WO2018062473A1 - ゴム組成物の製造方法およびタイヤ - Google Patents

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composition
intermediate composition
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拓海 足立
拓哉 佐野
天斗 福本
尚哉 本田
薫平 小林
二朗 上田
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Jsr株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a rubber composition and a tire, and more particularly to a method for producing a rubber composition suitable as a material constituting a tread of a tire, and a tire produced using the rubber composition.
  • rubber elastic bodies used for tire treads and the like are required to have excellent strength.
  • a rubber composition from which such a rubber elastic body can be obtained conventionally, for example, a rubber composition containing a highly hydrogenated conjugated diene copolymer having a hydrogenation rate of 60% or more (see, for example, Patent Document 1). ).
  • a rubber composition obtained by kneading a high hydrogenated conjugated diene copolymer and a non-hydrogenated conjugated diene copolymer is usually used. Yes.
  • the rubber elastic body obtained from such a rubber composition does not have a sufficiently high strength. Therefore, an inexpensive rubber composition from which a rubber elastic body having high strength is obtained is desired.
  • the present invention has been made based on the circumstances as described above, and its object is to obtain a rubber elastic body having high strength and to produce an inexpensive rubber composition, and It is providing the tire manufactured using this rubber composition.
  • the method for producing a rubber composition of the present invention comprises a step (A) of kneading a component containing at least a highly saturated conjugated diene polymer and a crosslinking agent system; A step (B) of kneading a component containing at least a conjugated diene polymer other than the highly saturated conjugated diene polymer; A step (C) of kneading the intermediate composition (a) obtained in the step (A) and the intermediate composition (b) obtained in the step (B).
  • the highly saturated conjugated diene polymer is a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), or the following formula (3 )
  • the structural unit (molar ratio) of the structural unit represented by the following formula (4) are p, q, r, and s, respectively, the value calculated by the following formula (i). Is preferably 0.6 or more, preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more. (P + 0.5r) / (p + q + 0.5r + s) (i)
  • the iodine value of the highly saturated conjugated diene polymer is 2.8 to 188, and a conjugated diene polymer other than the highly saturated conjugated diene polymer is used.
  • the iodine value is preferably 235 to 470.
  • the tire of the present invention is manufactured using the rubber composition obtained by the above method.
  • a rubber elastic body having high strength can be obtained, and an inexpensive rubber composition can be produced.
  • the method for producing a rubber composition of the present invention comprises a step (A) of kneading a component containing at least a highly saturated conjugated diene polymer and a crosslinking agent system, and a conjugated diene polymer other than the highly saturated conjugated diene polymer (
  • step (B) of kneading the component containing at least “another conjugated diene polymer” the intermediate composition (a) and the step (B) obtained in the step (A).
  • C kneading the intermediate composition (b).
  • a crosslinking agent system may be added.
  • the highly saturated conjugated diene polymer used in the step (A) is represented by the structural unit represented by the above formula (1), the structural unit represented by the above formula (2), and the above formula (3).
  • the structural ratio (molar ratio) of the structural unit represented by the above formula (4) are p, q, r, and s, respectively, the value calculated by the above formula (i) is 0.
  • a polymer of 6 or more, preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more can be used.
  • the highly saturated conjugated diene polymer preferably has an iodine value in the range of 2.8 to 188.
  • a hydrogenated conjugated diene polymer can be used as such a highly saturated conjugated diene polymer.
  • the hydrogenated conjugated diene polymer can be produced by producing a non-hydrogenated conjugated diene polymer and hydrogenating the obtained non-hydrogenated conjugated diene polymer.
  • a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound can be used as the non-hydrogenated conjugated diene polymer. It is preferable that the copolymer has a random copolymer portion in which the distribution of the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound is irregular.
  • the said copolymer may further have the block part which consists of a conjugated diene compound or an aromatic vinyl compound.
  • conjugated diene compound examples include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, and the like. These can be used singly or in combination of two or more. Among these, 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene are preferable.
  • Aromatic vinyl compounds include styrene, ⁇ -methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, tert-butoxy.
  • Dimethylsilylstyrene, isopropoxydimethylsilylstyrene, and the like can be used alone or in combination of two or more. Among them, styrene is preferable.
  • any of solution polymerization method, gas phase polymerization method and bulk polymerization method may be used, but solution polymerization method is particularly preferable.
  • a polymerization form you may use any of a batch type and a continuous type.
  • an example of a specific polymerization method is a method in which a monomer containing a conjugated diene compound is polymerized in an organic solvent in the presence of a polymerization initiator and a randomizer used as necessary. Can be mentioned.
  • the polymerization reaction may be performed using, as a polymerization initiator, a mixture of at least one of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound and a compound having a functional group that interacts with silica.
  • a polymerization initiator a mixture of at least one of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound and a compound having a functional group that interacts with silica.
  • the polymerization initiation terminal of the conjugated diene polymer can be modified with a functional group that interacts with silica.
  • the “functional group that interacts with silica” means a group having an element that interacts with silica, such as nitrogen, sulfur, phosphorus, and oxygen.
  • Interaction refers to an intermolecular force that forms a covalent bond between molecules or is weaker than a covalent bond (eg, ion-dipole interaction, dipole-dipole interaction, hydrogen bond, van der Waals This means that an electromagnetic force between molecules such as force is formed.
  • a hydrocarbon solvent can be used as the organic solvent, and specific examples thereof include propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, isobutene, Trans-2-butene, cis-2-butene, 1-pentyne, 2-pentyne, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, heptane, cyclopentane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, 1- Examples include pentene, 2-pentene, and cyclohexene. These can be used alone or in combination of two or more.
  • an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound are used as the alkali metal compound and the alkaline earth metal compound constituting the polymerization initiator.
  • an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound An organic lithium compound and a lithium amide compound can be mentioned as a suitable example.
  • the former organolithium compound is used, a conjugated diene polymer having a hydrocarbon group at the polymerization initiation terminal and the other terminal being a polymerization active site is obtained.
  • the latter lithium amide compound is used, a conjugated diene polymer having a nitrogen-containing group at the polymerization initiation terminal and the other terminal being a polymerization active site is obtained.
  • organic lithium compound those having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are preferable.
  • methyllithium, ethyllithium, n-propyllithium, iso-propyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium examples include tert-octyl lithium, n-decyl lithium, phenyl lithium, 2-naphthyl lithium, 2-butyl-phenyl lithium, 4-phenyl-butyl lithium, cyclohexyl lithium, and reaction products of diisopropenylbenzene and butyl lithium. be able to.
  • n-butyllithium and sec-butyllithium are preferred.
  • lithium amide compound for example, lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperide, lithium heptamethylene imide, lithium dodecamethylene imide, lithium morpholide, lithium dimethyl amide, lithium diethyl amide, lithium dibutyl amide, lithium Dipropylamide, lithium diisopropylamide, lithium diheptylamide, lithium dihexylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiperazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutyramide, lithium Examples thereof include ethylbenzylamide and lithium methylphenethylamide.
  • cyclic lithium amides such as lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethylene imide, and lithium dodecamethylene imide are included in terms of the interaction effect on carbon black and silica and the ability to initiate polymerization.
  • Particularly preferred are lithium hexamethylene imide, lithium pyrrolidide, and lithium piperidide.
  • the method and conditions for hydrogenation of the non-hydrogenated conjugated diene polymer are not particularly limited as long as a polymer having a desired hydrogenation rate can be obtained.
  • Examples of hydrogenation methods include the use of a catalyst composed mainly of an organometallic compound of titanium as a hydrogenation catalyst, or a catalyst comprising an organometallic compound of iron, nickel, cobalt and an organometallic compound such as alkylaluminum.
  • a method using an organic complex of an organometallic compound such as ruthenium or rhodium a method using a catalyst in which a metal such as palladium, platinum, ruthenium, cobalt or nickel is supported on a carrier such as carbon, silica or alumina. There is.
  • a homogeneous catalyst composed of an organometallic compound of titanium alone or an organometallic compound of lithium, magnesium, and aluminum (Japanese Patent Publication No. 63-4841 and Japanese Patent Publication No. 1-337970) is used.
  • the method of hydrogenation under mild conditions of low pressure and low temperature is industrially preferable, and the hydrogenation selectivity to a double bond derived from butadiene is high, which is suitable for the purpose of the present disclosure.
  • Hydrogenation is carried out in a solvent that is inert to the catalyst and in which the conjugated diene polymer is soluble.
  • Preferred solvents include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane and n-octane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cycloheptane, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, diethyl ether , Ethers such as tetrahydrofuran alone or a mixture containing them as a main component.
  • a hydrogenation catalyst is added with stirring or non-stirring, and hydrogen gas is then introduced to a predetermined pressure. It is carried out by pressing.
  • the inert atmosphere means an atmosphere that does not react with any participant in the hydrogenation reaction, and is formed of, for example, helium, neon, argon, or the like.
  • a hydrogenation reaction process for obtaining a hydrogenated conjugated diene polymer any of a batch process, a continuous process, and a combination thereof may be used.
  • the addition amount of the hydrogenation catalyst is preferably 0.02 to 20 mmol per 100 g of the conjugated diene polymer before hydrogenation.
  • the highly saturated conjugated diene polymer used in the step (A) is preferably a polymer having an iodine value of 2.8 to 188. When the iodine value is in this range, the strength of the crosslinked rubber obtained from the polymer composition is increased.
  • Examples of the other conjugated diene polymer used in the step (B) include a non-hydrogenated conjugated diene polymer and a hydrogenated conjugated diene polymer having a value calculated by the formula (i) of less than 0.6. Can be used. As such another conjugated diene polymer, a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound can be used.
  • the iodine value of other conjugated diene polymers is preferably 235 to 470. When the iodine value is in this range, a rubber composition having excellent vulcanization characteristics can be obtained.
  • the crosslinking agent system means a component containing one or more of a crosslinking agent and a crosslinking accelerator.
  • a known crosslinking agent such as sulfur can be used as the crosslinking agent.
  • the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total conjugated diene polymer.
  • the crosslinking accelerator is not particularly limited, but is a thiazole type such as N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, dibenzothiazyl disulfide, tetraethylthiuram disulfide, N, N′-dipentamethylene thiuram tetrasulfide Also, a vulcanization accelerator such as N, N′-diphenylguanidine is preferably used.
  • the amount of the crosslinking accelerator used is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total conjugated diene polymer.
  • a filler Silica and carbon black can be used as the filler.
  • Silica may be in the form of particles generally used as a filler, but the primary particle diameter is preferably 50 nm or less.
  • Specific examples of silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate and the like.
  • carbon black carbon black of each grade such as SRF, GPF, FEF, HAF, ISAF, SAF, etc. can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of filler used is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total conjugated diene polymer.
  • silane coupling agent When silica is used as the filler, a silane coupling agent may be contained.
  • the silane coupling agent include, for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2 -Triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2 -Mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane; 3-trimethoxysilylpropyl-N, N
  • silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide and 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide are preferable from the viewpoint of improving reinforcing properties.
  • the use ratio of the silane coupling agent is preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.
  • ⁇ Other ingredients> various additives can be added in addition to the above components.
  • an additive for example, a crosslinking aid or a processing aid, an extension oil, an antiaging agent, a surface crack preventing agent, a scorch preventing agent, zinc oxide and the like can be used.
  • stearic acid is generally used, and the proportion used is preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total conjugated diene polymer.
  • the intermediate composition (a) is prepared by heating and kneading the above highly saturated conjugated diene polymer and the crosslinking agent system, and fillers and other components used as necessary.
  • the kneading machine an open or closed kneading machine such as a plast mill, a Banbury mixer, a roll, an internal mixer, or the like can be used.
  • the kneading temperature in the step (A) is, for example, 10 to 150 ° C.
  • the step (A) it is preferable to knead in two steps, specifically, kneading each component other than the crosslinking agent system, and then kneading by adding the crosslinking agent system.
  • the crosslinking agent used in a process (A) is 1 mass% or more of all the crosslinking agents
  • the crosslinking accelerator used is 1 mass% or more of all the crosslinking accelerators.
  • the intermediate composition (a) it is preferable for the intermediate composition (a) to contain a crosslinking agent, since co-crosslinking is likely to occur between a highly saturated diene polymer having few crosslinking points and another conjugated diene polymer.
  • an intermediate composition (b) is prepared by heating and kneading the other conjugated diene polymer and the crosslinking agent system, filler and other components used as necessary.
  • a kneading machine an open or closed kneading machine such as a plast mill, a Banbury mixer, a roll, an internal mixer, or the like can be used.
  • the kneading temperature in the step (B) is, for example, 10 to 150 ° C.
  • step (B) when adding a crosslinking agent system in step (B), kneading in two steps, specifically, kneading each component other than the crosslinking agent system, and then adding and kneading the crosslinking agent system. Is preferred.
  • a crosslinking agent system when added in the step (B), it may be the same component as the crosslinking agent system used in the step (A) or a different component, but it is different. A component crosslinker system is preferred.
  • Step (C) In the step (C), the rubber composition is kneaded with the intermediate composition (a) obtained in the step (A) and the intermediate composition (b) obtained in the step (B). To manufacture.
  • a kneader it is preferable to use a plast mill, a Banbury mixer or a rubber roll.
  • the kneading temperature in the step (C) is, for example, 10 to 120 ° C.
  • the ratio of the intermediate composition (a) and the intermediate composition (b) used in the step (C) is the same as that of the highly saturated conjugated diene polymer in the intermediate composition (a) and the intermediate composition.
  • a rubber elastic body in the rubber composition obtained by the production method of the present invention, a rubber elastic body can be obtained by crosslinking treatment. Specifically, after the rubber composition is molded into a required form, the rubber elastic body having the required form is obtained by heat treatment.
  • the rubber elastic body obtained in this way has high mechanical strength and is therefore suitable as a rubber elastic body used for tire treads.
  • the present invention is not limited to these examples. Further, in the following Examples and Comparative Examples, the weight average molecular weight of the diene polymer and the structural ratio of the structural units represented by the formulas (1) to (4), the torque value of the rubber composition, and the rubber elastic body
  • the measuring method of tensile breaking strength and tensile breaking elongation is as follows.
  • silane compound 1 [N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyl] methyldiethoxysilane (referred to as “silane compound 1” in Table 1 below) was added to the reaction system as a terminal modifier, and the reaction was continued for 15 minutes. Went. Next, hydrogen is introduced into the system at a temperature of 80 ° C.
  • the solvent is removed by steam stripping (steam temperature: 190 ° C.) for 2 hours at a liquid phase temperature of 95 ° C. in the solvent removal tank, and dried by a hot roll adjusted to 110 ° C.
  • a hydrogenated conjugated diene polymer having a value calculated in i) of 0.95 was obtained.
  • the obtained hydrogenated conjugated diene polymer had a weight average molecular weight of 200,000 and an iodine value of 15.5.
  • This hydrogenated conjugated diene polymer is referred to as “conjugated diene polymer (1-1)”.
  • the solvent is removed by steam stripping (steam temperature: 190 ° C.) for 2 hours at a liquid phase temperature of 95 ° C. in the solvent removal tank, and dried by a hot roll adjusted to 110 ° C.
  • a non-hydrogenated conjugated diene polymer having a value calculated in i) of 0 was obtained.
  • the obtained non-hydrogenated conjugated diene polymer had a weight average molecular weight of 200,000 and an iodine value of 470.
  • This non-hydrogenated conjugated diene polymer is referred to as “conjugated diene polymer (2-2)”.
  • intermediate composition (a4) The obtained intermediate composition (a4) is referred to as “intermediate composition (a4)”.
  • intermediate composition (b1) The obtained intermediate composition (b1) is referred to as “intermediate composition (b1)”.
  • step (C)) Production of rubber composition (step (C)) and production of rubber elastic body ⁇ Production Example 1> A rubber composition is produced by kneading 71.7 g of the intermediate composition (a1) and 108.1 g of the intermediate composition (b1) at 80 ° C. for 1.5 minutes using a plastmill equipped with a temperature controller. did. The ratio of each component in the obtained rubber composition, the maximum torque value MH and the minimum torque value ML of the rubber composition are shown in Table 4 below. After molding the obtained rubber composition, a rubber elastic body made of a crosslinked polymer was obtained by vulcanization treatment at 160 ° C. using a vulcanizing press. Table 4 below shows the tensile strength and tensile elongation of the obtained rubber elastic body.
  • ⁇ Production Example 7> The same as Production Example 1 except that the amount of the intermediate composition (a1) was changed from 71.7 g to 36.1 g and the amount of the intermediate composition (b1) was changed from 108.1 g to 143.9 g. Thus, a rubber composition was produced to obtain a rubber elastic body.
  • Table 4 below shows the ratio of each component in the obtained rubber composition, the maximum torque value MH and the minimum torque value ML of the rubber composition, and the tensile strength and tensile elongation of the obtained rubber elastic body.
  • ⁇ Production Example 8> The same as Production Example 1 except that the amount of the intermediate composition (a1) was changed from 71.7 g to 108.2 g and the amount of the intermediate composition (b1) was changed from 108.1 g to 71.8 g. Thus, a rubber composition was produced to obtain a rubber elastic body.
  • Table 4 below shows the ratio of each component in the obtained rubber composition, the maximum torque value MH and the minimum torque value ML of the rubber composition, and the tensile strength and tensile elongation of the obtained rubber elastic body.
  • a rubber composition was produced in the same manner as in Production Example 1, except that 108.1 g of the intermediate composition (b4) was used instead of 108.1 g of the intermediate composition (b1). It was.
  • Table 4 shows the ratio of each component in the obtained rubber composition, the maximum torque value MH and the minimum torque value ML of the rubber composition, and the tensile strength and tensile elongation of the obtained rubber elastic body.
  • the obtained kneaded product was cooled to room temperature, and then 1.1 g of sulfur, 1.7 g of N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfuramide (CZ), N, N′-diphenylguanidine (DPG) 0 .9 g, 0.2 g of dibenzothiazyl disulfide (DM), 0.3 g of tetraethylthiuram disulfide (TET), and 0.3 g of N, N′-dipentamethylenethiuram tetrasulfide (TRA) were added, and 1 at 80 ° C.
  • a rubber composition was produced by kneading for 5 minutes.
  • the maximum torque value MH and the minimum torque value ML of the obtained rubber composition are shown in Table 5 below.
  • a rubber elastic body made of a crosslinked polymer was obtained by vulcanization treatment at 160 ° C. using a vulcanizing press.
  • Table 5 below shows the tensile strength and tensile elongation of the obtained rubber elastic body.

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Abstract

高い強度を有するゴム弾性体が得られ、しかも、安価なゴム組成物を製造することができる方法、およびこのゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供する。 本発明のゴム組成物の製造方法は、高飽和共役ジエン系重合体及び架橋剤系を少なくとも含む成分を混練する工程(A)と、前記高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体を少なくとも含む成分を混練する工程(B)と、前記工程(A)で得られた中間体組成物(a)及び前記工程(B)で得られた中間体組成物(b)を混練する工程(C)とを有することを特徴とする。

Description

ゴム組成物の製造方法およびタイヤ
 本発明は、ゴム組成物の製造方法およびタイヤに関し、更に詳しくはタイヤのトレッドを構成する材料として好適なゴム組成物の製造方法、およびこのゴム組成物を用いて製造されたタイヤに関する。
 例えばタイヤのトレッドなどに用いられるゴム弾性体においては、優れた強度を有するものであることが要求されている。このようなゴム弾性体が得られるゴム組成物としては、従来、例えば水素添加率が60%以上の高水添共役ジエン系共重合体を含有してなるものが知られている(例えば特許文献1参照)。
 然るに、高水添共役ジエン系共重合体は高価なものであるため、通常、高水添共役ジエン系共重合体と非水添共役ジエン系共重合体とを混練して得られるゴム組成物が用いられている。
 しかしながら、このようなゴム組成物から得られるゴム弾性体は、十分に高い強度を有するものではない。そのため、高い強度を有するゴム弾性体が得られる、安価なゴム組成物が望まれている。
国際公開WO2014/133097号パンフレット
 本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、高い強度を有するゴム弾性体が得られ、しかも、安価なゴム組成物を製造することができる方法、およびこのゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供することにある。
 本発明のゴム組成物の製造方法は、高飽和共役ジエン系重合体及び架橋剤系を少なくとも含む成分を混練する工程(A)と、
 前記高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体を少なくとも含む成分を混練する工程(B)と、
 前記工程(A)で得られた中間体組成物(a)及び前記工程(B)で得られた中間体組成物(b)を混練する工程(C)と
を有することを特徴とする。
 本発明のゴム組成物の製造方法においては、前記高飽和共役ジエン系重合体が、下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位、下記式(3)で表される構造単位、及び下記式(4)で表される構造単位の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、下記式(i)で算出される値が0.6以上、好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.9以上の重合体であることが好ましい。
 (p+0.5r)/(p+q+0.5r+s)   …(i)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 また、本発明のゴム組成物の製造方法においては、前記高飽和共役ジエン系重合体のヨウ素価が2.8~188であり、前記高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体のヨウ素価が235~470であることが好ましい。
 また、前記工程(A)及び/又は前記工程(B)において、フィラーを添加することが好ましい。
 本発明のタイヤは、上記の方法で得られたゴム組成物を用いて製造されたことを特徴とする。
 本発明のゴム組成物の製造方法によれば、高い強度を有するゴム弾性体が得られ、しかも、安価なゴム組成物を製造することができる。
 以下、本発明のゴム組成物の製造方法の実施の形態について説明する。
 本発明のゴム組成物の製造方法は、高飽和共役ジエン系重合体及び架橋剤系を少なくとも含む成分を混練する工程(A)と、高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体(以下、「他の共役ジエン系重合体」という。)を少なくとも含む成分を混練する工程(B)と、工程(A)で得られた中間体組成物(a)及び工程(B)で得られた中間体組成物(b)を混練する工程(C)とを有する。また、工程(B)においては、架橋剤系が添加されてもよい。
[高飽和共役ジエン系重合体]
 工程(A)に供される高飽和共役ジエン系重合体としては、上記式(1)で表される構造単位、上記式(2)で表される構造単位、上記式(3)で表される構造単位、及び上記式(4)で表される構造単位の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、上記の式(i)で算出される値が0.6以上、好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.9以上の重合体を用いることができる。
 また、高飽和共役ジエン系重合体は、ヨウ素価が2.8~188の範囲内であることが好ましい。
 このような高飽和共役ジエン系重合体としては、例えば水添共役ジエン系重合体を用いることができる。水添共役ジエン系重合体は、非水添共役ジエン系重合体を製造し、得られた非水添共役ジエン系重合体に水素添加することによって製造することができる。
 非水添共役ジエン系重合体としては、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体を用いることができる。上記共重合体は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との分布が不規則なランダム共重合部分を有することが好ましい。また、上記共重合体は、共役ジエン化合物又は芳香族ビニル化合物からなるブロック部分をさらに有していてもよい。
 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、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエンなどを、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、これらの中では、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンが好ましい。
 また、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロヘキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、tert-ブトキシジメチルシリルスチレン及びイソプロポキシジメチルシリルスチレンなどを、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができるが、これらの中では、これらの中では、スチレンが好ましい。
 使用する重合法としては、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれを用いてもよいが、溶液重合法が特に好ましい。また、重合形式としては、回分式及び連続式のいずれを用いてもよい。溶液重合法を用いる場合、具体的な重合方法の一例としては、有機溶媒中において、共役ジエン化合物を含むモノマーを、重合開始剤及び必要に応じて用いられるランダマイザーの存在下で重合する方法が挙げられる。
 重合反応は、重合開始剤として、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物の少なくともいずれかと、シリカと相互作用する官能基を有する化合物との混合物を用いて行ってもよい。当該混合物の存在下で重合を行うことにより、共役ジエン系重合体の重合開始末端を、シリカと相互作用する官能基で変性することができる。なお、本明細書において「シリカと相互作用する官能基」とは、窒素、硫黄、リン、酸素などのシリカと相互作用する元素を有する基を意味する。「相互作用」とは、分子間で共有結合を形成するか、又は共有結合よりも弱い分子間力(例えば、イオン-双極子相互作用、双極子-双極子相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等といった分子間に働く電磁気学的な力)を形成することを意味する。
 有機溶媒としては炭化水素溶媒を用いることができ、その具体例としては、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-へキサン、シクロへキサン、プロペン、1-ブテン、イソブテン、トランス-2-ブテン、シス-2-ブテン、1-ペンチン、2-ペンチン、1-ヘキセン、2-ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ヘプタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、1-ペンテン、2-ペンテン、シクロヘキセンなどが挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、重合開始剤を構成するアルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物が用いられる。有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物としては、特に制限はないが、有機リチウム化合物、及びリチウムアミド化合物を好適例として挙げることができる。前者の有機リチウム化合物を用いる場合には、重合開始末端に炭化水素基を有し、かつ他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。また、後者のリチウムアミド化合物を用いる場合には、重合開始末端に窒素含有基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。
 上記有機リチウム化合物としては、炭素数1~20の炭化水素基を有するものが好ましく、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、iso-プロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-オクチルリチウム、n-デシルリチウム、フェニルリチウム、2-ナフチルリチウム、2-ブチル-フェニルリチウム、4-フェニル-ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物等を挙げることができる。これらの中で、n-ブチルリチウム及びsec-ブチルリチウムが好ましい。
 一方、リチウムアミド化合物としては、例えば、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムモルホリド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムジヘプチルアミド、リチウムジヘキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ-2-エチルヘキシルアミド、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、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等を挙げることができる。これらの中で、カーボンブラックやシリカに対する相互作用効果及び重合開始能の点から、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピぺリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミドなどの環状リチウムアミドが好ましく、特にリチウムヘキサメチレンイミド及びリチウムピロリジド、リチウムピペリジドが好適である。
 非水添共役ジエン系重合体に水素添加する方法及び条件は、所望の水素添加率の重合体が得られるのであれば特に限定されない。水素添加の方法の例としては、チタンの有機金属化合物を主成分とする触媒を水素添加触媒として使用する方法、鉄、ニッケル、コバルトの有機化合物とアルキルアルミニウム等の有機金属化合物からなる触媒を使用する方法、ルテニウム、ロジウム等の有機金属化合物の有機錯体を使用する方法、パラジウム、白金、ルテニウム、コバルト、ニッケル等の金属を、カーボン、シリカ、アルミナ等の担体に担持した触媒を使用する方法等がある。各種の方法の中では、チタンの有機金属化合物単独、又はそれとリチウム、マグネシウム、アルミニウムの有機金属化合物とから成る均一触媒(特公昭63-4841号公報、特公平1-37970号公報)を用い、低圧、低温の穏和な条件で水素添加する方法は工業的に好ましく、またブタジエンに由来する二重結合への水素添加選択性も高く、本開示の目的に適している。
 水素添加は、触媒に不活性で、かつ共役ジエン系重合体が可溶な溶剤中で実施される。好ましい溶媒としては、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-オクタンのような脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘプタンのような脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエンのような芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類の単独又はそれらを主成分とする混合物である。
 水素添加反応は、一般には重合体を水素又は不活性雰囲気下、所定の温度に保持し、攪拌下又は不攪拌下にて水素添加触媒を添加し、次いで水素ガスを導入して所定圧に加圧することによって実施される。不活性雰囲気とは、水素添加反応のいかなる関与体とも反応しない雰囲気を意味し、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン等により形成する。水添共役ジエン系重合体を得る水素添加反応プロセスは、バッチプロセス、連続プロセス、及びそれらの組合せのいずれを用いてもよい。水素添加触媒の添加量は、水素添加前の共役ジエン系重合体100g当たり0.02~20ミリモルとすることが好ましい。
 工程(A)に供される高飽和共役ジエン系重合体は、そのヨウ素価が2.8~188の重合体であることが好ましい。ヨウ素価がこの範囲にあると、重合体組成物から得られる架橋ゴムの強度が高くなる。
[他の共役ジエン系重合体]
 工程(B)に供される他の共役ジエン系重合体としては、非水添共役ジエン系重合体、前記式(i)で算出される値が0.6未満の水添共役ジエン系重合体を用いることができる。このような他の共役ジエン系重合体としては、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体を用いることができる。
 他の共役ジエン系重合体のヨウ素価は、235~470であることが好ましい。ヨウ素価がこの範囲にあると、加硫特性に優れたゴム組成物が得られる。
[架橋剤系]
 本発明において、架橋剤系とは、架橋剤及び架橋促進剤の一種以上を含む成分を意味する。
 本発明において、架橋剤としては、硫黄等の公知の架橋剤を用いることができる。
 架橋剤の使用量は、全共役ジエン系重合体100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~10質量部である。
 架橋促進剤としては、特に限定されないが、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、ジベンゾチアジルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、N,N’-ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチアゾール系のものや、N,N’-ジフェニルグアニジンなどの加硫促進剤が好適に用いられる。
 架橋促進剤の使用量は、全共役ジエン系重合体100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~10質量部である。
[フィラー]
 工程(A)及び/又は工程(B)においては、フィラーが添加されることが好ましい。
 フィラーとしては、シリカ、カーボンブラックを用いることができる。
 シリカは、一般的に充填剤として用いられる粒子状のものであればよいが、一次粒子径が50nm以下のものであることが好ましい。
 シリカの具体例としては、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられる。
 カーボンブラックとしては、SRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどの各グレードのカーボンブラックを、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明のゴム組成物において、フィラーの使用量は、全共役ジエン系重合体100質量部に対して10~200質量部であることが好ましく、より好ましくは30~100質量部である。
[シランカップリング剤]
 フィラーとしてシリカを用いる場合には、シランカップリング剤が含有されていてもよい。
 シランカップリング剤の具体例としては、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リ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リルテトラスルフィド等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。また、これらの中では、補強性改善効果等の点から、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドが好ましい。
 シランカップリング剤の使用割合は、シリカ100質量部に対して0.5~20質量部であることが好ましい。
<その他の成分>
 工程(A)及び工程(B)においては、上記の成分以外に、種々の添加剤を加えることができる。このような添加剤としては、例えば、架橋助剤若しくは加工助剤、伸展油、老化防止剤、表面亀裂防止剤、スコーチ防止剤、酸化亜鉛などを用いることができる。
 架橋助剤若しくは加工助剤としては、一般的にステアリン酸が用いられ、その使用割合は、全共役ジエン系重合体100質量部に対して0.5~5質量部であることが好ましい。
[工程(A)]
 工程(A)においては、上記の高飽和共役ジエン系重合体及び架橋剤系、並びに必要に応じて用いられるフィラー及びその他の成分を加熱混練することにより、中間体組成物(a)を調製する。混練機としては、プラストミル、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサーなどの開放式又は密閉式の混練機を用いることができる。工程(A)における混練温度は、例えば10~150℃である。
 また、工程(A)においては、2段階の混練、具体的には、架橋剤系以外の各成分を混練し、その後、架橋剤系を添加して混練することが好ましい。
 また、工程(A)において用いられる架橋剤は、全架橋剤の1質量%以上であることが好ましく、用いられる架橋促進剤は、全架橋促進剤の1質量%以上であることが好ましい。中間体組成物(a)が架橋剤を含有することで、架橋点の少ない高飽和ジエン系重合体と他の共役ジエン系重合体の間で、共架橋が起こりやすくなるため、好ましい。
[工程(B)]
 工程(B)においては、上記の他の共役ジエン系重合体、並びに必要に応じて用いられる架橋剤系、フィラー及びその他の成分を加熱混練することにより、中間体組成物(b)を調製する。混練機としては、プラストミル、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサーなどの開放式又は密閉式の混練機を用いることができる。工程(B)における混練温度は、例えば10~150℃である。
 また、工程(B)において架橋剤系を添加する場合には、2段階の混練、具体的には、架橋剤系以外の各成分を混練し、その後、架橋剤系を添加して混練することが好ましい。
 また、工程(B)において架橋剤系を添加する場合には、工程(A)に用いられる架橋剤系と同一の成分のものであっても、異なる成分のものであってもよいが、異なる成分の架橋剤系が好ましい。
[工程(C)]
 工程(C)においては、工程(A)で得られた中間体組成物(a)と、工程(B)で得られた中間体組成物(b)とを混練することにより、ゴム組成物を製造する。混練機としては、プラストミル、バンバリーミキサー又はゴムロールを用いることが好ましい。工程(C)における混練温度は、例えば10~120℃である。
 また、工程(C)において用いられる中間体組成物(a)と中間体組成物(b)との割合は、中間体組成物(a)における高飽和共役ジエン系重合体と、中間体組成物(b)における他の共役ジエン系重合体とが、質量比で高飽和共役ジエン系重合体:他の共役ジエン系重合体=1:99~99:1となる割合であることが好ましい。中間体組成物(a)の割合が過小である場合には、十分に高い強度を有するゴム組成物を得ることができず、一方、中間体組成物(b)の割合が過小である場合には、安価なゴム組成物を得ることができない。
[ゴム弾性体]
 本発明の製造方法によって得られるゴム組成物においては、架橋処理することによってゴム弾性体を得ることができる。具体的には、ゴム組成物を所要の形態に成形した後、加熱処理することにより、所要の形態のゴム弾性体が得られる。このようにして得られるゴム弾性体は、高い機械的強度を有するため、タイヤのトレッドに用いられるゴム弾性体として好適である。
 以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 また、下記の実施例及び比較例において、ジエン系重合体の重量平均分子量及び式(1)~(4)で表される構造単位の構成比、ゴム組成物のトルク値、並びにゴム弾性体の引張破断強度及び引張破断伸びの測定方法は、以下の通りである。
[重量平均分子量]
 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー社製の「HLC-8120」)を用い、下記の条件で得られたGPC曲線の最大ピークの頂点に相当する保持時間から、ポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。
(GPCの条件)
 カラム;商品名「GMHXL」(東ソー社製) 2本
 カラム温度;40℃
 移動相;テトラヒドロフラン
 流速;1.0ml/分
 サンプル濃度;10mg/20ml
[式(1)~(4)で表される構造単位の構成比]
 500MHzの 1H-NMRによって求めた。
[ゴム組成物のトルク値]
 JSRトレーディング社製キュラストメーターによって、160℃で30分間のトルク変化を測定し、最大トルク値MH及び最小トルク値MLを求めた。
[引張破断強度及び引張破断伸び]
 JIS K6251に準拠し、3号型試験片を使用して、測定温度23℃、引張速度500mm/minの条件で、引張破断強度及び引張破断伸びを測定した。
1.共役ジエン系重合体の合成
〈合成例1〉
 窒素置換された内容積50リットルのオートクレーブ反応器に、溶媒としてシクロヘキサン25800g、ビニル含量調整剤としてテトラヒドロフラン201g、並びに重合モノマーとしスチレン1462g及び1,3-ブタジエン2193gを仕込んだ。反応器内の内容物の温度を42℃に調整した後、重合開始剤としてn-ブチルリチウム2.84gを含むシクロヘキサン溶液を添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実行した。
 反応器内の内容物の温度が65℃に達した時点で、重合モノマーとしてブタジエン645gを1分間かけて追加し、さらに3分間重合させた後、カップリング剤として四塩化ケイ素0.58gを加えた。5分間経過後に、反応系に末端変性剤として[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピル]メチルジエトキシシラン(下記表1において「シラン化合物1」と記す。)0.4gを加え15分間反応を行った。
 次いで、反応液を80℃以上にして系内に水素を導入し、その後、水素添加触媒として[ビス(η5-シクロペンタジエニル)チタニウム(フルフリルオキシ)クロライド](「[クロロビス(2,4-シクロペンタジエニル)チタン(IV)フルフリルアルコキシド]」ともいう。)2.76g、ジエチルアルミニウムクロライド2.83g、およびn-ブチルリチウム1.18gを加え、水素添加率が95%になるまで水素圧0.7MPa以下を保つようにして反応させた。所定の水素換算量流量に到達した後、系を常温、常圧に戻し、反応液を反応容器から取り出すことにより、重合体溶液を得た。
 次いで、脱溶媒槽の液相の温度95℃で、2時間スチームストリッピング(スチーム温度:190℃)により脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥を行うことにより、式(i)で算出される値が0.95の水添共役ジエン系重合体を得た。得られた水添共役ジエン系重合体の重量平均分子量は20万であり、ヨウ素価は15.5であった。この水添共役ジエン系重合体を「共役ジエン系重合体(1-1)」とする。
〈合成例2〉
 合成例1において、末端変性剤として[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピル]メチルジエトキシシラン0.4gの代わりに1-[ 3- (トリエトキシシリル)プロピル- 4‐メチルピペラジン] (下記表1において「シラン化合物2」と記す。)0.4gを用いたこと以外は同様にして、式(i)で算出される値が0.95の水添共役ジエン系重合体を得た。得られた水添共役ジエン系重合体の重量平均分子量は20万であり、ヨウ素価は15.5であった。この水添共役ジエン系重合体を「共役ジエン系重合体(1-2)」とする。
〈合成例3〉
 合成例1において、水素添加触媒を加えた後に、水素添加率が50%になるまで水素圧0.7MPa以上を保つようにして反応させたこと以外は同様にして、式(i)で算出される値が0.5の水添共役ジエン系重合体を得た。得られた水添共役ジエン系重合体の重量平均分子量は20万であり、ヨウ素価は235であった。この水添共役ジエン系重合体を「共役ジエン系重合体(2-1)」とする。
〈合成例4〉
 窒素置換された内容積50リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン25800g、テトラヒドロフラン201g、スチレン1462g、1,3-ブタジエン2193gを仕込んだ。反応器内の内容物の温度を42℃に調整した後、n-ブチルリチウム2.84gを含むシクロヘキサン溶液を添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実行した。
 反応器内の内容物の温度が65℃に達した時点で、ブタジエン645gを1分間かけて追加し、さらに3分間重合させた後、四塩化ケイ素0.58gを加えた。5分間経過後に、反応系に[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピル]メチルジエトキシシラン0.4gを加え15分間反応を行った。
 次いで、反応液を80℃以上にして系内に水素を導入し、水素圧0.4MPa以下を保つようにして活性部位を失活させた。その後、系を常温、常圧に戻し、反応液を反応容器から取り出すことにより、重合体溶液を得た。
 次いで、脱溶媒槽の液相の温度95℃で、2時間スチームストリッピング(スチーム温度:190℃)により脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥を行うことにより、式(i)で算出される値が0の非水添共役ジエン系重合体を得た。得られた非水添共役ジエン系重合体の重量平均分子量は20万であり、ヨウ素価は470であった。この非水添共役ジエン系重合体を「共役ジエン系重合体(2-2)」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
2.中間体組成物(a)の調製(工程(A))
〈調製例a1〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(1-1)120g、シリカ粒子66.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)5.3g、伸展油(T-DAE)12g、ステアリン酸2.4g、酸化亜鉛3.6g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.2gを、100℃で3.5分間混練した。次いで、得られた混練物を室温まで冷却した後、硫黄0.6g、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)1.8g、ジベンゾチアジルジスルフィド(DM)0.6g、テトラエチルチウラムジスルフィド(TET)0.84g、及びN,N’-ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(TRA)0.84gを添加し、80℃で1.5分間混練することにより、中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a1)」とする。
〈調製例a2〉
 下記表2に従って、添加する硫黄の量を変更したこと以外は、調製例a1と同様にして中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a2)」とする。
〈調製例a3〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(1-1)120g、シリカ粒子66.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)5.3g、伸展油(T-DAE)12g、ステアリン酸2.4g、酸化亜鉛3.6g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.2gを、100℃で3.5分間混練した。次いで、得られた混練物を室温まで冷却した後、硫黄3.3g、N,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)2.7g 、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)5.0g、ジベンゾチアジルジスルフィド(DM)0.6g、テトラエチルチウラムジスルフィド(TET)0.84g、及びN,N’-ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(TRA)0.84gを添加し、80℃で1.5分間混練することにより、中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a3)」とする。
〈調製例a4〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(1-1)120g、シリカ粒子66.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)5.3g、伸展油(T-DAE)12g、ステアリン酸2.4g、酸化亜鉛3.6g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.2gを、100℃で3.5分間混練した。次いで、得られた混練物を室温まで冷却した後、硫黄1.8g、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)2.2g、及びN,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)1.8gを添加し、80℃で1.5分間混練することにより、中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a4)」とする。
〈調製例a5〉
 下記表2に従って、添加する硫黄の量を変更したこと以外は、調製例a4と同様にして中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a5)」とする。
〈調製例a6〉
 下記表2に従って、添加する硫黄、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルリルスルフェンアミド(CZ)、及びN,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)の各々の量を変更したこと以外は、調製例a4と同様にして中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a6)」とする。
〈調製例a7〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(1-1)の代わりにジエン系重合体(1-2)を用い、下記表2に従って、添加する硫黄、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)、及びN,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)の各々の量を変更したこと以外は、調製例a4と同様にして中間体組成物(a)を調製した。得られた中間体組成物(a)を「中間体組成物(a7)」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
3.中間体組成物(b)の調製(工程(B))
〈調製例b1〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(2-2)120g、シリカ粒子66.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)5.3g、伸展油(T-DAE)12g、ステアリン酸2.4g、酸化亜鉛3.6g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.2gを、100℃で3.5分間混練した。次いで、得られた混練物を室温まで冷却した後、硫黄1.8g、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)2.2g、及びN,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)1.8gを添加し、80℃で1.5分間混練することにより、中間体組成物(b)を調製した。得られた中間体組成物(b)を「中間体組成物(b1)」とする。
〈調製例b2〉
 硫黄を添加しなかったこと以外は、調製例b1と同様にして中間体組成物(b)を調製した。得られた中間体組成物(b)を「中間体組成物(b2)」とする。
〈調製例b3〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(2-2)120g、シリカ粒子66.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)5.3g、伸展油(T-DAE)12g、ステアリン酸2.4g、酸化亜鉛3.6g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.2gを、100℃で3.5分間混練することにより、中間体組成物(b)を調製した。得られた中間体組成物(b)を「中間体組成物(b3)」とする。
〈調製例b4〉
 共役ジエン系重合体(2-2)の代わりに共役ジエン系重合体(2-1)を用い、下記表3に従って、添加する硫黄、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)、及びN,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)の各々の量を変更したこと以外は、調製例b1と同様にして中間体組成物(b)を調製した。得られた中間体組成物(b)を「中間体組成物(b4)」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
4.ゴム組成物の製造(工程(C))及びゴム弾性体の製造
〈製造例1〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、中間体組成物(a1)71.7g及び中間体組成物(b1)108.1gを、80℃で1.5分間混練することにより、ゴム組成物を製造した。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値MLを下記表4に示す。
 得られたゴム組成物を成形した後、加硫プレス機を用いて160℃の条件で加硫処理することにより、架橋重合体よりなるゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例2〉
 中間体組成物(a1)71.7g及び中間体組成物(b1)108.1gの代わりに、中間体組成物(a2)72.6g及び中間体組成物(b2)107.2gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例3〉
 中間体組成物(a1)71.7g及び中間体組成物(b1)108.1gの代わりに、中間体組成物(a3)75.1g及び中間体組成物(b3)105.2gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例4〉
 中間体組成物(a1)71.7gの代わりに、中間体組成物(a4)72.0gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例5〉
 中間体組成物(a1)71.7g及び中間体組成物(b1)108.1gの代わりに、中間体組成物(a5)73.0g及び中間体組成物(b2)107.2gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例6〉
 中間体組成物(a1)71.7g及び中間体組成物(b1)108.1gの代わりに、中間体組成物(a6)74.9g及び中間体組成物(b3)105.2gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例7〉
 中間体組成物(a1)の量を71.7gから36.1gに変更し、中間体組成物(b1)の量を108.1gから143.9gに変更したこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例8〉
 中間体組成物(a1)の量を71.7gから108.2gに変更し、中間体組成物(b1)の量を108.1gから71.8gに変更したこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例9〉
 中間体組成物(a1)の量を71.7gから144.1gに変更し、中間体組成物(b1)の量を108.1gから35.9gに変更したこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例10〉
 中間体組成物(a1)71.7gの代わりに、中間体組成物(a7)71.7gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
〈製造例11〉
 中間体組成物(b1)108.1gの代わりに、中間体組成物(b4)108.1gを用いたこと以外は、製造例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
〈比較例1〉
 温度制御装置を付属したプラストミルを用い、共役ジエン系重合体(1-1)40g、ジエン系重合体(2-2)60g、シリカ粒子55.0g、シランカップリング剤(ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)4.4g、伸展油(T-DAE)10g、ステアリン酸2.0g、酸化亜鉛3.0g、及び酸化防止剤(大内新興化学工業社製ノクラック810-NA)1.0gを、100℃で3.5分間混練した。次いで、得られた混練物を室温まで冷却した後、硫黄1.1g、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルリルスルフェンアミド(CZ)1.7g、N,N’-ジフェニルグアニジン(DPG)0.9g、ジベンゾチアジルジスルフィド(DM)0.2g、テトラエチルチウラムジスルフィド(TET)0.3g、及びN,N’-ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(TRA)0.3gを添加し、80℃で1.5分間混練することにより、ゴム組成物を製造した。得られたゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値MLを下記表5に示す。
 得られたゴム組成物を成形した後、加硫プレス機を用いて160℃の条件で加硫処理することにより、架橋重合体よりなるゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表5に示す。
〈比較例2~7〉
 各成分及びその量を下記表5に従って変更したこと以外は、比較例1と同様にしてゴム組成物を製造し、ゴム弾性体を得た。得られたゴム組成物における各成分の割合、ゴム組成物の最大トルク値MH及び最小トルク値ML、並びに得られたゴム弾性体の引張強度及び引張伸びを下記表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表4及び表5の結果から明らかなように、同じ配合割合であっても製造例1~11で得られたゴム組成物によれば、高い機械的強度を有するゴム弾性体が得られることが確認された。

Claims (5)

  1.  高飽和共役ジエン系重合体及び架橋剤系を少なくとも含む成分を混練する工程(A)と、
     前記高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体を少なくとも含む成分を混練する工程(B)と、
     前記工程(A)で得られた中間体組成物(a)及び前記工程(B)で得られた中間体組成物(b)を混練する工程(C)と
    を有することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
  2.  前記高飽和共役ジエン系重合体が、下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位、下記式(3)で表される構造単位、及び下記式(4)で表される構造単位の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、下記式(i)で算出される値が0.6以上、好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.9以上の重合体であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。
     (p+0.5r)/(p+q+0.5r+s)   …(i)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  3.  前記高飽和共役ジエン系重合体のヨウ素価が2.8~188であり、前記高飽和共役ジエン系重合体以外の共役ジエン系重合体のヨウ素価が235~470であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のゴム組成物の製造方法。
  4.  前記工程(A)及び/又は前記工程(B)において、フィラーを添加することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物の製造方法。
  5.  請求項1~4のいずれかに記載の方法で得られたゴム組成物を用いて製造されたことを特徴とするタイヤ。
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