アザシクロドデカン、8-(4-メチルフェニル)-5-ペンチル-3-アザビシクロ[5.4.0]ウンデカン、1-ブチル-6-アザビシクロ[3.2.1]オクタン、8-エチル-3-アザビシクロ[3.2.1]オクタン、1-プロピル-3-アザビシクロ[3.2.2]ノナン、3-(t-ブチル)-7-アザビシクロ[4.3.0]ノナン、1,5,5-トリメチル-3-アザビシクロ[4.4.0]デカンなどの環状アミンがあげられる。
式(I)で表される重合開始剤としては、iが1である化合物が好ましく、N,N-アミノアルキルリチウムにイソプレン由来の構造単位1~5単位を重合させた化合物がより好ましく、3-(N,N-ジメチルアミノ)-1-プロピルリチウム又は3-(N,N-ジエチルアミノ)-1-プロピルリチウムにイソプレン由来の構造単位1~5単位を重合させた化合物がさらに好ましい。
式(I)で表される重合開始剤の使用量は、重合で使用される単量体成分100gあたり0.01~15mmolであることが好ましく、0.1~10mmolであることがより好ましい。
本発明においては、必要に応じて、n-ブチルリチウムなどの他の重合開始剤を併用してもよい。
共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエン、ミルセンがあげられ、これらは1種でもよく、2種以上でもよい。入手容易性の観点から、1,3-ブタジエン、イソプレンであることが好ましい。
ケイ素含有ビニル化合物は、好ましくは下記式(II)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式(II)中、mは0又は1であり、R21はヒドロカルビレン基を表し、X、X及びXは置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す)
式(II)のmは0又は1であり、好ましくは0である。
式(II)におけるヒドロカルビレン基としては、アルキレン基、アルケンジイル基、アリーレン基、アリーレン基とアルキレン基とが結合した基をあげることができる。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基をあげることができる。アルケンジイル基としてはビニレン基、エチレン-1,1-ジイル基をあげることができる。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基をあげることができる。アリーレン基とアルキレン基とが結合した基としては、フェニレン基とメチレン基とが結合した基、フェニレン基とエチレン基とが結合した基をあげることができる。
21は好ましくはアリーレン基であり、より好ましくはフェニレン基である。
式(II)において、X、X及びXは置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。好ましくは、X、X及びXの少なくとも1つが置換アミノ基であり、より好ましくは、X、X及びXの2つが置換アミノ基である。
式(II)における置換アミノ基は、好ましくは下記式(IIa)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式(IIa)中、R22及びR23は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R22とR23とが結合して、窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表す)
式(IIa)における置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基などの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などのアリール基をあげることができ、鎖状アルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;フェノキシメチル基などのアリールオキシアルキル基をあげることができる。
式(IIa)におけるトリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基などのトリアルキルシリル基をあげることができる。
式(IIa)における窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基などのアルケンジイル基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH-CH-O-CH-CH-で表される基をあげることができる。
22及びR23はアルキル基であるか、あるいはR22とR23とが結合してアルキレン基となっていることが好ましく、アルキル基であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることがさらに好ましい。
式(IIa)で表される置換アミノ基のうち、R22及びR23がヒドロカルビル基であるものとして、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジ-sec-ブチルアミノ基、ジ-tert-ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基などのジアリールアミノ基をあげることができ、ジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がより好ましい。R22及びR23が置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有する置換ヒドロカルビル基であるものとしては、ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基をあげることができる。R22及びR23がトリヒドロカルビルシリル基であるものとしては、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ基、N-トリメチルシリル-N-メチルアミノ基などのトリアルキルシリル基含有アミノ基をあげることができる。
式(IIa)で表される置換アミノ基のうち、R22とR23とが結合してヒドロカルビレン基となっているものとしては、1-トリメチレンイミノ基、1-ピロリジノ基、1-ピペリジノ基、1-ヘキサメチレンイミノ基、1-ヘプタメチレンイミノ基、1-オクタメチレンイミノ基、1-デカメチレンイミノ基、1-ドデカメチレンイミノ基などの1-アルキレンイミノ基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基となっているものとしては、1-イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1-イミダゾリル基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基となっているものとしては、モルホリノ基をあげることができる。
式(IIa)で表される置換アミノ基としては、ジアルキルアミノ基又は1-アルキレンイミノ基が好ましく、ジアルキルアミノ基がより好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がさらに好ましい。
式(II)におけるヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基をあげることができる。
式(II)における置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などのアルキル基;フェニル基、4-メチル-1-フェニル基、ベンジル基などのアリール基をあげることができる。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基をあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの1つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
(ジメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジエチルビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルシラン;[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシランなどの[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]ジアルキルビニルシラン;(ジメチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジ(アルコキシアルキル)ビニルシラン;ピロリジノジメチルビニルシラン、ピペリジノジメチルビニルシラン、ヘキサメチレンイミノジメチルビニルシラン、4,5-ジヒドロイミダゾリルジメチルビニルシラン、モルホリノジメチルビニルシランなどの環状アミノジアルキルビニルシラン化合物をあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの1つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
(ジメチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルフェニルシランをあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの2つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルシラン;ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]エチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]エチルビニルシランなどのビス[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]アルキルビニルシラン;ビス(ジメチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルコキシアルキルシラン;ビス(ピロリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ピペリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ヘキサメチレンイミノ)メチルビニルシラン、ビス(4,5-ジヒドロイミダゾリル)メチルビニルシラン、ビス(モルホリノ)メチルビニルシランなどのビス(環状アミノ)アルキルビニルシラン化合物をあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの2つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
ビス(ジメチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルフェニルシランをあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの3つが置換アミノ基であり、mが0である化合物としては、
トリス(ジメチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)ビニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルシランをあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXのうちの3つが置換アミノ基であり、mが1である化合物としては、
トリス(ジメチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジメチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-3-ビニルフェニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルフェニルシランをあげることができる。
式(II)で表されるケイ素含有ビニル化合物のうち、X、X及びXが置換アミノ基ではなく、mが0である化合物としては、
トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリプロポキシビニルシランなどのトリアルコキシビニルシラン;メチルジメトキシビニルシラン、メチルジエトキシビニルシランなどのジアルコキシアルキルビニルシラン;ジ(tert-ペントキシ)フェニルビニルシラン、ジ(tert-ブトキシ)フェニルビニルシランなどのジアルコキシアリールビニルシラン;ジメチルメトキシビニルシランなどのモノアルコキシジアルキルビニルシラン;tert-ブトキシジフェニルビニルシラン、tert-ペントキシジフェニルビニルシランなどのモノアルコキシジアリールビニルシラン;tert-ブトキシメチルフェニルビニルシラン、tert-ブトキシエチルフェニルビニルシランなどのモノアルコキシアルキルアリールビニルシラン;トリス(β-メトキシエトキシ)ビニルシランなどの置換アルコキシビニルシラン化合物をあげることができる。
さらに、ケイ素含有ビニル化合物としては、4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレン、3-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノスチレン;4-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、4-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノアルキルスチレンをあげることができる。
ケイ素含有ビニル化合物は、式(II)で表される化合物が好ましく、式(II)中のmが0である化合物がより好ましく、式(II)中のX、X及びXのうち2つがジアルキルアミノ基である化合物がさらに好ましい。
ケイ素含有ビニル化合物として特に好ましい化合物は、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシランである。
上記変性共重合体の製造において、ケイ素含有ビニル化合物の使用量は、重合で使用した単量体成分の総使用量を100質量%として、加工性、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性をバランス良く高めるために、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.02質量%以上であり、さらに好ましくは0.05質量%以上である。経済性を高めるために、また、ゴム強度を大きくするために、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは2質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以下である。
上記変性共重合体の製造においては、単量体成分として、芳香族ビニル化合物、共役ジエン化合物、ケイ素含有ビニル化合物に加え、さらに、重合可能な単量体を用いてもよい。該単量体としては、ビニルニトリル、不飽和カルボン酸エステルなどがあげられる。ビニルニトリルとしては、アクリロニトリルなどを、不飽和カルボン酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチルなどを例示することができる。
上記変性共重合体の製造においては、重合は炭化水素溶媒中で行うことが好ましい。炭化水素溶媒は式(I)の重合開始剤を失活させない溶媒であり、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素なドをあげることができる。脂肪族炭化水素としては、プロパン、n-ブタン、iso-ブタン、n-ペンタン、iso-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタンなドをあげることができる。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンをあげることができる。脂環族炭化水素としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなドをあげることができる。炭化水素溶媒は、工業用ヘキサンのような各種成分の混合物であってもよい。好ましくは、炭素原子数が2~12の炭化水素である。
重合反応は、共役ジエン単位のビニル結合量を調整する剤、変性共重合体鎖中での共役ジエン単位と共役ジエン以外の単量体に基づく単量体単位の分布を調整する剤(以下、総称して「調整剤」と記す。)の存在下で行ってもよい。このような剤としては、エーテル化合物、第三級アミン化合物、ホスフィン化合物などをあげることができる。該エーテル化合物としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサンなど環状のエーテル;ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどの脂肪族モノエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどの脂肪族ジエーテル;ジフェニルエーテル、アニソールなどの芳香族エーテルなどがあげられる。該第三級アミン化合物として、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、キノリンなドをあげることができる。また、該ホスフィン化合物として、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなドをあげることができる。これらは1種類以上用いられる。
上記変性共重合体の製造においては、重合反応器に単量体成分を供給する前に重合開始剤を重合反応器に供給してもよく、重合に使用する単量体成分全量を重合反応器に供給した後に重合開始剤を重合反応器に供給してもよく、重合に使用する単量体成分の一部を重合反応器に供給した後に重合開始剤を重合反応器に供給してもよい。また、重合開始剤を、重合反応器に一時に供給してもよく、連続的に供給してもよい。
上記変性共重合体の製造においては、単量体成分を、重合反応器に一時に供給してもよく、連続的に供給してもよく、間欠的に供給してもよい。また、各単量体を、重合反応器に別々に供給してもよく、同時に供給してもよい。
上記変性共重合体の製造における重合温度は、通常25~100℃であり、好ましくは35~90℃、より好ましくは50~80℃である。重合時間は、通常10分~5時間である。
上記変性共重合体は、式(I)で表される重合開始剤を用いて、芳香族ビニル化合物、共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させて得られる共重合体の活性末端(共重合体の活性末端には、当該重合開始剤由来のアルカリ金属を有すると考えられる。)に、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を反応させて得られる(末端変性反応)。具体的には、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を重合溶液に添加し、混合することにより行われる。重合溶液に添加する窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物の量は、使用する式(I)で表される重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、通常、0.1~3molであり、好ましくは、0.5~2molであり、より好ましくは、0.7~1.5molである。
上記末端変性反応の反応温度は、通常、25~100℃であり、好ましくは35~90℃であり、より好ましくは50~80℃である。また、末端反応の反応時間は、通常、60秒~5時間であり、好ましくは5分~1時間、より好ましくは15分~1時間である。
窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物のうち好ましいものとして、窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物をあげることができる。
窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物としては、下記式(III)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式(III)中、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基、あるいは、R34と結合して2価基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、あるいは、R31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基、水素原子、あるいは、R31と結合して2価基を表す。また、R33は2価基を表し、kは0又は1を表す)
式(III)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。置換ヒドロカルビル基としては、置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基、置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基をあげることができる。ヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアルケニル基;フェニル基などのアリール基をあげることができる。置換基がヒドロカルビルオキシ基である置換ヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基をあげることができる。置換基が置換アミノ基である置換ヒドロカルビル基としては、2-(N,N-ジメチルアミノ)エチル基、2-(N,N-ジエチルアミノ)エチル基、3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル基、3-(N,N-ジエチルアミノ)プロピル基などの(N,N-ジアルキルアミノ)アルキル基;4-(N,N-ジメチルアミノ)フェニル基、3-(N,N-ジメチルアミノ)フェニル基、4-(N,N-ジエチルアミノ)フェニル基、3-(N,N-ジエチルアミノ)フェニル基などの(N,N-ジアルキルアミノ)アリール基;4-(N,N-ジメチルアミノ)メチルフェニル基、4-(N,N-ジメチルアミノ)エチルフェニル基などの(N,N-ジアルキルアミノ)アルキルアリール基;3-ピロリジノプロピル基、3-ピペリジノプロピル基、3-イミダゾリルプロピル基などの環状アミノ基含有アルキル基;4-ピロリジノフェニル基、4-ピペリジノフェニル基、4-イミダゾリルフェニル基などの環状アミノ基含有アリール基;4-ピロリジノエチルフェニル基、4-ピペリジノエチルフェニル基、4-イミダゾリルエチルフェニル基などの環状アミノ基含有アルキルアリール基をあげることができる。
式(III)において、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子が窒素原子及び/又は酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;1,4-フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-(CH-O-(CH-で表される基(s、tは1以上の整数)をあげることができる。
式(III)において、R31とR34とが結合した2価基、及びR33の2価基としては、ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基、ヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;1,4-フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-(CH-O-(CH-で表される基(s、tは1以上の整数)をあげることができる。ヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基としては、-(CH-O-で表される基(rは1以上の整数を表す)をあげることができる。ヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基としては、-(CH-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基(好ましくは炭素原子数1~6のヒドロカルビル基)、又は水素原子を表し、pは1以上の整数を表す)をあげることができる。
式(III)で表される好ましい化合物として、kが0であり、R34が置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子である下記式(IIIa)で表される化合物をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(IIIa)中、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、R32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、R31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子を表す)
式(IIIa)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(III)の説明において述べたものと同じである。
式(IIIa)において、R31は、好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。より好ましくは、炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基又は-CH=N-CH-CH-で表される基である。さらに好ましくは、炭素原子数1~6のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基又はエチル基である。
式(IIIa)において、R32は、好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基又はヘテロ原子が窒素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。より好ましくは、炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基又は-CH=N-CH-CH-で表される基である。さらに好ましくは、炭素原子数1~6のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基又はエチル基である。
式(IIIa)において、R34は好ましくはヒドロカルビル基又は水素原子であり、より好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基又は水素原子であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基又は水素原子であり、特に好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基である。
式(IIIa)により表される化合物のうち、R34がヒドロカルビル基であるものとしては、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチル-N-エチルアセトアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアセトアミド;N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-メチル-N-エチルアクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアクリルアミド;N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、N-メチル-N-エチルメタクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルメタクリルアミドをあげることができる。
式(IIIa)により表される化合物のうち、R34が水素原子であるものとしては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-N-エチルホルムアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルホルムアミドをあげることができる。
式(III)で表される好ましい化合物として、kが0であり、R34がR31と結合して2価基となっている下記式(IIIb)で表される化合物をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式(IIIb)中、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表し、R36はヒドロカルビレン基又はヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基とが結合した基を表し、R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)
式(IIIb)において、R32の置換基を有してもよいヒドロカルビル基の説明及び例示は、式(III)の説明において述べたものと同じである。
式(IIIb)において、R36のヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;1,4-フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。R36の、ヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基としては、-(CH-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表し、pは1以上の整数を表す)をあげることができる。
式(IIIb)において、R32は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基、又はフェニル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、フェニル基である。
式(IIIb)において、R36は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビレン基、又は、炭素原子数1~10のヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基(好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基)又は水素原子を表す)とが結合した基であり、より好ましくは炭素原子数3~6のアルキレン基又は-(CH-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基(好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基)を表し、pは1以上の整数(好ましくは2~5の整数)を表す)であり、さらに好ましくはトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、又は-(CH-N(CH)-で表される基である。
式(IIIb)で表される化合物のうち、R36がヒドロカルビレン基であるものとしては、N-メチル-β-プロピオラクタム、N-フェニル-β-プロピオラクタムなどのN-ヒドロカルビル-β-プロピオラクタム;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、N-tert-ブチル-2-ピロリドン、N-メチル-5-メチル-2-ピロリドンなどのN-ヒドロカルビル-2-ピロリドン;N-メチル-2-ピペリドン、N-ビニル-2-ピペリドン、N-フェニル-2-ピペリドンなどのN-ヒドロカルビル-2-ピペリドン;N-メチル-ε-カプロラクタム、N-フェニル-ε-カプロラクタムなどのN-ヒドロカルビル-ε-カプロラクタム;N-メチル-ω-ラウリロラクタム、N-ビニル-ω-ラウリロラクタムなどのN-ヒドロカルビル-ω-ラウリロラクタムをあげることができ、中でもN-フェニル-2-ピロリドン、N-メチル-ε-カプロラクタムが好ましい。
式(IIIb)で表される化合物のうち、R36がヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基である化合物としては、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジビニル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-エチル-2-イミダゾリジノンなどの1,3-ジヒドロカルビル-2-イミダゾリジノンをあげることができ、中でも1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが好ましい。
式(III)で表される好ましい化合物として、kが1であり、R33がヒドロカルビレン基である下記式(IIIc)で表される化合物をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(IIIc)中、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R33はヒドロカルビレン基を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子を表す)
式(IIIc)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基、R33のヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(III)の説明において述べたものと同じである。
式(IIIc)において、R33は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキレン基又は炭素原子数6~10のアリーレン基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキレン基又はフェニレン基であり、特に好ましくはエチレン基、トリメチレン基、1,4-フェニレン基である。
式(IIIc)において、R34は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基、又は置換基がジアルキルアミノ基である炭素原子数1~10の置換ヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基若しくは炭素原子数6~10のアリール基、又は炭素原子数1~6のジアルキルアミノアルキル基若しくは炭素原子数6~10のジアルキルアミノアリール基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、フェニル基、3-ジメチルアミノエチル基、4-ジエチルアミノフェニル基である。
式(IIIc)において、R31は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子若しくは酸素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-(CH-O-(CH-で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であるか、R32と結合して炭素原子数3~6のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R32と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基である。
式(IIIc)において、R32は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子若しくは酸素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-(CH-O-(CH-で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であるか、R31と結合して炭素原子数3~6のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R31と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基である。
式(IIIc)で表される化合物のうち、R34がヒドロカルビル基である化合物としては、
4-(N,N-ジメチルアミノ)アセトフェノン、4-N-メチル-N-エチルアミノアセトフェノン、4-N,N-ジエチルアミノアセトフェノンなどの4-N,N-ジヒドロカルビルアミノアセトフェノン;4’-(イミダゾール-1-イル)アセトフェノン、4-ピラゾリルアセトフェノンなどの4-環状アミノアセトフェノン化合物などをあげることができ、中でも4-環状アミノアセトフェノン化合物が好ましく、4’-(イミダゾール-1-イル)アセトフェノンがより好ましい。
式(IIIc)で表される化合物のうち、R34が置換ヒドロカルビル基である化合物としては、
1,7-ビス(メチルエチルアミノ)-4-ヘプタノン、1,3-ビス(ジフェニルアミノ)-2-プロパノンなどのビス(ジヒドロカルビルアミノアルキル)ケトン;4-N,N-ジメチルアミノベンゾフェノン、4-N,N-ジ-t-ブチルアミノベンゾフェノン、4-N,N-ジフェニルアミノベンゾフェノンなどの4-(ジヒドロカルビルアミノ)ベンゾフェノン;4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)ベンゾフェノンなどの4,4’-ビス(ジヒドロカルビルアミノ)ベンゾフェノンをあげることができ、中でも4,4’-ビス(ジヒドロカルビルアミノ)ベンゾフェノンが好ましく、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンがより好ましい。
式(III)で表される好ましい化合物として、kが1であり、R33がヒドロカルビレン基と酸素原子とが結合した基、又はヒドロカルビレン基と-NR35-で表される基(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)とが結合した基である下記式(IIId)で表される化合物をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(IIId)中、R31は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR32と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R32は置換基を有してもよいヒドロカルビル基を表すか、あるいはR31と結合して窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、R37はヒドロカルビレン基を表し、Aは酸素原子又は-NR35-を表し、R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表し、R34は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又は水素原子を表す)
式(IIId)において、R31、R32、R34の置換基を有してもよいヒドロカルビル基、R31とR32とが結合した窒素原子及び/又は酸素原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基の説明及び例示は、式(III)の説明において述べたものと同じである。また、R35のヒドロカルビル基は、R31、R32、R34のヒドロカルビル基で述べたものと同じである。
式(IIId)において、Aは好ましくは酸素原子又は-NR35-(R35はヒドロカルビル基(好ましくは炭素原子数1~5のヒドロカルビル基)又は水素原子である)で表される基であり、より好ましくは酸素原子又は-NH-で表される基であり、さらに好ましくは-NH-で表される基である。
式(IIId)において、R37のヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;1,4-フェニレン基などのアリーレン基をあげることができる。
式(IIId)において、R34は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数2~5のアルケニル基であり、さらに好ましくはビニル基である。
式(IIId)において、R37は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~6のアルキレン基であり、さらに好ましくはエチレン基又はトリメチレン基であり、特に好ましくはトリメチレン基である。
式(IIId)において、R31は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子若しくは酸素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R32と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-(CH-O-(CH-で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であるか、R32と結合して炭素原子数3~6のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R32と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基である。
式(IIId)において、R32は好ましくは炭素原子数1~10のヒドロカルビル基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子が窒素原子若しくは酸素原子である炭素原子数3~10のヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基であり、より好ましくは炭素原子数1~10のアルキル基又は炭素原子数6~10のアリール基であるか、R31と結合して炭素原子数3~10のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-(CH-O-(CH-で表される基であり、さらに好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であるか、R31と結合して炭素原子数3~6のアルキレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基であるか、R31と結合してテトラメチレン基、ヘキサメチレン基、-CH=N-CH=CH-で表される基である。
式(IIId)で表される化合物のうち、Aが酸素原子である化合物としては、
2-N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、2-N,N-ジエチルアミノエチルアクリレートなどの2-N,N-ジヒドロカルビルアミノエチルアクリレート;3-N,N-ジメチルアミノプロピルアクリレートなどの3-N,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルアクリレート;2-N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート、2-N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレートなどの2-N,N-ジヒドロカルビルアミノエチルメタクリレート;3-N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリレートなどの3-N,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルメタクリレートをあげることができ、3-N,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルアクリレートが好ましく、3-N,N-ジメチルアミノプロピルアクリレートがより好ましい。
式(IIId)で表される化合物のうち、Aが-NR35-(R35はヒドロカルビル基又は水素原子を表す)で表される基である化合物としては、
N,N-ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチルアクリルアミドなどのN、N-ジヒドロカルビルアミノエチルアクリルアミド;N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルアクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルアクリルアミド;N,N-ジメチルアミノブチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノブチルアクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアミノブチルアクリルアミド;N,N-ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリルアミドなどのN、N-ジヒドロカルビルアミノエチルメタクリルアミド;N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルメタクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルメタクリルアミド;N,N-ジメチルアミノブチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアミノブチルメタクリルアミドなどのN,N-ジヒドロカルビルアミノブチルメタクリルアミドをあげることができ、N,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルアクリルアミドが好ましく、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドがより好ましい。
式(III)で表される化合物として好ましい化合物は式(IIId)で表される化合物であり、中でもN,N-ジヒドロカルビルアミノプロピルアクリルアミドが特に好ましく、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドが最も好ましい。
上記のほか、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物のうち好ましいものとして、アルコキシシリル基を含有する化合物をあげることもできる。
アルコキシシリル基を含有する化合物としては、窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する化合物が好ましく、下記式(IV)で表される化合物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(IV)中、R41はヒドロカルビル基を表し、R42、R43はヒドロカルビル基又はヒドロカルビルオキシ基を表し、R44は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいはR45と結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有してもよいヒドロカルビレン基を表し、R45は置換基を有してもよいヒドロカルビル基又はトリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいはR44と結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有してもよいヒドロカルビレン基を表し、jは1~5の整数を表す)
上記式(IV)において、置換基を有してもよいヒドロカルビル基は、ヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基である。ヒドロカルビル基としてはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアルケニル基;フェニル基などのアリール基をあげることができ、好ましくはアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。置換ヒドロカルビル基としては、オキシラニル基、テトラヒドロフラニル基などのオキサシクロアルキル基をあげることができ、好ましくはテトラヒドロフラニル基である。
本明細書において、オキサシクロアルキル基は、シクロアルキル基の脂環上のCHが酸素原子に置き換わった基を表す。
ヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基をあげることができ、好ましくはアルコキシ基であり、より好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。
トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、tert-ブチル-ジメチルシリル基をあげることができ、好ましくはトリメチルシリル基である。
ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基は、ヒドロカルビレン基、又はヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基である。ヘテロ原子がケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群より選択される少なくとも一種の原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基をあげることができる。ヒドロカルビレン基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基をあげることができ、中でも炭素原子数4~7のアルキレン基が好ましく、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基が特に好ましい。ヘテロ原子がケイ素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-Si(CH-CH-CH-Si(CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が窒素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、又は-CH=N-CH-CH-で表される基をあげることができる。ヘテロ原子が酸素原子であるヘテロ原子含有ヒドロカルビレン基、-CH-CH-O-CH-CH-で表される基をあげることができる。
上記式(IV)において、R41は好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。R42、R43は好ましくはヒドロカルビルオキシ基であり、より好ましくは炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。R44、R45は好ましくはヒドロカルビル基であり、より好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基又はエチル基である。また、jは好ましくは2~4の整数である。
上記式(IV)で表される化合物としては、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリメトキシシランなどの[(ジアルキルアミノ)アルキル]アルコキシシラン化合物;ヘキサメチレンイミノメチルトリメトキシシラン、3-ヘキサメチレンイミノプロピルトリエトキシシラン、N-(3-トリエトキシシリルプロピル)-4,5-ジヒドロイミダゾ-ル、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-4,5-イミダゾ-ルなどの環状アミノアルキルアルコキシシラン化合物;3-[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]プロピルトリメトキシシラン、3-[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]プロピルトリエトキシシランなどの[ジ(テトラヒドロフラニル)アミノ]アルキルアルコキシシラン化合物;N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのN,N-ビス(トリアルキルシリル)アミノアルキルアルコキシシラン化合物をあげることができ、中でも[(ジアルキルアミノ)アルキル]アルコキシシラン化合物が好ましく、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
アルコキシシリル基を含有する化合物として、上記の窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する化合物以外には、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシランなどのテトラアルコキシシラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどのトリアルコキシヒドロカルビルシラン;トリメトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、トリ-n-プロポキシクロロシランなどのトリアルコキシハロシラン;ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシランなどのジアルコキシジヒドロカルビルシラン;ジメトキシジクロロシラン、ジエトキシジクロロシラン、ジ-n-プロポキシジクロロシランなどのジアルコキシジハロシラン;メトキシトリメチルシランなどのモノアルコキシトリヒドロカルビルシラン;メトキシトリクロロシラン、エトキシトリクロロシランなどのモノアルコキシトリハロシラン;2-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、(2-グリシドキシエチル)メチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(3-グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシランなどの(グリシドキシアルキル)アルコキシシラン化合物;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジメトキシシランなどの(3,4-エポキシシクロヘキシル)アルキルアルコキシシラン化合物;3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物などのアルコキシシリルアルキルコハク酸無水物;3-メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタクリロイロキシアルキル)アルコキシシラン化合物をあげることができる。
また、アルコキシシリル基を含有する化合物は、窒素原子及びカルボニル基を含有していてもよい。アルコキシシリル基を含有し、かつ窒素原子及びカルボニル基を含有する化合物として、トリス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3-(トリプロポキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、トリス[3-(トリブトキシシリル)プロピル]イソシアヌレートなどのトリス[(アルコキシシリル)アルキル]イソシアヌレート化合物をあげることができ、中でもトリス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレートが好ましい。
また、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物としては、N,N-ジアルキル置換カルボン酸アミドジアルキルアセタール化合物をあげることもできる。N,N-ジアルキル置換カルボン酸アミドジアルキルアセタール化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジエチルホルムアミドジメチルアセタールなどのN,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタール;N,N-ジメチルアセトアミドジメチルアセタール、N,N-ジエチルアセトアミドジメチルアセタールなどのN,N-ジアルキルアセトアミドジアルキルアセタール;N,N-ジメチルプロピオンアミドジメチルアセタール、N,N-ジエチルプロピオンアミドジメチルアセタールなどのN,N-ジアルキルプロピオンアミドジアルキルアセタールなどをあげることができ、中でも、N,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタールが好ましく、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタールがより好ましい。
上記変性共重合体の製造方法においては、単量体の重合開始から、後述する重合体の回収までに、変性共重合体の炭化水素溶液にカップリング剤を添加してもよい。カップリング剤としては、下記式(V)で表される化合物をあげることができる。
51 ML4-a      (V)
(式(V)中、R51はアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を表し、Mはケイ素原子又はスズ原子を表し、Lはハロゲン原子又はヒドロカルビルオキシ基を表し、aは0~2の整数を表す)
上記式(V)で表されるカップリング剤としては、四塩化ケイ素、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、四塩化スズ、メチルトリクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、トリメチルクロロスズ、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエトキシジエチルシランなどをあげることができる。
カップリング剤の添加量は、共役ジエン系重合体の加工性を高めるために、アルカリ金属触媒由来のアルカリ金属1mol当たり、好ましくは0.03mol以上であり、より好ましくは0.05mol以上である。また、低燃費性を高めるために、好ましくは0.4mol以下であり、より好ましくは0.3mol以下である。
上記変性共重合体の製造方法においては、後述する重合体の回収を行う前に未反応の活性末端をメタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコールにより処理してもよい。
上記変性共重合体の炭化水素溶液から変性共重合体を回収する方法としては公知の方法を用いることができ、例えば(A)変性共重合体の炭化水素溶液に凝固剤を添加する方法、(B)変性共重合体の炭化水素溶液にスチームを添加する方法(スチームストリッピング処理)をあげることができる。回収した変性共重合体は、バンドドライヤーや押出型ドライヤーなどの公知の乾燥機で乾燥してもよい。
上記変性共重合体において、式(I)で表される重合開始剤由来の構造単位の含有量は、加工性、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性をバランス良く高める観点から、重合体単位質量あたり、好ましくは、0.0001mmol/g重合体以上、より好ましくは0.001mmol/g重合体以上であり、好ましくは0.15mmol/g重合体以下、より好ましくは、0.1mmol/g重合体以下である。
上記変性共重合体において、ケイ素含有ビニル化合物由来の構造単位の含有量は、加工性、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性をバランス良く高める観点から、重合体単位質量あたり、好ましくは、0.01mmol/g重合体以上、より好ましくは0.02mmol/g重合体以上であり、好ましくは0.4mmol/g重合体以下、より好ましくは、0.2mmol/g重合体以下である。
加工性、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性をバランス良く高める観点から、上記変性共重合体は、上記式(II)で表される化合物由来の構造単位を有することが好ましい。なお、上記変性共重合体中の上記式(II)で表される化合物由来の構造単位は、下記式(IIb)で表される構造単位を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式(IIb)中、m、R21、X、X及びXは、式(II)におけるものと同一である)
上記変性共重合体は、該共役ジエン系重合体中の式(II)で表される化合物由来の構造単位において、X、X及びXの少なくとも1つが水酸基に置換されたものであることが好ましく、2つ以上が水酸基に置換されたものであることがより好ましく、2つが水酸基に置換されたものであることがさらに好ましい。これにより、加工性、低燃費性、ゴム強度、ウェットグリップ性能及び操縦安定性の改善効果を高めることができる。X、X及びXを水酸基に置換する方法としては特に限定されないが、例えば、スチームストリッピング処理による方法があげられる。
上記共重合体(A)、(B)及び(C)は、他のゴム成分と併用することが好ましい。他のゴム成分としては、ポリイソプレン系ゴム、ポリブタジエンゴム(BR)、ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム、ブチルゴムなどをあげることができる。また、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-オクテン共重合体などもあげることができる。これらのゴム成分は、2種以上組み合わせて用いてもよい。中でも、低燃費性を維持しながら、ウェットグリップ性能の改善効果を高めることができるという点から、ポリイソプレン系ゴムが好ましい。
ポリイソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)などがあげられる。NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(HPNR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。同様に、IRについても、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
本発明のゴム組成物がポリイソプレン系ゴムを含有する場合、ゴム成分100質量%中のポリイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。1質量%未満であると、ゴム強度が低下したり、混練り時のゴムの纏まりが悪くなって生産性が悪化するおそれがある。また、ポリイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。30質量%を超えると、ウェットグリップ性能が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物は、窒素吸着比表面積(NSA)が40~400m/gのシリカを含有する。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などがあげられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、40m/g以上、好ましくは50m/g以上、より好ましくは60m/g以上である。40m/g未満では、補強効果が小さく、ゴム強度が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、400m/g以下、好ましくは360m/g以下、より好ましくは300m/g以下である。400m/gを超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性や加工性が悪化する傾向がある。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される値である。
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以上、好ましくは30質量部以上、より好ましくは45質量部以上である。10質量部未満であると、シリカを配合した効果が充分に得られず、ゴム強度が低下する傾向がある。また、シリカの含有量は、150質量部以下、好ましくは100質量部以下である。150質量部を超えると、加工性が悪化する傾向がある。
シリカは1種を単独で用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることが好ましく、NSAが50m/g以上、120m/g未満のシリカ(1)と、NSAが120m/g以上のシリカ(2)とを併用することがより好ましい。重合体(A)及び(B)とともにシリカ(1)及び(2)を配合することで、シリカ(1)及び(2)が良好に分散し、各性能の改善効果を相乗的に高めることができる。
シリカ(1)及び(2)は、NSAが(シリカ(2)のNSA)/(シリカ(1)のNSA)≧1.4の関係を満たすことが好ましく、(シリカ(2)のNSA)/(シリカ(1)のNSA)≧2.0の関係を満たすことがより好ましい。1.4未満であると、シリカ(1)及び(2)の粒子径の差が小さく、2種類のシリカをブレンドすることによる分散向上効果が充分に得られない傾向がある。
シリカ(1)のNSAは、50m/g以上、好ましくは70m/g以上である。50m/g未満であると、充分な補強性が得られず、ゴム強度、操縦安定性が悪化するおそれがある。また、シリカ(1)のNSAは、120m/g未満、好ましくは115m/g以下である。120m/g以上であると、シリカ(1)及び(2)の併用による効果が充分に得られないおそれがある。
シリカ(2)のNSAは、120m/g以上、好ましくは150m/g以上である。120m/g未満であると、シリカ(1)及び(2)の併用による効果が充分に得られないおそれがある。また、シリカ(2)のNSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは220m/g以下である。250m/gを超えると、低燃費性や加工性が悪化する傾向がある。
シリカ(1)及び(2)は、含有量が下記式を満たすことが好ましい。
(シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15 
シリカ(2)の含有量がシリカ(1)の含有量の0.06倍未満では、充分なゴム強度が得られない傾向がある。また、シリカ(2)の含有量がシリカ(1)の含有量の15倍を超えると、転がり抵抗が増大する傾向がある。なお、シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の0.3倍以上がより好ましく、0.5倍以上がさらに好ましい。また、シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の7倍以下がより好ましく、4倍以下がさらに好ましい。
シリカ(1)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。5質量部未満では、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。また、シリカ(1)の含有量は、好ましくは90質量部以下、より好ましくは70質量部以下である。90質量部を超えると、低燃費性は良好であるが、ゴム強度が低下する傾向がある。
シリカ(2)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。5質量部未満では、充分な操縦安定性が得られないおそれがある。また、シリカ(2)の含有量は、好ましくは90質量部以下、より好ましくは70質量部以下である。90質量部を超えると、操縦安定性は良好であるが、加工性が悪化する傾向がある。
シリカ(1)及び(2)の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以上、好ましくは30質量部以上、より好ましくは45質量部以上である。10質量部未満であると、シリカ(1)及び(2)を配合した効果が充分に得られず、ゴム強度が低下する傾向がある。また、シリカ(1)及び(2)の合計含有量は、150質量部以下、好ましくは100質量部以下である。150質量部を超えると、加工性が悪化する傾向がある。
シリカはシランカップリング剤と併用してもよい。シランカップリング剤としては、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどがあげられる。中でも、補強性改善効果などの点から、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド及び3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドが好ましい。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。1質量部未満では、未加硫ゴム組成物の粘度が高く、加工性が悪化する傾向がある。また、シランカップリング剤の含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。20質量部を超えると、コストの増加に見合った効果が得られない傾向がある。
添加剤としては、公知のものを用いることができ、硫黄などの加硫剤;チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤などの加硫促進剤;ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫活性化剤;有機過酸化物;カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;伸展油、滑剤などの加工助剤;老化防止剤を例示することができる。
上記カーボンブラックとしては、SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及びECFのようなファーネスブラック(ファーネスカーボンブラック);アセチレンブラック(アセチレンカーボンブラック);FT及びMTのようなサーマルブラック(サーマルカーボンブラック);EPC、MPC及びCCのようなチャンネルブラック(チャンネルカーボンブラック);グラファイトなどをあげることができる。これらは1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは6質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上である。1質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。カーボンブラックの含有量は、好ましくは60質量部以下、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である。60質量部を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、通常、5~200m/gであり、下限は50m/g、上限は150m/gであることが好ましい。また、カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸収量は、通常、5~300ml/100gであり、下限は80ml/100g、上限は180ml/100gであることが好ましい。カーボンブラックのNSAやDBP吸収量が上記範囲の下限未満では、補強効果が小さくゴム強度が低下する傾向があり、上記範囲の上限を超えると、分散性が悪く、ヒステリシスロスが増大し低燃費性が低下する傾向がある。該窒素吸着比表面積は、ASTM D4820-93に従って測定され、該DBP吸収量は、ASTM D2414-93に従って測定される。市販品としては、東海カーボン(株)製商品名シースト6、シースト7HM、シーストKH、EVONIK-DEGUSSA社製商品名CK3、SpecialBlack4Aなどを用いることができる。
上記伸展油としては、アロマチック系鉱物油(粘度比重恒数(V.G.C.値)0.900~1.049)、ナフテン系鉱物油(V.G.C.値0.850~0.899)、パラフィン系鉱物油(V.G.C.値0.790~0.849)などをあげることができる。伸展油の多環芳香族含有量は、好ましくは3質量%未満であり、より好ましくは1質量%未満である。該多環芳香族含有量は、英国石油学会346/92法に従って測定される。また、伸展油の芳香族化合物含有量(CA)は、好ましくは20質量%以上である。これらの伸展油は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。中でも、アロマチック系鉱物油(アロマオイル)、パラフィン系鉱物油(ミネラルオイル)が好ましく、アロマオイル及びミネラルオイルの併用がより好ましい。
本発明の効果が良好に得られるという点から、進展油(オイル)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上であり、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下である。
上記加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系加硫促進剤をあげることができ、その使用量は、ゴム成分100質量部に対して0.1~5質量部が好ましく、より好ましくは0.2~3質量部である。
上記共重合体(A)及び(B)に、他のゴム成分や添加剤などを配合してゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法、例えば、各成分をロールやバンバリーのような公知の混合機で混練する方法を用いることができる。
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を配合する場合、混練温度は、通常50~200℃であり、好ましくは80~190℃であり、混練時間は、通常30秒~30分であり、好ましくは1分~30分である。
加硫剤、加硫促進剤を配合する場合、混練温度は、通常100℃以下であり、好ましくは室温~80℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を配合した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理を行って用いられる。加硫温度としては、通常120~200℃、好ましくは140~180℃である。
本発明のゴム組成物のtanδピーク温度は、好ましくは-20℃以上である。-20℃未満であると、充分なウェットグリップ性能を確保できない場合がある。また、本発明のゴム組成物のtanδピーク温度は、好ましくは-5℃以下、より好ましくは-8℃以下である。-5℃を超えると、温度依存性が高くなり、幅広い温度領域で充分なウェットグリップ性能を発揮できなくなる傾向がある。
なお、tanδピーク温度は、実施例に記載の測定方法により得られる値である。
本発明のゴム組成物は、良好な低燃費性とともに、幅広い温度領域で優れたウェットグリップ性能を発揮することができる。
本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材に用いることができ、特にトレッドに好適に用いることができる。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのトレッドなどの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明の空気入りタイヤを製造できる。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤとして好適に用いることができる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、合成、重合時に用いた各種薬品について、まとめて説明する。なお、薬品は必要に応じて定法に従い精製を行った。
THF:関東化学(株)製無水テトラヒドロフラン
水素化ナトリウム:関東化学(株)製
ジエチルアミン:関東化学(株)製
メチルビニルジクロロシラン:信越化学工業(株)製
無水ヘキサン:関東化学(株)製
スチレン:関東化学(株)製
ブタジエン:東京化成工業(株)製の1,3-ブタジエン
TMEDA:関東化学(株)製のテトラメチルエチレンジアミン
開始剤(1):関東化学(株)製の1.6M n-ブチルリチウムヘキサン溶液
開始剤(2):FMC社製のAI-200CE2(3-(N,N-ジメチルアミノ)-1-プロピルリチウムにイソプレン由来の構造単位が2単位結合した化合物(下記式で表される化合物))(0.9M)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール:大内新興化学工業(株)製ノクラック200
ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン:信越化学工業(株)製
N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド:東京化成工業(株)製
3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン:アヅマックス(株)製
1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン:東京化成工業(株)製
トリス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート:信越化学工業(株)製
N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール:東京化成工業(株)製
<変性剤(1)(主鎖変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコにビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシランを15.8g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を100mlにして作成した。
<変性剤(2)(末端変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコにN,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを15.6g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を100mlにして作成した。
<変性剤(3)(主鎖変性剤)の作製>
充分に窒素置換した2L三つ口フラスコにTHF1000mL、水素化ナトリウム13gを加え、氷水バス上で撹拌しながらジエチルアミン36.5gをゆっくり滴下した。30分撹拌後、メチルビニルジクロロシラン36gを30分かけて滴下し、2時間撹拌させた。得られた溶液を濃縮し、ろ過後、減圧蒸留精製を行い、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランを合成した。得られたビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン21.4gを窒素雰囲気下で100mlメスフラスコに入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を100mlにした。
<変性剤(4)(末端変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコに3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシランを27.7g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を100mlにして作製した。
<変性剤(5)(末端変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコに1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを11.4g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を100mlにして作製した。
<変性剤(6)(末端変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコにトリス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレートを30.7g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を200mlにして作製した。
<変性剤(7)(末端変性剤)の作製>
窒素雰囲気下、100mlメスフラスコにN,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタールを11.9g入れ、さらに無水ヘキサンを加え全量を200mlにして作製した。
<共重合体の分析>
下記により得られた共重合体(芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体)の分析は以下の方法で行った。
<重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnの測定>
共重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算値として求めた。測定結果から、分子量分布Mw/Mnを算出した。
<共重合体の構造同定>
共重合体の構造同定(スチレン含有量、ビニル結合量の測定)は、日本電子(株)製JNM-ECAシリーズの装置を用いて行った。測定は、重合体0.1gを15mlのトルエンに溶解させ、30mlのメタノール中にゆっくり注ぎ込んで再沈殿させたものを、減圧乾燥後に測定した。
<共重合体(1)の合成>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレンを550g、ブタジエンを1450g、TMEDAを10mmol加え、40℃に昇温した。次に、開始剤(1)を34mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に、変性剤(4)を40mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液にメタノール15mL及び2,6-tert-ブチル-p-クレゾール0.1gを添加後、スチームストリッピング処理によって重合体溶液から凝集体を回収し、得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、共重合体(1)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(2)の合成>
スチレンの量を300gに、ブタジエンの量を1700gに変えた以外は、共重合体(1)の合成と同じ処方により、共重合体(2)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(3)の合成>
スチレンの量を800gに、ブタジエンの量を1200gに変えた以外は、共重合体(1)の合成と同じ処方により、共重合体(3)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(4)の合成>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレンを300g、ブタジエンを1450g、THFを40mmol加え、70℃に昇温した。次に、開始剤(1)を34mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に、変性剤(4)を40mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液にメタノール15mL及び2,6-tert-ブチル-p-クレゾール0.1gを添加後、スチームストリッピング処理によって重合体溶液から凝集体を回収し、得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、共重合体(4)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(5)の合成>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレンを300g、ブタジエンを1450g、THFを40mmol加え、30℃に昇温した。次に、開始剤(1)を34mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に、変性剤(4)を40mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液にメタノール15mL及び2,6-tert-ブチル-p-クレゾール0.1gを添加後、スチームストリッピング処理によって重合体溶液から凝集体を回収し、得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、共重合体(5)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(6)の合成>
スチレンの量を420gに、ブタジエンの量を1580gに変えた以外は、共重合体(1)の合成と同じ処方により、共重合体(6)を得た。
なお、投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(7)の合成>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレンを300g、ブタジエンを1700g、変性剤(1)を40mL、TMEDAを10mmol加え、40℃に昇温した。次に、開始剤(2)を34mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に、変性剤(2)を20mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液にメタノール15mL及び2,6-tert-ブチル-p-クレゾール0.1gを添加後、スチームストリッピング処理によって重合体溶液から凝集体を回収し、得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、共重合体(7)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(2))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(8)の合成>
変性剤(1)を変性剤(3)に変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(8)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(3))は、単量体成分100gあたり0.43gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(2))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(9)の合成>
変性剤(2)を変性剤(4)に変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(9)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(10)の合成>
変性剤(2)を変性剤(4)に変えた以外は、共重合体(8)の合成と同じ処方により、共重合体(10)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(3))は、単量体成分100gあたり0.43gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(11)の合成>
スチレンの量を420gに、ブタジエンの量を1580gに変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(11)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(2))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(12)の合成>
スチレンの量を420gに、ブタジエンの量を1580gに変えた以外は、共重合体(9)の合成と同じ処方により、共重合体(12)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(4))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(13)の合成>
変性剤(2)を変性剤(5)に変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(13)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(5))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(14)の合成>
変性剤(2)を変性剤(5)に変えた以外は、共重合体(8)の合成と同じ処方により、共重合体(14)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(3))は、単量体成分100gあたり0.43gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(5))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(15)の合成>
変性剤(2)を変性剤(6)に変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(15)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(6))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(16)の合成>
変性剤(2)を変性剤(6)に変えた以外は、共重合体(8)の合成と同じ処方により、共重合体(16)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(3))は、単量体成分100gあたり0.43gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(6))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(17)の合成>
変性剤(2)を変性剤(7)に変えた以外は、共重合体(7)の合成と同じ処方により、共重合体(17)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(1))は、単量体成分100gあたり0.32gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(7))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
<共重合体(18)の合成>
変性剤(2)を変性剤(7)に変えた以外は、共重合体(8)の合成と同じ処方により、共重合体(18)を得た。
なお、投入したケイ素含有ビニル化合物(変性剤(3))は、単量体成分100gあたり0.43gであった。投入した重合開始剤(開始剤(2))は、単量体成分100gあたり0.85mmolであった。投入した窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物(変性剤(7))は、投入した重合開始剤に由来するアルカリ金属1molあたり、1.18molであった。
共重合体(1)~(18)の単量体成分などについて、表1にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
共重合体(1)~(18):上記方法で合成
天然ゴム:TSR20
シリカ1:ローディア社製のZEOSIL 1085GR(窒素吸着比表面積:80m/g)
シリカ2:ローディア社製のZEOSIL 115GR(窒素吸着比表面積:110m/g)
シリカ3:ローディア社製のZEOSIL 1165MP(窒素吸着比表面積:160m/g)
シリカ4:ローディア社製のZEOSIL 1205MP(窒素吸着比表面積:200m/g)
シランカップリング剤:EVONIK-DEGUSSA社製の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)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN339(NSA:96m/g、DBP吸収量:124ml/100g)
アロマオイル:JX日鉱日石エネルギー(株)製のX-140
ミネラルオイル:出光興産(株)製のPS-32(パラフィン系プロセスオイル)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン3C
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:住友化学(株)製のソクシノールCZ
加硫促進剤2:住友化学(株)製のソクシノールD
(実施例及び比較例)
表2~4に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
<評価項目及び試験方法>
<tanδピーク温度>
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、昇温速度2℃/分、測定温度-80℃~80℃の温度域で加硫ゴム組成物のtanδを測定し、tanδがピークとなる温度をtanδピーク温度とした。
<混練加工性指数>
JIS K 6300-1:2001「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定した。結果は指数で表し、数値が大きいほどムーニー粘度が低く、混練加工性が良好である。指数は次の式で求めた。
(混練加工性指数)=(比較例1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
<低発熱性指数>
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度50℃で加硫ゴム組成物のtanδを測定した。tanδの逆数の値について比較例1を100として指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく(発熱しにくく)、低燃費性に優れることを示している。
<ゴム強度指数>
JIS K 6251:2010に準じて引張試験を行い、破断伸びを測定した。測定結果を、比較例1を100とした指数で示した。指数が大きい程、ゴム強度(破壊強度)が大きいことを示している。
(ゴム強度指数)=(各配合の破断伸び)/(比較例1の破断伸び)×100
<ウェットグリップ性能指数>
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、数値が大きいほどウェットスキッド性能(ウェットグリップ性能)が良好である。指数は次の式で求めた。
(ウェットグリップ性能指数)=(比較例1の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
<ウェットグリップ温度依存性指数>
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、路面温度25℃の湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた(制動距離A)。同じようにして路面温度15℃の湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求め(制動距離B)、制動距離Aと制動距離Bの比をウェットグリップ温度依存性指数とした。数値が大きいほどウェットグリップ性能の温度依存性が小さく、良好である。
(ウェットグリップ温度依存性指数)
={(比較例1の制動距離B)/(比較例1の制動距離A)}/{(各配合の制動距離B)/(各配合の制動距離A)}×100
<操縦安定性>
各試験用タイヤを国産FF2000ccの全輪に装着し、テストコース(ドライ路面)でドライバーの官能評価により、操縦安定性を評価した。評価は10点満点とし、比較例1を6点として相対評価をした。評点が大きいほど操縦安定性に優れている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
表2~4に示すように、共重合体(A)及び(B)を併用した実施例は、共重合体(B)を単独で併用した比較例1と比較して、良好な低燃費性を確保しながら、ウェットグリップ性能とその温度依存性が改善され、さらに、加工性、ゴム強度、操縦安定性も良好であった。

Claims (9)

  1. ゴム成分100質量%中、
    芳香族ビニル化合物の含有量が5質量%以上15質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(A)の含有量が5~55質量%、
    芳香族ビニル化合物の含有量が15質量%以上30質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(B)の含有量が5~75質量%であり、
    前記ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が40~400m/gのシリカの含有量が10~150質量部であるゴム組成物。
  2. 前記ゴム成分100質量%中、
    芳香族ビニル化合物の含有量が30質量%以上45質量%未満で、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が10~70mol%の芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(C)の含有量が5~50質量%である請求項1記載のゴム組成物。
  3. 前記芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物重合体(A)、(B)及び(C)の少なくとも1つが、下記式(I)で表される重合開始剤を用いて共役ジエン化合物及びケイ素含有ビニル化合物を含む単量体成分を重合させて得られる共重合体の活性末端に、窒素原子及び/又はケイ素原子を含有する化合物を反応させて得られるものである請求項2記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(I)中、iは0又は1であり、R11は炭素原子数1~100のヒドロカルビレン基を表し、R12及びR13は、置換基を有してもよいヒドロカルビル基、又は、トリヒドロカルビルシリル基を表すか、あるいは、R12とR13とが結合して、ケイ素原子、窒素原子及び酸素原子からなる原子群から選択される少なくとも1種の原子をヘテロ原子として有していてもよいヒドロカルビレン基を表し、Mはアルカリ金属原子を表す)
  4. 前記式(I)のR11が下記式(Ia)で表される基である請求項3記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(Ia)中、R14は共役ジエン化合物由来の構造単位及び/又は芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなるヒドロカルビレン基を表し、nは1~10の整数を表す)
  5. 前記式(Ia)のR14がイソプレン由来の構造単位1~10単位からなるヒドロカルビレン基である請求項4記載のゴム組成物。
  6. 前記ケイ素含有ビニル化合物が、下記式(II)で表される化合物である請求項3~5のいずれかに記載のゴム組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(II)中、mは0又は1であり、R21はヒドロカルビレン基を表し、X、X及びXは置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、又は置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す)
  7. 前記シリカが、窒素吸着比表面積が50m/g以上、120m/g未満のシリカ(1)と、窒素吸着比表面積が120m/g以上のシリカ(2)とを含む請求項1~6のいずれかに記載のゴム組成物。
  8. 前記シリカ(1)及び(2)の窒素吸着比表面積及び含有量が以下の式を満たす請求項7記載のゴム組成物。
    (シリカ(2)の窒素吸着比表面積)/(シリカ(1)の窒素吸着比表面積)≧1.4
    (シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15
  9. 請求項1~8のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
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