WO2019117214A1 - ゴム組成物およびタイヤ - Google Patents

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WO2019117214A1
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styrene
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rubber
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光彩 青木
聖一 田原
拓也 小笠原
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株式会社ブリヂストン
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    • B29L2030/002Treads

Definitions

  • the present invention relates to rubber compositions and tires.
  • an object of the present invention is to provide a rubber composition having both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • Another object of the present invention is to provide a tire having both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • the rubber composition according to the present invention comprises a rubber component and a styrene-alkylene block copolymer, and the total styrene content of the styrene-alkylene block copolymer is relative to the total mass of the styrene-alkylene block copolymer.
  • the rubber composition is 30% by mass or more.
  • the rubber composition according to the present invention is characterized in that the alkylene block of the styrene-alkylene block copolymer is-(CH 2 -CH (C 2 H 5 ))-unit (A) and-(CH 2 -CH 2 )- It is preferable to have unit (B), and the total content of units (A) is 40% by mass or more based on the total mass of all the alkylene blocks (A units + B units). This makes it possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • the tire according to the present invention is a tire using the above rubber composition. This makes it possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • the rubber composition according to the present invention comprises a rubber component and a styrene-alkylene block copolymer, and the total styrene content of the styrene-alkylene block copolymer is relative to the total mass of the styrene-alkylene block copolymer.
  • the rubber composition is 30% by mass or more. This makes it possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • ⁇ Rubber component> It does not specifically limit as a rubber component,
  • the rubber component used in a well-known rubber composition can be used.
  • the rubber component include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, polyisoprene rubber, modified products thereof and the like.
  • NR natural rubber
  • IR isoprene rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • BR butadiene rubber
  • acrylonitrile butadiene rubber chloroprene rubber
  • polyisoprene rubber modified products thereof and the like.
  • Be The rubber component may be used alone or in combination of two or more. In the present application, when the glass transition temperature of the rubber component exceeds -50.degree. C., it is described as high Tg rubber, and when it is -50.degree. C. or less, it is described
  • the preferred glass transition temperature range for high Tg rubbers is greater than -50.degree. C. and less than or equal to -5.degree.
  • the preferred glass transition temperature range for low Tg rubbers is -150 ° C. or more and -50 ° C. or less.
  • Specific examples of the high Tg rubber include SBR, and specific examples of the low Tg rubber include NR, IR, BR, and SBR.
  • the rubber composition according to the present invention preferably contains natural rubber as the rubber component. Thereby, cold resistance and low loss can be improved.
  • the proportion of the natural rubber in the rubber component is preferably 50% by mass or more. Thereby, cold resistance and low loss can be improved.
  • the rubber composition according to the present invention preferably contains, as a rubber component, one or more selected from the group consisting of unmodified SBR and modified SBR.
  • the weight average molecular weight (Mw) of unmodified SBR and modified SBR is 4 ⁇ 10 4 or more and 700 ⁇ 10 4 or less, more preferably It is preferably 10 ⁇ 10 4 or more and 600 ⁇ 10 4 or less.
  • the molecular weight of the low Tg SBR is 4 ⁇ 10 4 or more and 200 ⁇ 10 4 or less, more preferably 6 ⁇ 10 4 or more and 100 ⁇ 10 4 or less, More preferably, it is 8 ⁇ 10 4 or more and 80 ⁇ 10 4 or less, more preferably 12 ⁇ 10 4 or more and 50 ⁇ 10 4 or less, and still more preferably 14 ⁇ 10 4 or more and 35 ⁇ 10 4 or less.
  • the glass transition temperature of the low Tg SBR is preferably -150 ° C or more and -50 ° C or less, more preferably -100 ° C or more and -50 ° C or less, and -80 ° C or more -50 ° C. or less is more preferable.
  • the molecular weight of the high Tg SBR is 6 ⁇ 10 4 or more and 600 ⁇ 10 4 or less, more preferably 12 ⁇ 10 4 or more and 500 ⁇ 10 4 or less.
  • the glass transition temperature of the high Tg SBR is preferably greater than -50 ° C and -5 ° C or less, more preferably -48 ° C or more and -8 ° C or less, -42 ° C More preferably, the temperature is -12 ° C or less.
  • the rubber composition according to the present invention preferably contains a modified conjugated diene-based polymer such as modified SBR as the rubber component.
  • the modified conjugated diene polymer for example, the following modified conjugated diene polymer (A) is preferable.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has a weight average molecular weight of 20 ⁇ 10 4 or more and 300 ⁇ 10 4 or less, and a molecular weight of 200 ⁇ with respect to the total amount of the modified conjugated diene polymer (A).
  • 10 4 or more 500 ⁇ 10 4 or less is modified conjugated diene polymer, comprising 0.25% by mass or more and 30% or less, shrinkage factor (g ') is less than 0.64.
  • the low loss property can be further improved by the modified conjugated diene polymer (A).
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) preferably has a branch, and the degree of branching is preferably 5 or more. In this case, by applying to a tire, the WET performance of the tire can be further improved.
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) has one or more coupling residues and a conjugated diene-based polymer chain bound to the coupling residues, and the branch is the cup of 1 It is preferable to include a branch in which 5 or more of the conjugated diene polymer chains are linked to a ring residue. In this case, by applying to a tire, the WET performance of the tire can be further improved.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has the following general formula (I):
  • D represents a conjugated diene polymer chain
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 4 And R 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 5 , R 8 , and R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • 6 and R 10 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • m and x each independently represent 1 to Represents an integer of 3, x ⁇ m
  • p represents 1 or 2
  • y represents an integer of 1 to 3
  • z represents an integer of 1 or 2
  • D R 1 to R 11 , m, p, x,
  • X j) + (z x k)) is an integer of 5 to 30, and A is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a phosphorus atom And R 1 represents an organic group having at least one atom selected from the group consisting of and having no active hydrogen. In this case, by applying to a tire, the wear resistance of the tire can be improved.
  • A is preferably one represented by any of the following general formulas (II) to (V).
  • V the following general formulas (II) to (V).
  • B 1 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when there are two or more B 1 s are each independently ing;
  • B 2 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, B 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 10 As shown, B 2 and B 3 when there are a plurality of each are independent of each other;
  • B 4 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when there are a plurality of B 4 s , each independently represents Are
  • B 5 represents a single bond or a hydrocarbon group having a carbon number of 1 ⁇ 20, a is an integer of 1 to 10, B 5 when there are a plurality, each independently Yes]
  • the modified conjugated diene polymer (A) is preferably formed by reacting a conjugated diene polymer with a coupling agent represented by the following general formula (VI).
  • a coupling agent represented by the following general formula (VI) represented by the following general formula (VI).
  • R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 15 , R 16 , R 17 , R 18 and R 20 Each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 19 and R 22 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 21 has 1 to 20 carbon atoms
  • m represents an integer of 1 to 3
  • p represents 1 or 2
  • R 12 to R 22 , m and p each independently represent a plurality of alkyl groups or trialkylsilyl groups.
  • I, j and k each independently represent an integer of 0 to 6, provided that (i + j + k) is an integer of 3 to 10, and A is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, Or at least one selected from the group consisting of oxygen atom, nitrogen atom, silicon atom, sulfur atom and phosphorus atom Has a seed atom, an organic group having no active hydrogen]
  • the coupling agent represented by the general formula (VI) is tetrakis [3- (2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl] -1,3-propanediamine, tetrakis It is preferably at least one selected from the group consisting of 3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-propanediamine and tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-bisaminomethylcyclohexane.
  • the wear resistance of the tire can be further improved.
  • branched polymers tend to be smaller in molecular size when compared with linear polymers having the same absolute molecular weight, and the shrinkage factors (g ′) are assumed to be identical. It is a measure of the ratio of the size occupied by the molecule to the linear polymer, which is an absolute molecular weight of That is, the shrinkage factor (g ') tends to decrease as the degree of branching of the polymer increases.
  • the intrinsic viscosity is used as an index of the molecular size
  • the shrinkage factor (g ') at each absolute molecular weight of the modified conjugated diene polymer is calculated, and the average value of the shrinkage factor (g') at an absolute molecular weight of 100 ⁇ 10 4 to 200 ⁇ 10 4 is calculated
  • a contraction factor (g ') of the modified conjugated diene polymer is calculated.
  • “branched” is formed by direct or indirect bonding of another polymer to one polymer.
  • the “degree of branching” is the number of polymers directly or indirectly bonded to each other for one branch. For example, the degree of branching is 5 when five conjugated diene polymer chains described later are linked to each other indirectly via a coupling residue described later.
  • the coupling residue is a constituent unit of a modified conjugated diene polymer which is bonded to a conjugated diene polymer chain, and for example, a conjugated diene polymer to be described later is reacted with a coupling agent.
  • a coupling agent Is a structural unit derived from a coupling agent.
  • the conjugated diene polymer chain is a constituent unit of a modified conjugated diene polymer, and is derived from, for example, a conjugated diene polymer which is produced by reacting a conjugated diene polymer described later with a coupling agent. It is a structural unit.
  • the contraction factor (g ′) is less than 0.64, preferably 0.63 or less, more preferably 0.60 or less, still more preferably 0.59 or less, still more preferably 0. It is less than .57.
  • the lower limit of the contraction factor (g ′) is not particularly limited, and may be below the detection limit, but is preferably 0.30 or more, more preferably 0.33 or more, and still more preferably 0. It is not less than .35, more preferably not less than 0.45, and still more preferably not less than 0.59.
  • the processability of the rubber composition is improved by using the modified conjugated diene-based polymer (A) in which the shrinkage factor (g ′) is in this range.
  • the contraction factor (g ′) tends to depend on the degree of branching, for example, the contraction factor (g ′) can be controlled using the degree of branching as an index. Specifically, when a modified conjugated diene polymer having a branching degree of 6 is used, the shrinkage factor (g ′) tends to be 0.59 or more and 0.63 or less, and the branching degree is 8 When a certain modified conjugated diene polymer is used, the shrinkage factor (g ′) tends to be 0.45 or more and 0.59 or less.
  • the measuring method of contraction factor (g ') is as follows.
  • a light scattering detector using a GPC measurement apparatus (trade name "GPCmax VE-2001” manufactured by Malvern, Inc.) in which three columns of polystyrene-based gel as a packing material are connected using a modified conjugated diene polymer as a sample , RI detector, viscosity detector (trade name "TDA 305" manufactured by Malvern, Inc.) are measured using three detectors connected in order, and based on standard polystyrene, a light scattering detector and an RI detector The intrinsic viscosity is determined from the results of the RI detector and the viscosity detector from the results of the above.
  • the eluent uses THF with 5 mmol / L of triethylamine.
  • the columns are used by connecting Tosoh brand names “TSKgel G4000HXL”, “TSKgel G5000HXL”, and “TSKgel G6000HXL”.
  • a 20 mg sample for measurement is dissolved in 10 mL of THF to form a measurement solution, 100 ⁇ L of the measurement solution is injected into a GPC measurement apparatus, and measurement is performed under the conditions of an oven temperature of 40 ° C. and THF flow rate of 1 mL / min.
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) preferably has a branch, and the degree of branching is preferably 5 or more.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has one or more coupling residues and a conjugated diene polymer chain bound to the coupling residues, and the above-mentioned branching is 1 It is more preferable to include a branch in which five or more of the conjugated diene-based polymer chains are connected to the coupling residue of Structure of a modified conjugated diene-based polymer such that the degree of branching is 5 or more, and the branch includes a branch in which 5 or more conjugated diene-based polymer chains are bonded to one coupling residue
  • the contraction factor (g ′) can be more reliably made less than 0.64 by specifying The number of conjugated diene-based polymer chains bound to one coupling residue can be confirmed from the value of the contraction factor (g ′).
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) preferably has a branch and a degree of branching of 6 or more.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has one or more coupling residues and a conjugated diene polymer chain bound to the coupling residues, and the above-mentioned branching is 1
  • the compound has a branch in which six or more of the conjugated diene polymer chains are connected to the coupling residue of Structure of a modified conjugated diene-based polymer such that the degree of branching is 6 or more, and the branch includes a branch in which 6 or more conjugated diene-based polymer chains are bonded to one coupling residue
  • the contraction factor (g ′) can be 0.63 or less by specifying
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) has a branch, more preferably 7 or more, and even more preferably 8 or more.
  • the upper limit of the degree of branching is not particularly limited, but is preferably 18 or less.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has one or more coupling residues and a conjugated diene polymer chain bound to the coupling residues, and the above-mentioned branching is 1 It is even more preferable to include a branch in which 7 or more of the conjugated diene-based polymer chains are bonded to the coupling residue of 1 or more, and 8 or more of the conjugated diene relative to 1 of the coupling residue of 1 It is particularly preferred to include a branch to which a polymer chain is attached.
  • the contraction factor (g ′) can be reduced to 0.59 or less.
  • the modified conjugated diene polymer (A) preferably has a nitrogen atom and a silicon atom.
  • the processability of the rubber composition is improved, and when applied to a tire, the low loss can be further improved while improving the WET performance and the wear resistance of the tire.
  • the modified conjugated diene polymer (A) having a nitrogen atom has a nitrogen atom if the modification ratio calculated is 10% or more by the method of measuring the modification ratio described later. I will judge. It can be confirmed by the presence or absence of adsorption to a specific column.
  • the modified conjugated diene polymer (A) has a silicon atom.
  • UV-1800 ultraviolet-visible spectrophotometer
  • Molybdenum blue spectrophotometric determination Molybdenum blue spectrophotometric determination.
  • At least one end of the conjugated diene polymer chain is bonded to a silicon atom of the coupling residue.
  • the ends of the plurality of conjugated diene polymer chains may be bonded to one silicon atom.
  • the terminal of the conjugated diene polymer chain and an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms or a hydroxyl group are bonded to one silicon atom, and as a result, one silicon atom is an alkoxysilyl having 1 to 20 carbon atoms. It may constitute a group or a silanol group.
  • the modified conjugated diene-based copolymer (A) can be an oil-extended polymer to which an extender oil is added.
  • the modified conjugated diene copolymer (A) may be non-oil extended or oil extended, but from the viewpoint of wear resistance, the Mooney viscosity measured at 100 ° C. is 20 or more and 100 or more. It is preferable that it is the following and it is more preferable that it is 30 or more and 80 or less.
  • the measurement method of Mooney viscosity is as follows. Using a Mooney viscometer (trade name "VR1132" manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) with a conjugated diene polymer or modified conjugated diene polymer as a sample, the Mooney viscosity is measured using an L-shaped rotor according to JIS K6300. Do. The measurement temperature is 110 ° C. when the conjugated diene polymer is used as a sample, and is 100 ° C. when the modified conjugated diene polymer is used as a sample. First, the sample is preheated to the test temperature for 1 minute, and then the rotor is rotated at 2 rpm, and the torque after 4 minutes is measured to obtain Mooney viscosity (ML (1 + 4) ).
  • the weight average molecular weight (Mw) of the modified conjugated diene polymer (A) is 20 ⁇ 10 4 or more and 300 ⁇ 10 4 or less, preferably 50 ⁇ 10 4 or more, and more preferably 64 ⁇ 10 4 or more. And more preferably 80 ⁇ 10 4 or more.
  • the weight average molecular weight is preferably 250 ⁇ 10 4 or less, more preferably 180 ⁇ 10 4 or less, and more preferably 150 ⁇ 10 4 or less. If the weight average molecular weight is 20 ⁇ 10 4 or more, the low loss property of the tire and the wet performance can be highly compatible. When the weight average molecular weight is 300 ⁇ 10 4 or less, the processability of the rubber composition is improved.
  • the number average molecular weight, weight average molecular weight, molecular weight distribution, and content of a specific high molecular weight component with respect to the modified conjugated diene polymer (A) and the conjugated diene polymer described later are measured as follows.
  • a GPC measuring device (trade name “HLC-8320GPC” manufactured by Tosoh Corporation) in which three columns of polystyrene gel as a filler are linked using a conjugated diene polymer or a modified conjugated diene polymer as a sample
  • the chromatogram is measured using an RI detector (trade name "HLC 8020” manufactured by Tosoh Corporation), and the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are based on a calibration curve obtained using standard polystyrene.
  • the eluent uses THF (tetrahydrofuran) with 5 mmol / L of triethylamine.
  • TSKgel SuperMultipore HZ-H As the column, three Tosoh brand names “TSKgel SuperMultipore HZ-H” are connected, and as a guard column, the Tosoh brand name “TSKguardcolumn SuperMP (HZ) -H” is connected as a guard column.
  • 10 mg of a sample for measurement is dissolved in 10 mL of THF to form a measurement solution, and 10 ⁇ L of the measurement solution is injected into a GPC measurement device, and measurement is performed under the conditions of an oven temperature of 40 ° C. and a THF flow rate of 0.35 mL / min.
  • the peak top molecular weights (Mp 1 and Mp 2 ) described above are determined as follows.
  • the peak detected as the component with the highest molecular weight is selected.
  • the molecular weight corresponding to the maximum value of the peak is calculated to be the peak top molecular weight.
  • the ratio of the molecular weight of 200 ⁇ 10 4 to 500 ⁇ 10 4 is calculated by subtracting the ratio of less than 200 ⁇ 10 4 in molecular weight from the ratio of 500 ⁇ 10 4 of molecular weight or less from the integral molecular weight distribution curve. Do.
  • the modified conjugated diene polymer (A) is a modified conjugated diene polymer having a molecular weight of 200 ⁇ 10 4 or more and 500 ⁇ 10 4 or less with respect to the total amount (100 mass%) of the modified conjugated diene polymer
  • the “specific high molecular weight component” is also included in an amount of 0.25% by mass or more and 30% by mass or less. If the content of the specific high molecular weight component is within this range, it is possible to achieve high compatibility between the low loss property of the tire and the wet performance.
  • the modified conjugated diene polymer (A) preferably contains 1.0% by mass or more, more preferably 1.4% by mass or more, and still more preferably 1.75% by mass or more of the specific high molecular weight component. Still more preferably, it contains 2.0% by mass or more, particularly preferably 2.15% by mass or more, and very preferably 2.5% by mass or more.
  • the modified conjugated diene polymer (A) contains a specific high molecular weight component preferably at most 28 mass%, more preferably at most 25 mass%, further preferably at most 20 mass%, even more preferably 18 mass% or less is included.
  • “molecular weight” is standard polystyrene conversion molecular weight obtained by GPC (gel permeation chromatography).
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) in which the content of the specific high molecular weight component is in such a range, it is preferable to control the reaction conditions in the polymerization step and the reaction step described later.
  • the use amount of the organic monolithium compound described later as a polymerization initiator may be adjusted.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 1.6 or more and 3.0 or less . If the molecular weight distribution of the modified conjugated diene-based polymer (A) is in this range, the processability of the rubber composition will be good.
  • the method for producing the modified conjugated diene polymer (A) is not particularly limited. However, using an organic monolithium compound as a polymerization initiator, at least a conjugated diene compound is polymerized to obtain a conjugated diene polymer. It is preferable to have a step and a reaction step of reacting a reactive compound having five or more functions (hereinafter also referred to as “coupling agent”) with respect to the active terminal of the conjugated diene polymer. As the coupling agent, it is preferable to react a pentafunctional or higher reactive compound having a nitrogen atom and a silicon atom.
  • the modified conjugated diene polymer (A) is preferably formed by reacting a conjugated diene polymer with the coupling agent represented by the above general formula (VI).
  • the hydrocarbon group represented by A includes a saturated, unsaturated, aliphatic and aromatic hydrocarbon group.
  • active hydrogen such as hydroxyl group (-OH), secondary amino group (> NH), primary amino group (-NH 2 ), sulfhydryl group (-SH), etc.
  • active hydrogen such as hydroxyl group (-OH), secondary amino group (> NH), primary amino group (-NH 2 ), sulfhydryl group (-SH), etc.
  • active hydrogen such as hydroxyl group (-OH), secondary amino group (> NH), primary amino group (-NH 2 ), sulfhydryl group (-SH), etc.
  • the organic group which does not have a functional group which it has is mentioned.
  • polymerization by growth reaction by living anion polymerization reaction is preferable, whereby a conjugated diene polymer having an active end can be obtained, and a modified diene polymer (A) having a high modification rate is obtained.
  • a conjugated diene polymer having an active end can be obtained, and a modified diene polymer (A) having a high modification rate is obtained.
  • the conjugated diene-based polymer is obtained by polymerizing at least a conjugated diene compound, and is obtained by copolymerizing both a conjugated diene compound and a vinyl-substituted aromatic compound, if necessary.
  • the conjugated diene compound is preferably a conjugated diene compound having 4 to 12 carbon atoms, and more preferably a conjugated diene compound having 4 to 8 carbon atoms.
  • conjugated diene compounds for example, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3 Hexadiene and 1,3-heptadiene.
  • 1,3-butadiene and isoprene are preferable from the viewpoint of industrial availability.
  • These conjugated diene compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • a monovinyl aromatic compound is preferable.
  • the monovinyl aromatic compound include styrene, p-methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene and diphenylethylene.
  • styrene is preferable from the viewpoint of industrial availability.
  • These vinyl-substituted aromatic compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the organic monolithium compound used as a polymerization initiator is preferably determined by the molecular weight of the target conjugated diene polymer or modified conjugated diene polymer.
  • the use amount of the monomer such as the conjugated diene compound relative to the use amount of the polymerization initiator is related to the degree of polymerization, that is, related to the number average molecular weight and / or the weight average molecular weight. Therefore, in order to increase the molecular weight, the polymerization initiator may be adjusted to decrease, and to decrease the molecular weight, the amount of polymerization initiator may be adjusted to increase.
  • the organic monolithium compound is preferably an alkyllithium compound from the viewpoint of industrial availability and easiness of control of the polymerization reaction.
  • a conjugated diene polymer having an alkyl group at the polymerization initiation end is obtained.
  • the alkyllithium compound include n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-hexyllithium, benzyllithium, phenyllithium and stilbenelithium.
  • n-butyllithium and sec-butyllithium are preferable from the viewpoint of industrial availability and easiness of control of polymerization reaction.
  • These organic monolithium compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • examples of the polymerization reaction mode include batch-wise and continuous polymerization reaction modes.
  • the continuous reactor is, for example, a tank-type or a tube-type reactor with a stirrer.
  • the monomer, the inert solvent, and the polymerization initiator are continuously fed to the reactor, and a polymer solution containing the polymer is obtained in the reactor, and the heavy chain is continuously fed.
  • the combined solution is drained.
  • a batch type reactor for example, a tank type reactor with a stirrer is used.
  • monomers, an inert solvent, and a polymerization initiator are fed, and, if necessary, monomers are continuously or intermittently added during the polymerization, and the polymer is added in the reactor.
  • a polymer solution containing the polymer is obtained, and after completion of the polymerization, the polymer solution is discharged.
  • a continuous system which can continuously discharge the polymer and can be subjected to the next reaction in a short time is preferable.
  • the polymerization step is preferably performed in an inert solvent.
  • the inert solvent include hydrocarbon solvents such as saturated hydrocarbon and aromatic hydrocarbon.
  • Specific hydrocarbon solvents include, but are not limited to, for example, aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane and heptane; and alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane and methylcyclohexane
  • Hydrocarbons include hydrocarbons composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and the like and mixtures thereof.
  • a polar compound may be added in the polymerization step.
  • an aromatic vinyl compound can be randomly copolymerized with a conjugated diene compound, and the polar compound is also used as a vinylating agent for controlling the microstructure of the conjugated diene moiety.
  • the polar compound examples include ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dimethoxybenzene, 2,2-bis (2-oxolanyl) propane and the like; Tertiary amine compounds such as tetramethylethylenediamine, dipiperidinoethane, trimethylamine, triethylamine, pyridine, quinuclidine, etc .; alkali metals such as potassium-tert-amylate, potassium-tert-butylate, sodium-tert-butylate, sodium amylate Alkoxide compounds; phosphine compounds such as triphenylphosphine etc. can be used. These polar compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization temperature is preferably 0 ° C. or more, more preferably 120 ° C. or less, and particularly preferably 50 ° C. or more and 100 ° C. or less from the viewpoint of productivity. It exists in the tendency which can fully ensure the reaction amount of the coupling agent with respect to the active terminal after completion
  • the amount of conjugated conjugated diene in the conjugated diene polymer or the modified conjugated diene polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 40% by mass to 100% by mass, and is 55% by mass to 80% by mass. It is more preferable that Further, the amount of bound aromatic vinyl in the conjugated diene polymer or the modified conjugated diene polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 0% by mass or more and 60% by mass or less, and 20% by mass or more It is more preferable that it is 45 mass% or less.
  • the amount of bound aromatic vinyl can be measured by the ultraviolet absorption of a phenyl group, and the amount of bound conjugated diene can also be determined from this. Specifically, it measures according to the following. Using a modified conjugated diene polymer as a sample, 100 mg of the sample is made up to 100 mL with chloroform and dissolved to obtain a measurement sample.
  • the amount of bound styrene (% by mass) relative to 100% by mass of the sample is measured by the amount of absorption of the ultraviolet absorption wavelength (around 254 nm) by the phenyl group of styrene (Spectrophotometer "UV-2450" manufactured by Shimadzu Corporation) .
  • the amount of vinyl bond in the conjugated diene bond unit is not particularly limited, but it is preferably 10 mol% or more and 75 mol% or less, and 20 mol % Or more and 65 mol% or less is more preferable.
  • the amount of vinyl bonds is in the above range, it becomes possible to highly balance low loss, WET performance, and abrasion resistance when the rubber composition is applied to a tire.
  • the modified conjugated diene polymer (A) is a copolymer of butadiene and styrene, the method of Hampton [R. R.
  • the infrared spectrum is measured in the range of 600 to 1000 cm -1 , and according to the formula of the above-mentioned method of Hampton by the absorbance at a predetermined wave number, the microstructure of the butadiene moiety, ie, 1,2-vinyl bond The amount (mol%) is determined (Fourier Transform Infrared Spectrophotometer "FT-IR230" manufactured by JASCO Corporation).
  • the glass transition temperature (Tg) of the modified conjugated diene-based polymer (A) is preferably higher than -50 ° C, and more preferably -45 ° C or higher and -15 ° C or lower.
  • Tg glass transition temperature
  • the glass transition temperature (Tg) of the modified conjugated diene-based polymer (A) is in the range of -45 ° C to -15 ° C, when the rubber composition is applied to a tire, low loss property and wet performance are obtained. Furthermore, it is possible to be highly compatible.
  • the glass transition temperature according to ISO 22768: 2006, a DSC curve is recorded while raising the temperature within a predetermined temperature range, and the peak top (Inflection point) of the DSC differential curve is used as the glass transition temperature.
  • a modified conjugated diene-based polymer is used as a sample, using a differential scanning calorimeter “DSC 3200 S” manufactured by Mac Science Co., Ltd. in accordance with ISO 22768: The DSC curve is recorded while raising the temperature by and the peak top (Inflection point) of the DSC differential curve is taken as the glass transition temperature.
  • the reactive compound (coupling agent) is preferably a pentafunctional or higher reactive compound having a nitrogen atom and a silicon atom, and preferably has at least three silicon-containing functional groups.
  • Further preferable coupling agents are those in which at least one silicon atom constitutes an alkoxysilyl group having 1 to 20 carbon atoms or a silanol group, and more preferred is a compound represented by the above general formula (VI).
  • the alkoxysilyl group possessed by the coupling agent reacts, for example, with the active end possessed by the conjugated diene polymer, whereby the alkoxylithium is dissociated, and the end of the conjugated diene polymer chain is bonded to the silicon of the coupling residue. Tend to form.
  • the value obtained by subtracting the SiOR number reduced by the reaction from the total number of SiORs contained in one coupling agent molecule is the number of alkoxysilyl groups contained in the coupling residue.
  • the azasilacycle group possessed by the coupling agent forms a> N—Li bond and a bond between the end of the conjugated diene polymer and the silicon of the coupling residue.
  • The> N—Li bond tends to be easily> NH and LiOH due to water at the time of finishing.
  • the unreacted and remaining alkoxysilyl group tends to easily become silanol (Si-OH group) by water or the like at the time of finishing.
  • the reaction temperature in the reaction step is preferably the same temperature as the polymerization temperature of the conjugated diene polymer, more preferably 0 ° C. or more and 120 ° C. or less, and still more preferably 50 ° C. or more and 100 ° C. or less.
  • the temperature change from the polymerization step to the addition of the coupling agent is preferably 10 ° C. or less, more preferably 5 ° C. or less.
  • the reaction time in the reaction step is preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more. The time from the end of the polymerization step to the start of the reaction step is preferably shorter from the viewpoint of the coupling rate, but is more preferably within 5 minutes.
  • the mixing in the reaction step may be either mechanical stirring, stirring with a static mixer, or the like.
  • the reaction process is also preferably continuous.
  • the reactor in the reaction step for example, a tank-type or tube-type reactor with a stirrer is used.
  • the coupling agent may be diluted with an inert solvent and continuously fed to the reactor.
  • the reaction process may be carried out by transferring it to another reactor or by a method of charging a coupling agent into the polymerization reactor.
  • A is preferably represented by any of the above general formulas (II) to (V).
  • A is one represented by any of the general formulas (II) to (V)
  • a modified conjugated diene polymer (A) having more excellent performance can be obtained.
  • examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • A is represented by the general formula (II) or (III), and k is 0. More preferably, in the general formula (VI), A is represented by the general formula (II) or (III), k is 0, and in the general formula (II) or (III), a is , Represents an integer of 2 to 10. Still more preferably, in the general formula (VI), A is represented by the general formula (II), k is 0, and in the general formula (II), a is an integer of 2 to 10 Show.
  • a coupling agent for example, bis (3-trimethoxysilylpropyl)-[3- (2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl] amine, tris (3-trimethoxysilyl) Propyl) amine, tris (3-triethoxysilylpropyl) amine, tris (3-trimethoxysilylpropyl)-[3- (2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl] -1, 3-propanediamine, tetrakis [3- (2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl] -1,3-propanediamine, tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3- Propanediamine, tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-bisaminomethylcyclohexane
  • tetrakis [3- (2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) propyl] -1,3-propanediamine is preferable.
  • Particularly preferred is tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-propanediamine, tetrakis (3-trimethoxysilylpropyl) -1,3-bisaminomethylcyclohexane.
  • the addition amount of the compound represented by the general formula (VI) as the coupling agent is adjusted so that the number of moles of the conjugated diene polymer to the number of moles of the coupling agent are reacted in a desired stoichiometric ratio. Can tend to achieve the desired degree of branching.
  • the specific number of moles of the polymerization initiator is preferably 5.0 or more moles, more preferably 6.0 or more moles, with respect to the number of moles of the coupling agent.
  • the number of functional groups of the coupling agent ((m-1) ⁇ i + p ⁇ j + k) is preferably an integer of 5 to 10, more preferably 6 to 10 preferable.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the conjugated diene polymer is preferably 1.5 or more and 2.5 or less, or more Preferably, it is set to 1.8 or more and 2.2 or less.
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) to be obtained is a polymer whose molecular weight curve by GPC has a peak detected. Assuming that the peak molecular weight by GPC of the modified conjugated diene polymer (A) is Mp 1 and the peak molecular weight of the conjugated diene polymer is Mp 2 , the following equation is preferably satisfied.
  • Mp 1 / Mp 2 ⁇ 1.8 ⁇ 10-12 ⁇ (Mp 2 -120 ⁇ 10 4) 2 +2 Mp 2 is more preferably 20 ⁇ 10 4 or more and 80 ⁇ 10 4 or less, and Mp 1 is more preferably 30 ⁇ 10 4 or more and 150 ⁇ 10 4 or less.
  • the modification ratio of the modified conjugated diene polymer (A) is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more.
  • the modification rate is 30% by mass or more, when the rubber composition is applied to a tire, it is possible to further improve the low loss while improving the wear resistance of the tire.
  • the method of measuring the denaturation rate is as follows.
  • the measurement is carried out by applying the characteristic that the modified basic polymer component is adsorbed to a GPC column using a modified conjugated diene polymer as a sample and a silica gel as a filler.
  • the amount of adsorption on the silica-based column is measured from the difference between the chromatogram measured with the polystyrene-based column and the sample solution containing the sample and the low molecular weight internal standard polystyrene, and the chromatogram measured with the silica-based column, Ask. Specifically, it is as shown below.
  • sample solution 10 mg of sample and 5 mg of standard polystyrene are dissolved in 20 mL of THF to make a sample solution.
  • GPC measurement conditions using a polystyrene-based column 10 ⁇ L of sample solution is injected into the apparatus using THF with 5 mmol / L as an eluent using a trade name “HLC-8320 GPC” manufactured by Tosoh Corporation, and column oven A RI detector is used to obtain a chromatogram at a temperature of 40 ° C. and a THF flow rate of 0.35 mL / min.
  • the column is used by connecting brand names "Zorbax PSM-1000S", "PSM-300S” and “PSM-60S", and the brand name "DIOL 4.6 x 12.5 mm 5 micron" as a guard column in the former stage Connect and use.
  • a deactivator a neutralizing agent and the like may be added to the copolymer solution as required.
  • the deactivator include, but are not limited to, water; and alcohols such as water, methanol, ethanol and isopropanol.
  • the neutralizing agent include, but are not limited to, stearic acid, oleic acid, versatic acid (C.sub.11-C.sub.11, mixture of mainly branched carboxylic acids having a center of 10, etc.), and the like. Acids; aqueous solutions of inorganic acids, carbon dioxide gas, etc. may be mentioned.
  • the modified conjugated diene polymer (A) is, for example, 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxy from the viewpoint of preventing gel formation after polymerization and from the viewpoint of improving the processing stability.
  • an extender oil can be added to the modified conjugated diene copolymer as required.
  • the method for adding the extender oil to the modified conjugated diene polymer is not limited to the following, but the extender oil is added to the polymer solution and mixed to obtain an oil extended copolymer solution as a solvent Method is preferred.
  • the extender oil include aromatic oil, naphthenic oil, paraffin oil and the like. Among them, an aromatic substitute oil having 3% by mass or less of a polycyclic aromatic (PCA) component by the IP 346 method is preferable from the viewpoint of environmental safety and oil bleeding prevention and wet performance.
  • the amount of extension oil added is not particularly limited, but it is preferably 10 to 60 parts by mass, and more preferably 20 to 37.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the modified conjugated diene-based polymer (A).
  • the modified conjugated diene polymer (A) As a method for obtaining the modified conjugated diene polymer (A) from the polymer solution, known methods can be used. As the method, for example, after separating the solvent by steam stripping etc., the polymer is separated by filtration, further it is dewatered and dried to obtain the polymer, it is concentrated by the flushing tank, further it is vented extruder etc. And degassing with a drum dryer or the like.
  • the modified conjugated diene-based polymer (A) obtained by reacting the coupling agent represented by the general formula (VI) with the conjugated diene-based polymer is represented by, for example, the general formula (I).
  • D represents a conjugated diene polymer chain
  • the weight average molecular weight of the conjugated diene polymer chain is preferably 10 ⁇ 10 4 to 100 ⁇ 10 4 .
  • the conjugated diene polymer chain is a structural unit of a modified conjugated diene polymer, and is, for example, a structural unit derived from a conjugated diene polymer which is produced by reacting a conjugated diene polymer and a coupling agent. is there.
  • the hydrocarbon group represented by A includes saturated, unsaturated, aliphatic and aromatic hydrocarbon groups. Examples of the organic group having no active hydrogen include active hydrogens such as hydroxyl group (-OH), secondary amino group (> NH), primary amino group (-NH 2 ) and sulfhydryl group (-SH). And an organic group having no functional group.
  • A is represented by the general formula (II) or (III), and k represents 0. More preferably, in the general formula (I), A is represented by the general formula (II) or (III), k is 0, and in the general formula (II) or (III), a is , Represents an integer of 2 to 10. Even more preferably, in the general formula (I), A is represented by the general formula (II), k is 0, and in the general formula (II), a is an integer of 2 to 10 Show.
  • the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber component is preferably 25 to 40% by mass, and more preferably 30 to 35% by mass.
  • the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber component is 25% by mass or more, the wet performance of the tire can be further improved when applied to the tire.
  • the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber component is 40% by mass or less, the processability of the rubber composition is improved.
  • the rubber component of the present invention may be a modified SBR other than the above-mentioned modified conjugated diene polymer (A) or may be an unmodified SBR.
  • modified SBR modified (co) polymer as polymer component P2 of WO 2017/077712 and modified polymer C, modified polymer D described in the examples and the like can be mentioned.
  • the styrene-alkylene block copolymer is a copolymer having a block derived from a styrenic monomer and an alkylene block.
  • the styrene / alkylene block copolymer in the rubber composition according to the present invention has a total styrene content of 30% by mass or more based on the total mass of the styrene / alkylene block copolymer. is there.
  • the styrene / alkylene block copolymer may be used alone or in combination of two or more.
  • the total styrene content (total content of blocks derived from styrenic monomers) of the styrene / alkylene block copolymer may be appropriately adjusted, but is, for example, 30 to 60% by mass.
  • the total styrene content is preferably 50% by mass or more. Thereby, dry handling can be further enhanced.
  • the styrene content of the styrene-alkylene block copolymer and the content of the alkylene unit described later are determined by the integral ratio of 1 H-NMR.
  • the styrene block of the styrene-alkylene block copolymer has units derived from a styrene-based monomer (polymerized a styrene-based monomer).
  • styrenic monomers include styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, vinyl toluene and the like. Among these, styrene is preferable as the styrene-based monomer.
  • the alkylene block of the styrene-alkylene block copolymer has alkylene (divalent saturated hydrocarbon group) units.
  • alkylene unit for example, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms can be mentioned.
  • the alkylene unit may be a linear structure, a branched structure, or a combination thereof.
  • Examples of the alkylene unit having a linear structure include, for example,-(CH 2 -CH 2 ) -unit (ethylene unit),-(CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 ) -unit (butylene unit), etc. .
  • alkylene unit having a branched structure examples include — (CH 2 —CH (C 2 H 5 )) — unit (butylene unit) and the like. Among them, it is preferable to have an — (CH 2 —CH (C 2 H 5 )) — unit as an alkylene unit.
  • the total content of the alkylene units may be appropriately adjusted, and is, for example, 40 to 70% by mass with respect to the total mass of the styrene / alkylene block copolymer.
  • the rubber composition according to the present invention is characterized in that the alkylene block of the styrene-alkylene block copolymer is-(CH 2 -CH (C 2 H 5 ))-unit (A) and-(CH 2 -CH 2 )- It has a unit (B), and the total content of the units (A) is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more based on the total mass of all the alkylene blocks (A units + B units) And 65% by mass or more. Moreover, it is preferable that the said total content is 90 mass% or less, 85 mass% or less, or 80 mass% or less. This makes it possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • the styrene / alkylene block copolymer is styrene / ethylene butylene / styrene block copolymer (SEBS), styrene / ethylene propylene / styrene block copolymer (SEPS) and styrene -One or more selected from the group consisting of ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymers (SEEPS).
  • SEBS styrene / ethylene butylene / styrene block copolymer
  • SEPS styrene / ethylene propylene / styrene block copolymer
  • SEEPS styrene -One or more selected from the group consisting of ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymers
  • the styrene / alkylene block copolymer is preferably a styrene / ethylene butylene / styrene block copolymer.
  • the ethylene butylene block of this styrene ethylene butylene styrene block copolymer is a block which has an ethylene unit and a butylene unit which were mentioned above.
  • the styrene-alkylene block copolymer may contain other structural units other than the above-mentioned styrene block and alkylene block.
  • the preparation method of a styrene alkylene block copolymer is not specifically limited, A well-known method can be used.
  • a precursor copolymer is obtained by copolymerizing a styrene-based monomer such as styrene and a conjugated diene compound such as 1,3-butadiene or an olefin such as butene, and hydrogenating this precursor copolymer.
  • Styrene-alkylene block copolymers can be obtained.
  • the styrene / alkylene block copolymer may be a commercially available product.
  • Examples of such commercial products include JSR DYNARON (registered trademark) 8903P, 9901P, etc. manufactured by JSR Corporation.
  • the blending amount of the styrene-alkylene block copolymer in the rubber composition is not particularly limited, and may be appropriately adjusted.
  • the blending amount of the styrene-alkylene block copolymer is 4 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the blending amount of styrene / alkylene block copolymer is 8.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is preferred.
  • the rubber composition according to the present invention is selected from the group consisting of a filler, a vulcanization accelerator, a silane coupling agent, a vulcanizing agent and a glycerin fatty acid ester in addition to the rubber component and the styrene / alkylene block copolymer. One or more may be further included.
  • ⁇ Filler> As the filler, for example, silica, carbon black, aluminum oxide, clay, alumina, talc, mica, kaolin, glass balloon, glass beads, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium oxide, titanium oxide, Examples include potassium titanate and barium sulfate.
  • the fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the filler preferably contains silica.
  • the silica is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate and aluminum silicate.
  • BET specific surface area of silica is not particularly limited, for example, a 40 ⁇ 350m 2 / g or 80 ⁇ 300m 2 / g,, preferably from 150 ⁇ 280m 2 / g, more preferably 190 ⁇ 250m 2 / g.
  • the amount of silica in the filler is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the purpose, but is preferably 50 to 100% by mass, and 80 to 100% by mass with respect to the total mass of the filler. % Is more preferable, 90 to 100% by mass is particularly preferable, and 90 to 100% by mass is more preferable.
  • the carbon black is not particularly limited and includes, for example, high, medium or low structure SAF, ISAF, ISAF-HS, IISAF, N339, HAF, FEF, GPF, SRF grade, etc. carbon black.
  • the compounding amount of the filler is not particularly limited and may be appropriately adjusted. For example, it is 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the compounding amount of the filler is preferably 50 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of low loss property and wet performance.
  • the rubber composition according to the present invention preferably contains a vulcanization accelerator in addition to the rubber component and the styrene-alkylene block copolymer.
  • the vulcanization accelerator is, for example, at least one selected from guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiourea and diethylthiourea. Each of these may be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of the vulcanization accelerator is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the purpose.
  • it is 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the effect of the vulcanization is easily obtained when the amount is 0.1 parts by mass or more, and the excessive progress of the vulcanization can be suppressed when the amount is 20 parts by mass or less.
  • the guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiourea and diethylthiourea function as a vulcanization accelerator when they are mixed with the kneaded material obtained from the kneading step A in the kneading step B (production step) described later.
  • a vulcanization accelerator when they are mixed with the kneaded material obtained from the kneading step A in the kneading step B (production step) described later.
  • the silica and the silane coupling agent in the kneading stage A (non-production stage) described later it functions as an activator enhancing the coupling function of the silane coupling agent to the silica.
  • guanidines are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolyl guanidine and 1-o-tolylbiguanide are preferable in view of high reactivity, and 1,3-diphenyl guanidine is more preferable.
  • sulfenamides are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • the thiazoles are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • -Thiourea- Thiourea is a compound represented by NH 2 CSNH 2 .
  • Diethylthiourea is a compound represented by C 2 H 5 NHCSNHC 2 H 5 .
  • silane coupling agent By using a silane coupling agent, it is possible to obtain a tire which is further excellent in workability at the time of rubber processing and which is more excellent in abrasion resistance.
  • the silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the silane coupling agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, for example, formula (I) :( R 1 O) 3-p (R 2) p Si-R 3 -S a A compound represented by the formula (II): (R 4 O) 3-s (R 5 ) s Si-R 6 -S k -R 7 -R 3 -Si (OR 1 ) 3-r (R 2 ) r And compounds represented by -S k -R 6 -Si (OR 4 ) 3 -t (R 5 ) t .
  • R 1 is each independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a hydrogen atom
  • 2 is each independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • each R 3 is independently a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
  • a is 2 to 6 as an average value
  • p and r may be the same or different and each is 0 to 3 as an average value. However, both p and r can not be 3.
  • R 4 is each independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a hydrogen atom
  • 5 is each independently a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • each R 6 is independently a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 7 is the formula (-S-R 8 -S -) , (- R 9 -S m1 -R 10 -) and (-R 11 -S m2 -R 12 -S m3 -R 13 -) either Group (wherein R 8 to R 13 are each a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen, , M1, m2 and m3 may be the same or different and each is an average value of 1 or more and 4 or less), k is independently 6 to 6 as an average value, and s and t are each individually The average value is 0 to 3. However, both s and t can not be 3.
  • silane coupling agent represented by the formula (I) for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) tetra Sulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2 -Triethoxysilylethyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis 2-triethoxy
  • silane coupling agent for example, Si363 (ethoxy (3-mercaptopropyl) bis (3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy) silane manufactured by Evonik Degussa, [C 13 H], 27 O (CH 2 CH 2 O) 5 ] 2 (CH 3 CH 2 O) Si (CH 2 ) 3 SH) and the like.
  • the amount is preferably 2 to 20 parts by mass, and more preferably 4 to 12 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the ratio of the compounding amount (mass) of the silane coupling agent to the compounding amount (mass) of silica is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the purpose. However, 0.01 to 0.20 is preferable, 0.03 to 0.20 is more preferable, and 0.04 to 0.10 is particularly preferable. If this ratio is 0.01 or more, the effect of reducing the heat buildup of the rubber composition can be easily obtained, and if it is 0.20 or less, the production cost of the rubber composition is reduced to improve the economic efficiency. be able to.
  • the vulcanizing agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include sulfur.
  • the vulcanizing agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the compounding amount of the vulcanizing agent is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the purpose.
  • it is 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the amount is more preferably 0 to 2.0 parts by mass, and particularly preferably 1.2 to 1.8 parts by mass.
  • thermoplastic resin The rubber composition according to the present invention, in addition to the rubber component and a styrene-alkylene block copolymers, C 5 resins, C 5 ⁇ C 9 resins, C 9 resins, terpene resins, terpene - aromatics
  • the thermoplastic resin may further contain a thermoplastic resin selected from the group consisting of a rosin resin, a dicyclopentadiene resin, an alkylphenol resin and those obtained by partially hydrogenating them. Each of these may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the thermoplastic resin is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the purpose. For example, it is 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the C 5 -based resin refers to a C 5 -based synthetic petroleum resin, and means a resin obtained by polymerizing a C 5 fraction with a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 .
  • a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 .
  • copolymers containing isoprene, cyclopentadiene, 1,3-pentadiene and 1-pentene as main components
  • copolymers of 2-pentene and dicyclopentadiene and 1,3-pentadiene as main components. Polymers and the like.
  • the C 5 -C 9 resin refers to a C 5 -C 9 synthetic petroleum resin, which is obtained by polymerizing a C 5 -C 11 fraction with a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 Means resin.
  • a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 Means resin.
  • copolymers having styrene, vinyl toluene, ⁇ -methylstyrene, indene or the like as a main component can be mentioned.
  • a C 5 to C 9 based resin containing few components of C 9 or more is preferable because of its excellent compatibility with the rubber component.
  • a resin in which the proportion of the C 9 or more component in the C 5 to C 9 resin is less than 50% by mass is preferable, and a resin in which the proportion is 40% by mass or less is more preferable.
  • those partially hydrogenated for example, Alcon (registered trademark) of Arakawa Chemical Industries, Ltd.) and the like can also be mentioned.
  • -C 9 series resin- C 9 resins refers to C 9 based synthetic petroleum resins, it means a resin obtained a C 9 fraction was polymerized using a Friedel-Crafts catalyst such as AlCl 3 or BF 3.
  • a Friedel-Crafts catalyst such as AlCl 3 or BF 3.
  • copolymers having as main components indene, methyl indene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene and the like can be mentioned.
  • those partially hydrogenated for example, Alcon (registered trademark) of Arakawa Chemical Industries, Ltd.) and the like can also be mentioned.
  • the terpene resin can be obtained by blending turpentine oil obtained at the same time as obtaining rosin from pine tree trees or a polymerization component separated therefrom, and polymerizing using a Friedel-Crafts-type catalyst.
  • turpentine oil obtained at the same time as obtaining rosin from pine tree trees or a polymerization component separated therefrom, and polymerizing using a Friedel-Crafts-type catalyst.
  • ⁇ -pinene resin, ⁇ -pinene resin and the like can be mentioned.
  • the terpene-aromatic resin can be obtained by reacting terpenes with various phenols using a Friedel-Crafts-type catalyst, or by further condensing with formalin.
  • terpene-phenol resin and the like can be mentioned.
  • resins in which the phenol component in the terpene-phenol resin is less than 50% by mass are preferable, and resins having 40% by mass or less are more preferable.
  • the terpene as a raw material is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose.
  • Examples thereof include monoterpene hydrocarbons such as ⁇ -pinene and limonene. Among these, those containing ⁇ -pinene are preferable, and ⁇ -pinene is more preferable.
  • the rosin resin is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose.
  • natural resin rosins such as gum rosin, tall oil resin and wood rosin contained in raw pine jani and tall oil; modified rosin; modified rosin And rosin derivatives.
  • the modified rosin derivative is, for example, polymerized rosin, partially hydrogenated rosin thereof, glycerin ester rosin, partially hydrogenated rosin or fully hydrogenated rosin thereof, pentaerythritol ester rosin, partially hydrogenated rosin or fully hydrogenated rosin Etc.
  • the dicyclopentadiene resin can be obtained by polymerizing dicyclopentadiene using a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 .
  • a Friedel-Crafts-type catalyst such as AlCl 3 or BF 3 .
  • Specific examples of commercially available products of dicyclopentadiene resin include Quinton 1920 (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), Quinton 1105 (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), and Marcarets M-890A (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.).
  • alkylphenol-type resin there is no restriction
  • alkylphenol- acetylene resin such as p-tert- butylphenol- acetylene resin, the alkyl phenol formaldehyde resin of low polymerization degree etc. are mentioned Be
  • the rubber composition of the present invention contains silica as a filler, it further comprises a glycerin fatty acid ester, and the glycerin fatty acid ester is an ester of glycerin and two or more fatty acids, and the glycerin fatty acid ester is Glycerin characterized in that the fatty acid component most abundant in the total fatty acids is 10 to 90% by mass, and the monoester component is further contained 50 to 100% by mass in the glycerin fatty acid ester among two or more kinds of fatty acids constituting It is preferred to include a fatty acid ester composition.
  • the glycerin fatty acid ester composition is contained, the processability of the rubber composition is improved, and by applying the rubber composition to a tire, the low loss property of the tire can be further improved.
  • the glycerin fatty acid ester is an ester of glycerin and two or more fatty acids.
  • glycerine fatty acid ester is a compound which ester bond forms with at least one of three OH groups of glycerol, and the COOH group of a fatty acid.
  • the glycerol fatty acid ester is a glycerin fatty acid diester formed by esterifying one glycerol and two fatty acid molecules ( It may be a diester component) or a glycerol fatty acid triester (triester component) formed by esterifying one molecule of glycerol and three molecules of fatty acid, or a mixture thereof, but a glycerol fatty acid monoester is preferable.
  • glycerol fatty acid ester is a mixture of glycerol fatty acid monoester, glycerol fatty acid diester, and glycerol fatty acid triester
  • the content rate of each ester can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • two fatty acids which comprise glycerol fatty-acid diester, and three fatty acids which comprise glycerol fatty-acid triester may be same or different.
  • the glycerin fatty acid ester is an ester of glycerin and two or more fatty acids, and may be a glycerin fatty acid diester or a glycerin fatty acid triester formed by esterifying two or more fatty acids with one glycerin molecule, but one glycerin A mixture of a glycerol fatty acid monoester formed by esterifying one fatty acid with one molecule of the two or more kinds of fatty acids and a glycerol fatty acid monoester formed by esterifying one glycerol and one molecule of another fatty acid Is preferred.
  • the two or more types of fatty acids that is, the constituent fatty acids of glycerin fatty acid esters
  • the two or more types of fatty acids have 8 to 22 carbon atoms from the viewpoint of processability, low loss property, and destruction characteristics of rubber compositions.
  • Certain fatty acids are preferable, fatty acids having 12 to 18 carbon atoms are more preferable, fatty acids having 14 to 18 carbon atoms are more preferable, and fatty acids having 16 carbon atoms and fatty acids having 18 carbon atoms are more preferable.
  • one of the most abundant fatty acid component and the second most abundant fatty acid component is a C16 fatty acid and the other is a C18 fatty acid More preferable.
  • the mass ratio of the fatty acid having 16 carbon atoms to the fatty acid having 18 carbon atoms (carbon number 16)
  • the range of 90/10 to 10/90 is preferable, the range of 80/20 to 20/80 is more preferable, and the range of 75/25 to 25/75 is even more preferable. If the mass ratio of the fatty acid having 16 carbon atoms to the fatty acid having 18 carbon atoms is within this range, the processability, the low loss property, and the fracture characteristics of the rubber composition can be further improved.
  • the constituent fatty acid of the glycerin fatty acid ester may be linear or branched, but is preferably linear, and may be saturated fatty acid or unsaturated fatty acid, but is preferably saturated fatty acid.
  • caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, aralgic acid as the constituent fatty acid of the glycerin fatty acid ester Arachidonic acid, behenic acid and the like can be mentioned.
  • lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid are preferable, and palmitic acid and stearic acid are more preferable.
  • glycerin fatty acid ester specifically, lauric acid monoglyceride, myristic acid monoglyceride, palmitic acid monoglyceride and stearic acid monoglyceride are preferable, and palmitic acid monoglyceride and stearic acid monoglyceride are more preferable.
  • the blending amount of the glycerin fatty acid ester composition is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass of the silica, from the viewpoint of processability of the rubber composition. 1 part by mass or more, still more preferably 1.5 parts by mass or more, and from the viewpoint of the fracture characteristics of the rubber composition, preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silica. It is at most parts by weight, more preferably at most 5 parts by weight.
  • the rubber composition according to the present invention does not deviate from the purport of the present invention, in addition to the above-mentioned components, components usually used in the rubber industry, such as anti-aging agents, vulcanization acceleration assistants and organic acid compounds. It can be appropriately selected and contained in the range.
  • the rubber composition comprises the rubber component; 4 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the styrene / alkylene block copolymer; and a filler containing silica. 20 to 120 parts by mass relative to 100 parts by mass of the rubber component; at least one vulcanization accelerator selected from the group consisting of guanidines, sulfenamides, thiazoles, thiourea and diethylthiourea; silane coupling agent; Containing a vulcanizing agent,
  • the rubber composition is obtained by a kneading step of kneading the rubber composition, The kneading step is Kneading at least 2 parts by mass of the rubber component, the styrene / alkylene block copolymer, the filler, a part or all of the vulcanization accelerator and 100 parts by mass of the rubber component Mixing step A, After the mixing step A, it is preferable
  • the kneading step includes at least a kneading step A and a kneading step B, and further includes another kneading step C as necessary.
  • kneading stage A- In the kneading step A, a mixture containing a rubber component, a styrene / alkylene block copolymer, a filler, a part or all of a vulcanization accelerator, and 2 parts by mass or more of a silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of the rubber component Knead.
  • a kneaded material (preliminary composition) is prepared by this kneading.
  • the kneaded material (preliminary composition) prepared in the kneading step A does not contain a vulcanizing agent (such as sulfur) other than the vulcanization accelerator.
  • the maximum temperature of the mixture is preferably 120 to 190 ° C., more preferably 130 to 175 ° C., from the viewpoint of more suitably enhancing the activity of the coupling function of the silane coupling agent.
  • the temperature is 140 to 170 ° C.
  • kneading step A it is preferable to first mix and knead a rubber component, a styrene-alkylene block copolymer, a filler and a silane coupling agent, add a vulcanization accelerator to this, and knead it further.
  • the kneading step B is a step of kneading the kneaded material (preliminary composition) prepared by the kneading in the kneading step A and the vulcanizing agent after the kneading step A.
  • the rubber composition is prepared by this kneading.
  • a vulcanization accelerator may be further added.
  • the maximum temperature of the mixture is preferably 60 to 140 ° C., more preferably 80 to 120 ° C., and particularly preferably 100 to 120 ° C.
  • the curing pressure may be released by simply opening the inner lid (so-called "ram") of the mixing machine, and the chemical may be additionally added. Substance) is taken out, and the temperature of the kneaded product (preliminary composition) is lowered by 10.degree. C.
  • the kneading step C is a step of further kneading the kneaded material (preliminary composition) prepared in the kneading step A.
  • the kneading step C may be performed multiple times. However, in the kneading step C, no vulcanizing agent is added.
  • the maximum temperature of the mixture is preferably 120 to 190 ° C., more preferably 130 to 175 ° C., from the viewpoint of more suitably enhancing the activity of the coupling function of the silane coupling agent.
  • the temperature is 140 to 170 ° C.
  • the kneading apparatus used for kneading in the kneading step is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose.
  • a single-screw kneading extruder; a multi-screw kneading extruder (continuous kneader); Kneaders having meshing or non-meshing rotating rotors such as remixers, intermixes, kneaders, etc .; rolls (batch-type kneading devices), etc. may be mentioned.
  • Various conditions such as the rotational speed of the rotor, the ram pressure, the kneading temperature, the type of the kneading apparatus, and the like in the kneading can be appropriately selected.
  • the preparation method of the rubber composition according to the present invention is not particularly limited, and components such as a rubber component, a styrene / alkylene block copolymer, and a filler may be kneaded using a known kneading method.
  • a method of preparing the rubber composition according to the present invention a method of preparing by a kneading step including the above-mentioned kneading step A and kneading step B is preferable.
  • the tire according to the present invention is a tire using the rubber composition described in any of the above. This makes it possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties.
  • part of a rubber composition is not specifically limited, It is preferable to use for the tread rubber of a tire.
  • Styrene-alkylene block copolymer (total styrene content: 15% by mass): DYNARON (registered trademark) 8600P manufactured by JSR, ratio of A units to A + B units: 68% by mass Styrene alkylene block copolymer (total styrene content: 32% by mass): SEPTON (registered trademark) 8007 manufactured by Kuraray Co., Ltd., ratio of A unit to A + B unit: 41% by mass Styrene alkylene block copolymer (total styrene content 35% by mass): DYNARON (registered trademark) 8903P manufactured by JSR, 70% by mass relative to A + B units of A units Styrene-alkylene block copolymer (total styrene content: 53% by mass): DYNARON (registered trademark) 9901P manufactured by JSR, ratio of A unit to A + B unit: 70% by mass Silica 1: Trade name Nip
  • Silane coupling agent 1 bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, trade name Si69 manufactured by Evonik Degussa
  • Silane coupling agent 2 Ethoxy (3-mercaptopropyl) bis (3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy) silane, trade name Si363 manufactured by Evonik Degussa
  • Silane coupling agent 3 bis (triethoxysilylpropyl) polysulfide, trade name ABC-856 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • C 5 ⁇ C 9 resin (C5-C9 resin): JXTG Energy's trade name T-REZ RD104 C 9 series resin (C 9 resin): trade name Nisseki Neopolymer 140 manufactured by JXTG Energy, Inc. Wax: Micro crystalline wax, manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.
  • Anti-aging agent (6PPD) N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, trade name Nocrac 6C manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
  • Anti-aging agent (TMQ) Brand name Nonflex RD-S manufactured by SEIKO CHEMICAL Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator (DPG) 1,3-diphenylguanidine, trade name Noccellar D, manufactured by Ouchi Emerging Chemical Industry Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator (MBTS) di-2-benzothiazolyl disulfide, trade name Noccellar DM manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
  • Modified SBR Low Tg SBR
  • cyclohexane solution of 1,3-butadiene and cyclohexane solution of styrene were added to 67.5 g of 1,3-butadiene and 7.5 g of styrene
  • 0.6 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane was added, and 0.8 mmol of n-butyllithium was added, followed by polymerization at 50 ° C. for 1.5 hours.
  • the static mixer provided in the middle of the pipe that supplies this mixed solution to the inlet of the reactive group, after adding and mixing n-butyllithium for residual impurity inactivation treatment at 0.117 mmol / min, It supplied continuously. Furthermore, the polymerization is carried out with a stirrer vigorously mixing 2,2-bis (2-oxolanyl) propane as a polar substance at a rate of 0.019 g / min and n-butyllithium as a polymerization initiator at a rate of 0.242 mmol / min. It was fed to the bottom of the reactor to continue the polymerization reaction continuously. The temperature was controlled so that the temperature of the polymerization solution at the top of the reactor was 75 ° C.
  • the polymer solution to which the coupling agent was added was continuously added by passing through a static mixer at a rate of n-hexane solution (water containing 5.2 ppm), and the coupling reaction was carried out. At this time, the time until the coupling agent is added to the polymerization solution flowing out from the outlet of the reactor is 4.8 minutes and the temperature is 68 ° C., and the temperature in the polymerization step and the temperature until the modifier is added And the difference between them was 7 ° C.
  • Antioxidant (BHT) is continuously added at 0.055 g / min (n-hexane solution) to a concentration of 0.2 g per 100 g of the polymer to the polymer solution subjected to the coupling reaction to complete the coupling reaction. did.
  • Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 18 The rubber composition is prepared according to the formulation and kneading method shown in Tables 1 to 4. Specifically, rubber compositions were prepared for Example 9, Examples 14 to 19 and Comparative Examples 12 to 18. Rubber compositions are prepared for Examples 1-8, Examples 10-13 and Comparative Examples 1-11. The rubber composition is used for tread rubber, and a radial tire for passenger car of size: 195 / 65R15 is produced according to a conventional method. Tires were produced for Example 14 and Example 16.
  • Example 9 ⁇ Low loss property>
  • Examples 14 to 19 and Comparative Examples 12 to 18 loss tangent (tan ⁇ ) of a vulcanized rubber obtained by vulcanizing each rubber composition at 145 ° C. for 33 minutes It was measured under the conditions of a spectrometer, a temperature of 50 ° C., an initial strain of 2%, a dynamic strain of 1%, and a frequency of 52 Hz.
  • Examples 1 to 8 Examples 10 to 13, Examples 20 to 21, and Comparative Examples 1 to 11, loss tangent of the vulcanized rubber obtained by vulcanizing each rubber composition at 145 ° C.
  • Tan ⁇ is predicted and evaluated under the conditions of a temperature of 50 ° C., an initial strain of 2%, a dynamic strain of 1%, and a frequency of 52 Hz, manufactured by Ueshima Seisakusho.
  • Tables 2 to 3 the tan ⁇ of each of Comparative Examples 1, 3, 6, 9, 11 and 12 is indexed as 100, similarly to the dry handling property.
  • tan ⁇ of Comparative Example 12 was indexed as 100.
  • tan ⁇ of Comparative Example 15 is indexed with 100.
  • Example 17 the index was displayed based on Comparative Example 12. The results are shown in Tables 2 to 4. The smaller the index value, the better the low loss.
  • the rubber composition having a total styrene content of 30% by mass or more of the styrene-alkylene block copolymer it is possible to achieve both wet performance and low loss while having excellent dry handling properties. it can.

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Abstract

ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したゴム組成物を提供すること。ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体とを含み、スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が、30質量%以上である、ゴム組成物。

Description

ゴム組成物およびタイヤ
 本発明は、ゴム組成物およびタイヤに関する。
 近年、環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求が強まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても転がり抵抗の低減が求められている。従来、タイヤの転がり抵抗を低減させる手法として、タイヤ構造を最適化する手法も検討されてきたが、タイヤに適用するゴム組成物について、tanδが低く(以下、「低ロス性」という)、低発熱性の優れたものを用いることも、現在一般的な手法として行われている。
 また、従来、スチレンブタジエンゴムとシリカを使いこなすことで、WET性能と低ロス性を両立したタイヤが主流であった。
国際公開第2015/079703号 国際公開第2017/077712号
 近年、天然ゴムをベースに、熱可塑性樹脂や軟化剤を従来よりも多量に配合することで、更に高いWET性能と低ロス性を発揮できることが分かった(例えば、特許文献1および2参照)。しかし、その場合、耐摩耗性や乾燥路面での操縦安定性(ドライハンドリング性)に改善の余地があった。
 そこで、本発明は、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したゴム組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したタイヤを提供することを目的とする。
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体とを含み、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、30質量%以上である、ゴム組成物である。
 本発明に係るゴム組成物は、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体のアルキレンブロックが、-(CH2-CH(C25))-単位(A)と-(CH2-CH2)-単位(B)を有し、単位(A)の合計含量が、全アルキレンブロック(A単位+B単位)の総質量に対して、40質量%以上であることが好ましい。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 本発明に係るタイヤは、上記ゴム組成物を用いた、タイヤである。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 本発明によれば、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したゴム組成物を提供することができる。本発明によれば、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したタイヤを提供することができる。
 以下、本発明の実施形態について説明する。これらの記載は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。
(ゴム組成物)
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体とを含み、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、30質量%以上である、ゴム組成物である。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 上記効果について、理論に拘束されることを望むものではないが、これは、スチレン・アルキレンブロック共重合体中のスチレンブロックがゴム組成物の加硫物において充填剤のような働きをする一方、ポリスチレンブロック間にアルキレンブロックが存在し、ポリスチレンブロック同士の擦れあいが低減されることによるものと推測される。
 <ゴム成分>
 ゴム成分としては、特に限定されず、公知のゴム組成物において用いられるゴム成分を用いることができる。ゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソプレンゴム、これらの変性体などが挙げられる。ゴム成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本願では、ゴム成分のガラス転移温度が、-50℃を超えていれば高Tgゴム、-50℃以下であれば低Tgゴムと表記する。高Tgゴムの好ましいガラス転移温度の領域は-50℃より大きく-5℃以下である。低Tgゴムの好ましいガラス転移温度の領域は-150℃以上-50℃以下である。高Tgゴムの具体例としてはSBRが挙げられ、低Tgゴムの具体例としては、NR、IR、BR、SBRが挙げられる。
また、本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、少なくとも1種の高Tgゴムと少なくとも1種の低Tgゴムを併用することが望ましい。
 本発明に係るゴム組成物は、前記ゴム成分として天然ゴムを含むことが好ましい。
 これにより、耐寒性と低ロス性を向上させることができる。
 本発明に係るゴム組成物は、前記ゴム成分中における前記天然ゴムの割合が、50質量%以上であることが好ましい。
 これにより、耐寒性と低ロス性を向上させることができる。
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、未変性SBRおよび変性SBRからなる群より選択される1種以上を含むことが好ましい。
 未変性SBRおよび変性SBRからなる群より選択される1種を含む場合、未変性SBRおよび変性SBRの重量平均分子量(Mw)は、4×104以上700×104以下であり、より好ましくは10×104以上600×104以下であることが好ましい。
 低Tgゴムとして未変性SBRおよび変性SBRを選択する場合、低TgSBRの分子量は4×104以上200×104以下であり、より好ましくは、6×104以上100×104以下であり、より好ましくは8×104以上80×104以下であり、より好ましくは12×104以上50×104以下であり、14×104以上35×104以下であることが更に好ましい。
 低Tgゴムとして未変性SBRおよび変性SBRを選択する場合、低TgSBRのガラス転移温度は、-150℃以上-50℃以下が好ましく、-100℃以上-50℃以下がより好ましく、-80℃以上-50℃以下が更に好ましい。
 高Tgゴムとして未変性SBRおよび変性SBRを選択する場合、高TgSBRの分子量は6×104以上600×104以下であり、より好ましくは12×104以上500×104以下であり、17×104以上150×104以下であり、30×104以上130×104以下であることが更に好ましい。
 高Tgゴムとして未変性SBRおよび変性SBRを選択する場合、高TgSBRのガラス転移温度は、-50℃より大きく‐5℃以下が好ましく、-48℃以上-8℃以下がより好ましく、-42℃以上‐12℃以下が更に好ましい。
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、変性SBRなどの変性共役ジエン系重合体を含むことが好ましい。
 変性共役ジエン系重合体としては、例えば、以下の変性共役ジエン系重合体(A)が好ましい。この変性共役ジエン系重合体(A)は、重量平均分子量が20×104以上300×104以下であって、該変性共役ジエン系重合体(A)の総量に対して、分子量が200×104以上500×104以下である変性共役ジエン系重合体を、0.25質量%以上30質量%以下含み、収縮因子(g’)が0.64未満である。この変性共役ジエン系重合体(A)により、低ロス性をより向上させることができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、分岐を有し、分岐度が5以上であることが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤのWET性能を更に向上させることができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合する共役ジエン系重合体鎖と、を有し、前記分岐は、1の前記カップリング残基に対して5以上の前記共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むことが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤのWET性能を更に向上させることができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、下記一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[一般式(I)中、Dは、共役ジエン系重合体鎖を示し、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を示し、R4及びR7は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキル基を示し、R5、R8、及びR9は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示し、R6及びR10は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキレン基を示し、R11は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示し、m及びxは、それぞれ独立して1~3の整数を示し、x≦mであり、pは、1又は2を示し、yは、1~3の整数を示し、y≦(p+1)であり、zは、1又は2の整数を示し、それぞれ複数存在する場合のD、R1~R11、m、p、x、y、及びzは、それぞれ独立しており、iは、0~6の整数を示し、jは、0~6の整数を示し、kは、0~6の整数を示し、(i+j+k)は、3~10の整数であり、((x×i)+(y×j)+(z×k))は、5~30の整数であり、Aは、炭素数1~20の、炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子及びリン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、かつ、活性水素を有しない有機基を示す]で表されるものであることが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。
 ここで、一般式(I)において、Aは、下記一般式(II)~(V)のいずれかで表されるものであることが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤの低ロス性と、WET性能と、耐摩耗性とを高度にバランスさせることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[一般式(II)中、B1は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示し、複数存在する場合のB1は、各々独立している;
 一般式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を示し、aは、1~10の整数を示し、それぞれ複数存在する場合のB2及びB3は、各々独立している;
 一般式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示し、複数存在する場合のB4は、各々独立している;
 一般式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、aは、1~10の整数を示し、複数存在する場合のB5は、各々独立している]
 変性共役ジエン系重合体(A)は、共役ジエン系重合体を、下記一般式(VI)で表されるカップリング剤と反応させてなることが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[一般式(VI)中、R12、R13及びR14は、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を示し、R15、R16、R17、R18及びR20は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキル基を示し、R19及びR22は、それぞれ独立して炭素数1~20のアルキレン基を示し、R21は、炭素数1~20の、アルキル基又はトリアルキルシリル基を示し、mは、1~3の整数を示し、pは、1又は2を示し、R12~R22、m及びpは、複数存在する場合、それぞれ独立しており、i、j及びkは、それぞれ独立して0~6の整数を示し、但し、(i+j+k)は、3~10の整数であり、Aは、炭素数1~20の、炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子及びリン原子からなる群から選択される少なくとも一種の原子を有し、活性水素を有しない有機基を示す]
 ここで、一般式(VI)で表されるカップリング剤は、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、及びテトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサンからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。この場合、タイヤに適用することで、タイヤの耐摩耗性を更に向上させることができる。
 一般に、分岐を有する重合体は、同一の絶対分子量である直鎖状の重合体と比較した場合に、分子の大きさが小さくなる傾向にあり、前記収縮因子(g’)は、想定上同一の絶対分子量である直鎖状重合体に対する、分子の占める大きさの比率の指標である。即ち、重合体の分岐度が大きくなれば、収縮因子(g’)は小さくなる傾向にある。本実施形態では、分子の大きさの指標として固有粘度を用い、直鎖状の重合体は、固有粘度[η]=-3.883M0.771の関係式に従うものとして用いる。変性共役ジエン系重合体の各絶対分子量のときの収縮因子(g’)を算出し、絶対分子量が100×104~200×104のときの収縮因子(g’)の平均値を、その変性共役ジエン系重合体の収縮因子(g’)とする。ここで、「分岐」とは、1つの重合体に対して、他の重合体が直接的又は間接的に結合することにより形成されるものである。また、「分岐度」は、1の分岐に対して、直接的又は間接的に互いに結合している重合体の数である。例えば、後述するカップリング残基を介して間接的に、後述の5つの共役ジエン系重合体鎖が互いに結合している場合には、分岐度は5である。なお、カップリング残基とは、共役ジエン系重合体鎖に結合される、変性共役ジエン系重合体の構成単位であり、例えば、後述する共役ジエン系重合体とカップリング剤とを反応させることによって生じる、カップリング剤由来の構造単位である。また、共役ジエン系重合体鎖は、変性共役ジエン系重合体の構成単位であり、例えば、後述する共役ジエン系重合体とカップリング剤とを反応させることによって生じる、共役ジエン系重合体由来の構造単位である。
 前記収縮因子(g’)は、0.64未満であり、好ましくは0.63以下であり、より好ましくは0.60以下であり、さらに好ましくは0.59以下であり、より一層好ましくは0.57以下である。また、収縮因子(g’)の下限は特に限定されず、検出限界値以下であってもよいが、好ましくは0.30以上であり、より好ましくは0.33以上であり、さらに好ましくは0.35以上であり、より一層好ましくは0.45以上であり、さらには0.59以上である。収縮因子(g’)がこの範囲である変性共役ジエン系重合体(A)を使用することで、ゴム組成物の加工性が向上する。
 収縮因子(g’)は分岐度に依存する傾向にあるため、例えば、分岐度を指標として収縮因子(g’)を制御することができる。具体的には、分岐度が6である変性共役ジエン系重合体とした場合には、その収縮因子(g’)は0.59以上0.63以下となる傾向にあり、分岐度が8である変性共役ジエン系重合体とした場合には、その収縮因子(g’)は0.45以上0.59以下となる傾向にある。
 収縮因子(g’)の測定方法は、以下のとおりである。変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(Malvern社製の商品名「GPCmax VE-2001」)を使用して、光散乱検出器、RI検出器、粘度検出器(Malvern社製の商品名「TDA305」)の順番に接続されている3つの検出器を用いて測定し、標準ポリスチレンに基づいて、光散乱検出器とRI検出器の結果から絶対分子量を、RI検出器と粘度検出器の結果から固有粘度を求める。直鎖ポリマーは、固有粘度[η]=-3.883M0.771に従うものとして用い、各分子量に対応する固有粘度の比としての収縮因子(g’)を算出する。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを使用する。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G5000HXL」、及び「TSKgel G6000HXL」を接続して使用する。測定用の試料20mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液100μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量1mL/分の条件で測定する。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、分岐を有し、分岐度が5以上であることが好ましい。また、変性共役ジエン系重合体(A)は、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合する共役ジエン系重合体鎖とを有し、さらに、上記分岐が、1の当該カップリング残基に対して5以上の当該共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むことがより好ましい。分岐度が5以上であること、及び、分岐が、1のカップリング残基に対して5以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むよう、変性共役ジエン系重合体の構造を特定することにより、より確実に収縮因子(g’)を0.64未満にすることができる。なお、1のカップリング残基に対して結合している共役ジエン系重合体鎖の数は、収縮因子(g’)の値から確認することができる。
 また、変性共役ジエン系重合体(A)は、分岐を有し、分岐度が6以上であることがより好ましい。また、変性共役ジエン系重合体(A)は、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合する共役ジエン系重合体鎖とを有し、さらに、上記分岐が、1の当該カップリング残基に対して6以上の当該共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むことが、さらに好ましい。分岐度が6以上であること、及び、分岐が、1のカップリング残基に対して6以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むよう、変性共役ジエン系重合体の構造を特定することにより、収縮因子(g’)を0.63以下にすることができる。
 更に、変性共役ジエン系重合体(A)は、分岐を有し、分岐度が7以上であることがさらに好ましく、分岐度が8以上であることがより一層好ましい。分岐度の上限は特に限定されないが、18以下であることが好ましい。また、変性共役ジエン系重合体(A)は、1以上のカップリング残基と、該カップリング残基に対して結合する共役ジエン系重合体鎖とを有し、さらに、上記分岐が、1の当該カップリング残基に対して7以上の当該共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むことが、より一層好ましく、1の当該カップリング残基に対して8以上の当該共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むことが、特に好ましい。分岐度が8以上であること、及び、分岐が、1のカップリング残基に対して8以上の共役ジエン系重合体鎖が結合している分岐を含むよう、変性共役ジエン系重合体の構造を特定することにより、収縮因子(g’)を0.59以下にすることができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、窒素原子と、ケイ素原子とを有することが好ましい。この場合、ゴム組成物の加工性が良好となり、また、タイヤに適用した際に、タイヤのWET性能及び耐摩耗性を向上させつつ、低ロス性を更に向上することができる。なお、変性共役ジエン系重合体(A)が窒素原子を有することについては、後述する変性率の測定方法で、算出された変性率が10%以上であった場合、窒素原子を有していると判断する。特定のカラムへの吸着の有無によって確認することができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)がケイ素原子を有することは、以下の方法により判断する。変性共役ジエン系重合体0.5gを試料として、JIS K 0101 44.3.1に準拠して、紫外可視分光光度計(島津製作所社製の商品名「UV-1800」)を用いて測定し、モリブデン青吸光光度法により定量する。これにより、ケイ素原子が検出された場合(検出下限10質量ppm)、ケイ素原子を有していると判断する。
 前記共役ジエン系重合体鎖は、少なくともその1つの末端が、それぞれカップリング残基が有するケイ素原子と結合していることが好ましい。この場合、複数の共役ジエン系重合体鎖の末端が、1のケイ素原子と結合していてもよい。また、共役ジエン系重合体鎖の末端と炭素数1~20のアルコキシ基又は水酸基とが、一つのケイ素原子に結合し、その結果として、その1つのケイ素原子が炭素数1~20のアルコキシシリル基又はシラノール基を構成していてもよい。
 前記変性共役ジエン系共重合体(A)は、伸展油を加えた油展重合体とすることができる。該変性共役ジエン系共重合体(A)は、非油展であっても、油展であってもよいが、耐摩耗性の観点から、100℃で測定されるムーニー粘度が、20以上100以下であることが好ましく、30以上80以下であることがより好ましい。
 ムーニー粘度の測定方法は、以下のとおりである。共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、JIS K6300に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定する。測定温度は、共役ジエン系重合体を試料とする場合には110℃とし、変性共役ジエン系重合体を試料とする場合には100℃とする。まず、試料を1分間試験温度で予熱した後、ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))とする。
 変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、20×104以上300×104以下であり、好ましくは50×104以上であり、より好ましくは64×104以上であり、さらに好ましくは80×104以上である。また、上記重量平均分子量は、好ましくは250×104以下であり、更に好ましくは180×104以下であり、より好ましくは150×104以下である。重量平均分子量が20×104以上であれば、タイヤの低ロス性とWET性能とを高度に両立することができる。また、重量平均分子量が300×104以下であれば、ゴム組成物の加工性が向上する。
 変性共役ジエン系重合体(A)及び後述する共役ジエン系重合体に対する、数平均分子量、重量平均分子量、分子量分布、特定の高分子量成分の含有量は、以下のように測定する。共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)と、変性共役ジエン系重合体のピークトップ分子量(Mp1)と共役ジエン系重合体のピークトップ分子量(Mp2)とその比率(Mp1/Mp2)と、分子量200×104以上500×104以下の割合と、を求める。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF(テトラヒドロフラン)を使用する。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用する。測定用の試料10mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で測定する。
 上記のピークトップ分子量(Mp1及びMp2)は、次のようにして求める。測定して得られるGPC曲線において、最も高分子量の成分として検出されるピークを選択する。その選択したピークについて、そのピークの極大値に相当する分子量を算出し、ピークトップ分子量とする。
 また、上記の分子量200×104以上500×104以下の割合は、積分分子量分布曲線から分子量500×104以下が全体に占める割合から分子量200×104未満が占める割合を差し引くことで算出する。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、該変性共役ジエン系重合体の総量(100質量%)に対して、分子量が200×104以上500×104以下である変性共役ジエン系重合体(本明細書において、「特定の高分子量成分」ともいう。)を、0.25質量%以上30質量%以下含む。該特定の高分子量成分の含有量がこの範囲内であれば、タイヤの低ロス性とWET性能とを高度に両立することができる。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、特定の高分子量成分を、好ましくは1.0質量%以上含み、より好ましくは1.4質量%以上含み、さらに好ましくは1.75質量%以上含み、より一層好ましくは2.0質量%以上含み、特に好ましくは2.15質量%以上含み、極めて好ましくは2.5質量%以上含む。また、変性共役ジエン系重合体(A)は、特定の高分子量成分を、好ましくは28質量%以下含み、より好ましくは25質量%以下含み、さらに好ましくは20質量%以下含み、より一層好ましくは18質量%以下含む。
 なお、本明細書において「分子量」とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって得られる、標準ポリスチレン換算分子量である。特定の高分子量成分の含有量がこのような範囲にある変性共役ジエン系重合体(A)を得るためには、後述する重合工程と反応工程とにおける反応条件を制御することが好ましい。例えば、重合工程においては、後述する有機モノリチウム化合物の重合開始剤としての使用量を調整すればよい。また、重合工程において、連続式、及び回分式のいずれの重合様式においても、滞留時間分布を有する方法を用いる、すなわち、成長反応の時間分布を広げるとよい。
 変性共役ジエン系重合体(A)においては、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、1.6以上3.0以下が好ましい。変性共役ジエン系重合体(A)の分子量分布がこの範囲であれば、ゴム組成物の加工性が良好となる。
 変性共役ジエン系重合体(A)の製造方法は、特に限定されるものではないが、有機モノリチウム化合物を重合開始剤として用い、少なくとも共役ジエン化合物を重合し、共役ジエン系重合体を得る重合工程と、該共役ジエン系重合体の活性末端に対して、5官能以上の反応性化合物(以下、「カップリング剤」ともいう。)を反応させる反応工程と、を有することが好ましい。カップリング剤としては、窒素原子とケイ素原子とを有する5官能以上の反応性化合物を反応させるのが好ましい。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、共役ジエン系重合体を、上記一般式(VI)で表されるカップリング剤と反応させてなることが好ましい。該カップリング剤と反応させてなる変性共役ジエン系重合体(A)を含むゴム組成物をタイヤに使用することで、タイヤの耐摩耗性を向上させることも可能となる。
 ここで、一般式(VI)中、Aが示す炭化水素基は、飽和、不飽和、脂肪族、及び芳香族の炭化水素基を包含する。活性水素を有しない有機基としては、例えば、水酸基(-OH)、第2級アミノ基(>NH)、第1級アミノ基(-NH2)、スルフヒドリル基(-SH)等の活性水素を有する官能基、を有しない有機基が挙げられる。
 前記重合工程は、リビングアニオン重合反応による成長反応による重合が好ましく、これにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得ることができ、高変性率の変性ジエン系重合体(A)を得ることができる。
 前記共役ジエン系重合体は、少なくとも共役ジエン化合物を重合して得られ、必要に応じて共役ジエン化合物とビニル置換芳香族化合物との両方を共重合して得られる。
 前記共役ジエン化合物としては、炭素数4~12の共役ジエン化合物が好ましく、より好ましくは炭素数4~8の共役ジエン化合物である。このような共役ジエン化合物としては、例えば、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、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、及び1,3-ヘプタジエンが挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、1,3-ブタジエン、及びイソプレンが好ましい。これら共役ジエン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 また、前記ビニル置換芳香族化合物としては、モノビニル芳香族化合物が好ましい。該モノビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、及びジフェニルエチレンが挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。これらビニル置換芳香族化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記有機モノリチウム化合物の重合開始剤としての使用量は、目標とする共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体の分子量によって決めることが好ましい。重合開始剤の使用量に対する、共役ジエン化合物等の単量体の使用量が重合度に関係し、すなわち、数平均分子量及び/又は重量平均分子量に関係する。従って、分子量を増大させるためには、重合開始剤を減らす方向に調整するとよく、分子量を低下させるためには、重合開始剤量を増やす方向に調整するとよい。
 前記有機モノリチウム化合物は、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、好ましくは、アルキルリチウム化合物である。この場合、重合開始末端にアルキル基を有する、共役ジエン系重合体が得られる。アルキルリチウム化合物としては、例えば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、n-ヘキシルリチウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、及びスチルベンリチウムが挙げられる。アルキルリチウム化合物としては、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、n-ブチルリチウム、及びsec-ブチルリチウムが好ましい。これらの有機モノリチウム化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記重合工程において、重合反応様式としては、例えば、回分式、連続式の重合反応様式が挙げられる。連続式においては、1個又は2個以上の連結された反応器を用いることができる。連続式の反応器は、例えば、撹拌機付きの槽型、管型のものが用いられる。連続式においては、好ましくは、連続的に単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤が反応器にフィードされ、該反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、連続的に重合体溶液が排出される。回分式の反応器は、例えば、攪拌機付の槽型のものが用いられる。回分式においては、好ましくは、単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤がフィードされ、必要により単量体が重合中に連続的又は断続的に追加され、該反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、重合終了後に重合体溶液が排出される。本実施形態において、高い割合で活性末端を有する共役ジエン系重合体を得るには、重合体を連続的に排出し、短時間で次の反応に供することが可能な、連続式が好ましい。
 前記重合工程は、不活性溶媒中で重合することが好ましい。不活性溶媒としては、例えば、飽和炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素系溶媒が挙げられる。具体的な炭化水素系溶媒としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素及びそれらの混合物からなる炭化水素が挙げられる。重合反応に供する前に、不純物であるアレン類、及びアセチレン類を有機金属化合物で処理することで、高濃度の活性末端を有する共役ジエン系重合体が得られる傾向にあり、高い変性率の変性共役ジエン系重合体が得られる傾向にあるため好ましい。
 前記重合工程においては、極性化合物を添加してもよい。極性化合物を添加することで、芳香族ビニル化合物を共役ジエン化合物とランダムに共重合させることができ、また、極性化合物は、共役ジエン部のミクロ構造を制御するためのビニル化剤としても用いることができる傾向にある。
 前記極性化合物としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の第3級アミン化合物;カリウム-tert-アミラート、カリウム-tert-ブチラート、ナトリウム-tert-ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等を用いることができる。これらの極性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記重合工程において、重合温度は、生産性の観点から、0℃以上であることが好ましく、120℃以下であることがさらに好ましく、50℃以上100℃以下であることが特に好ましい。このような範囲にあることで、重合終了後の活性末端に対するカップリング剤の反応量を充分に確保することができる傾向にある。
 前記共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体(A)中の結合共役ジエン量は、特に限定されないが、40質量%以上100質量%以下であることが好ましく、55質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
 また、前記共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体(A)中の結合芳香族ビニル量は、特に限定されないが、0質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがより好ましい。
 前記結合共役ジエン量及び結合芳香族ビニル量が上記範囲であると、ゴム組成物をタイヤに適用した際に、低ロス性と、WET性能と、耐摩耗性とを、高度にバランスすることが可能となる。
 なお、結合芳香族ビニル量は、フェニル基の紫外吸光によって測定でき、ここから結合共役ジエン量も求めることができる。具体的には、以下に準じて測定する。変性共役ジエン系重合体を試料として、試料100mgを、クロロホルムで100mLにメスアップし、溶解して測定サンプルとする。スチレンのフェニル基による紫外線吸収波長(254nm付近)の吸収量により、試料100質量%に対しての結合スチレン量(質量%)を測定する(島津製作所社製の分光光度計「UV-2450」)。
 前記共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体(A)において、共役ジエン結合単位中のビニル結合量は、特に限定されないが、10モル%以上75モル%以下であることが好ましく、20モル%以上65モル%以下であることがより好ましい。ビニル結合量が上記範囲であると、ゴム組成物をタイヤに適用した際に、低ロス性と、WET性能と、耐摩耗性とを、高度にバランスすることが可能となる。
 なお、変性共役ジエン系重合体(A)がブタジエンとスチレンとの共重合体である場合には、ハンプトンの方法[R.R.Hampton,Analytical Chemistry,21,923(1949)]により、ブタジエン結合単位中のビニル結合量(1,2-結合量)を求めることができる。具体的には、以下のとおりである。変性共役ジエン系重合体を試料として、試料50mgを、10mLの二硫化炭素に溶解して測定サンプルとする。溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600~1000cm-1の範囲で測定して、所定の波数における吸光度により上記ハンプトンの方法の計算式に従い、ブタジエン部分のミクロ構造、すなわち、1,2-ビニル結合量(mol%)を求める(日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「FT-IR230」)。
 変性共役ジエン系重合体(A)は、ガラス転移温度(Tg)が-50℃を超えることが好ましく、-45℃以上-15℃以下であることが更に好ましい。変性共役ジエン系重合体(A)のガラス転移温度(Tg)が-45℃以上-15℃以下の範囲にあると、ゴム組成物をタイヤに適用した際に、低ロス性とWET性能とを更に高度に両立することができる。
 なお、ガラス転移温度については、ISO 22768:2006に従い、所定の温度範囲で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。具体的には、以下のとおりである。変性共役ジエン系重合体を試料として、ISO 22768:2006に準拠して、マックサイエンス社製の示差走査熱量計「DSC3200S」を用い、ヘリウム50mL/分の流通下、-100℃から20℃/分で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。
 前記反応性化合物(カップリング剤)は、好ましくは、窒素原子とケイ素原子とを有する5官能以上の反応性化合物であることが好ましく、少なくとも3個のケイ素含有官能基を有していることが好ましい。さらに好ましいカップリング剤は、少なくとも1のケイ素原子が、炭素数1~20のアルコキシシリル基又はシラノール基を構成するものであり、より好ましくは上記一般式(VI)で表される化合物である。
 カップリング剤が有するアルコキシシリル基は、例えば、共役ジエン系重合体が有する活性末端と反応して、アルコキシリチウムが解離し、共役ジエン系重合体鎖の末端とカップリング残基のケイ素との結合を形成する傾向にある。カップリング剤1分子が有するSiORの総数から、反応により減じたSiOR数を差し引いた値が、カップリング残基が有するアルコキシシリル基の数となる。また、カップリング剤が有するアザシラサイクル基は、>N-Li結合及び共役ジエン系重合体末端とカップリング残基のケイ素との結合を形成する。なお、>N-Li結合は、仕上げ時の水等により容易に>NH及びLiOHとなる傾向にある。また、カップリング剤において、未反応で残存したアルコキシシリル基は、仕上げ時の水等により容易にシラノール(Si-OH基)となり得る傾向にある。
 前記反応工程における反応温度は、好ましくは共役ジエン系重合体の重合温度と同様の温度であり、より好ましくは0℃以上120℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上100℃以下である。また、重合工程後からカップリング剤が添加されるまでの温度変化は、好ましくは10℃以下であり、より好ましくは5℃以下である。
 前記反応工程における反応時間は、好ましくは10秒以上であり、より好ましくは30秒以上である。重合工程の終了時から反応工程の開始時までの時間は、カップリング率の観点から、より短い方が好ましいが、より好ましくは5分以内である。
 反応工程における混合は、機械的な攪拌、スタティックミキサーによる攪拌等のいずれでもよい。重合工程が連続式である場合は、反応工程も連続式であることが好ましい。反応工程における反応器は、例えば、撹拌機付きの槽型、管型のものが用いられる。カップリング剤は、不活性溶媒により希釈して反応器に連続的に供給してもよい。重合工程が回分式の場合は、重合反応器にカップリング剤を投入する方法でも、別の反応器に移送して反応工程を行ってもよい。
 前記一般式(VI)において、Aは、好ましくは上記一般式(II)~(V)のいずれかで表される。Aが一般式(II)~(V)のいずれかで表されるものであることにより、より優れた性能を有する変性共役ジエン系重合体(A)を得ることができる。
 なお、前記一般式(II)~(V)中のB1、B2、B4、B5に関して、炭素数1~20の炭化水素基としては、炭素数1~20のアルキレン基等が挙げられる。
 好ましくは、前記一般式(VI)において、Aは、前記一般式(II)又は(III)で表され、kは、0を示す。
 より好ましくは、前記一般式(VI)において、Aは、前記一般式(II)又は(III)で表され、kは、0を示し、前記一般式(II)又は(III)において、aは、2~10の整数を示す。
 より一層好ましくは、前記一般式(VI)において、Aは、前記一般式(II)で表され、kは、0を示し、前記一般式(II)において、aは、2~10の整数を示す。
 かかるカップリング剤としては、例えば、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリスメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサンが特に好ましい。
 前記カップリング剤としての一般式(VI)で表される化合物の添加量は、共役ジエン系重合体のモル数対カップリング剤のモル数が、所望の化学量論的比率で反応させるよう調整することができ、そのことにより所望の分岐度が達成される傾向にある。具体的な重合開始剤のモル数は、カップリング剤のモル数に対して、好ましくは5.0倍モル以上、より好ましくは6.0倍モル以上であることが好ましい。この場合、一般式(VI)において、カップリング剤の官能基数((m-1)×i+p×j+k)は、5~10の整数であることが好ましく、6~10の整数であることがより好ましい。
 前記特定の高分子成分を有する変性共役ジエン系重合体(A)を得るためには、共役ジエン系重合体の分子量分布(Mw/Mn)を、好ましくは1.5以上2.5以下、より好ましくは1.8以上2.2以下とするとよい。また、得られる変性共役ジエン系重合体(A)は、GPCによる分子量曲線が一山のピークが検出されるものであることが好ましい。
 変性共役ジエン系重合体(A)のGPCによるピーク分子量をMp1、共役ジエン系重合体のピーク分子量をMp2とした場合、以下の式が成り立つことが好ましい。
 (Mp1/Mp2)<1.8×10-12×(Mp2-120×1042+2
 Mp2は、20×104以上80×104以下、Mp1は30×104以上150×104以下がより好ましい。
 変性共役ジエン系重合体(A)の変性率は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。変性率が30質量%以上であることで、ゴム組成物をタイヤに適用した際に、タイヤの耐摩耗性を向上させつつ、低ロス性をさらに向上することができる。
 変性率の測定方法は、以下のとおりである。変性共役ジエン系重合体を試料として、シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した塩基性重合体成分が吸着する特性を応用することにより、測定する。試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系カラムで測定したクロマトグラムと、シリカ系カラムで測定したクロマトグラムと、の差分よりシリカ系カラムへの吸着量を測定し、変性率を求める。具体的には、以下に示すとおりである。
 試料溶液の調製:試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHFに溶解させて、試料溶液とする。
 ポリスチレン系カラムを用いたGPC測定条件:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを溶離液として用い、試料溶液10μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得る。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用する。
 シリカ系カラムを用いたGPC測定条件:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、THFを溶離液として用い、試料溶液50μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.5ml/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得る。カラムは、商品名「Zorbax PSM-1000S」、「PSM-300S」、「PSM-60S」を接続して使用し、その前段にガードカラムとして商品名「DIOL 4.6×12.5mm 5micron」を接続して使用する。
 変性率の計算方法:ポリスチレン系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP1、標準ポリスチレンのピーク面積をP2、シリカ系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP3、標準ポリスチレンのピーク面積をP4として、下記式より変性率(%)を求める。
 変性率(%)=[1-(P2×P3)/(P1×P4)]×100
(ただし、P1+P2=P3+P4=100)
 前記反応工程の後、共重合体溶液に、必要に応じて、失活剤、中和剤等を添加してもよい。失活剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール等が挙げられる。中和剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、バーサチック酸(炭素数9~11個で、10個を中心とする、分岐の多いカルボン酸混合物)等のカルボン酸;無機酸の水溶液、炭酸ガス等が挙げられる。
 また、変性共役ジエン系重合体(A)は、重合後のゲル生成を防止する観点、及び加工時の安定性を向上させる観点から、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェノール)プロピネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤を添加することが好ましい。
 変性共役ジエン系重合体(A)の加工性をより改善するために、必要に応じて、伸展油を変性共役ジエン系共重合体に添加することができる。伸展油を変性共役ジエン系重合体に添加する方法としては、以下のものに限定されないが、伸展油を該重合体溶液に加え、混合して、油展共重合体溶液としたものを脱溶媒する方法が好ましい。伸展油としては、例えば、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油等が挙げられる。これらの中でも、環境安全上の観点、並びにオイルブリード防止及びWET性能の観点から、IP346法による多環芳香族(PCA)成分が3質量%以下であるアロマ代替油が好ましい。アロマ代替油としては、Kautschuk Gummi Kunststoffe52(12)799(1999)に示されるTDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)、MES(Mild Extraction Solvate)等の他、RAE(Residual Aromatic Extracts)が挙げられる。伸展油の添加量は、特に限定されないが、変性共役ジエン系重合体(A)100質量部に対し、10~60質量部が好ましく、20~37.5質量部がより好ましい。
 変性共役ジエン系重合体(A)を、重合体溶液から取得する方法としては、公知の方法を用いることができる。その方法として、例えば、スチームストリッピング等で溶媒を分離した後、重合体を濾別し、さらにそれを脱水及び乾燥して重合体を取得する方法、フラッシングタンクで濃縮し、さらにベント押出し機等で脱揮する方法、ドラムドライヤー等で直接脱揮する方法が挙げられる。
 上記一般式(VI)で表されるカップリング剤と、共役ジエン系重合体とを反応させてなる変性共役ジエン系重合体(A)は、例えば、上記一般式(I)で表される。
 一般式(I)中、Dは、共役ジエン系重合体鎖を示し、該共役ジエン系重合体鎖の重量平均分子量は、10×104~100×104であることが好ましい。該共役ジエン系重合体鎖は、変性共役ジエン系重合体の構成単位であり、例えば、共役ジエン系重合体とカップリング剤とを反応させることによって生じる、共役ジエン系重合体由来の構造単位である。
 一般式(I)中、Aが示す炭化水素基は、飽和、不飽和、脂肪族、及び芳香族の炭化水素基を包含する。上記活性水素を有しない有機基としては、例えば、水酸基(-OH)、第2級アミノ基(>NH)、第1級アミノ基(-NH2)、スルフヒドリル基(-SH)等の活性水素を有する官能基、を有しない有機基が挙げられる。
 好ましくは、前記一般式(I)において、Aは、前記一般式(II)又は(III)で表され、kは、0を示す。
 より好ましくは、前記一般式(I)において、Aは、前記一般式(II)又は(III)で表され、kは、0を示し、前記一般式(II)又は(III)において、aは、2~10の整数を示す。
 より一層好ましくは、前記一般式(I)において、Aは、前記一般式(II)で表され、kは、0を示し、前記一般式(II)において、aは、2~10の整数を示す。
 前記ゴム成分中の、変性共役ジエン系重合体(A)の含有率は、25~40質量%が好ましく、30~35質量%が更に好ましい。ゴム成分中の変性共役ジエン系重合体(A)の含有率が25質量%以上の場合、タイヤに適用した際に、タイヤのWET性能を更に向上させることができる。また、ゴム成分中の変性共役ジエン系重合体(A)の含有率が40質量%以下の場合、ゴム組成物の加工性が向上する。
 本発明のゴム成分は、上記変性共役ジエン系重合体(A)以外の変性SBRでもよいし、未変性SBRでもよい。例えば、その他の変性SBRとしては、国際公開第2017/077712号のポリマー成分P2としての変性(共)重合体および実施例に記載の変性重合体C、変性重合体Dなどが挙げられる。
 <スチレン・アルキレンブロック共重合体>
 スチレン・アルキレンブロック共重合体は、スチレン系モノマー由来のブロックと、アルキレンブロックとを有する共重合体である。本発明に係るゴム組成物おけるスチレン・アルキレンブロック共重合体は、当該スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、当該スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が30質量%以上である。スチレン・アルキレンブロック共重合体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量(スチレン系モノマー由来のブロックの合計含量)は、適宜調節すればよいが、例えば、30~60質量%である。
 本発明に係るゴム組成物は、前記合計スチレン含量が、50質量%以上であることが好ましい。これにより、ドライハンドリング性をさらに高めることができる。
 本発明において、スチレン・アルキレンブロック共重合体のスチレン含量と、後述するアルキレン単位の含量は、1H-NMRの積分比により求める。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体のスチレンブロックは、スチレン系モノマーに由来する(スチレン系モノマーを重合した)単位を有する。このようなスチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。この中でも、スチレン系モノマーとしては、スチレンが好ましい。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体のアルキレンブロックは、アルキレン(二価の飽和炭化水素基)単位を有する。このようなアルキレン単位としては、例えば、炭素数1~20のアルキレン基が挙げられる。アルキレン単位は、直鎖構造でもよいし、分岐構造でもよいし、これらの組み合わせでもよい。直鎖構造のアルキレン単位としては、例えば、-(CH2-CH2)-単位(エチレン単位)、-(CH2-CH2-CH2-CH2)-単位(ブチレン単位)などが挙げられる。分岐構造のアルキレン単位としては、例えば、-(CH2-CH(C25))-単位(ブチレン単位)などが挙げられる。これらのうち、アルキレン単位としては、-(CH2-CH(C25))-単位を有することが好ましい。
 アルキレン単位の合計含量は適宜調節すればよいが、例えば、スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、40~70質量%である。
 本発明に係るゴム組成物は、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体のアルキレンブロックが、-(CH2-CH(C25))-単位(A)と-(CH2-CH2)-単位(B)を有し、単位(A)の合計含量が、全アルキレンブロック(A単位+B単位)の総質量に対して、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上がより好ましく、65質量%以上であることがさらに好ましい。また、当該合計含量は、90質量%以下、85質量%以下または80質量%以下であることが好ましい。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 本発明に係るゴム組成物の一例では、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン・エチレンプロピレン・スチレンブロック共重合体(SEPS)およびスチレン・エチレン-エチレンプロピレン・スチレンブロック共重合体(SEEPS)からなる群より選択される1種以上である。
 本発明に係るゴム組成物は、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体であることが好ましい。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。このスチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体のエチレンブチレンブロックは、上述したエチレン単位とブチレン単位を有するブロックである。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体は、上記スチレンブロックとアルキレンブロック以外のその他の構成単位を含んでいてもよい。このようなその他の構成単位としては、例えば、-(CH2-CH(CH=CH2))-単位などの不飽和結合を有する構成単位などが挙げられる。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体の調製方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、スチレンなどのスチレン系モノマーと、1,3-ブタジエンなどの共役ジエン化合物またはブテンなどのオレフィンとを共重合させ、前駆共重合体を得て、この前駆共重合体を水素添加することによって、スチレン・アルキレンブロック共重合体を得ることができる。
 スチレン・アルキレンブロック共重合体は、市販品を用いてもよい。このような市販品としては、例えば、JSR社のJSR DYNARON(登録商標)8903P、9901Pなどが挙げられる。
 ゴム組成物におけるスチレン・アルキレンブロック共重合体の配合量は、特に限定されず、適宜調節すればよい。例えば、スチレン・アルキレンブロック共重合体の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、4~30質量部である。ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立する観点から、スチレン・アルキレンブロック共重合体の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、8.5~30質量部であることが好ましい。
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体に加えて、充填剤、加硫促進剤、シランカップリング剤、加硫剤およびグリセリン脂肪酸エステルからなる群より選択される1種以上をさらに含んでいてもよい。
 <充填剤>
 充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。充填剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 補強性と低ロス性の観点から、充填剤はシリカを含むことが好ましい。
 シリカとしては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられる。
 シリカのBET比表面積は、特に限定されず、例えば、40~350m2/g、または80~300m2/gであり、150~280m2/gが好ましく、190~250m2/gがより好ましい。
 充填剤中のシリカの量は、特に限定されず、目的に応じて適宜調節することができるが、充填剤の総質量に対して、50~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることがより好ましく、90~100質量%であることが特に好ましく、90~100質量%未満であることがさらに好ましい。
 カーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば高、中または低ストラクチャーのSAF、ISAF、ISAF-HS、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードなどのカーボンブラックが挙げられる。
 充填剤の配合量としては、特に限定されず、適宜調節すればよいが、例えば、ゴム成分100質量部に対して20~120質量部である。充填剤の配合量は、低ロス性とWET性能の観点から、ゴム成分100質量部に対して50~100質量部であることが好ましい。
<加硫促進剤>
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体に加えて、加硫促進剤を含むことが好ましい。加硫促進剤は、例えば、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チオウレアおよびジエチルチオウレアの中から選ばれる少なくとも1種である。これらは、それぞれ、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 加硫促進剤の配合量としては、特に限定されず、目的に応じて適宜調節することができ、例えば、ゴム成分100質量部に対して0.1~20質量部である。0.1質量部以上であると、加硫の効果が得られやすく、20質量部以下であると、加硫の過度の進行を抑制することができる。
 グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チオウレアおよびジエチルチオウレアは、後述する混練段階B(生産段階)において混練段階Aから得られた混練物と混練する場合は加硫促進剤として機能することに加えて、後述する混練段階A(非生産段階)においてシリカおよびシランカップリング剤と混練することにより、シリカに対するシランカップリング剤のカップリング機能を高める活性化剤として機能する。
-グアニジン類-
 グアニジン類としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ-o-トリルグアニジン塩、1,3-ジ-o-クメニルグアニジン、1,3-ジ-o-ビフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-クメニル-2-プロピオニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、反応性が高い点で、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジンおよび1-o-トリルビグアニドが好ましく、1,3-ジフェニルグアニジンがより好ましい。
-スルフェンアミド類-
 スルフェンアミド類としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-メチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-エチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-プロピル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オクチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-2-エチルヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-デシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ドデシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-ステアリル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジメチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジエチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジプロピル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジペンチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジオクチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジ-2-エチルヘキシルベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジドデシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N-ジステアリル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどが挙げられる。これらの中でも、反応性が高い点で、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およびN-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが好ましい。
-チアゾール類-
 チアゾール類としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、2-メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2-(N,N-ジエチルチオカルバモイルチオ)ベンゾチアゾール、2-(4´-モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール、4-メチル-2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-(4-メチル-2-ベンゾチアゾリル)ジスルフィド、5-クロロ-2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾールナトリウム、2-メルカプト-6-ニトロベンゾチアゾール、2-メルカプト-ナフト[1,2-d]チアゾール、2-メルカプト-5-メトキシベンゾチアゾール、6-アミノ-2-メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。これらの中でも、反応性が高い点で、2-メルカプトベンゾチアゾールおよびジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
-チオウレア-
 チオウレアは、NH2CSNH2で表される化合物である。
-ジエチルチオウレア-
 ジエチルチオウレアは、C25NHCSNHC25で表される化合物である。
<シランカップリング剤>
 シランカップリング剤を用いることによって、ゴム加工時の作業性が更に優れると共に、耐摩耗性がより良好なタイヤを得ることができる。シランカップリング剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 シランカップリング剤としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、式(I):(R1O)3-p(R2pSi-R3-Sa-R3-Si(OR13-r(R2rで表わされる化合物、式(II):(R4O)3-s(R5sSi-R6-Sk-R7-Sk-R6-Si(OR43-t(R5tで表わされる化合物などが挙げられる。
 式(I)中、R1はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖、環状もしくは分岐のアルキル基、炭素数2~8の直鎖もしくは分岐のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R2はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖、環状または分岐のアルキル基であり、R3はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキレン基である。aは平均値として2~6であり、pおよびrは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として0~3である。ただし、pおよびrの双方が3であることはない。
 式(II)中、R4はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖、環状もしくは分岐のアルキル基、炭素数2~8の直鎖もしくは分岐のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R5はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖、環状もしくは分岐のアルキル基であり、R6はそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖もしくは分岐のアルキレン基である。R7は一般式(-S-R8-S-)、(-R9-Sm1-R10-)および(-R11-Sm2-R12-Sm3-R13-)のいずれかの二価の基(R8~R13は各々炭素数1~20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、または硫黄および酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2およびm3は同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1以上4未満である。)であり、kはそれぞれ独立して平均値として1~6であり、sおよびtは各々平均値として0~3である。ただし、sおよびtの双方が3であることはない。
 式(I)で表わされる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-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-メチルジメ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)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2-モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド、及びアルキル鎖の炭素数が異なるものやこれらの混合物などが挙げられる。
 式(II)で表わされるシランカップリング剤としては、例えば、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S2-(CH26-S2-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S2-(CH210-S2-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S3-(CH26-S3-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S4-(CH26-S4-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH26-S2-(CH26-S-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH26-S2.5-(CH26-S-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH26-S3-(CH26-S-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH26-S4-(CH26-S-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH210-S2-(CH210-S-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S4-(CH26-S4-(CH26-S4-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S2-(CH26-S2-(CH26-S2-(CH23-Si(OCH2CH33、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH23-S-(CH26-S2-(CH26-S2-(CH26-S-(CH23-Si(OCH2CH33を有するものなどが挙げられる。
 シランカップリング剤としては、例えば、エボニック・デグサ社製Si363(エトキシ(3-メルカプトプロピル)ビス(3,6,9,12,15-ペンタオキサオクタコサン-1-イルオキシ)シラン、[C1327O(CH2CH2O)52(CH3CH2O)Si(CH23SH)などが挙げられる。
 シランカップリング剤の配合量としては、適宜調節すればよいが、例えば、ゴム成分100質量部に対して2質量部以上である。シリカの反応性向上の観点から、ゴム成分100質量部に対して2~20質量部であることが好ましく、4~12質量部であることがより好ましい。
 シリカの配合量(質量)に対するシランカップリング剤の配合量(質量)の割合(シランカップリング剤の配合量/シリカの配合量)としては、特に限定されず、目的に応じて適宜調節することができるが、0.01~0.20が好ましく、0.03~0.20がより好ましく、0.04~0.10が特に好ましい。この割合が、0.01以上であると、ゴム組成物の発熱性の低減の効果を得られやすく、0.20以下であると、ゴム組成物の製造コストが低減し、経済性を向上させることができる。
<加硫剤>
 加硫剤としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硫黄などが挙げられる。加硫剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 加硫剤の配合量としては、特に限定されず、目的に応じて適宜調節することができ、例えば、ゴム成分100質量部に対して、0.1~2.0質量部であり、1.0~2.0質量部がより好ましく、1.2~1.8質量部が特に好ましい。
 <熱可塑性樹脂>
 本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体に加えて、C5系樹脂、C5~C9系樹脂、C9系樹脂、テルペン系樹脂、テルペン-芳香族化合物系樹脂、ロジン系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、アルキルフェノール系樹脂およびこれらを一部水素添加したものからなる群より選択される熱可塑性樹脂をさらに含んでいてもよい。これらは、それぞれ、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 熱可塑性樹脂の配合量としては、特に限定されず、目的に応じて適宜調節することができ、例えば、ゴム成分100質量部に対して、5~50質量部である。
-C5系樹脂-
 C5系樹脂は、C5系合成石油樹脂を指し、C5留分を、AlCl3やBF3などのフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる樹脂を意味する。具体的には、イソプレン、シクロペンタジエン、1,3-ペンタジエン及び1-ペンテンなどを主成分とする共重合体、2-ペンテンとジシクロペンタジエンとの共重合体、1,3-ペンタジエンを主体とする重合体などが挙げられる。
-C5~C9系樹脂-
 C5~C9系樹脂は、C5~C9系合成石油樹脂を指し、C5~C11留分を、AlCl3やBF3などのフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる樹脂を意味する。例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、インデン等を主成分とする共重合体などが挙げられる。これらの中でも、C9以上の成分の少ないC5~C9系樹脂は、ゴム成分との相溶性が優れるため好ましい。具体的には、C5~C9系樹脂におけるC9以上の成分の割合が50質量%未満の樹脂が好ましく、40質量%以下の樹脂がより好ましい。また、これらを一部水添したもの(例えば、荒川化学工業社のアルコン(登録商標))なども挙げられる。
-C9系樹脂-
 C9系樹脂は、C9系合成石油樹脂を指し、C9留分をAlCl3やBF3などのフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる樹脂を意味する。例えば、インデン、メチルインデン、α-メチルスチレン、ビニルトルエンなどを主成分とする共重合体などが挙げられる。また、これらを一部水添したもの(例えば、荒川化学工業社のアルコン(登録商標))なども挙げられる。
-テルペン系樹脂-
 テルペン系樹脂は、松属の木からロジンを得る際に同時に得られるテレビン油またはこれから分離した重合成分を配合し、フリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得ることができる。例えば、β-ピネン樹脂、α-ピネン樹脂などが挙げられる。
-テルペン-芳香族化合物系樹脂-
 テルペン-芳香族化合物系樹脂は、テルペン類と種々のフェノール類とを、フリーデルクラフツ型触媒を用いて反応させたり、あるいはさらにホルマリンで縮合することで得ることができる。例えば、テルペン-フェノール樹脂などが挙げられる。前記テルペン-フェノール樹脂のなかでも、テルペン-フェノール樹脂中のフェノール成分が50質量%未満の樹脂が好ましく、40質量%以下の樹脂がより好ましい。
 原料のテルペン類としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、α-ピネン、リモネンなどのモノテルペン炭化水素などが挙げられる。これらの中でも、α-ピネンを含むものが好ましく、α-ピネンがより好ましい。
-ロジン系樹脂-
 ロジン系樹脂としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、生松ヤニやトール油に含まれるガムロジン、トール油レジン、ウッドロジンなどの天然樹脂ロジン;変性ロジン;変性ロジン誘導体などが挙げられる。前記変性ロジン誘導体は、具体的には、重合ロジン、その部分水添ロジン;グリセリンエステルロジン、その部分水添ロジンや完全水添ロジン;ペンタエリスリトールエステルロジン、その部分水添ロジンや完全水添ロジンなどが挙げられる。
-ジシクロペンタジエン樹脂-
 ジシクロペンタジエン樹脂は、ジシクロペンタジエンを、AlCl3やBF3などのフリーデルクラフツ型触媒などを用いて重合して得ることができる。ジシクロペンタジエン樹脂の市販品の具体例としては、クイントン1920(日本ゼオン社製)、クイントン1105(日本ゼオン社製)、マルカレッツM-890A(丸善石油化学社製)などが挙げられる。
-アルキルフェノール系樹脂-
 アルキルフェノール系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p-tert-ブチルフェノール-アセチレン樹脂などのアルキルフェノール-アセチレン樹脂、低重合度のアルキルフェノール-ホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
 本発明のゴム組成物は、充填剤としてシリカを含む場合、更に、グリセリン脂肪酸エステルからなり、該グリセリン脂肪酸エステルが、グリセリンと、2種以上の脂肪酸とのエステルであって、該グリセリン脂肪酸エステルを構成する2種以上の脂肪酸のうち、最も多い脂肪酸成分が全脂肪酸中に10~90質量%であり、さらにモノエステル成分をグリセリン脂肪酸エステル中に50~100質量%含むことを特徴とする、グリセリン脂肪酸エステル組成物を含むことが好ましい。該グリセリン脂肪酸エステル組成物を含む場合、ゴム組成物の加工性が向上し、また、ゴム組成物をタイヤに適用することで、タイヤの低ロス性を更に向上することができる。
 前記グリセリン脂肪酸エステルは、グリセリンと、2種以上の脂肪酸とのエステルである。なお、グリセリン脂肪酸エステルとは、グリセリンの3つのOH基の少なくとも1つと、脂肪酸のCOOH基とがエステル結合してなる化合物である。
 ここで、前記グリセリン脂肪酸エステルは、グリセリン1分子と脂肪酸1分子とがエステル化してなるグリセリン脂肪酸モノエステル(モノエステル成分)でも、グリセリン1分子と脂肪酸2分子とがエステル化してなるグリセリン脂肪酸ジエステル(ジエステル成分)でも、グリセリン1分子と脂肪酸3分子とがエステル化してなるグリセリン脂肪酸トリエステル(トリエステル成分)でもよいし、これらの混合物でもよいが、グリセリン脂肪酸モノエステルが好ましい。なお、グリセリン脂肪酸エステルがグリセリン脂肪酸モノエステル、グリセリン脂肪酸ジエステル、グリセリン脂肪酸トリエステルの混合物である場合、各エステルの含有率は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定することができる。また、グリセリン脂肪酸ジエステルを構成する2つの脂肪酸、並びに、グリセリン脂肪酸トリエステルを構成する3つの脂肪酸は、同一でも、異なってもよい。
 前記グリセリン脂肪酸エステルは、グリセリンと、2種以上の脂肪酸とのエステルであり、2種以上の脂肪酸がグリセリン1分子とエステル化してなるグリセリン脂肪酸ジエステルやグリセリン脂肪酸トリエステルでもよいが、グリセリン1分子と上記2種以上の脂肪酸のうち1種類の脂肪酸1分子とがエステル化してなるグリセリン脂肪酸モノエステルと、グリセリン1分子と他の種類の脂肪酸1分子とがエステル化してなるグリセリン脂肪酸モノエステルとの混合物であることが好ましい。
 前記グリセリン脂肪酸エステルの原料となる2種以上の脂肪酸(即ち、グリセリン脂肪酸エステルの構成脂肪酸)としては、ゴム組成物の加工性、低ロス性、破壊特性の観点から、炭素数が8~22である脂肪酸が好ましく、炭素数12~18である脂肪酸がより好ましく、炭素数が14~18である脂肪酸がさらに好ましく、炭素数が16の脂肪酸と炭素数が18の脂肪酸がよりさらに好ましい。また、前記グリセリン脂肪酸エステルの原料となる2種以上の脂肪酸のうち、最も多い脂肪酸成分と2番目に多い脂肪酸成分は、一方が炭素数16の脂肪酸で他方が炭素数18の脂肪酸であることがより好ましい。
 また、前記グリセリン脂肪酸エステルがグリセリンと炭素数が16の脂肪酸及び炭素数が18の脂肪酸とのエステルである場合、炭素数が16の脂肪酸と炭素数が18の脂肪酸との質量比(炭素数16の脂肪酸/炭素数18の脂肪酸)は、90/10~10/90の範囲が好ましく、80/20~20/80の範囲がより好ましく、75/25~25/75の範囲がより一層好ましい。炭素数が16の脂肪酸と炭素数が18の脂肪酸との質量比がこの範囲であれば、ゴム組成物の加工性、低ロス性、破壊特性を更に向上させることができる。
 前記グリセリン脂肪酸エステルの構成脂肪酸は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましく、また、飽和脂肪酸でも、不飽和脂肪酸でもよいが、飽和脂肪酸であることが好ましい。
 前記グリセリン脂肪酸エステルの構成脂肪酸として、具体的には、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラギン酸、アラキドン酸、ベヘン酸等が挙げられ、これらの中でも、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が好ましく、パルミチン酸及びステアリン酸がより好ましい。
 また、前記グリセリン脂肪酸エステルとして、具体的には、ラウリン酸モノグリセリド、ミリスチン酸モノグリセリド、パルミチン酸モノグリセリド、ステアリン酸モノグリセリドが好ましく、パルミチン酸モノグリセリド及びステアリン酸モノグリセリドがより好ましい。
 本発明のゴム組成物において、前記グリセリン脂肪酸エステル組成物の配合量は、ゴム組成物の加工性の観点から、前記シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、より一層好ましくは1.5質量部以上であり、また、ゴム組成物の破壊特性の観点から、前記シリカ100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、より一層好ましくは5質量部以下である。
<その他の成分>
 本発明に係るゴム組成物は、上述した成分以外に、ゴム工業界で通常使用される成分、例えば、老化防止剤、加硫促進助剤、有機酸化合物などを、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜選択して含有することができる。
 本発明に係るゴム組成物は、前記ゴム組成物が、前記ゴム成分;前記スチレン・アルキレンブロック共重合体を前記ゴム成分100質量部に対して4~30質量部;シリカを含む充填剤を前記ゴム成分100質量部に対して20~120質量部;グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チオウレアおよびジエチルチオウレアからなる群より選ばれる少なくとも1種の加硫促進剤;シランカップリング剤;並びに加硫剤を含み、
 前記ゴム組成物が、当該ゴム組成物を混練する混練工程によって得られ、
  前記混練工程が、
  前記ゴム成分、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体、前記充填剤、前記加硫促進剤の一部または全部および前記ゴム成分100質量部に対して2質量部以上の前記シランカップリング剤、を混練する混練段階Aと、
  前記混練段階Aの後に、前記混練段階Aにおける混練によって調製された混練物と前記加硫剤とを混練する混練段階Bを含むことが好ましい。
 これにより、シランカップリング剤のカップリング機能の活性低減を好適に抑制し、カップリング機能の活性をさらに高めて、低ロス性に優れるゴム組成物が得られる。
<混練工程>
 上記混練工程によって得られるゴム組成物の場合、混練工程は、少なくとも、混練段階Aと、混練段階Bとを含み、さらに必要に応じてその他の混練段階Cを含む。
-混練段階A-
 混練段階Aでは、ゴム成分、スチレン・アルキレンブロック共重合体、充填剤、加硫促進剤の一部または全部、ゴム成分100質量部に対して2質量部以上のシランカップリング剤を含む混合物を混練する。この混練により、混練物(予備組成物)を調製する。混練段階Aで調製される混練物(予備組成物)は、加硫促進剤以外の加硫剤(硫黄など)を含まない。
 混練段階Aでの混練は、シランカップリング剤のカップリング機能の活性をより好適に高める観点から、混合物の最高温度を120~190℃とするのが好ましく、130~175℃とするのがより好ましく、140~170℃とするのが特に好ましい。
 混練段階Aでは、初めに、ゴム成分、スチレン・アルキレンブロック共重合体、充填剤、およびシランカップリング剤を配合し混練し、これに加硫促進剤を加えてさらに混練することが好ましい。
-混練段階B-
 混練段階Bは、混練段階Aの後に、混練段階Aにおける混練によって調製された混練物(予備組成物)と加硫剤とを混練する段階である。この混練により、ゴム組成物を調製する。混練段階Bにおいて、加硫促進剤をさらに添加してもよい。
 混練段階Bでの混練は、混合物の最高温度を60~140℃とするのが好ましく、80~120℃とするのがより好ましく、100~120℃とするのが特に好ましい。
 (i)上記混練段階Aから上記混練段階Bに移行する際、または(ii)後述するその他の混練段階Cを混練段階Aと混練段階Bとの間に行う場合であってその他の混練段階Cから混練段階Bに移行する際には、単に混練機の中蓋(いわゆる「ラム」)を開けることで加硫圧を解除して薬品を追加投入するという操作でもよいが、混練物(予備組成物)を取り出して、混練物(予備組成物)の温度を、混練段階Aまたはその他の混練段階Cにおける混練が終了した直後の温度から10℃以上低下させた後に(例えば一度ゴム組成物を混練機から排出する、などの操作)、混練段階Bに移行することがより好ましい。
-混練段階C-
 混練段階Aと、混練段階Bとの間に、必要に応じて、その他の混練段階Cをさらに含んでいてもよい。混練段階Cでは、混練段階Aで調製された混練物(予備組成物)をさらに混練する段階である。混練段階Cは、複数回行ってもよい。ただし、混練段階Cでは、加硫剤を添加しない。
 混練段階Cでの混練は、シランカップリング剤のカップリング機能の活性をより好適に高める観点から、混合物の最高温度を120~190℃とするのが好ましく、130~175℃とするのがより好ましく、140~170℃とするのが特に好ましい。
 混練工程において、混練に用いられる混練装置としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単軸混練押出機;多軸混練押出機(連続式混練装置);バンバリミキサー、インターミックス、ニーダー等の噛合い式または非噛合い式回転ローターを有する混練機;ロール(バッチ式混練装置)などが挙げられる。混練における、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練装置の種類等の諸条件は、適宜選択することができる。
 (ゴム組成物の調製方法)
 本発明に係るゴム組成物の調製方法は特に限定されず、公知の混練方法を用いて、ゴム成分、スチレン・アルキレンブロック共重合体や、充填剤などの成分を混練すればよい。
 本発明に係るゴム組成物の調製方法としては、上記混練段階Aと混練段階Bとを含む混練工程によって調製する方法が好ましい。
 (タイヤ)
 本発明に係るタイヤは、上記いずれかに記載のゴム組成物を用いた、タイヤである。
 これにより、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 ゴム組成物の適用部位は特に限定されないが、タイヤのトレッドゴムに用いることが好ましい。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。
 実施例における材料は以下のとおりである。
天然ゴム(NR):RSS#3
スチレンブタジエンゴム(低TgSBR):後述する方法で合成
スチレンブタジエンゴム(高TgSBR):後述する方法で合成、ゴム成分100質量部に対してオイル分10.0質量部を含む、重量平均分子量(Mw)=85.2×104、分子量200×104以上500×104以下の割合=4.6%、収縮因子(g’)=0.59、ガラス転移温度(Tg)=-24℃
スチレン・アルキレンブロック共重合体(合計スチレン含量15質量%):JSR社製のDYNARON(登録商標)8600P、A単位のA+B単位に対する割合68質量%
スチレン・アルキレンブロック共重合体(合計スチレン含量32質量%):クラレ社製のSEPTON(登録商標)8007、A単位のA+B単位に対する割合41質量%
スチレン・アルキレンブロック共重合体(合計スチレン含量35質量%):JSR社製のDYNARON(登録商標)8903P、A単位のA+B単位に対する割合70質量%
スチレン・アルキレンブロック共重合体(合計スチレン含量53質量%):JSR社製のDYNARON(登録商標)9901P、A単位のA+B単位に対する割合70質量%
シリカ1:東ソー・シリカ社製の商品名NipSil(登録商標) AQ(CTAB比表面積=165m2/g、BET比表面積=195m2/g)
シリカ2:東ソー・シリカ社製、CTAB比表面積=191m2/g、BET比表面積=245m2/g
カーボンブラック:旭カーボン社製の商品名#80
シランカップリング剤1:ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、エボニックデグッサ社製の商品名Si69
シランカップリング剤2:エトキシ(3-メルカプトプロピル)ビス(3,6,9,12,15-ペンタオキサオクタコサン-1-イルオキシ)シラン、エボニックデグッサ社製の商品名Si363
シランカップリング剤3:ビス(トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、信越化学工業社製の商品名ABC-856
5~C9系樹脂(C5-C9樹脂):JXTGエネルギー社製の商品名T-REZ RD104
9系樹脂(C9樹脂):JXTGエネルギー社製の商品名日石ネオポリマー140
ワックス:マイクロクリスタリンワックス、日本精蝋社製の商品名オゾエース0701
老化防止剤(6PPD):N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、大内新興化学工業社製の商品名ノクラック 6C
老化防止剤(TMQ):精工化学社製の商品名ノンフレックス RD-S
加硫促進剤(DPG):1,3-ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業社製の商品名ノクセラーD
加硫促進剤(MBTS):ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業社製の商品名ノクセラーDM
加硫促進剤(CBS):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、三新化学工業社製の商品名サンセラーCM-G
 変性SBR(低TgSBR)の合成
 乾燥し、窒素置換した800mLの耐圧ガラス容器に、1,3-ブタジエンのシクロヘキサン溶液およびスチレンのシクロヘキサン溶液を、1,3-ブタジエン67.5gおよびスチレン7.5gになるように加え、2,2-ジテトラヒドロフリルプロパン0.6mmolを加え、0.8mmolのn-ブチルリチウムを加えた後、50℃で1.5時間重合を行った。この際の重合転化率がほぼ100%となった重合反応系に対し、変性剤としてN,N-ビス(トリメチルシリル)-3-[ジエトキシ(メチル)シリル]プロピルアミンを0.72mmol添加し、50℃で30分間変性反応を行った。その後、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT)のイソプロパノール5質量%溶液2mLを加えて反応を停止させ、常法に従い乾燥して変性SBRを得た。得られた変性SBRのミクロ構造を測定した結果、結合スチレン量が10質量%、ブタジエン部分のビニル結合量が40%、ピーク分子量が200,000であった。
 変性SBR(高TgSBR1)の合成
 内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機付槽型反応器である攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器とした。予め水分除去した、1,3-ブタジエンを17.2g/分、スチレンを10.5g/分、n-ヘキサンを145.3g/分の条件で混合した。この混合溶液を反応基の入口に供給する配管の途中に設けたスタティックミキサーにおいて、残存不純物不活性処理用のn-ブチルリチウムを0.117mmol/分で添加、混合した後、反応基の底部に連続的に供給した。更に、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを0.019g/分の速度で、重合開始剤としてn-ブチルリチウムを0.242mmol/分の速度で、攪拌機で激しく混合する重合反応器の底部へ供給し、連続的に重合反応を継続させた。反応器頂部出口における重合溶液の温度が75℃となるように温度を制御した。重合が十分に安定したところで、反応器頂部出口より、カップリング剤添加前の重合体溶液を少量抜出し、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように添加した後に溶媒を除去し、110℃のムーニー粘度及び各種の分子量を測定した。
 次に、反応器の出口より流出した重合体溶液に、カップリング剤として2.74mmol/Lに希釈したテトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミンを0.0302mmol/分(水分5.2ppm含有n-ヘキサン溶液)の速度で連続的に添加し、カップリング剤を添加された重合体溶液はスタティックミキサーを通ることで混合されカップリング反応した。このとき、反応器の出口より流出した重合溶液にカップリング剤が添加されるまでの時間は4.8分、温度は68℃であり、重合工程における温度と、変性剤を添加するまでの温度との差は7℃であった。カップリング反応した重合体溶液に、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように0.055g/分(n-ヘキサン溶液)で連続的に添加し、カップリング反応を終了した。酸化防止剤と同時に、重合体100gに対してオイル(JX日鉱日石エネルギー社製 JOMOプロセスNC140)が10.0gとなるように連続的に添加し、スタティックミキサーで混合した。スチームストリッピングにより溶媒を除去して、変性SBRを得た。
<実施例1~21および比較例1~18>
 表1~4に示す配合処方および混練り方法に従って、ゴム組成物を調製する。具体的には、実施例9、実施例14~19および比較例12~18については、ゴム組成物を調製した。実施例1~8、実施例10~13および比較例1~11についてはゴム組成物を調製する。そのゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従ってサイズ:195/65R15の乗用車用ラジアルタイヤを作製する。実施例14及び実施例16についてはタイヤを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
(性能評価)
<ドライハンドリング性>
 実施例1~13,15,17~21及び、比較例1~18の各供試タイヤにつき、乾燥路面での実車試験にて、テストドライバーによるフィーリングに基づき、ドライハンドリング性を予測評価する。実施例14及び実施例16の各供試タイヤにつき、乾燥路面での実車試験にて、テストドライバーによるフィーリングに基づき、ドライハンドリング性の評価を行った。表2~3では、ゴム成分の組成が同じものごとにグループ化して、比較例1、3、6、9、11および12それぞれのドライハンドリング性能を100として指数表示する。表3の実施例14および16では、比較例12のドライハンドリング性能を100として指数表示した。ただし、実施例17は、比較例12を基準として指数表示する。表4では、比較例15のドライハンドリング性能を100として指数表示する。評価結果を表2~4に示す。指数値が大きいほどタイヤのドライハンドリング性に優れることを示す。
<WET性能>
 実施例1~13,15,17~21及び、比較例1~18の各供試タイヤにつき、湿潤路のコース上において、テストドライバーが、様々な走行を行い、走行中のタイヤの走行性能についてフィーリング予測評価を行う。実施例14及び実施例16の各供試タイヤにつき、フィーリング評価を行った。表2~3では、ドライハンドリング性と同様に、比較例1、3、6、9、11および12それぞれのWET性能を100として指数表示する。表3の実施例14および16では、比較例12のWET性能を100として指数表示した。表4では、比較例15のWET性能を100として指数表示する。ただし、実施例17は、比較例12を基準として指数表示する。評価結果を表2~4に示す。指数値が大きいほどタイヤのWET性能に優れることを示す。
<低ロス性>
 実施例9、実施例14~19および比較例12~18については、各ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得られた加硫ゴムについて、損失正接(tanδ)を、上島製作所製スペクトロメーター、温度50℃、初期歪2%、動歪1%、周波数52Hzの条件で測定した。実施例1~8、実施例10~13、実施例20~21、比較例1~11については、各ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得られた加硫ゴムについて、損失正接(tanδ)を、上島製作所製スペクトロメーター、温度50℃、初期歪2%、動歪1%、周波数52Hzの条件で予測評価する。表2~3では、ドライハンドリング性と同様に、比較例1、3、6、9、11および12それぞれのtanδを100として指数表示する。表3の実施例14および16では、比較例12のtanδを100として指数表示した。表4では、比較例15のtanδを100として指数表示する。ただし、実施例17は、比較例12を基準として指数表示した。結果を表2~4に示す。指数値が小さいほど低ロス性に優れる。
 表2~4に示すように、スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が30質量%以上であるゴム組成物によって、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立することができる。
 本発明によれば、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したゴム組成物を提供することができる。本発明によれば、ドライハンドリング性に優れながら、WET性能と低ロス性を両立したタイヤを提供することができる。

Claims (9)

  1.  ゴム成分とスチレン・アルキレンブロック共重合体とを含み、
     前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の合計スチレン含量が、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、30質量%以上である、ゴム組成物。
  2.  前記スチレン・アルキレンブロック共重合体のアルキレンブロックが、-(CH2-CH(C25))-単位(A)と-(CH2-CH2)-単位(B)を有し、単位(A)の合計含量が、全アルキレンブロック(A単位+B単位)の総質量に対して、40質量%以上である、請求項1に記載のゴム組成物。
  3.  前記単位(A)の合計含量が、全アルキレンブロック(A単位+B単位)の総質量に対して、50質量%以上である、請求項2に記載のゴム組成物。
  4.  前記ゴム成分として天然ゴムを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
  5.  前記ゴム成分中における前記天然ゴムの割合が、50質量%以上である、請求項4に記載のゴム組成物。
  6.  前記合計スチレン含量が、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体の総質量に対して、50質量%以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載のゴム組成物。
  7.  前記スチレン・アルキレンブロック共重合体が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体である、請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム組成物。
  8.  前記ゴム組成物が、前記ゴム成分;前記スチレン・アルキレンブロック共重合体を前記ゴム成分100質量部に対して4~30質量部;シリカを含む充填剤を前記ゴム成分100質量部に対して20~120質量部;グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チオウレアおよびジエチルチオウレアからなる群より選ばれる少なくとも1種の加硫促進剤;シランカップリング剤;並びに加硫剤を含み、
     前記ゴム組成物が、当該ゴム組成物を混練する混練工程によって得られ、
      前記混練工程が、
      前記ゴム成分、前記スチレン・アルキレンブロック共重合体、前記充填剤、前記加硫促進剤の一部または全部および前記ゴム成分100質量部に対して2質量部以上の前記シランカップリング剤、を混練する混練段階Aと、
      前記混練段階Aの後に、前記混練段階Aにおける混練によって調製された混練物と前記加硫剤とを混練する混練段階Bを含む、請求項1に記載のゴム組成物。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載のゴム組成物を用いた、タイヤ。
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