WO2021205932A1 - 共役ジエン系重合体、共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤ - Google Patents

共役ジエン系重合体、共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤ Download PDF

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久勝 ▲はま▼
将 金坂
侑香里 平口
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住友化学株式会社
日本ゼオン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a conjugated diene-based polymer, a conjugated diene-based polymer composition, a rubber crosslinked product, and a tire. More specifically, it is possible to provide a rubber crosslinked product having excellent processability and fuel saving.
  • the present invention relates to a conjugated diene-based polymer capable, and a conjugated diene-based polymer composition obtained by using such a conjugated diene-based polymer, a rubber crosslinked product, and a tire.
  • polymer compositions used in automobile tires are also required to have excellent fuel efficiency.
  • a polymer composition containing a conjugated diene-based polymer such as polybutadiene or butadiene-styrene copolymer and a filler such as carbon black or silica is used. There is.
  • Patent Document 1 states that when a polymerization initiator is added to a monomer containing a conjugated diene compound in a hydrocarbon solvent to obtain a polymerization solution containing a conjugated diene-based polymer, the polymerization reaction is carried out during the polymerization reaction.
  • a method of further adding the polymerization initiator once or twice or more is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a conjugated diene-based polymer capable of providing a rubber crosslinked product having excellent processability and excellent fuel efficiency.
  • the present invention also provides a conjugated diene polymer composition, a rubber crosslinked product, and a tire obtained by using such a conjugated diene polymer, and manufactures such a conjugated diene polymer. It also aims to provide a method.
  • the present inventors have specified the adsorption rate of the high molecular weight polymer constituting the conjugated diene polymer to the shrinkage factor and silica, and the adsorption rate of the medium molecular weight polymer to silica. It has been found that the above object can be achieved by setting the above range, and the present invention has been completed.
  • the present invention is a conjugated diene-based polymer containing at least a conjugated diene monomer unit.
  • the contraction factor of the high molecular weight body is 0.4 to 0.8,
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance to silica is 75% or less, and the adsorption rate is 75% or less.
  • the contraction factor of the medium molecular weight compound is preferably 0.8 to 1.2.
  • the adsorption rate of the high molecular weight compound with respect to silica is preferably 10 to 70%.
  • the conjugated diene polymer of the present invention preferably has a peak value of molecular weight of 2 or more.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention is preferably a copolymer having the conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.
  • the molecular weight Mp_LOW of the low molecular weight polymer is preferably in the range of 100,000 to 190,000.
  • a conjugated diene polymer composition containing the conjugated diene polymer and a filler is provided. Further, according to the present invention, there is provided a rubber crosslinked product obtained by cross-linking the conjugated diene polymer composition, and a tire containing such a rubber crosslinked product.
  • a coupling reaction is carried out on a part of the polymer chain having an active end obtained in the first step to form a coupling polymer chain, and the polymer chain having an active end and a coupling polymer are formed.
  • the second step of obtaining a solution containing a chain and The second step includes, after the coupling reaction, a third step of further polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound on the polymer chain having an active terminal.
  • a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica is simply contained.
  • a method for producing a conjugated diene-based polymer using a monomer is provided.
  • polymerization is carried out at any of the timings of the polymerization in the first step, the start of the polymerization in the third step, and the middle of the polymerization in the third step. It is preferable to add an initiator.
  • conjugated diene-based polymer capable of providing a rubber crosslinked product having excellent processability and excellent fuel efficiency. Further, according to the present invention, it is possible to provide a conjugated diene polymer composition, a rubber crosslinked product, and a tire obtained by using such a conjugated diene polymer, and to provide such a conjugated diene polymer. It is also possible to provide a method for producing the above.
  • 1 (A) and 1 (B) are graphs showing an example of a GPC chart when the conjugated diene polymer of the present invention shows a monomodal distribution.
  • 2 (A) and 2 (B) are graphs showing an example of a GPC chart in the case where the conjugated diene polymer of the present invention shows a bimodal distribution.
  • 3 (A) and 3 (B) are graphs showing an example of a GPC chart when the conjugated diene polymer of the present invention shows a bimodal distribution.
  • 4 (A) and 4 (B) are graphs showing an example of a GPC chart when the conjugated diene polymer of the present invention shows a trimodal distribution.
  • FIG. 5 (A) and 5 (B) are graphs showing an example of a GPC chart in the case where the conjugated diene polymer of the present invention shows a quaternary distribution.
  • FIG. 6 is an example of a graph showing the relationship between the molecular weight and the intrinsic viscosity [ ⁇ ] measured by 3D-GPC, the intrinsic viscosity [ ⁇ ] 0 of the linear polymer, and the shrinkage factor g'.
  • FIG. 7 is a graph schematically showing the GPC measurement results obtained by using the styrene-based column and the silica-based column.
  • the conjugated diene polymer of the present invention is a conjugated diene polymer containing at least a conjugated diene monomer unit.
  • the contraction factor of the high molecular weight body is 0.4 to 0.8,
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance to silica is 75% or less, and the adsorption rate is 75% or less.
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance to silica is 40 to 100%.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention contains a conjugated diene monomer unit, and examples of the conjugated diene compound for forming the conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, isoprene, and the like. Examples thereof include 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and 1,3-hexadiene. Among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferable, and 1,3-butadiene is more preferable.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention is preferably a copolymer having a conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.
  • the aromatic vinyl compound for forming the aromatic vinyl monomer unit include styrene, methylstyrene, ethylstyrene, t-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methyl-p-methylstyrene, and chlorostyrene.
  • the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the conjugated diene polymer of the present invention is preferably 3 to 50% by weight, more preferably 4 to 50% by weight, with the total amount of all the monomers being 100% by weight. It is 50% by weight.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention contains a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, in addition to a conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit. It is preferable that it is a thing.
  • a functional group capable of interacting with silica is used as a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica for forming a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica.
  • a functional group capable of interacting with silica is an intermolecular force (for example, an ion-dipole) that forms a covalent bond between the functional group and the silica surface or is weaker than the covalent bond. It is a functional group capable of forming an interaction, a dipole-dipole interaction, a hydrogen bond, a van der Waals force, etc.).
  • Examples of the functional group capable of interacting with such silica include, but are not limited to, a nitrogen atom-containing functional group, a silicon atom-containing functional group, an oxygen atom-containing functional group, and the like.
  • a silicon atom-containing functional group is preferable from the viewpoint of high interaction.
  • a compound represented by the following general formula (1) is preferably used as the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group.
  • X 1 represents a chemical single bond or a hydrocarbylene group
  • X 2 , X 3 and X 4 are independently substituted amino groups, hydrocarbyloxy groups, or substituted groups, respectively.
  • X 1 is a chemical single bond or a hydrocarbylene group, preferably a chemical single bond.
  • hydrocarbylene group include an alkylene group, an alkanediyl group, an arylene group, and a group in which an arylene group and an alkylene group are bonded.
  • alkylene group include a methylene group, an ethylene group and a trimethylene group.
  • alkenyl group include a vinylene group and an ethylene-1,1-diyl group.
  • the arylene group include a phenylene group, a naphthylene group, and a biphenylene group.
  • Examples of the group in which the arylene group and the alkylene group are bonded include a group in which a phenylene group and a methylene group are bonded, a group in which a phenylene group and an ethylene group are bonded, and the like.
  • X 1 is a hydrocarbylene group
  • X 1 is preferably an arylene group, more preferably a phenylene group.
  • X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a substituted amino group, a hydrocarbyloxy group, or a hydrocarbyl group which may have a substituent.
  • X 2, X 3 and X 4 is preferably at least one of a substituted amino group, of X 2, X 3 and X 4, and more preferably two of a substituted amino group.
  • R 1 and R 2 may be bonded to each other, or may not be attached, when R 1 and R 2 are not bonded to each other, R 1 and R 2 independently represents a hydrocarbyl group or a trihydrocarbylsilyl group which may have a substituent, and when R 1 and R 2 are bonded to each other, R 1 and R are R.
  • 2 represents a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and at least one hydrocarbylene group optionally contain selected from silicon atoms.
  • Hydrocarbyl groups that can constitute R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group and n-pentyl group. , N-Hexyl group, n-octyl group and other chain alkyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, benzyl group and naphthyl group; and the like.
  • a chain alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
  • a hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group as a substituent can be mentioned, and the hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group as a substituent includes methoxy.
  • An alkoxyalkyl group such as a methyl group, an ethoxymethyl group and a methoxyethyl group; an aryloxyalkyl group such as a phenoxymethyl group; and the like can be mentioned.
  • the hydrocarbylene groups that can form R 1 and R 2 include a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, and a heptamethylene group.
  • An alkylene group such as an octamethylene group, a decamethylene group, a dodecamethylene group, a 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl group; an alkanediyl group such as a pentan-2-ene-1,5-diyl group; etc. Can be mentioned.
  • the hydrocarbylene group capable of forming R 1 and R 2 contains at least one selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and a silicon atom, the nitrogen atom, the oxygen atom and the sulfur atom are contained.
  • R 1 and R 2 are preferably alkyl groups, or R 1 and R 2 are preferably bonded to each other to form an alkylene group, and R 1 and R 2 are more likely to be alkyl groups.
  • R 1 and R 2 are more preferably methyl or ethyl groups.
  • R 1 and R 2 are hydrocarbyl groups
  • specific examples of the group represented by the above general formula (2) include a dimethylamino group, a diethylamino group, and an ethylmethylamino group.
  • Dialkylamino groups such as di-n-propylamino group, diisopropylamino group, di-n-butylamino group, diisobutylamino group, di-sec-butylamino group, di-tert-butylamino group; diphenylamino group and the like.
  • Diarylamino group; and the like are preferable, and a dimethylamino group, a diethylamino group, and a di-n-butylamino group are more preferable.
  • R 1 and R 2 are hydrocarbyl groups having a hydroxycarbyloxy group as a substituent
  • a specific example of the group represented by the above general formula (2) is di (methoxy).
  • examples thereof include a di (alkoxyalkyl) amino group such as a methyl) amino group and a di (ethoxymethyl) amino group.
  • R 1 and R 2 are trihydrocarbylsilyl groups
  • specific examples of the group represented by the above general formula (2) include a bis (trimethylsilyl) amino group and a bis (trimethylsilyl) amino group.
  • examples thereof include a trialkylsilyl group-containing amino group such as a tert-butyldimethylsilyl) amino group and an N-trimethylsilyl-N-methylamino group.
  • a dialkylamino group and a 1-alkyleneimino group are preferable, a dialkylamino group is more preferable, and a dimethylamino group, a diethylamino group and a di-n-butylamino group are further preferable. ..
  • the hydrocarbyloxy group capable of constituting the X 2, X 3 and X 4 a methoxy group, an ethoxy group, n- propoxy group, isopropoxy group, n- butoxy group, sec- butoxy group , An alkoxy group such as tert-butoxy group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a benzyloxy group; and the like.
  • examples of the hydrocarbyl group that can constitute X 2 , X 3 and X 4 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert.
  • -Alkyl group such as butyl group
  • aryl group such as phenyl group, 4-methyl-1-phenyl group, benzyl group; and the like.
  • hydrocarbyl group that can constitute X 2 , X 3 and X 4 has a substituent
  • examples thereof include a hydrocarbyl group having a hydrocarbyloxy group, and a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, and an ethoxyethyl group.
  • examples thereof include an alkoxyalkyl group such as.
  • X 1 is a chemical single bond and one of X 2 , X 3 and X 4 is a substituted amino group.
  • the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group include (dimethylamino) dimethylvinylsilane, (ethylmethylamino) dimethylvinylsilane, (di-n-propylamino) dimethylvinylsilane, (diisopropylamino) dimethylvinylsilane, ( (Dialkylamino) dialkylvinylsilanes such as (dimethylamino) diethylvinylsilane, (ethylmethylamino) diethylvinylsilane, (di-n-propylamino) diethylvinylsilane, (diisopropylamino) diethylvinylsilane; [bis (trimethylamino) dimethylvinylsilane, (ethy
  • the vinyl compound containing an atom-containing functional group include (dimethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, (dimethylamino) dimethyl-3-vinylphenylsilane, (diethylamino) dimethyl-4-vinylphenylsilane, and the like.
  • X 1 is a chemical single bond and two of X 2, X 3 and X 4 are substituted amino groups.
  • vinyl compounds containing a silicon atom-containing functional group include bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (diethylamino) methylvinylsilane, bis (di-n-propylamino) methylvinylsilane, and bis (di-n-butyl).
  • Bis (dialkylamino) such as amino) methylvinylsilane, bis (dimethylamino) ethylvinylsilane, bis (diethylamino) ethylvinylsilane, bis (di-n-propylamino) ethylvinylsilane, bis (di-n-butylamino) ethylvinylsilane Alkylvinylsilane; bis [bis (trimethylsilyl) amino] methylvinylsilane, bis [bis (tert-butyldimethylsilyl) amino] methylvinylsilane, bis [bis (trimethylsilyl) amino] ethylvinylsilane, bis [bis (tert-butyldimethylsilyl)) Bis [bis (trialkylsilyl) amino] alkylvinylsilane such as amino] ethylvinylsilane; bis (
  • vinyl compounds containing an atom-containing functional group include bis (dimethylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, and bis (diethylamino) methyl-4-vinyl.
  • Phenylsilane bis (diethylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (Di-n-butylamino) methyl-4-vinylphenylsilane, bis (di-n-butylamino) methyl-3-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino) ethyl-4-vinylphenylsilane, bis (dimethylamino) ) Ethyl-3-vinylphenylsilane, bis (diethylamino) ethyl-4-vinylphenylsilane, bis (diethylamino) ethyl-3-vinylphenylsilane, bis (di-n-propylamin
  • X 1 is a chemical single bond and three of X 2 , X 3 and X 4 are substituted amino groups.
  • the vinyl compound containing a silicon atom-containing functional group include tris (dimethylamino) vinylsilane, tris (diethylamino) vinylsilane, tris (di-n-propylamino) vinylsilane, and tris (di-n-butylamino) vinylsilane. Examples thereof include tris (dialkylamino) vinylsilane and the like.
  • Specific examples of the vinyl compound containing an atomic-containing functional group include tris (dimethylamino) -4-vinylphenylsilane, tris (dimethylamino) -3-vinylphenylsilane, tris (diethylamino) -4-vinylphenylsilane, and the like.
  • the vinyl compound containing an atomic-containing functional group include trialkoxyvinylsilanes such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane and tripropoxyvinylsilane; dialkoxyalkylvinylsilanes such as methyldimethoxyvinylsilane and methyldiethoxyvinylsilane; di (tert).
  • -Dialkoxyarylvinylsilanes such as pentoxy) phenylvinylsilane and di (tert-butoxy) phenylvinylsilane; monoalkoxydialkylvinylsilanes such as dimethylmethoxyvinylsilane; monoalkoxydiarylvinylsilanes such as tert-butoxydiphenylvinylsilane and tert-pentoxydiphenylvinylsilane; Examples thereof include monoalkoxyalkylarylvinylsilanes such as tert-butoxymethylphenylvinylsilane and tert-butoxyethylphenylvinylsilane; substituted alkoxyvinylsilane compounds such as tris ( ⁇ -methoxyethoxy) vinylsilane; and the like.
  • X 1 is a chemical single bond
  • X 1 is a chemical single bond
  • X 2 , X 3 and X 4 are formed.
  • a compound in which two are substituted amino groups is more preferable
  • a compound in which X 1 is a chemical single bond and two of X 2, X 3 and X 4 are dialkyl amino groups are particularly preferable. ..
  • bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (diethylamino) methylvinylsilane, and bis (di-n-butylamino) methylvinylsilane are preferable, and bis (diethylamino) methylvinylsilane is preferable. Especially preferable.
  • Examples of vinyl compounds containing functional groups capable of interacting with silica other than the compound represented by the above general formula (1) include 4-N, N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene and 3-N. , N-bis (trimethylsilyl) aminostyrene and other bis (trialkylsilyl) aminostyrene; 4-bis (trimethylsilyl) aminomethylstyrene, 3-bis (trimethylsilyl) aminomethylstyrene, 4-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene, Examples thereof include bis (trialkylsilyl) aminoalkylstyrene such as 3-bis (trimethylsilyl) aminoethylstyrene.
  • a compound represented by the above general formula (1) is used as the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica
  • silica is contained in the conjugated diene polymer of the present invention.
  • a unit of the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with the above a unit represented by the following general formula (3) will be introduced.
  • X 5 represents a chemical single bond or a hydrocarbylene group
  • X 6 , X 7 and X 8 are independent hydroxyl groups, substituted amino groups and hydrocarbyloxy groups, respectively.
  • it represents a hydrocarbyl group which may have a substituent.
  • X 5 corresponds to X 1 in the compound represented by the general formula (1)
  • X 6 , X 7 and X 8 correspond to X 2 , X 3 and X 4 in the compound represented by the above general formula (1), respectively. Therefore, in the unit represented by the general formula (3), X 5 , X 6 , X 7 and X 8 are X 1 , X 2 , X 3 and X 1, X 2, X 3 in the compound represented by the general formula (1). can be X 4 the same as, respectively.
  • X 2 , X 3 and X 4 are substituted amino group or a hydrocarbyloxy group as the compound represented by the above general formula (1)
  • a substituted amino group is used.
  • the hydrocarbyloxy group can be hydrolyzed at any step and timing to make at least one of X 2 , X 3 and X 4 a hydroxyl group.
  • the content ratio of the unit of the vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica in the conjugated diene polymer of the present invention is preferably 0.001 with the total amount of all the monomers being 100% by weight. It is about 10.000% by weight, more preferably 0.001 to 3.000% by weight.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention is a unit other than the conjugated diene monomer unit, the aromatic vinyl monomer unit, and the vinyl compound unit containing a functional group capable of interacting with silica. It may contain a monomer unit.
  • Other compounds constituting such other monomeric units include chain olefin compounds such as ethylene, propylene and 1-butene; cyclic olefin compounds such as cyclopentene and 2-norbornene; 1,5-hexadien, 1 , 6-Heptadiene, 1,7-octadien, dicyclopentadiene, and non-conjugated diene compounds such as 5-ethylidene-2-norbornene; and the like.
  • the shrinkage factor of the high molecular weight substance is 0.4 to 0.8
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance to silica is 75% or less
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance to silica is 75% or less.
  • the adsorption rate is 40 to 100%.
  • the low molecular weight body, the medium molecular weight body, and the high molecular weight body constituting the conjugated diene-based polymer of the present invention will be described.
  • the low molecular weight material P _LOW, a medium molecular weight material P _MID, a high molecular weight polymer and P _HIGH with reference to FIGS. 1 to 5 will be described.
  • 1 to 5 are graphs schematically showing an example of a GPC chart obtained by performing gel permeation chromatography measurement using a styrene column for the conjugated diene polymer of the present invention.
  • the conjugated diene polymer of the present invention has one maximum value in the molecular weight distribution measured by the gel permeation chromatography method, that is, a monomodal distribution. Will be described.
  • FIG. 2A shows a mode having two maximum values in the molecular weight distribution measured by the gel permeation chromatography method, that is, a mode having a bimodal distribution.
  • the embodiment shown in FIG. 2A has a bimodal distribution and has a peak on the low molecular weight side as compared with the peak area on the high molecular weight side among the two peaks including the maximum value. It shows a mode in which the area is larger.
  • the molecular weight at the peak on the low molecular weight side having a large peak area is large. distribution of molecular weight showing the maximum value, and the medium molecular weight material P _MID molecular weight Mp _MID. Further, at the peak of the smaller molecular weight side of the peak area, molecular weight distribution of the molecular weight showing the maximum value, and the molecular weight Mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH.
  • the low molecular weight side of the molecular weight showing half the strength (that is, 1 / 2S MID ) with respect to the peak intensity SMID at the molecular weight at which the molecular weight distribution shows the maximum value.
  • FIG. 3A shows a mode having two maximum values in the molecular weight distribution measured by the gel permeation chromatography method, that is, a mode having a bimodal distribution, in which two peaks including the maximum values are included. Among them, the peak area on the high molecular weight side is larger than the peak area on the low molecular weight side.
  • the molecular weight at the peak on the high molecular weight side having a large peak area is large. distribution of molecular weight showing the maximum value, and the medium molecular weight material P _MID molecular weight Mp _MID. Further, at the peak of the small low-molecular weight side of the peak area, molecular weight distribution of the molecular weight showing the maximum value, and the molecular weight Mp _LOW of low molecular weight material P _LOW.
  • the high molecular weight side having a large peak area, of the molecular weight showing half the strength (that is, 1 / 2S MID ) with respect to the peak intensity SMID at the molecular weight at which the molecular weight distribution shows the maximum value, the high molecular weight side the molecular weight, the molecular weight Mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH.
  • FIG. 4A shows a mode having three maximum values in the molecular weight distribution measured by the gel permeation chromatography method, that is, a mode having a trimodal distribution.
  • the molecular weight of a molecular weight distribution maximum value from the low molecular weight side, respectively, low molecular weight material P _LOW
  • the molecular weight of the medium molecular weight P _MID is Mp _MID
  • the molecular weight of the high molecular weight P _HIGH is Mp _HIGH .
  • FIG. 5A shows a mode having four maximum values in the molecular weight distribution measured by the gel permeation chromatography method, that is, a mode having a quaternary distribution.
  • a combination of three consecutive peaks is selected from the four peaks showing the maximum values existing four, and continuous. Select the one that maximizes the sum of the peak areas of the three peaks.
  • three consecutive peaks including the peak located on the highest molecular weight side are selected.
  • the molecular weight of the molecular weight distribution exhibits a maximum value, a low molecular weight side, respectively, of the low molecular weight material P _LOW molecular weight Mp _LOW, of medium molecular weight material P _MID molecular weight Mp _MID and, and molecular weight Mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH.
  • the low molecular weight material P _LOW molecular weight Mp _LOW of medium molecular weight material P _MID molecular weight Mp _MID and, and molecular weight Mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH.
  • the molecular weight Mp _LOW of low molecular weight material P _LOW is preferably in the range of 50,000 to 200,000, more preferably in the range of 60,000 to 190,000, more preferably in the range of 60,000 to 180,000 , Particularly preferably in the range of 70,000 to 160,000.
  • the molecular weight Mp_MID of the medium molecular weight body P_MID is preferably in the range of 210,000 to 600,000, more preferably in the range of 300,000 to 500,000, and even more preferably in the range of 330,000 to 450,000. Is. By setting the molecular weight Mp_MID of the medium molecular weight body P_MID to the above range, it is possible to improve the workability while improving the fuel efficiency of the obtained rubber crosslinked product.
  • the molecular weight of the high molecular weight substance P_HIGH , Mp_HIGH is preferably in the range of 610,000 to 1,400,000, more preferably in the range of 700,000 to 1,300,000, and further preferably in the range of 740,000 to 1. , 200,000.
  • the overall weight average molecular weight Mw_TOTAL of the conjugated diene polymer of the present invention is preferably in the range of 300,000 to 900,000, more preferably in the range of 350,000 to 800,000, and even more preferably in the range of 350,000 to 800,000. It is in the range of 400,000 to 700,000, particularly preferably in the range of 420,000 to 600,000.
  • the total molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the total weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the conjugated diene polymer of the present invention is 1.1 to 3.0. It is preferably 1.2 to 2.5, more preferably 1.2 to 2.2.
  • the molecular weight mentioned above are all used a styrene-based column, by gel permeation chromatography measurements can be obtained as a value in terms of polystyrene, low molecular weight material P _LOW molecular weight Mp _LOW, the molecular weight of the medium molecular weight material P _MID mp _MID, and for the molecular weight mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH, specifically, according to the above method described using FIGS. 1 to 5 can be obtained.
  • the method for making the distribution of the molecular weight of the conjugated diene polymer of the present invention having a bimodal or higher distribution is not particularly limited, but the conjugated diene polymer is obtained by polymerizing the monomer.
  • Examples include a method of additionally adding a polymerization initiator during the polymerization and a method of performing a coupling reaction on the polymer chain obtained by the polymerization.
  • the molecular weight Mp of the low molecular weight substance P_LOW is selected.
  • the conjugated diene polymer of the present invention has a bimodal or higher molecular weight distribution (having two or more peaks) from the viewpoint of further improving processability and fuel efficiency. It is preferable to have a trimodal distribution (those having three peaks).
  • the maximum value is a value that is three times or more stronger than the closest minimum value, and the peak including such a maximum value is counted as the number of peaks. That is, even if it shows a maximum value, if it shows less than 3 times the intensity with respect to the nearest minimum value, it shall not be the maximum value that forms a peak.
  • the conjugated diene polymer of the present invention has a shrinkage factor of the high molecular weight P_HIGH of 0.4 to 0.8, an adsorption rate of the high molecular weight P_HIGH to silica of 75% or less, and further.
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica is 40 to 100%.
  • the shrinkage factor of the high molecular weight P _HIGH an index indicating the degree of branching of the high molecular weight material P _HIGH, the conjugated diene polymer of tetrahydrofuran as a solvent, a viscosity detector and light scattering detector and differential
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] can be measured using a GPC device (3D-GPC) equipped with a refractometer (RI) detector, and the ratio of the measured intrinsic viscosity to the standard intrinsic viscosity [ ⁇ ] 0 can be calculated. can.
  • the standard intrinsic viscosity [ ⁇ ] 0 is a calculated value of the intrinsic viscosity of the conjugated diene polymer having no branched structure (intrinsic viscosity of the linear polymer), and the lower the value of the shrinkage factor g', the more the degree of branching. Tends to be higher.
  • FIG. 6 shows an example of a graph showing the relationship between the molecular weight and the intrinsic viscosity [ ⁇ ], the standard intrinsic viscosity [ ⁇ ] 0, and the contraction factor g'measured by 3D-GPC.
  • a chart of the distribution of the molecular weight by GPC measurement is also shown.
  • Shrinkage factor of high molecular weight P _HIGH as shown in FIG. 6, in the molecular weight Mp _HIGH of high molecular weight P _HIGH, the intrinsic viscosity [eta], as measured by 3D-GPC, and standard intrinsic viscosity [eta] 0 Therefore, it is obtained by calculating these ratios ( ⁇ / ⁇ 0).
  • the contractile factor of the high molecular weight compound P_HIGH is in the range of 0.4 to 0.8, preferably 0.4 to 0.7, and more preferably 0.4 to 0. It is 0.6. If the shrinkage factor of the high molecular weight P_HIGH is too low, the mechanical strength will be inferior, while if the shrinkage factor of the high molecular weight P_HIGH is too high, the workability will be lowered.
  • the method for setting the contraction factor of the high molecular weight P_HIGH in the above range is not particularly limited, but for example, a coupling reaction using a trifunctional or higher functional coupling agent is performed on the polymer chain obtained by polymerization. The method of doing this can be mentioned.
  • shrinkage factor of medium molecular weight substance P _MID like the shrinkage factor of the high molecular weight P _HIGH, in the molecular weight Mp _HIGH of medium molecular weight substance P _MID, measured by 3D-GPC It can be obtained by calculating the ratio ( ⁇ / ⁇ 0 ) of the intrinsic viscosity [ ⁇ ] and the standard intrinsic viscosity [ ⁇ ] 0.
  • the contractile factor of the medium molecular weight substance P_MID is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 1.2, more preferably 0.8 to 1.0, and even more preferably 0.8 to 0.9.
  • the adsorption rates of the high molecular weight substance P_HIGH and the medium molecular weight substance P_MID on silica are within a specific range. That is, in the conjugated diene-based polymer of the present invention, the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH to silica is 75% or less, and the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica is in the range of 40 to 100%. be.
  • the adsorption rates of the high molecular weight P_HIGH and the medium molecular weight P_MID on silica are, for example, GPC measurement using a styrene column and GPC using a silica column for a conjugated diene polymer. The measurement can be performed, and based on these results, it can be obtained according to the following formula (1).
  • Adsorption rate for silica (%) (1 - (area of standard polystyrene by GPC measurement using the area A Si / silica column said material by GPC measurement using a silica-based column B Si) ⁇ (styrene column Area of standard polystyrene measured by GPC used B style / Area of the material measured by GPC using a styrene column A style )) ⁇ 100 (1)
  • FIG. 7 is a graph schematically showing the GPC measurement results using the styrene-based column and the silica-based column. As shown in FIG.
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH to silica and the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica obtained by such measurement are defined.
  • PLgel Mini MIXED-C As a column, three PLgel Mini MIXED-C (4.6 mm ID x 250 mm, manufactured by Agilent Technologies) are connected, or PLgel MIXED-C (7.5 mm ID x 300 mm, Agilent). -You may use a product made by connecting three (manufactured by Agilent).
  • standard polystyrene with a molecular weight of 5000 is used, and as columns, one Zorbax PSM1000-S (6.2 x 250 mm, manufactured by Agilent Technologies) and Zorbax PSM-300 (manufactured by Agilent Technologies) are used.
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH on silica and the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica are specifically obtained as follows.
  • the conjugated diene polymer of the present invention has a monomodal distribution as shown in FIG. 1 (A)
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica is shown in FIG. 1 (B).
  • the area between Mp _LOW and Mp _HIGH shown in the above is determined as the measurement target. Specifically, the adsorption rate of silica to medium molecular weight substance P _MID from Mp _LOW shown in FIG.
  • Mp _1% _HIGH (Mp _1% _HIGH is at the maximum intensity (FIG. 1 (B), S MID)
  • the area between the molecular weights showing the strength of 1/100 of the above (molecular weight located on the polymer side) is determined as the object of the measurement.
  • the adsorption rate of silica to high molecular weight P _HIGH are respectively determined from Mp _HIGH shown in FIG. 1 (B), between Mp _1% _HIGH area A Si, A sty and obtained area A Si may use the a sty, it is calculated by the equation (1).
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica. from Mp _LOW shown in FIG. 2 (B), Mp _ valley (Mp _ valley, and Mp _MID, molecular weight indicating a minimum value between the Mp _HIGH) determined area a Si of between, a sty respectively , obtained area a Si, by using the a sty, can be calculated from the above equation (1). Furthermore, adsorption rate of silica to high molecular weight P _HIGH from Mp _ valley shown in FIG.
  • Mp _1% _HIGH is at the maximum intensity (FIG. 2 (B), S MID ) a molecular weight showing the intensity of 1/100, calculated area a Si of between molecular weight) positioned on a polymer side, a sty respectively, obtained area a Si, by using the a sty, the formula ( It can be calculated by 1).
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica. is Mp _ valley shown in FIG. 3 (B) (Mp _ valley, and Mp _LOW, molecular weight indicating a minimum value between the Mp _MID) determined from, between Mp _HIGH area a Si, a sty respectively , obtained area a Si, by using the a sty, can be calculated from the above equation (1). Furthermore, adsorption rate of silica to high molecular weight P _HIGH from Mp _HIGH shown in FIG.
  • Mp _1% _HIGH is at the maximum intensity (Fig. 3 (B), S MID)
  • the areas A Si and A sty between the molecular weights showing the strength of 1/100 of the above (molecular weight located on the polymer side) were obtained, respectively, and the obtained areas A Si and A sty were used to obtain the above formula (1). ) Can be calculated.
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P _MID to silica is Mp _ valley _1 (Mp _ valley _1 ) shown in FIG. 4 (B). It includes Mp _LOW, molecular weight indicating a minimum value) between the Mp _MID, Mp _ valley _2 (Mp _ valley _2, and Mp _MID, between the molecular weight) indicating the minimum value between the Mp _HIGH
  • the areas A Si and A sty can be obtained, respectively, and can be calculated by the above formula (1) using the obtained areas A Si and A sty.
  • the adsorption rate of the high molecular weight molecule P _HIGH to silica is from Mp _ valley _2 shown in FIG. 4 (B), and Mp _1% _ HIGH (Mp _1% _ HIGH is S in FIG. 4 (B)).
  • the areas A Si and A sty between the molecular weights showing the strength of 1/100 of MID ) and the molecular weight located on the polymer side) were obtained, respectively, and the obtained areas A Si and A sty were used to obtain the above formula. It can be calculated according to (1).
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P _MID on silica is Mp _ valley _ 2 (Mp _ valley ) shown in FIG. 5 (B).
  • Mp _ valley _ 2 Mp _ valley
  • Mp _ valley _3 Mp _ valley _3, between Mp and _MID
  • molecular weight indicating a minimum value between the Mp _HIGH The areas A Si and A sty of the above can be obtained, respectively, and can be calculated by the above formula (1) using the obtained areas A Si and A sty.
  • the areas A Si and A sty between the molecular weights showing the strength of 1/100 of MID ) and the molecular weight located on the polymer side) were obtained, respectively, and the obtained areas A Si and A sty were used to obtain the above formula. It can be calculated according to (1).
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica is the same as in the case of having a quaternary distribution.
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH on silica can be determined.
  • the molecular weight range used for calculating the area is measured using a styrene-based column, and the GPC chart measured on the silica-based column also uses the range showing the molecular weight determined by the styrene-based column. Calculate the area. The area can be calculated by confirming the elution time indicating each molecular weight and integrating with the elution time to calculate the area.
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH with respect to silica is 75% or less, preferably 10 to 70%, and more preferably 10 to 60%. If the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH to silica is too high, the processability will be reduced.
  • the method for setting the adsorption rate of the high molecular weight P_HIGH to silica in the above range is not particularly limited, but is a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica contained in the high molecular weight P_HIGH. There is a method of adjusting the amount and type of silica.
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica is 40 to 100%, preferably 50 to 100%, and more preferably 50 to 80%. If the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica is too low, the effect of improving fuel efficiency cannot be obtained.
  • the method for adjusting the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID to silica is not particularly limited, but is a unit of a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica contained in the medium molecular weight substance P_MID. There is a method of adjusting the amount and type of silica.
  • the content ratios of the low molecular weight substance P _LOW , the medium molecular weight body P _MID , and the high molecular weight body P _HIGH are not particularly limited, but the content ratio of the low molecular weight body P _LOW is not particularly limited. It is preferably 5 to 20% by weight, more preferably 8 to 17% by weight, and the content of the medium molecular weight substance P_MID is preferably 30 to 70% by weight, more preferably 50 to 60% by weight, and is a high molecular weight substance.
  • the content ratio of P_HIGH is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 25 to 40% by weight.
  • the content ratios of the low molecular weight body P _LOW , the medium molecular weight body P _MID , and the high molecular weight body P _HIGH may be determined as follows.
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is Mp _1% _LOW (Mp _1).
  • % _LOW is (in FIG. 1 (B), S MID) maximum intensity a molecular weight showing the 1/100 intensity of, molecular weight) is located in the low molecular side, Mp _LOW shown in FIG. 1 (B) It is obtained by setting the area between the two to be the area of the low molecular weight substance P_LOW. Further, the content of the medium molecular weight material P _MID is determined by the Mp _LOW shown in FIG.
  • the area of the middle molecular weight substance P _MID the area between the Mp _HIGH. Further, the content of the high molecular weight P _HIGH from Mp _HIGH shown in FIG. 1 (B), the area between the Mp _1% _HIGH determined by the area of the high molecular weight P _HIGH.
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is Mp _1.
  • % _LOW Mp _1% _LOW, in the maximum intensity (FIG. 2 (B), the a molecular weight showing the 1/100 intensity of the S MID), the molecular weight is located in the low molecular side) from FIG. 2 (B ) Is determined by setting the area up to Mp _LOW as the area of the low molecular weight substance P _LOW.
  • the content of the medium molecular weight material P _MID is determined by the Mp _LOW shown in FIG.
  • the area of the middle molecular weight substance P _MID the area between the Mp _ valley. Further, the content of the high molecular weight P _HIGH from Mp _ valley shown in FIG. 2 (B), the area between the Mp _1% _HIGH determined by the area of the high molecular weight P _HIGH.
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is Mp _1.
  • % _LOW Mp _1% _LOW, in the maximum intensity (FIG. 3 (B), the a molecular weight showing the 1/100 intensity of the S MID), the molecular weight is located in the low molecular side) from FIG. 3 (B ) Is the area up to the Mp _ valley, which is the area of the low molecular weight substance P _LOW.
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is Mp _1% _LOW (Mp _1% _LOW is the maximum intensity (in FIG. 4B). is, S a molecular weight showing the intensity of 1/100 of MID), the molecular weight) is located in the low molecular side, the area of low molecular weight material P _LOW of until Mp _ valley _1 shown in FIG. 4 (B) It is calculated by setting the area of.
  • the content of the medium molecular weight material P _MID is picture from 4 Mp _ valley _1 (B), the determined by the area of the middle molecular weight substance P _MID the area between the Mp _ valley _2. Further, the content of the high molecular weight P _HIGH from Mp _ valley _2 shown in FIG. 4 (B), the area between the Mp _1% _HIGH determined by the area of the high molecular weight P _HIGH.
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is Mp _1% _LOW (Mp _1% _LOW is the maximum intensity (FIG. 5 (B)).
  • Mp _1% _LOW is the maximum intensity (FIG. 5 (B)).
  • S MID the area between the molecular weight indicating 1/100 of the strength of SMID) and the molecular weight located on the low molecular weight side) to Mp _ valley _2 shown in FIG. 5 (B) is the low molecular weight substance P. Obtained by setting the area to _LOW.
  • the content of the medium molecular weight material P _MID is 5 from Mp _ valley _2 (B), the determined by the area of the middle molecular weight substance P _MID the area between the Mp _ valley _3. Further, the content of the high molecular weight P _HIGH from Mp _ valley _3 shown in FIG. 5 (B), the area between the Mp _1% _HIGH determined by the area of the high molecular weight P _HIGH. Even in this case, the area can be calculated by confirming the elution time indicating each molecular weight and integrating with the elution time to calculate the area.
  • the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit (for example, isoprene monomer unit and 1,3-butadiene single unit) in the whole conjugated diene polymer of the present invention is preferably 1 to 90% by weight. %, More preferably 3 to 85% by weight, particularly preferably 5 to 80% by weight.
  • the Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of the conjugated diene polymer of the present invention is preferably 20 to 100, more preferably 30 to 90, and particularly preferably 35 to 80.
  • the conjugated diene polymer is an oil-extended rubber, it is preferable that the Mooney viscosity of the oil-extended rubber is in the above range.
  • the glass transition temperature (Tg) of the conjugated diene polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 20 to ⁇ 110 ° C., more preferably 10 ° C. to ⁇ 70 ° C.
  • the glass transition temperature of the conjugated diene rubber used in the present invention is, for example, to adjust the content of the aromatic vinyl monomer unit in the conjugated diene polymer and the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit. Can be adjusted as appropriate.
  • the method for producing a conjugated diene polymer of the present invention is The first step of polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound in the presence of a polymerization initiator in an inert solvent to obtain a solution containing a polymer chain having an active terminal.
  • a coupling reaction is carried out on a part of the polymer chain having an active end obtained in the first step to form a coupling polymer chain, and the polymer chain having an active end and a coupling polymer are formed.
  • the second step of obtaining a solution containing a chain and The second step includes, after the coupling reaction, a third step of further polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound on the polymer chain having an active terminal.
  • the monomer used for the polymerization is simply a compound containing a conjugated diene compound and a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica. It uses a monomer.
  • the first step is a step of obtaining a solution containing a polymer chain having an active end by polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound in the presence of a polymerization initiator in an inert solvent.
  • the inert solvent used for the polymerization is usually used in solution polymerization and is not particularly limited as long as it does not inhibit the polymerization reaction.
  • Specific examples of the inert solvent include propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, propene, 1-butene, isobutene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1-pentene.
  • 2-Pentene 1-Hexene, 2-Hexen, n-heptane and other chain or branched aliphatic hydrocarbons; cyclopentane, cyclohexane and other alicyclic hydrocarbons; benzene, ethylbenzene, toluene, xylene, etc.
  • Aromatic hydrocarbons examples include ether compounds such as tetrahydrofuran and diethyl ether.
  • These inert solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the inert solvent used is not particularly limited, but the monomer concentration is, for example, 1 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight.
  • the polymerization initiator used for polymerization is not particularly limited as long as it can polymerize a monomer containing a conjugated diene compound to give a conjugated diene-based polymer chain having an active terminal.
  • Specific examples thereof include a polymerization initiator using an organic alkali metal compound, an organic alkaline earth metal compound, a lanthanum series metal compound, or the like as a main catalyst.
  • organic alkali metal compound examples include n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, phenyllithium, ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, tert-octyllithium, and n-decyllithium.
  • alcoholides such as lithium, sodium and potassium, sulfonates, carbonates, amides and the like can be mentioned.
  • it may be used in combination with other organometallic compounds.
  • known organic alkali metal compounds disclosed in US Pat. No. 5,708,092, UK Pat. No. 2,241,239, US Pat. No. 5,527,753, etc. Can be used.
  • the amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 50 mmol, preferably 1.2 to 20 mmol, and more preferably 2 to 15 mmol per 1000 g of the monomer.
  • the polymerization temperature is usually in the range of ⁇ 80 to + 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., and more preferably 30 to 90 ° C.
  • any mode such as batch type or continuous type can be adopted, but when the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound are copolymerized, the conjugated diene monomer unit and the aromatic vinyl monomer are used.
  • the batch formula is preferable because it is easy to control the randomness of the combination with the unit.
  • the bonding mode of each monomer can be various bonding modes such as block shape, taper shape, and random shape. Of these, the random shape is preferable. By making it random, the low heat generation of the obtained rubber crosslinked product can be further improved.
  • a polar compound is added to an inert organic solvent in order to adjust the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit in the obtained conjugated diene polymer chain. It may be added.
  • the polar compound for example, an ether compound, a tertiary amine, a phosphine compound, an alkali metal alkoxide, an alkali metal phenoxide and the like can be used.
  • the ether compound examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran and 1,4-dioxane; aliphatic monoethers such as diethyl ether and dibutyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether and the like. Aliphatic diethers; aliphatic triethers such as diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dibutyl ether; aromatic ethers such as diphenyl ether, anisole, 1,2-dimethoxybenzene and 3,4-dimethoxytoluene; and the like.
  • cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran and 1,4-dioxane
  • aliphatic monoethers such as diethyl ether and dibutyl ether
  • ethylene glycol dimethyl ether ethylene glyco
  • Examples of the tertiary amine include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, 1,1,2,2-tetramethylethylenediamine, N, N-diethylaniline, pyridine, quinoline and the like.
  • Examples of the phosphine compound include trimethylphosphine, triethylphosphine, triphenylphosphine and the like.
  • Examples of the alkali metal alkoxide include sodium-tert-butoxide, potassium-tert-butoxide, sodium-tert-pentoxide, potassium-tert-pentoxide and the like.
  • Examples of the alkali metal phenoxide include sodium phenoxide, potassium phenoxide and the like.
  • polar compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polar compound to be used may be determined according to the target vinyl bond content, preferably 0.001 to 100 mol, more preferably 0.01 to 10 mol, based on 1 mol of the polymerization initiator. be. When the amount of the polar compound used is in this range, the vinyl bond content in the conjugated diene monomer unit can be easily adjusted, and problems due to deactivation of the polymerization initiator are unlikely to occur.
  • the monomer used for the polymerization one containing at least a conjugated diene compound may be used, but the conjugated diene-based polymer is used as a conjugated diene monomer unit and a single amount of aromatic vinyl. From the viewpoint of having a body unit, it is preferable to contain an aromatic vinyl compound. Further, as the monomer used for the polymerization, a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica may be contained, but from the viewpoint of further enhancing the processability of the conjugated diene polymer, the first In the first step, it is preferable not to use a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica, but to use it in the third step described later.
  • a coupling reaction is carried out on a part of the polymer chain having an active end obtained in the first step to form a coupling polymer chain, and the polymer chain having an active end is combined with the polymer chain.
  • the coupling agent is not particularly limited, but is silicon tetrachloride, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, tin tetrachloride, methyltrichlorotin, dimethyldichlorotin, trimethylchlorotin, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane.
  • the contraction factor of the high molecular weight P_HIGH contained in the obtained conjugated diene polymer can be set in a specific range, and the machine can satisfactorily suppress the decrease in processability due to the high molecular weight.
  • the amount of the coupling agent used is not particularly limited, but from the viewpoint of carrying out the coupling reaction only for a part of the polymer chain having the active terminal obtained in the first step, the polymerization initiation used in the first step is started.
  • the amount is preferably less than 1 mol, preferably 0.03 to 0.4 mol, and more preferably 0.05 to 0.3 mol in terms of the functional group of the coupling agent with respect to 1 mol of the agent.
  • the third step is a step in which the coupling reaction is carried out in the second step, and then a monomer containing a conjugated diene compound is further polymerized on the polymer chain having an active terminal.
  • the conjugated diene-based polymer is a conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit. From the viewpoint of having the above, it is preferable to contain an aromatic vinyl compound. Further, in the third step, it is preferable that the monomer used for the polymerization contains a vinyl compound containing a functional group that can interact with silica. By using a vinyl compound containing a functional group capable of interacting with silica in the third step, in the second step, the polymer chains other than the polymer chains subjected to the coupling reaction can be added to the silica.
  • Units of vinyl compounds containing interactable functional groups can be preferentially introduced.
  • the adsorption rate of the polymer chains other than the polymer chains subjected to the coupling reaction to silica can be effectively increased, and as a result, fuel efficiency is improved while improving workability. Can be enhanced.
  • the polymerization in the third step may be carried out in an inert solvent, and the inert solvent is not particularly limited, and the same inert solvent as that exemplified in the first step described above can be used.
  • the polymerization temperature and the polymerization mode are not particularly limited, and may be the same as in the first step described above.
  • the bonding mode of each monomer can be various bonding modes such as block shape, taper shape, and random shape. Of these, the random shape is preferable. By making it random, the low heat generation of the obtained rubber crosslinked product can be further improved.
  • the polymerization initiator is added at any of the timings of the polymerization in the first step, the start of the polymerization in the third step, and the middle of the polymerization in the third step. It is preferable to add it.
  • the timing at which the polymerization initiator is added and the number of times the polymerization initiator is added are not particularly limited, and may be determined according to the distribution of the molecular weight of the conjugated diene-based polymer to be obtained.
  • the polymerization initiator is additionally added at any of the timings of the polymerization in the first step, the start of the polymerization in the third step, and the middle of the polymerization in the third step.
  • the amount of the polymerization initiator to be added is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 0.7 mol, more preferably 0.2 to 0, based on 1 mol of the polymerization initiator used at the start of polymerization. It is 6 moles.
  • first step, second step, and third step are preferably performed in a continuous step, for example, by adding a coupling agent in the second step while continuing the polymerization reaction in the first step. It is preferable that the coupling reaction is carried out and then the polymerization reaction in the third step is carried out.
  • an alcohol such as methanol, ethanol and isopropanol or a polymerization inhibitor such as water is added into the polymerization system to inactivate the active terminal.
  • a solution of the conjugated diene polymer can be obtained.
  • the solution of the conjugated diene polymer obtained as described above contains, if desired, an antiaging agent such as a phenol-based stabilizer, a phosphorus-based stabilizer, a sulfur-based stabilizer, a crumbing agent, and an anti-scale agent. It is added to the reaction solution, and then the polymerization solvent is separated from the reaction solution by direct drying or steam stripping to recover the solid conjugated diene rubber. Further, if desired, a stretchable oil may be blended to use the conjugated diene-based polymer as an oil-extended rubber. Examples of the spreading oil include paraffin-based, aromatic-based and naphthenic-based petroleum-based softeners, plant-based softeners, and fatty acids.
  • the content of polycyclic aromatics extracted by the method of IP346 is preferably less than 3%.
  • the amount used is usually 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conjugated diene polymer.
  • phenolic stabilizer examples include 1'-hydroxy acrylate [2,2'-ethylidenebis [4,6-bis (1,1-dimethyl)). Propyl) benzene]] -1-yl, 2-tert-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenyl acrylate, 2,6-di-tert- Butyl-p-cresol, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ) -Propionate, 4,6-bis (octathiomethyl) -o-cresol and the like.
  • sulfur-based stabilizers examples include didodecyl-3,3'-thiodipropionate and bis [3- (dodecylthio) propionic acid] 2,2-bis [[3- (dodecylthio) -1-oxopropyloxy]. Methyl] -1,3-propanediyl, ditridecyl-3,3'-thiodipropionate and the like.
  • the phosphorus-based stabilizer examples include tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite and the like.
  • the stabilizer may be used alone or in combination of two or more, but for example, a phenolic stabilizer and another stabilizer can be used in combination.
  • a phenolic stabilizer and another stabilizer can be used in combination.
  • the combination of the two stabilizers include 2-tert-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenyl acrylate and bis [3- (dodecylthio).
  • Examples of the combination of the three stabilizers include 4,6-bis (octathiomethyl) -o-cresol and 1'-hydroxy acrylate [2,2'-ethylidenebis [4,6-bis (1,6-bis)). 1-Dimethylpropyl) benzene]] -1-yl and didodecyl-3,3'-thiodipropionate, 4,6-bis (octathiomethyl) -o-cresol and 2-tert-butyl acrylate -4-Methyl-6- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenyl and bis [3- (dodecylthio) propionic acid] 2,2-bis [[3- (dodecylthio) -1- Oxopropyloxy] methyl] -1,3-propanediyl, 4,6-bis (octatiomethyl) -o-cresol and 2,6-di-tert-buty
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention may have a heteroatom-containing functional group modified at the end of the polymer chain from the viewpoint of further enhancing the affinity for a filler such as silica.
  • the heteroatom-containing functional group is not particularly limited as long as it is a heteroatom-containing group, but a heteroatom containing at least one selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, and a silicon atom is preferable. From the viewpoint of affinity for silica, a group containing a silicon atom is particularly preferable.
  • the heteroatom-containing functional group can be used, for example, by reacting a heteroatom-containing compound with the active end of the conjugated diene-based polymer chain having the active end that has undergone the third step to obtain the polymer chain end of the conjugated diene-based rubber.
  • a heteroatom-containing compound include compounds having a silicon atom, preferably an alkoxysilane compound or a vinylsilane compound, and more preferably an alkoxysilane compound having an amino group or a vinylsilane compound having an amino group.
  • alkoxysilane compound having an amino group examples include [3- (dimethylamino) propyl] trimethoxysilane, [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane, and [3- (dimethylamino) propyl] triethoxysilane.
  • [3- (dimethylamino) propyl] trimethoxysilane, [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane, [3- (dimethylamino) propyl] triethoxysilane, [3- (diethylamino) propyl] Triethoxysilane is preferably used.
  • Examples of the vinylsilane compound having an amino group include bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (diethylamino) methylvinylsilane, bis (n-propylamino) methylvinylsilane, bis (di (n-butyl) amino) methylvinylsilane, and bis. Examples thereof include (dimethylamino) ethylvinylsilane, bis (diethylamino) ethylvinylsilane, bis (dipropylamino) ethylvinylsilane, and bis (dibutylamino) ethylvinylsilane.
  • a siloxane compound can also be preferably used as the compound having a silicon atom.
  • the siloxane compound may be any compound having a siloxane structure (—Si—O—) as a main chain, and is not particularly limited, but an organosiloxane having an organic group in the side chain is preferable, and is represented by the following general formula (4).
  • the polyorganosiloxane to be produced is more preferable.
  • R 3 to R 10 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and these may be the same or different from each other. ..
  • X 9 and X 12 are composed of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group. Any group selected from the group, which may be the same or different from each other.
  • X 10 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group, and when there are a plurality of X 10s , they may be the same or different from each other. good.
  • X 11 is a group containing repeating units of 2 to 20 alkylene glycols, and when there are a plurality of X 11 , they may be the same or different from each other.
  • m is an integer of 1 to 200
  • n is an integer of 0 to 200
  • k is an integer of 0 to 200
  • m + n + k is 1 or more.
  • examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms capable of forming R 3 to R 10 , X 9 and X 12 in the general formula (4) include, for example. , Methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group and the like.
  • examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group and a methylphenyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of easiness of producing the polyorganosiloxane itself.
  • examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms that can constitute X 9 , X 10 and X 12 include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group. , Isopropoxy group and butoxy group and the like. Among these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of easiness of producing the polyorganosiloxane itself.
  • the polyorganosiloxane represented by the above general formula (4) as a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group capable of forming X 9 , X 10 and X 12, for example, the following general formula ( The group represented by 5) can be mentioned.
  • the group represented by 5) can be mentioned.
  • Z 1 is an alkylene group or an alkylarylene group having 1 to 10 carbon atoms
  • Z 2 is a methylene group, a sulfur atom, or an oxygen atom
  • E is a carbon having an epoxy group. It is a hydrocarbon group of several 2 to 10.
  • the group represented by the general formula (5) is preferably a Z 2 is an oxygen atom, Z 2 is an oxygen atom, and is more preferable E is a glycidyl group, Z 1 is carbon It is particularly preferable that the alkylene group has the number 1 to 3, where Z 2 is an oxygen atom and E is a glycidyl group.
  • X 9 and X 12 include an epoxy group-containing group having 4 to 12 carbon atoms or a group having 1 to 6 carbon atoms. Alkyl groups are preferred. Further, as X 10 , among the above, a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group is preferable. Further, it is more preferable that X 9 and X 12 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and X 10 is a group having 4 to 12 carbon atoms containing an epoxy group.
  • the group containing the repeating unit of X 11 is preferably the group represented by the following general formula (6). ..
  • t is an integer of 2 to 20
  • X 13 is an alkylene group or an alkylarylene group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 11 is a hydrogen atom or a methyl group
  • X 14 is. It is an alkoxy group or an aryloxy group having 1 to 10 carbon atoms.
  • t is an integer of 2 to 8
  • X 13 is an alkylene group having 3 carbon atoms
  • R 11 is a hydrogen atom
  • X 14 is a methoxy group.
  • m is an integer of 1 to 200, preferably an integer of 20 to 150, and more preferably an integer of 30 to 120.
  • m is 1 to 200, the polyorganosiloxane itself represented by the general formula (4) can be more easily produced, its viscosity does not become too high, and it becomes easier to handle.
  • n is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 120.
  • k is an integer of 0 to 200, preferably an integer of 0 to 150, and more preferably an integer of 0 to 130.
  • the total number of m, n and k is 1 or more, preferably 3 to 400, more preferably 20 to 300, and particularly preferably 30 to 250.
  • the method for reacting the conjugated diene polymer chain having an active terminal with the heteroatom-containing compound is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing these in a solvent in which each can be dissolved.
  • the solvent used at this time those exemplified as the inert solvent that can be used in the first step can be used.
  • a method of adding the heteroatom-containing compound to the polymerization solution obtained through the third step is convenient and preferable.
  • the heteroatom-containing compound may be dissolved in an inert solvent and added into the polymerization system.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 120 ° C.
  • the reaction time is also not particularly limited, but is usually 1 minute to 1 hour.
  • the amount of the heteroatom-containing compound used in reacting the conjugated diene polymer chain having an active terminal with the heteroatom-containing compound is preferably 0 with respect to 1 mol of the total amount of the polymerization initiator used in the polymerization. It is 1 to 100 mol, more preferably 0.3 to 50 mol. When the amount of the heteroatom-containing compound used is within the above range, fuel efficiency can be further improved.
  • the conjugated diene-based polymer composition of the present invention is a composition containing the above-mentioned conjugated diene-based polymer of the present invention and a filler.
  • the conjugated diene-based polymer composition of the present invention may contain other polymers other than the above-mentioned conjugated diene-based polymer of the present invention.
  • Other polymers include, for example, natural rubber (epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), grafted natural rubber and the like. It may be modified natural rubber), polyisoprene rubber, emulsified polymerized styrene-butadiene copolymer rubber, solution polymerized styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber (high cis-BR, low cis BR).
  • EMR epoxidized natural rubber
  • HNR hydrogenated natural rubber
  • DPNR deproteinized natural rubber
  • UPNR high-purity natural rubber
  • grafted natural rubber grafted natural rubber and the like. It may be modified natural rubber), polyisoprene rubber
  • It may also be a polybutadiene rubber containing crystal fibers composed of a 1,2-polybutadiene polymer.), Styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile.
  • the conjugated diene-based polymer of the present invention preferably occupies 10 to 100% by weight of the polymer component in the conjugated diene-based polymer composition, and preferably 50 to 100% by weight. It is particularly preferable to occupy%.
  • the conjugated diene rubber of the present invention in the polymer component at such a ratio, it is possible to obtain sufficiently excellent fuel efficiency.
  • the filler examples include silica, calcium silicate, aluminum silicate, carbon black, calcium carbonate, talc, aluminum hydroxide, alumina, clay, and mica.
  • carbon black and silica are preferable, and silica is more preferable, from the viewpoint that fuel efficiency can be further improved.
  • These can be used alone or in combination of two or more.
  • silica examples include dry white carbon, wet white carbon, colloidal silica, precipitated silica, calcium silicate, aluminum silicate and the like.
  • wet white carbon containing hydrous silicic acid as a main component is preferable.
  • a carbon-silica dual phase filler in which silica is supported on the surface of carbon black may be used.
  • These silicas can be used alone or in combination of two or more. Is (measured by the BET method according to ASTM D3037-81) nitrogen adsorption specific surface area of silica used is preferably 20 ⁇ 400m 2 / g, more preferably 50 ⁇ 220m 2 / g, particularly preferably 80 ⁇ 170m 2 / g.
  • the pH of silica is preferably 5 to 10.
  • silica for example, various commercially available silicas can be used.
  • Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black and graphite.
  • Channel blacks include, for example, EPC, MPC, and CC.
  • furnace carbon black include SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF and ECF.
  • thermal black include FT and MT. Carbon black can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the filler in the conjugated diene-based polymer composition of the present invention is preferably 10 to 250 parts by weight, more preferably 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component in the conjugated diene-based polymer composition. Is 15 to 150 parts by weight, more preferably 20 to 130 parts by weight.
  • the conjugated diene polymer composition of the present invention may further contain a silane coupling agent from the viewpoint of further improving fuel efficiency.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, and various silane coupling agents can be used, but in the present invention, a sulfide type, a mercapto type, and a protected mercapto type (for example, those having a carbonylthio group) can be used.
  • Thiocyanate-based, vinyl-based, amino-based, methacrylate-based, glycidoxy-based, nitro-based, epoxy-based or chloro-based silane coupling agents can be preferably used.
  • silane coupling agent examples include bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, and ⁇ .
  • NXT-Z100, NXT-Z30, NXT-Z45, NXT-Z60, NXT-Z45, NXT manufactured by Momentive Performance Materials, Si69, Si75, VP Si363 manufactured by Evonik Degussa, etc. can also be used.
  • These silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more. Further, one or more of these may be oligomerized in advance and used in the oligomerized state.
  • the blending amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the filler.
  • the conjugated diene-based polymer composition of the present invention further contains a cross-linking agent.
  • the cross-linking agent include sulfur-containing compounds such as sulfur and sulfur halide, organic peroxides, quinonedioximes, organic polyvalent amine compounds, and alkylphenol resins having a methylol group. Of these, sulfur is preferably used.
  • the amount of the cross-linking agent blended is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component in the conjugated diene-based polymer composition. 1 to 4 parts by weight.
  • the conjugated diene polymer composition of the present invention is provided with a cross-linking accelerator, a cross-linking activator, an antiaging agent, an activator, a process oil, a plasticizer, a lubricant, and a tackifier according to a conventional method.
  • a cross-linking accelerator e.g., a cross-linking accelerator
  • a cross-linking activator e.g., an antiaging agent
  • an activator e.g., a process oil
  • a plasticizer e.g., a lubricant, and a tackifier
  • cross-linking accelerator When sulfur or a sulfur-containing compound is used as the cross-linking agent, it is preferable to use a cross-linking accelerator and a cross-linking activator together.
  • the cross-linking accelerator include sulfenamide-based cross-linking accelerator; guanidine-based cross-linking accelerator; thiourea-based cross-linking accelerator; thiazole-based cross-linking accelerator; thiuram-based cross-linking accelerator; dithiocarbamic acid-based cross-linking accelerator; xanthate-based Crosslink accelerators; and the like.
  • those containing a sulfenamide-based cross-linking accelerator are preferable.
  • These cross-linking accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the cross-linking accelerator to be blended is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component in the conjugated diene-based polymer composition. Is 1 to 4 parts by weight.
  • cross-linking activator examples include higher fatty acids such as stearic acid; zinc oxide; and the like. These cross-linking activators may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the cross-linking activator is preferably 0.05 to 20 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component in the conjugated diene-based polymer composition. ..
  • each component may be kneaded according to a conventional method.
  • a component excluding heat-unstable components such as a crosslinking agent and a crosslinking accelerator and a conjugated diene system
  • a heat-unstable component such as a cross-linking agent or a cross-linking accelerator can be mixed with the kneaded product to obtain a desired composition.
  • the kneading temperature of the components excluding the heat-unstable component and the conjugated diene rubber is preferably 80 to 200 ° C., more preferably 120 to 180 ° C., and the kneading time is preferably 30 seconds to 30 minutes. be. Further, the kneaded product and the heat-unstable component are usually mixed after cooling to 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower.
  • the rubber crosslinked product of the present invention is obtained by cross-linking the above-mentioned conjugated diene-based polymer composition of the present invention.
  • the rubber crosslinked product of the present invention is molded by using the conjugated diene polymer composition of the present invention, for example, by a molding machine corresponding to a desired shape, for example, an extruder, an injection molding machine, a compressor, a roll or the like. It can be produced by carrying out a cross-linking reaction by heating and fixing the shape as a rubber cross-linked product. In this case, cross-linking may be performed after molding in advance, or cross-linking may be performed at the same time as molding.
  • the molding temperature is usually 10 to 200 ° C, preferably 25 to 120 ° C.
  • the crosslinking temperature is usually 100 to 200 ° C., preferably 130 to 190 ° C.
  • the crosslinking time is usually 1 minute to 24 hours, preferably 2 minutes to 12 hours, particularly preferably 3 minutes to 6 hours. ..
  • the rubber crosslinked product even if the surface is crosslinked, it may not be sufficiently crosslinked to the inside, so further heating may be performed for secondary crosslinking.
  • a general method used for rubber cross-linking such as press heating, steam heating, oven heating, and hot air heating may be appropriately selected.
  • the rubber crosslinked product of the present invention is obtained by using the conjugated diene-based polymer of the present invention described above, it is excellent in fuel efficiency. Therefore, the rubber crosslinked product of the present invention makes use of its excellent fuel saving performance, and for example, in a tire, the material of each part of the tire such as a cap tread, a base tread, a carcass, a sidewall, and a bead part; a hose, a belt, and a mat. , Anti-vibration rubber, and other materials for various industrial products; Resin impact resistance improver; Resin film buffer; Sole; Rubber shoes; Golf balls; Toys; etc.
  • the crosslinked rubber product of the present invention is suitable as a material for tires because it is excellent in fuel efficiency.
  • Mooney Viscosity (ML 1 + 4 )> The Mooney viscosity of the conjugated diene polymer was measured at 100 ° C. according to JIS K6300 (1994).
  • Styrene unit content and vinyl bond content > According to JIS K6239 (2007), the content (% by weight) of the styrene unit of the conjugated diene polymer and the vinyl bond amount (mol%) of the conjugated diene unit were determined by 1 H-NMR method.
  • Filtration was performed with a syringe equipped with a filtration filter.
  • Filter for filtration Milex-LG, pore diameter 0.2 ⁇ m, hydrophilicity, PTFE, filter diameter 25 mm (manufactured by Merck & Co., Ltd.)
  • the molecular weight was Mp _LOW
  • the molecular weight of the medium molecular weight P _MID was Mp _MID
  • the molecular weight of the high molecular weight P _HIGH was Mp _HIGH .
  • the content ratio of the low molecular weight substance P _LOW is calculated based on the area between Mp _1% _LOW and Mp _ valley _1 shown in FIG. 4 (B), and the content ratio of the medium molecular weight substance P _MID is calculated.
  • the content ratio of the high molecular weight substance P _HIGH is from Mp _ valley _2 shown in FIG. 4 (B).
  • Shrinkage factor of medium molecular weight body P _MID , high molecular weight body P _HIGH> A GPC apparatus (3D-GPC) (manufactured by Malvern) in which a conjugated diene polymer is dissolved in tetrahydrofuran as a solvent at a concentration of 20 mg / 10 ml and equipped with a viscosity detector, a light scattering detector and an RI detector. Measurements were made using the name: "OMNISEC"). Polymers polystyrene standards for light scattering detector (LS), viscosity detector (VISC) calibration and correction of delay capacitance between detectors.
  • LS light scattering detector
  • VISC viscosity detector
  • Polycal TDS-PS-N (weight average molecular weight Mw 104,349, polydispersity 1.04) was used at a solution concentration of 1 mg / ml.
  • the index of refractive index increment (dn / dc) in tetrahydrofuran of the sample was The value was 0.152 ml / g.
  • the dn / dc of the polystyrene standard substance was 0.185 ml / g.
  • the refractive index increment is the rate of change of the refractive index with respect to the change in density.
  • Measuring device OMNISEC manufactured by Malvern Detector: Light scattering detector, RI detector, UV detector, Viscosity detector GPC column: Tosoh TSKgel G4000HXL, TSKgel G5000HXL, TSKgel G6000HXL Sample solution concentration: 20 mg / 10 ml Solvent: Tetrahydrofuran (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., special grade, no stabilizer) Injection volume: 100 ⁇ l Measurement temperature: 40 ° C Dissolution conditions: Stir at room temperature for 2 hours Mobile phase: Tetrahydrofuran containing 0.3 vol% 2-ethylaminoethanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., special grade, no stabilizer) Mobile phase flow rate: 1 ml / min
  • the adsorption rates of the medium molecular weight substance P_MID and the high molecular weight substance P_HIGH on silica were determined by using the results of GPC measurement using a styrene-based column measured under the following conditions and the results of GPC measurement using a silica-based column. , Calculated.
  • the conditions for GPC measurement using a styrene column were as follows.
  • Sample solution concentration 0.5 mg / mL
  • Automatic shaker for dissolution DF-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
  • Dissolution conditions A 10 mg sample and 20 mL of solvent were placed in a screw vial, sealed, and stirred with DF-8020 at a stirring rate of 60 reciprocations / minute at room temperature for 120 minutes. Filtration was performed with a syringe equipped with a filtration filter. Filter for filtration: Milex-LG, pore diameter 0.2 ⁇ m, hydrophilicity, PTFE, filter diameter 25 mm (manufactured by Merck & Co., Ltd.)
  • the conditions for GPC measurement using a silica-based column were as follows.
  • Sample solution concentration 0.5 mg / mL
  • Automatic shaker for dissolution DF-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
  • Dissolution conditions A 10 mg sample and 20 mL of solvent were placed in a screw vial, sealed, and stirred with DF-8020 at a stirring rate of 60 reciprocations / minute at room temperature for 120 minutes. Filtration was performed with a syringe equipped with a filtration filter. Filter for filtration: Milex-LG, pore diameter 0.2 ⁇ m, hydrophilicity, PTFE, filter diameter 25 mm (manufactured by Merck & Co., Ltd.)
  • the adsorption rate of the medium molecular weight substance P_MID on silica was determined by the following formula (2), and the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH on silica was determined by the following formula (3).
  • Adsorption rate of medium molecular weight P_MID to silica (%) ⁇ 1- (b 1 ⁇ c 1 ) / (a 1 ⁇ d 1 ) ⁇ ⁇ 100 (2)
  • a 1 Area (%) of medium molecular weight substance P_MID measured by GPC using a styrene column.
  • b 1 Area (%) of internal standard polystyrene using a styrene column
  • c 1 Area (%) of medium molecular weight substance P_MID measured by GPC using a silica-based column.
  • d 1 Area (%) of internal standard polystyrene using a silica-based column
  • Adsorption rate (%) of high molecular weight substance P_HIGH to silica ⁇ 1- (b 2 ⁇ c 2 ) / (a 2 ⁇ d 2 ) ⁇ ⁇ 100 (3)
  • a 2 Area (%) of high molecular weight substance P_HIGH measured by GPC using a styrene column.
  • b 2 Area (%) of internal standard polystyrene using a styrene column
  • c 2 Area (%) of high molecular weight substance P_HIGH measured by GPC using a silica-based column.
  • d 2 Area (%) of internal standard polystyrene using a silica-based column
  • the test piece was punched from the rubber crosslinked sheet into strips having a width of 1 mm or 2 mm and a length of 40 mm, and subjected to the test.
  • a viscoelasticity measuring device manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd. was used to measure the loss tangent (tan ⁇ (30 ° C.)) of the test piece at a temperature of 30 ° C. under the conditions of a frequency of 10 Hz, an initial elongation of 10%, and a strain amplitude of 0.25%.
  • n-BuLi n-butyllithium
  • the temperature inside the polymerization reactor was adjusted to 65 ° C.
  • the solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring speed of 130 rpm, and 1,3-butadiene and styrene were added into the polymerization reactor 20 minutes after the start of polymerization. was continuously supplied to.
  • an n-hexane solution containing 1.17 mmol of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) was put into a polymerization reactor and the polymerization reaction was carried out for 10 minutes.
  • an n-hexane solution containing bis (diethylamino) methylvinylsilane 5.76 mmo1 and n-BuLi2.52 mmo1 was put into a polymerization reactor, and the polymerization reaction was carried out for 160 minutes.
  • 1,3-butadiene was continuously supplied into the polymerization reactor over 200 minutes and styrene was continuously supplied over 115 minutes, and the total supply amount of 1,3-butadiene was 1039 g. , The supply amount of styrene was 310 g.
  • the polymerization solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring rate of 130 rpm, and 15.01 mmol of the modifier [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane was added to the polymerization solution. Was added to and stirred for 15 minutes.
  • an n-hexane solution containing 30.00 mmo1 of n-BuLi was added to the polymerization solution, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • 20 mL of a hexane solution containing 2.8 mL of methanol was put into the polymerization reactor, and the polymerization solution was stirred for 5 minutes.
  • the weight for measurement is measured by extracting the agitated material in the polymerization reactor, drying a part of the agitated material at room temperature for 24 hours, evaporating most of the volatile components, and further drying under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours.
  • n-BuLi n-butyllithium
  • the temperature inside the polymerization reactor was adjusted to 65 ° C.
  • the solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring speed of 130 rpm, and 1,3-butadiene and styrene were added into the polymerization reactor 20 minutes after the start of polymerization. was continuously supplied to.
  • an n-hexane solution containing 0.65 mmol of 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane was put into a polymerization reactor and the polymerization reaction was carried out for 10 minutes.
  • an n-hexane solution containing bis (diethylamino) methylvinylsilane 5.76 mmo1 and n-BuLi 5.77 mmo1 was put into a polymerization reactor, and the polymerization reaction was carried out for 160 minutes.
  • 1,3-butadiene was continuously supplied into the polymerization reactor over 200 minutes and styrene was continuously supplied over 115 minutes, and the total supply amount of 1,3-butadiene was 1039 g. , The supply amount of styrene was 310 g.
  • the polymerization solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring rate of 130 rpm, and 18.21 mmol of the modifier [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane was added to the polymerization solution. Was added to and stirred for 15 minutes.
  • an n-hexane solution containing n-BuLi at 36.40 mmo1 was added to the polymerization solution, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • 20 mL of a hexane solution containing 3.2 mL of methanol was put into the polymerization reactor, and the polymerization solution was stirred for 5 minutes.
  • the agitated material in the polymerization reactor is extracted, a part of the agitated material is dried at room temperature for 24 hours, most of the volatile matter is evaporated, and the mixture is further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours to measure the weight.
  • a coalesced sample was obtained, and the same measurement as in Synthesis Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
  • n-butyllithium n-butyllithium
  • the temperature inside the polymerization reactor was adjusted to 65 ° C.
  • the solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring speed of 130 rpm, and 1,3-butadiene and styrene were added into the polymerization reactor 20 minutes after the start of polymerization. was continuously supplied to.
  • an n-hexane solution containing 0.43 mmol of 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane was put into a polymerization reactor and the polymerization reaction was carried out for 10 minutes.
  • an n-hexane solution containing bis (diethylamino) methylvinylsilane 3.84 mmo1 and n-BuLi 3.84 mmo1 was put into a polymerization reactor, and the polymerization reaction was carried out for 160 minutes.
  • 1,3-butadiene was continuously supplied into the polymerization reactor over 200 minutes and styrene was continuously supplied over 115 minutes, and the total supply amount of 1,3-butadiene was 693 g. , The supply amount of styrene was 207 g.
  • the polymerization solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring rate of 130 rpm, 3.24 mmol of 2-butanol was added to the polymerization solution, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • 7.29 mmol of [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane as a modifier was added to the polymerization solution, and after stirring for 15 minutes, an n-hexane solution containing 14.6 mmo1 of n-BuLi was added to the polymerization solution.
  • 20 mL of a hexane solution containing 1.6 mL of methanol was put into the polymerization reactor, and the polymerization solution was stirred for 5 minutes.
  • the agitated material in the polymerization reactor is extracted, a part of the agitated material is dried at room temperature for 24 hours, most of the volatile matter is evaporated, and the mixture is further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours to measure the weight.
  • a coalesced sample was obtained, and the same measurement as in Synthesis Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
  • n-BuLi n-butyllithium
  • the temperature inside the polymerization reactor was adjusted to 65 ° C.
  • the solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring speed of 130 rpm, and 1,3-butadiene and styrene were added into the polymerization reactor 20 minutes after the start of polymerization. was continuously supplied to.
  • 1,3-butadiene was continuously supplied into the polymerization reactor over 200 minutes and styrene was continuously supplied over 115 minutes, and the total supply amount of 1,3-butadiene was 693 g. , The supply amount of styrene was 207 g.
  • the polymerization solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring rate of 130 rpm, and 15.0 mmol of the modifier [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane was added to the polymerization solution. Was added to and stirred for 15 minutes.
  • an n-hexane solution containing 26.25 mmo1 of n-BuLi was added to the polymerization solution, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • 20 mL of a hexane solution containing 2.23 mL of methanol was put into the polymerization reactor, and the polymerization solution was stirred for 5 minutes.
  • the agitated material in the polymerization reactor is extracted, a part of the agitated material is dried at room temperature for 24 hours, most of the volatile matter is evaporated, and the mixture is further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours to measure the weight.
  • a coalesced sample was obtained, and the same measurement as in Synthesis Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
  • n-BuLi n-butyllithium
  • the temperature inside the polymerization reactor was adjusted to 65 ° C.
  • the solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring speed of 130 rpm, and 1,3-butadiene and styrene were added into the polymerization reactor 20 minutes after the start of polymerization. was continuously supplied to.
  • 1,3-butadiene was continuously supplied into the polymerization reactor over 200 minutes and styrene was continuously supplied over 115 minutes, and the total supply amount of 1,3-butadiene was 693 g. , The supply amount of styrene was 207 g.
  • the polymerization solution in the polymerization reactor was stirred at a stirring rate of 130 rpm, and 20.0 mmol of the modifier [3- (diethylamino) propyl] trimethoxysilane was added to the polymerization solution. Was added to and stirred for 15 minutes.
  • an n-hexane solution containing 26.25 mmo1 of n-BuLi was added to the polymerization solution, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • 20 mL of a hexane solution containing 2.77 mL of methanol was put into the polymerization reactor, and the polymerization solution was stirred for 5 minutes.
  • the agitated material in the polymerization reactor is extracted, a part of the agitated material is dried at room temperature for 24 hours, most of the volatile matter is evaporated, and the mixture is further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours to measure the weight.
  • a coalesced sample was obtained, and the same measurement as in Synthesis Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
  • the stirred product in the polymerization reactor was extracted and divided into two so as to have the same weight.
  • 4.6 g of 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol manufactured by BASF, trade name: Irganox 1520L, manufactured by BASF
  • spreading oil manufactured by Japan Energy Co., Ltd., product
  • JOMO Process NC-140 225 g was added to obtain a mixture.
  • most of the volatile matter in the obtained mixture was evaporated at room temperature for 24 hours, and further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours to obtain a conjugated diene polymer (B2).
  • Table 1 shows the characteristics of the conjugated diene-based polymer obtained in Synthesis Examples 1 to 6.
  • -Vulcanization accelerator (2) Diphenylguanidine (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name "Noxeller D")
  • Sulfur Made by Tsurumi Chemical Co., Ltd., trade name "Sulfur 325 mesh”
  • Table 2 shows the results of the compound Mooney viscosity (A) and the fuel saving performance (B) of each Example and Comparative Example.
  • the contraction factor of the high molecular weight substance P_HIGH is 0.4 to 0.8
  • the adsorption rate of the high molecular weight substance P_HIGH to silica is 75% or less
  • the medium molecular weight substance P_MID is 75% or less
  • the conjugated diene-based polymer having an adsorption rate of 40 to 100% with respect to silica has a compound Mooney viscosity (A) and rubber when a conjugated diene-based polymer composition is prepared by blending silica or the like as a filler.
  • the value ((A) ⁇ (B)) obtained by multiplying the fuel-saving performance (B) of the crosslinked product was low, and the workability and fuel-saving performance were well-balanced (Example 1).
  • the conjugated diene-based polymer in which the shrinkage factor of the high molecular weight P_HIGH is more than 0.8 and the adsorption rate of the high molecular weight P_HIGH to silica is more than 75% has a low compound Mooney viscosity (A).
  • the value ((A) ⁇ (B)) obtained by multiplying the fuel efficiency performance (B) was high, and the workability and fuel efficiency were inferior (Comparative Examples 1 to 3).
  • the value ((A) ⁇ (B)) obtained by multiplying the compound Mooney viscosity (A) and the fuel saving performance (B) is an index ((A) ⁇ (B)) with the result of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the index).

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Abstract

少なくとも共役ジエン単量体単位を含有する共役ジエン系重合体であって、高分子量体の収縮因子が0.4~0.8であり、高分子量体のシリカに対する吸着率が75%以下であり、中分子量体の吸着率が40~100%である共役ジエン系重合体を提供する。

Description

共役ジエン系重合体、共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤ
 本発明は、共役ジエン系重合体、共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤに関し、より詳しくは、加工性に優れ、かつ、省燃費性に優れたゴム架橋物を与えることができる共役ジエン系重合体、およびこのような共役ジエン系重合体を用いて得られる共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤに関する。
 近年、環境問題への関心の高まりから、自動車用タイヤに用いる重合体組成物に対しても、省燃費性に優れることが求められている。自動車タイヤ用の重合体組成物としては、たとえば、ポリブタジエン、ブタジエン-スチレン共重合体等の共役ジエン系重合体と、カーボンブラック、シリカ等の充填剤とを含有する重合体組成物が用いられている。
 たとえば、特許文献1には、炭化水素溶媒中で、共役ジエン化合物を含む単量体に重合開始剤を添加して共役ジエン系重合体を含有する重合溶液を得る際に、重合反応の途中において、1回または2回以上に分けて重合開始剤をさらに添加する方法が開示されている。
特開2018-172548号公報
 上記特許文献1の技術により得られる共役ジエン系重合体によれば、充填剤としてシリカなどを配合することで、省燃費性が改善されたものとすることができるものの、加工性が十分でなく、そのため、加工性の改善が望まれていた。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加工性に優れ、かつ、省燃費性に優れたゴム架橋物を与えることができる共役ジエン系重合体を提供することを目的とする。また、本発明は、このような共役ジエン系重合体を用いて得られる共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤを提供すること、ならびに、このような共役ジエン系重合体の製造方法を提供することも目的とする。
 本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、共役ジエン系重合体を構成する高分子量体の収縮因子およびシリカに対する吸着率、ならびに、中分子量体のシリカに対する吸着率を特定の範囲とすることより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明によれば、少なくとも共役ジエン単量体単位を含有する共役ジエン系重合体であって、
 高分子量体の収縮因子が0.4~0.8であり、
 高分子量体のシリカに対する吸着率が75%以下であり、
 中分子量体のシリカに対する吸着率が40~100%である共役ジエン系重合体が提供される。
 本発明の共役ジエン系重合体において、中分子量体の収縮因子が0.8~1.2であることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系重合体において、高分子量体のシリカに対する吸着率が10~70%であることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系重合体は、分子量のピーク値を2以上有することが好ましい。
 本発明の共役ジエン系重合体は、前記共役ジエン単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位とを有する共重合体であることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系重合体において、低分子量体の分子量Mp_LOWが、100,000~190,000の範囲であることが好ましい。
 本発明によれば、上記共役ジエン系重合体と、充填剤とを含有する共役ジエン系重合体組成物が提供される。
 また、本発明によれば、上記共役ジエン系重合体組成物を架橋してなるゴム架橋物、およびこのようなゴム架橋物を含むタイヤが提供される。
 さらに、本発明によれば、不活性溶媒中で、重合開始剤の存在下、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液を得る第1工程と、
 前記第1工程で得られた活性末端を有する重合体鎖の一部について、カップリング反応を行うことで、カップリング重合体鎖を形成させ、活性末端を有する重合体鎖と、カップリング重合体鎖とを含有する溶液を得る第2工程と、
 前記第2工程において、前記カップリング反応を行った後、活性末端を有する重合体鎖に、共役ジエン化合物を含む単量体をさらに重合させる第3工程と、を備え、
 前記第1工程および前記第3工程の少なくとも一方の工程において、重合に用いる前記単量体として、共役ジエン化合物に加え、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有する単量体を用いる共役ジエン系重合体の製造方法が提供される。
 本発明の共役ジエン系重合体の製造方法において、前記第1工程における重合の途中、前記第3工程における重合の開始時、および、前記第3工程における重合の途中のいずれかのタイミングで、重合開始剤の追添加を行うことが好ましい。
 本発明によれば、加工性に優れ、かつ、省燃費性に優れたゴム架橋物を与えることができる共役ジエン系重合体を提供することができる。また、本発明によれば、このような共役ジエン系重合体を用いて得られる共役ジエン系重合体組成物、ゴム架橋物、およびタイヤを提供すること、ならびに、このような共役ジエン系重合体の製造方法を提供することもできる。
図1(A)、図1(B)は、本発明の共役ジエン系重合体が、単峰性の分布を示す場合におけるGPCチャートの一例を示すグラフである。 図2(A)、図2(B)は、本発明の共役ジエン系重合体が、二峰性の分布を示す場合におけるGPCチャートの一例を示すグラフである。 図3(A)、図3(B)は、本発明の共役ジエン系重合体が、二峰性の分布を示す場合におけるGPCチャートの一例を示すグラフである。 図4(A)、図4(B)は、本発明の共役ジエン系重合体が、三峰性の分布を示す場合におけるGPCチャートの一例を示すグラフである。 図5(A)、図5(B)は、本発明の共役ジエン系重合体が、四峰性の分布を示す場合におけるGPCチャートの一例を示すグラフである。 図6は、分子量と、3D-GPCにより測定される固有粘度[η]、直鎖ポリマーの固有粘度[η]、および収縮因子g’との関係を表すグラフの一例である。 図7は、スチレン系カラムおよびシリカ系カラムを用いて得られたGPC測定結果を模式的に表したグラフである。
<共役ジエン系重合体>
 本発明の共役ジエン系重合体は、少なくとも共役ジエン単量体単位を含有する共役ジエン系重合体であって、
 高分子量体の収縮因子が0.4~0.8であり、
 高分子量体のシリカに対する吸着率が75%以下であり、
 中分子量体のシリカに対する吸着率が40~100%であるものである。
 本発明の共役ジエン系重合体は、共役ジエン単量体単位を含有するものであり、共役ジエン単量体単位を形成するための共役ジエン化合物としては、たとえば、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、2-クロロ-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、および1,3-ヘキサジエンなどが挙げられる。これらのなかでも、1,3-ブタジエン、イソプレンが好ましく、1,3-ブタジエンがより好ましい。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、共役ジエン単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位とを有する共重合体であることが好ましい。芳香族ビニル単量体単位を形成するための芳香族ビニル化合物としては、たとえば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレン、ジエチルアミノメチルスチレン、ジエチルアミノエチルスチレン、シアノエチルスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。これらのなかでも、スチレンが好ましい。本発明の共役ジエン系重合体中における、芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、全単量体の総量を100重量%として、好ましくは3~50重量%であり、より好ましくは4~50重量%である。芳香族ビニル単量体単位の含有割合を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の省燃費性をより高めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、共役ジエン単量体単位、および芳香族ビニル単量体単位に加え、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を含有するものであることが好ましい。
 シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を形成するための、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物としては、シリカに対して相互作用可能な官能基と、ビニル基を含有する化合物であればよく、特に限定されない。ここで、シリカに対して相互作用可能な官能基とは、該官能基とシリカ表面との間で共有結合を形成するか、または、共有結合よりも弱い分子間力(たとえば、イオン-双極子相互作用、双極子-双極子相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等)を形成することが可能な官能基である。このようなシリカに対して相互作用可能な官能基としては、特に限定されないが、窒素原子含有官能基、ケイ素原子含有官能基、酸素原子含有官能基などが挙げられ、これらの中でも、シリカとの相互作用が高いという観点より、ケイ素原子含有官能基が好ましい。
 シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の好ましい態様としての、ケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物としては、たとえば、下記一般式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記一般式(1)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基を表し、X、XおよびXは、それぞれ独立して、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。
 上記一般式(1)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基であり、好ましくは、化学的な単結合である。ヒドロカルビレン基としては、アルキレン基、アルケンジイル基、アリーレン基、または、アリーレン基とアルキレン基とが結合した基などが挙げられる。
 アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基などが挙げられる。アルケンジイル基としては、ビニレン基、エチレン-1,1-ジイル基などが挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基などが挙げられる。アリーレン基とアルキレン基とが結合した基としては、フェニレン基とメチレン基とが結合した基、フェニレン基とエチレン基とが結合した基などが挙げられる。Xがヒドロカルビレン基である場合には、Xは、アリーレン基であることが好ましく、フェニレン基であることがより好ましい。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXは、それぞれ独立して、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。X、XおよびXのうち、少なくとも1つが置換アミノ基であることが好ましく、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基であることがより好ましい。
 X、XおよびXを構成し得る置換アミノ基としては、下記一般式(2)で表される基が好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記一般式(2)中、RおよびRは、互いに結合していても、あるいは、結合していなくてもよく、RおよびRが互いに結合していない場合には、RおよびRは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、または、トリヒドロカルビルシリル基を表し、RとRとが互いに結合している場合には、RおよびRは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびケイ素原子から選択される少なくとも1種を含有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。
 RおよびRを構成し得るヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基などの鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状アルキル基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などのアリール基;などが挙げられる。これらの中でも、鎖状アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
 RおよびRを構成し得るヒドロカルビル基が、置換基を有する場合には、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基などが挙げられ、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;フェノキシメチル基などのアリールオキシアルキル基;などが挙げられる。
 RおよびRを構成し得るトリヒドロカルビルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基などのトリアルキルシリル基などが挙げられる。
 RとRとが互いに結合している場合において、RおよびRを構成し得るヒドロカルビレン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、2,2,4-トリメチルへキサン-1,6-ジイル基などのアルキレン基;ペンタン-2-エン-1,5-ジイル基などのアルケンジイル基;などが挙げられる。また、RおよびRを構成し得るヒドロカルビレン基が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびケイ素原子から選択される少なくとも1種を含有する場合には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびケイ素原子から選択される少なくとも1種を含有するヒドロカルビレン基としては、-CH=N-CH=CH-で表される基、-CH=N-CH-CH-で表される基、-CH-CH-O-CH-CH-で表される基、-CH-CH-S-CH-CH-で表される基、-CH-CH-SiH-CH-CH-で表される基、-CH-CH-SiMe-CH-CH-で表される基、-CH-CH-SiEt-CH-CH-で表される基などが挙げられる。
 RおよびRは、アルキル基であるか、あるいは、RとRとは互いに結合してアルキレン基となっていることが好ましく、RおよびRは、アルキル基であることがより好ましく、RおよびRは、メチル基またはエチル基であることがさらに好ましい。
 上記一般式(2)中、RおよびRがヒドロカルビル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジ-sec-ブチルアミノ基、ジ-tert-ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基などのジアリールアミノ基;などが挙げられる。これらの中でも、ジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がより好ましい。
 上記一般式(2)中、RおよびRが、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ジ(メトキシメチル)アミノ基、ジ(エトキシメチル)アミノ基などのジ(アルコキシアルキル)アミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RおよびRが、トリヒドロカルビルシリル基である場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ基、N-トリメチルシリル-N-メチルアミノ基などのトリアルキルシリル基含有アミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RとRとが互いに結合して、ヒドロカルビレン基となっている場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、1-トリメチレンイミノ基、1-ピロリジノ基、1-ピペリジノ基、1-ヘキサメチレンイミノ基、1-ヘプタメチレンイミノ基、1-オクタメチレンイミノ基、1-デカメチレンイミノ基、1-ドデカメチレンイミノ基などの1-アルキレンイミノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)中、RとRとが互いに結合して、窒素原子および/または酸素原子を含有するヒドロカルビレン基となっている場合における、上記一般式(2)で表される基の具体例としては、1-イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1-イミダゾリル基、モルホリノ基などが挙げられる。
 上記一般式(2)で表される基としては、ジアルキルアミノ基、1-アルキレンイミノ基が好ましく、ジアルキルアミノ基がより好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基がさらに好ましい。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などのアルキル基;フェニル基、4-メチル-1-フェニル基、ベンジル基などのアリール基;などが挙げられる。
 X、XおよびXを構成し得るヒドロカルビル基が、置換基を有する場合には、置換基としてヒドロカルビルオキシ基を有するヒドロカルビル基などが挙げられ、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、1つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、(ジメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジメチルビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(エチルメチルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチルビニルシラン、(ジイソプロピルアミノ)ジエチルビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルシラン;[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジメチルビニルシラン、[ビス(トリメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシラン、[ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]ジエチルビニルシランなどの[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]ジアルキルビニルシラン;(ジメチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジメチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(メトキシエチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシメチル)ビニルシラン、(ジエチルアミノ)ジ(エトキシエチル)ビニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジ(アルコキシアルキル)ビニルシラン;ピロリジノジメチルビニルシラン、ピペリジノジメチルビニルシラン、ヘキサメチレンイミノジメチルビニルシラン、4,5-ジヒドロイミダゾリルジメチルビニルシラン、モルホリノジメチルビニルシランなどの環状アミノジアルキルビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、1つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、(ジメチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジメチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジメチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジエチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-プロピルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-4-ビニルフェニルシラン、(ジ-n-ブチルアミノ)ジエチル-3-ビニルフェニルシランなどの(ジアルキルアミノ)ジアルキルビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルシラン;ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]メチルビニルシラン、ビス[ビス(トリメチルシリル)アミノ]エチルビニルシラン、ビス[ビス(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ]エチルビニルシランなどのビス[ビス(トリアルキルシリル)アミノ]アルキルビニルシラン;ビス(ジメチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メトキシエチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エトキシメチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エトキシエチルビニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルコキシアルキルシラン;ビス(ピロリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ピペリジノ)メチルビニルシラン、ビス(ヘキサメチレンイミノ)メチルビニルシラン、ビス(4,5-ジヒドロイミダゾリル)メチルビニルシラン、ビス(モルホリノ)メチルビニルシランなどのビス(環状アミノ)アルキルビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、ビス(ジメチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-プロピルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-4-ビニルフェニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)エチル-3-ビニルフェニルシランなどのビス(ジアルキルアミノ)アルキルビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、3つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリス(ジメチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)ビニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)ビニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xがヒドロカルビレン基であり、X、XおよびXのうち、3つが置換アミノ基である場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリス(ジメチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジメチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジエチルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-プロピルアミノ)-3-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-4-ビニルフェニルシラン、トリス(ジ-n-ブチルアミノ)-3-ビニルフェニルシランなどのトリス(ジアルキルアミノ)ビニルフェニルシランなどが挙げられる。
 上記一般式(1)中、Xが化学的な単結合であり、X、XおよびXのうち、いずれも置換アミノ基でない場合における、上記一般式(1)で表されるケイ素原子含有官能基を含有するビニル化合物の具体例としては、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリプロポキシビニルシランなどのトリアルコキシビニルシラン;メチルジメトキシビニルシラン、メチルジエトキシビニルシランなどのジアルコキシアルキルビニルシラン;ジ(tert-ペントキシ)フェニルビニルシラン、ジ(tert-ブトキシ)フェニルビニルシランなどのジアルコキシアリールビニルシラン;ジメチルメトキシビニルシランなどのモノアルコキシジアルキルビニルシラン;tert-ブトキシジフェニルビニルシラン、tert-ペントキシジフェニルビニルシランなどのモノアルコキシジアリールビニルシラン;tert-ブトキシメチルフェニルビニルシラン、tert-ブトキシエチルフェニルビニルシランなどのモノアルコキシアルキルアリールビニルシラン;トリス(β-メトキシエトキシ)ビニルシランなどの置換アルコキシビニルシラン化合物;などが挙げられる。
 上記一般式(1)で表される化合物のなかでも、Xが化学的な単結合であるものが好ましく、Xが化学的な単結合であり、かつ、X、XおよびXのうち、2つが置換アミノ基である化合物がより好ましく、Xが化学的な単結合であり、かつ、X、XおよびXのうち、2つがジアルキルアミノ基である化合物が特に好ましい。
 上記一般式(1)で表される化合物の中でも、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ-n-ブチルアミノ)メチルビニルシランが好ましく、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシランが特に好ましい。
 また、上記一般式(1)で表される化合物以外の、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物としては、4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレン、3-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノスチレン;4-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノメチルスチレン、4-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレン、3-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルスチレンなどのビス(トリアルキルシリル)アミノアルキルスチレンなどが挙げられる。
 なお、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物として、上記一般式(1)で表される化合物を用いた場合には、本発明の共役ジエン系重合体中には、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位として、下記一般式(3)で表される単位が導入されることとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(3)中、Xは、化学的な単結合またはヒドロカルビレン基を表し、X、XおよびXは、それぞれ独立して、水酸基、置換アミノ基、ヒドロカルビルオキシ基、または置換基を有していてもよいヒドロカルビル基を表す。
 なお、上記一般式(3)で表される単位において、Xは、上記一般式(1)で表される化合物中のXに対応し、上記一般式(3)で表される単位において、X、XおよびXは、上記一般式(1)で表される化合物中のX、XおよびXにそれぞれ対応する。そのため、上記一般式(3)で表される単位において、X、X、XおよびXは、上記一般式(1)で表される化合物中のX、X、XおよびXとそれぞれ同じものとすることができる。また、上記一般式(1)で表される化合物として、X、XおよびXのうち少なくとも一つが、置換アミノ基、またはヒドロカルビルオキシ基であるものを用いた場合には、置換アミノ基、またはヒドロカルビルオキシ基が、任意の工程およびタイミングにおいて加水分解されることで、X、XおよびXのうち少なくとも一つを、水酸基とすることができる。
 本発明の共役ジエン系重合体中における、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合は、全単量体の総量を100重量%として、好ましくは0.001~10.000重量%であり、より好ましくは0.001~3.000重量%である。シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の含有割合を上記範囲とすることにより、加工性を十分なものとしながら、得られるゴム架橋物の省燃費性をより高めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、共役ジエン単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、およびシリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位以外のその他の単量体単位を含有していてもよい。このようなその他の単量体単位を構成するその他の化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテンなどの鎖状オレフィン化合物;シクロペンテン、2-ノルボルネンなどの環状オレフィン化合物;1,5-ヘキサジエン、1,6-ヘプタジエン、1,7-オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および5-エチリデン-2-ノルボルネンなどの非共役ジエン化合物;などが挙げられる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、高分子量体の収縮因子が0.4~0.8であり、高分子量体のシリカに対する吸着率が75%以下であり、中分子量体のシリカに対する吸着率が40~100%であるものである。
 ここで、本発明の共役ジエン系重合体を構成する低分子量体、中分子量体、および高分子量体について説明する。以下においては、低分子量体をP_LOW、中分子量体をP_MID、高分子量体をP_HIGHとし、図1~図5を参照しながら、説明する。なお、図1~図5は、本発明の共役ジエン系重合体について、スチレン系カラムを使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定を行うことにより得られるGPCチャートの一例を模式的に示したグラフである。
 まず、本発明の共役ジエン系重合体が、図1(A)に示すように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される分子量分布において、極大値を1つ有する態様、すなわち、単峰性の分布を有する場合について説明する。
 図1(B)に示すように、単峰性の分布を有する場合には、まず、分子量分布が極大値を示す分子量を、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MIDとする。また、分子量分布が極大値を示す分子量におけるピーク強度SMIDに対し、半分の強度(すなわち、1/2SMID)を示す分子量のうち、低分子量側の分子量を、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOWとする。一方、分子量分布が極大値を示す分子量におけるピーク強度SMIDに対し、半分の強度(すなわち、1/2SMID)を示す分子量のうち、高分子量側の分子量を、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとする。
 また、図2(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される分子量分布において、極大値を2つ有する態様、すなわち、二峰性の分布を有する態様を示すものである。ここで、図2(A)に示す態様は、二峰性の分布を有し、かつ、極大値を含む2つのピークのうち、高分子量側のピーク面積と比較して、低分子量側のピーク面積の方が大きい態様を示すものである。
 図2(B)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、低分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、ピーク面積の大きい低分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量を、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MIDとする。また、ピーク面積の小さい高分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量を、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとする。そして、ピーク面積の大きい低分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量におけるピーク強度SMIDに対し、半分の強度(すなわち、1/2SMID)を示す分子量のうち、低分子量側の分子量を、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOWとする。
 一方、図3(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される分子量分布において、極大値を2つ有する態様、すなわち、二峰性の分布を有する態様において、極大値を含む2つのピークのうち、低分子量側のピーク面積と比較して、高分子量側のピーク面積の方が大きい態様を示すものである。
 図3(B)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、高分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、ピーク面積の大きい高分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量を、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MIDとする。また、ピーク面積の小さい低分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量を、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOWとする。そして、ピーク面積の大きい高分子量側のピークにおいて、分子量分布が極大値を示す分子量におけるピーク強度SMIDに対し、半分の強度(すなわち、1/2SMID)を示す分子量のうち、高分子量側の分子量を、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとする。
 また、図4(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される分子量分布において、極大値を3つ有する態様、すなわち、三峰性の分布を有する態様を示すものである。
 図4(B)に示すように、三峰性の分布を有する態様である場合には、3つ存在する、分子量分布が極大値を示す分子量を、低分子量側から、それぞれ、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとする。
 また、図5(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定される分子量分布において、極大値を4つ有する態様、すなわち、四峰性の分布を有する態様を示すものである。
 図5(B)に示すように、四峰性の分布を有する態様である場合には、4つ存在する極大値を示す4つのピークのうち、連続する3つのピークの組み合わせを選択し、連続する3つのピークのピーク面積の合計が最大となるものを選択する。図5(B)に示す態様においては、最も高分子量側に位置するピークを含む連続する3つのピークを選択する。そして、選択した連続する3つのピークについて、分子量分布が極大値を示す分子量を、低分子量側から、それぞれ、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとする。なお、図5(A)、図5(B)においては、極大値を4つ有する態様、すなわち、四峰性の分布を有する態様について説明したが、極大値を5つ以上有する態様、すなわち、五峰性以上の分布を有する態様についても、同様に、連続する3つのピークのピーク面積の合計が最大となるものを選択し、同様に、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHを決定する。
 低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOWは、好ましくは50,000~200,000の範囲であり、より好ましくは60,000~190,000の範囲、さらに好ましくは60,000~180,000の範囲、特に好ましくは70,000~160,000の範囲である。低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOWを上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の省燃費性を優れたものとしながら、加工性をより高めることができる。
 中分子量体P_MIDの分子量Mp_MIDは、好ましくは210,000~600,000の範囲であり、より好ましくは300,000~500,000の範囲、さらに好ましくは330,000~450,000の範囲である。中分子量体P_MIDの分子量Mp_MIDを上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の省燃費性を優れたものとしながら、加工性をより高めることができる。
 高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHは、好ましくは610,000~1,400,000の範囲であり、より好ましくは700,000~1,300,000の範囲、さらに好ましくは740,000~1,200,000の範囲である。高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHを上記範囲とすることにより、加工性を良好なものとしながら、耐摩耗性や機械的強度を高めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体の全体の重量平均分子量Mw_TOTALは、好ましくは300,000~900,000の範囲であり、より好ましくは350,000~800,000の範囲、さらに好ましくは400,000~700,000の範囲、特に好ましくは420,000~600,000の範囲である。共役ジエン系重合体の全体の重量平均分子量Mw_TOTALを上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の省燃費性を優れたものとしながら、加工性をより高めることができる。
 本発明の共役ジエン系重合体の全体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表わされる全体の分子量分布は、1.1~3.0であることが好ましく、1.2~2.5であることがより好ましく、1.2~2.2であることが特に好ましい。
 なお、上記した分子量は、いずれも、スチレン系カラムを使用した、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定によりポリスチレン換算の値として求めることができ、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHについては、具体的には、図1~図5を使用して説明した上記方法にしたがって、求めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体の分子量の分布を、二峰性以上の分布を有するものとする方法としては、特に限定されないが、単量体を重合することにより、共役ジエン系重合体を合成する際に、重合の途中で、重合開始剤を追添加する方法や、重合により得られた重合体鎖についてカップリング反応を行う方法などが挙げられる。また、この際に、たとえば、重合開始剤を追添加するタイミングや追添加する量、カップリング反応を行うタイミング、用いるカップリング剤の種類などを選択することにより、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHを制御することができる。
 本発明の共役ジエン系重合体としては、加工性および省燃費性をより高めることができるという観点より、分子量の分布として、二峰性以上の分布を有するもの(2以上のピークを有するもの)とすることが好ましく、三峰性の分布を有するもの(3個のピークを有するもの)とすることがより好ましい。なお、本発明においては、最も近接する極小値に対して、3倍以上の強度を示すものを極大値とし、このような極大値を含むピークを、ピーク数としてカウントするものとする。すなわち、極大値を示すものであっても、最も近接する極小値に対して、3倍未満の強度しか示さないものは、ピークを形成する極大値としないものとする。
 そして、本発明の共役ジエン系重合体は、高分子量体P_HIGHの収縮因子が0.4~0.8であり、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率が75%以下であり、さらには、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率が40~100%であるものである。
 ここで、高分子量体P_HIGHの収縮因子とは、高分子量体P_HIGHの分岐度を示す指標であり、共役ジエン系重合体について、テトラヒドロフランを溶媒として、粘度検出器および光散乱検出器および示差屈折(RI)検出器を備えたGPC装置(3D-GPC)を用いて、固有粘度[η]を測定し、測定した固有粘度と、標準固有粘度[η]との比を算出することができる。具体的には、共役ジエン系重合体について、3D-GPC測定を行い、測定結果より、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHにおける、固有粘度[η]を求め、求めた固有粘度[η]と、標準固有粘度[η]とから、収縮因子g’=[η]/[η]にしたがって求めることができる。なお、標準固有粘度[η]は、分岐構造を有しない共役ジエン系重合体の固有粘度(直鎖ポリマーの固有粘度)の計算値であり、収縮因子g’の値が低くなるほど、分岐度が高くなる傾向にある。
 図6に、分子量と、3D-GPCにより測定される固有粘度[η]、標準固有粘度[η]、および収縮因子g’との関係を表すグラフの一例を示す。また、図6においては、GPC測定による分子量の分布のチャートも併せて示した。高分子量体P_HIGHの収縮因子は、図6に示すように、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHにおける、3D-GPCにより測定される固有粘度[η]と、標準固有粘度[η]とから、これらの比(η/η)を算出することにより求められる。
 本発明の共役ジエン系重合体において、高分子量体P_HIGHの収縮因子は、0.4~0.8の範囲であり、好ましくは0.4~0.7、より好ましくは0.4~0.6である。高分子量体P_HIGHの収縮因子が低すぎると、機械的強度に劣るものとなってしまい、一方、高分子量体P_HIGHの収縮因子が高すぎると、加工性が低下してしまう。なお、高分子量体P_HIGHの収縮因子を上記範囲とする方法としては、特に限定されないが、たとえば、重合により得られた重合体鎖について、3官能以上のカップリング剤を用いたカップリング反応を行う方法などが挙げられる。
 なお、本発明の共役ジエン系重合体における、中分子量体P_MIDの収縮因子も、高分子量体P_HIGHの収縮因子と同様に、中分子量体P_MIDの分子量Mp_HIGHにおける、3D-GPCにより測定される固有粘度[η]と、標準固有粘度[η]とから、これらの比(η/η)を算出することにより求めることができる。中分子量体P_MIDの収縮因子は、特に限定されないが、好ましくは0.8~1.2、より好ましくは0.8~1.0、さらに好ましくは0.8~0.9である。中分子量体P_MIDの収縮因子を上記範囲とすることにより、加工性をより高めることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、高分子量体P_HIGHおよび中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率が特定の範囲にあるものである。すなわち、本発明の共役ジエン系重合体は、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率が75%以下であり、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率が40~100%の範囲にあるものである。なお、本発明において、高分子量体P_HIGHおよび中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、たとえば、共役ジエン系重合体について、スチレン系カラムを用いたGPC測定、およびシリカ系カラムを用いたGPC測定を行い、これらの結果に基づいて、下記式(1)にしたがって、求めることができる。
  シリカに対する吸着率(%)=(1-(シリカ系カラムを用いたGPC測定による該材の面積ASi/シリカ系カラムを用いたGPC測定による標準ポリスチレンの面積BSi)×(スチレン系カラムを用いたGPC測定による標準ポリスチレンの面積Bsty/スチレン系カラムを用いたGPC測定による該材の面積Asty))×100  (1)
 ここで、図7は、スチレン系カラムおよびシリカ系カラムを用いたGPC測定結果を模式的に表したグラフである。図7に示すように、スチレン系カラムを用いたGPC測定においては、吸着等が発生しない一方で、シリカ系カラムを用いたGPC測定においては、重合体鎖の一部が、シリカに対し吸着することで、これらの結果に差分が生じることとなる。本発明においては、このような測定により得られる、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率、および中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率を規定するものである。
 なお、スチレン系カラムを用いたGPC測定は、分子量5000の標準ポリスチレンを使用し、カラムとして、Plus Poreシリーズ Poly Pore(7.5mm I.D.×300mm、アジレント・テクノロジーズ社製)2本を使用し、温度35℃としたカラムオ-ブン(CTO-20A、島津製作所社製)、およびRI検出器(RID-10A、島津製作所社製)を使用し、移動相としてテトラヒドロフランと2-(エチルアミノ)エタノールの混合溶液を使用し、流量1.0mL/分にて測定することができる。カラムとしては、PLgel Mini MIXED-C(4.6mm I.D.×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)を3本つなげたもの、またはPLgel MIXED-C(7.5mm I.D.×300mm、アジレント・テクノロジーズ社製)を3本つなげたものを用いてもよい。また、シリカ系カラムを用いたGPC測定は、分子量5000の標準ポリスチレンを使用し、カラムとして、Zorbax PSM1000-S(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本と、Zorbax PSM-300(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本と、Zorbax PSM60-S(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本との合計3本のカラムを使用し、温度35℃としたカラムオ-ブン(CTO-20A、島津製作所社製)、およびRI検出器(RID-10A、島津製作所社製)を使用し、移動相としてテトラヒドロフランを使用し、流量0.7mL/分にて測定することができる。
 そして、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率、および、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、具体的には、次のようにして求める。
 すなわち、本発明の共役ジエン系重合体が、図1(A)に示すように、単峰性の分布を有する場合には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図1(B)に示すMp_LOWから、Mp_HIGHの間の面積を、その測定の対象として求める。具体的には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図1(B)に示すMp_LOWから、Mp_HIGHの間の面積ASi、Asty(すなわち、シリカ系カラムを用いたGPC測定による、Mp_LOWから、Mp_HIGHの間の面積ASi、および、スチレン系カラムを用いたGPC測定による、Mp_LOWから、Mp_HIGHの間の面積の両方の面積Asty)をそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。また、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図1(B)に示すMp_HIGHから、Mp_1%_HIGH(Mp_1%_HIGHは、最大強度(図1(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、高分子側に位置する分子量)の間の面積を、その測定の対象として求める。具体的には、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図1(B)に示すMp_HIGHから、Mp_1%_HIGHの間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。
 また、図2(A)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、低分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図2(B)に示すMp_LOWから、Mp_谷(Mp_谷は、Mp_MIDと、Mp_HIGHとの間における極小値を示す分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。また、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図2(B)に示すMp_谷から、Mp_1%_HIGH(Mp_1%_HIGHは、最大強度(図2(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、高分子側に位置する分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。
 また、図3(A)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、高分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図3(B)に示すMp_谷(Mp_谷は、Mp_LOWと、Mp_MIDとの間における極小値を示す分子量)から、Mp_HIGHの間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。また、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図3(B)に示すMp_HIGHから、Mp_1%_HIGH(Mp_1%_HIGHは、最大強度(図3(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、高分子側に位置する分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。
 また、図4(A)に示すように、三峰性の分布を有する場合には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図4(B)に示すMp_谷_1(Mp_谷_1は、Mp_LOWと、Mp_MIDとの間における極小値を示す分子量)から、Mp_谷_2(Mp_谷_2は、Mp_MIDと、Mp_HIGHとの間における極小値を示す分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。また、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図4(B)に示すMp_谷_2から、Mp_1%_HIGH(Mp_1%_HIGHは、最大強度(図4(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、高分子側に位置する分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。
 また、図5(A)に示すように、四峰性の分布を有する場合には、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、図5(B)に示すMp_谷_2(Mp_谷_2は、Mp_LOWと、Mp_MIDとの間における極小値を示す分子量)から、Mp_谷_3(Mp_谷_3は、Mp_MIDと、Mp_HIGHとの間における極小値を示す分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。また、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、図5(B)に示すMp_谷_3から、Mp_1%_HIGH(Mp_1%_HIGHは、最大強度(図5(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、高分子側に位置する分子量)の間の面積ASi、Astyをそれぞれ求め、求めた面積ASi、Astyを用いて、上記式(1)により算出することができる。なお、極大値を5つ以上有する態様、すなわち、五峰性以上の分布を有する態様についても、同様に、四峰性の分布を有する場合と同様にして、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率、および高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率を求めることができる。ここでいずれの態様においても、面積の算出に用いる分子量範囲はスチレン系カラムを用いて測定し、シリカ系カラムで測定されたGPCチャートにおいてもスチレン系カラムで決定した分子量を示す範囲を用いて、面積を算出する。なお、面積の算出は、上記各分子量を示す溶出時間を確認し、溶出時間に対して積分することにより面積を算出することで行うことができる。
 高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、75%以下であり、好ましくは10~70%であり、より好ましくは10~60%である。高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率が高すぎると、加工性が低下してしまう。高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率を上記範囲とする方法としては、特に限定されないが、高分子量体P_HIGHに含まれる、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の量や種類を調整する方法などが挙げられる。
 また、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率は、40~100%であり、好ましくは50~100%、より好ましくは50~80%である。中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率が低すぎると、省燃費性の向上効果が得られなくなる。中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率を上記範囲とする方法としては、特に限定されないが、中分子量体P_MIDに含まれる、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位の量や種類を調整する方法などが挙げられる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体において、低分子量体P_LOW、中分子量体P_MID、および、高分子量体P_HIGHの含有割合は、特に限定されないが、低分子量体P_LOWの含有割合が好ましくは5~20重量%、より好ましくは8~17重量%であり、中分子量体P_MIDの含有割合が好ましくは30~70重量%、より好ましくは50~60重量%であり、高分子量体P_HIGHの含有割合が好ましくは20~60重量%、より好ましくは25~40重量%である。なお、低分子量体P_LOW、中分子量体P_MID、および、高分子量体P_HIGHの含有割合は、以下の通り求めればよい。
 すなわち、本発明の共役ジエン系重合体が、図1(A)に示すように、単峰性の分布を有する場合には、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOW(Mp_1%_LOWは、最大強度(図1(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、低分子側に位置する分子量)から、図1(B)に示すMp_LOWまでの間の面積を低分子量体P_LOWの面積とすることにより求める。また、中分子量体P_MIDの含有割合は、図1(B)に示すMp_LOWから、Mp_HIGHの間の面積を中分子量体P_MIDの面積とすることにより求める。さらに、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図1(B)に示すMp_HIGHから、Mp_1%_HIGHの間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とすることにより求める。
 図2(A)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、低分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOW(Mp_1%_LOWは、最大強度(図2(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、低分子側に位置する分子量)から、図2(B)に示すMp_LOWまでの間の面積を低分子量体P_LOWの面積とすることにより求める。また、中分子量体P_MIDの含有割合は、図2(B)に示すMp_LOWから、Mp_谷の間の面積を中分子量体P_MIDの面積とすることにより求める。さらに、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図2(B)に示すMp_谷から、Mp_1%_HIGHの間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とすることにより求める。
 図3(A)に示すように、二峰性の分布を有し、かつ、高分子量側のピーク面積の方が大きい態様である場合には、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOW(Mp_1%_LOWは、最大強度(図3(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、低分子側に位置する分子量)から、図3(B)に示すMp_谷までの間の面積を低分子量体P_LOWの面積とすることにより求める。また、中分子量体P_MIDの含有割合は、図3(B)に示すMp_谷から、Mp_HIGHの間の面積を中分子量体P_MIDの面積とすることにより求める。さらに、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図3(B)に示すMp_HIGHから、Mp_1%_HIGHの間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とすることにより求める。
 図4(A)に示すように、三峰性の分布を有する場合には、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOW(Mp_1%_LOWは、最大強度(図4(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、低分子側に位置する分子量)から、図4(B)に示すMp_谷_1までの間の面積を低分子量体P_LOWの面積とすることにより求める。また、中分子量体P_MIDの含有割合は、図4(B)に示すMp_谷_1から、Mp_谷_2の間の面積を中分子量体P_MIDの面積とすることにより求める。さらに、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図4(B)に示すMp_谷_2から、Mp_1%_HIGHの間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とすることにより求める。
 図5(A)に示すように、四峰性の分布を有する場合には、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOW(Mp_1%_LOWは、最大強度(図5(B)においては、SMID)の1/100の強度を示す分子量であって、低分子側に位置する分子量)から、図5(B)に示すMp_谷_2までの間の面積を低分子量体P_LOWの面積とすることにより求める。また、中分子量体P_MIDの含有割合は、図5(B)に示すMp_谷_2から、Mp_谷_3の間の面積を中分子量体P_MIDの面積とすることにより求める。さらに、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図5(B)に示すMp_谷_3から、Mp_1%_HIGHの間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とすることにより求める。なお、この場合においても、面積の算出は、上記各分子量を示す溶出時間を確認し、溶出時間に対して積分することにより面積を算出することで行うことができる。
 本発明の共役ジエン系重合体の全体における、共役ジエン単量体単位中(たとえば、イソプレン単量体単位および1,3-ブタジエン単量単位)のビニル結合含有量は、好ましくは1~90重量%、より好ましくは3~85重量%、特に好ましくは5~80重量%である。共役ジエン系重合体の全体における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を上記範囲内とすることにより、省燃費性により優れたものとすることができる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、好ましくは20~100、より好ましくは30~90、特に好ましくは35~80である。なお、共役ジエン系重合体を油展ゴムとする場合は、その油展ゴムのムーニー粘度を上記の範囲とすることが好ましい。
 本発明の共役ジエン系重合体のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、好ましくは20~-110℃であり、より好ましくは10℃~-70℃である。本発明で用いる共役ジエン系ゴムのガラス転移温度は、たとえば、共役ジエン系重合体中の芳香族ビニル単量体単位の含有量、および共役ジエン単量体単位におけるビニル結合含有量を調節することによって、適宜調節することができる。
<共役ジエン系重合体の製造方法>
 本発明の共役ジエン系重合体の製造方法は、
 不活性溶媒中で、重合開始剤の存在下、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液を得る第1工程と、
 前記第1工程で得られた活性末端を有する重合体鎖の一部について、カップリング反応を行うことで、カップリング重合体鎖を形成させ、活性末端を有する重合体鎖と、カップリング重合体鎖とを含有する溶液を得る第2工程と、
 前記第2工程において、前記カップリング反応を行った後、活性末端を有する重合体鎖に、共役ジエン化合物を含む単量体をさらに重合させる第3工程と、を備え、
 前記第1工程および前記第3工程の少なくとも一方の工程において、重合に用いる前記単量体として、共役ジエン化合物に加え、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有する単量体を用いるものである。
 第1工程は、不活性溶媒中で、重合開始剤の存在下、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させることで、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液を得る工程である。
 重合に用いる不活性溶媒としては、溶液重合において通常使用されるものであり、重合反応を阻害しないものであれば特に限定されない。不活性溶媒の具体例としては、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン、プロペン、1-ブテン、イソブテン、トランス-2-ブテン、シス-2-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテン、1-へキセン、2-へキセン、n-ヘプタンなどの鎖状または分岐状脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物などが挙げられる。これらの不活性溶媒は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。不活性溶媒の使用量は、特に限定されないが、単量体濃度が、たとえば1~50重量%となる量であり、好ましくは5~40重量%となる量である。
 重合に用いる重合開始剤としては、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖を与えることができるものであれば、特に限定されない。その具体例としては、有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物、およびランタン系列金属化合物などを主触媒とする重合開始剤を挙げることができる。有機アルカリ金属化合物としては、たとえば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、フェニルリチウム、エチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、tert-オクチルリチウム、n-デシルリチウム、2-ナフチルリチウム、2-ブチルフェニルリチウム、4-フェニルブチルリチウム、へキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応生成物、スチルベンリチウムなどの有機モノリチウム化合物;ジリチオメタン、1,4-ジリチオブタン、1,4-ジリチオ-2-エチルシクロヘキサン、1,3,5-トリリチオベンゼン、1,3,5-トリス(リチオメチル)ベンゼン、sec-ブチルリチウムとジイソプロペニルベンゼンとの反応物、n-ブチルリチウムと1,3-ブタジエンとジビニルベンゼンとの反応物、n-ブチルリチウムとポリアセチレン化合物との反応物などの有機多価リチウム化合物;ナトリウムナフタレンなどの有機ナトリウム化合物;カリウムナフタレンなどの有機カリウム化合物;有機ルビジウム化合物;有機セシウム化合物などが挙げられる。その他にも、リチウム、ナトリウム及びカリウム等のアルコキサイド、スルフォネート、カーボネート、アミド等が挙げられる。また、他の有機金属化合物と併用してもよい。さらに、米国特許第5,708,092号明細書、英国特許第2,241,239号明細書、米国特許第5,527,753号明細書等に開示されている公知の有機アルカリ金属化合物も使用することができる。
 重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、単量体1000g当り、通常1~50ミリモル、好ましくは1.2~20ミリモル、より好ましくは2~15ミリモルの範囲である。
 重合温度は、通常-80~+150℃、好ましくは0~100℃、より好ましくは30~90℃の範囲である。重合様式としては、回分式、連続式などのいずれの様式をも採用できるが、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とを共重合させる場合は、共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位との結合のランダム性を制御しやすい点で、回分式が好ましい。また、各単量体の結合様式は、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、ランダム状が好ましい。ランダム状にすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性をより向上させることができる。
 また、共役ジエン化合物を含む単量体を重合するにあたり、得られる共役ジエン系重合体鎖における共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量を調節するために、不活性有機溶媒に極性化合物を添加してもよい。極性化合物としては、たとえば、エーテル化合物、第三級アミン、ホスフィン化合物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属フェノキシド等を用いることができる。エーテル化合物としては、たとえば、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサン等の環状のエーテル;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等の脂肪族モノエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル等の脂肪族ジエーテル;ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等の脂肪族トリエーテル;ジフェニルエーテル、アニソール、1,2-ジメトキシベンゼン、3,4-ジメトキシトルエン等の芳香族エーテル;等が挙げられる。第三級アミンとしては、たとえば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、1,1,2,2-テトラメチルエチレンジアミン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、キノリン等が挙げられる。ホスフィン化合物として、たとえば、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等が挙げられる。アルカリ金属アルコキシドとしては、たとえば、ナトリウム-tert-ブトキシド、カリウム-tert-ブトキシド、ナトリウム-tert-ペントキシド、カリウム-tert-ペントキシド等が挙げられる。アルカリ金属フェノキシドとしては、たとえば、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド等が挙げられる。これらの極性化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。極性化合物の使用量は、目的とするビニル結合含有量に応じて決定すればよく、重合開始剤1モルに対して、好ましくは0.001~100モル、より好ましくは0.01~10モルである。極性化合物の使用量がこの範囲にあると、共役ジエン単量体単位中のビニル結合含有量の調節が容易であり、かつ重合開始剤の失活による不具合も発生し難い。
 また、第1工程においては、重合に用いる単量体として、少なくとも共役ジエン化合物を含有するものを用いればよいが、共役ジエン系重合体を、共役ジエン単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位とを有するものとするという観点より、芳香族ビニル化合物を含有するものとすることが好ましい。さらに、重合に用いる単量体として、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有するものとしてもよいが、共役ジエン系重合体の加工性をより高めるという観点より、第1工程においては、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を使用せず、後述する第3工程において、使用することが好ましい。
 第2工程は、第1工程で得られた活性末端を有する重合体鎖の一部について、カップリング反応を行うことで、カップリング重合体鎖を形成させ、活性末端を有する重合体鎖と、カップリング重合体鎖とを含有する溶液を得る工程である。
 カップリング剤としては、特に限定されないが、四塩化珪素、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、四塩化スズ、メチルトリクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、トリメチルクロロスズ、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ビス(トリクロロシリル)メタン、1,2-ビス(トリクロロシリル)エタン、1,3-ビス(トリクロロシリル)プロパン、1,4-ビス(トリクロロシリル)ブタン、1,5-ビス(トリクロロシリル)ペンタン、1,6-ビス(トリクロロシリル)ヘキサンなどが挙げられる。これらの中でも、得られる共役ジエン系重合体に含まれる高分子量体P_HIGHの収縮因子を特定の範囲とすることができ、また、高分子量化による加工性の低下を良好に抑制しながら、機械的特性を適切に高めることができるという観点より、3官能以上のカップリング剤を用いることが好ましく、4官能以上のカップリング剤を用いることがさらに好ましい。
 カップリング剤の使用量としては、特に限定されないが、第1工程で得られた活性末端を有する重合体鎖の一部のみについてカップリング反応を行うという観点より、第1工程で使用した重合開始剤1モルに対して、カップリング剤の官能基換算で、1モル未満とすることが好ましく、好ましくは0.03~0.4モル、より好ましくは0.05~0.3モルである。カップリング剤の使用量を上記範囲とすることにより、省燃費性をより高めることができる。カップリング剤の添加により、活性末端を有する重合体鎖は、活性末端においてカップリング反応し、これにより、カップリング反応した重合体鎖は、活性末端が消失することとなり、活性末端を有しないものとなる。
 第3工程は、第2工程において、前記カップリング反応を行った後、活性末端を有する重合体鎖に、共役ジエン化合物を含む単量体をさらに重合させる工程である。
 第3工程において、重合に用いる単量体としては、少なくとも共役ジエン化合物を含有するものを用いればよいが、共役ジエン系重合体を、共役ジエン単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位とを有するものとするという観点より、芳香族ビニル化合物を含有するものとすることが好ましい。さらに、第3工程においては、重合に用いる単量体として、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有するものとすることが好ましい。第3工程において、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を使用することにより、第2工程において、カップリング反応させた重合体鎖以外の重合体鎖に、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物の単位を優先的に導入することができる。そして、これにより、カップリング反応させた重合体鎖以外の重合体鎖の、シリカに対する吸着率を効果的に高めることができ、その結果として、加工性を良好なものとしながら、省燃費性をより高めることができる。
 また、第3工程における重合は、不活性溶媒中で行えばよく、不活性溶媒としては、特に限定されず、上述した第1工程で例示した不活性溶媒と同様のものを用いることができる。重合温度や重合様式も特に限定されず、上述した第1工程と同様とすればよい。また、各単量体の結合様式は、たとえば、ブロック状、テーパー状、およびランダム状などの種々の結合様式とすることができる。これらの中でも、ランダム状が好ましい。ランダム状にすることにより、得られるゴム架橋物の低発熱性をより向上させることができる。
 さらに、本発明の製造方法においては、第1工程における重合の途中、または、第3工程における重合の開始時、および、第3工程における重合の途中のいずれかのタイミングで、重合開始剤の追添加を行うことが好ましい。重合開始剤の追添加を行うタイミングや、重合開始剤の追添加を行う回数は、特に限定されず、得ようとする共役ジエン系重合体の分子量の分布に応じて決定すればよい。本発明の製造方法においては、第1工程における重合の途中、または、第3工程における重合の開始時、および、第3工程における重合の途中のいずれかのタイミングで、重合開始剤の追添加を行うことが好ましいが、第3工程における重合の開始時、および、第3工程における重合の途中のタイミングで、重合開始剤の追添加を行うことが好ましい。追添加する重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、重合開始時に使用した重合開始剤1モルに対して、好ましくは0.1~0.7モル、より好ましくは0.2~0.6モルである。
 なお、上記した第1工程、第2工程、および第3工程は、連続の工程で行うことが好ましく、たとえば、第1工程における重合反応を継続しながら、第2工程におけるカップリング剤の添加によるカップリング反応を行い、これに続いて、第3工程における重合反応を行うような態様とすることが好ましい。
 そして、第3工程における重合反応を終了した後、メタノール、エタノールおよびイソプロパノールなどのアルコールまたは水などの重合停止剤などを重合系内に添加することで、活性末端を、不活性化することで、共役ジエン系重合体の溶液を得ることができる。
 以上のようにして得られる共役ジエン系重合体の溶液には、所望により、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤などの老化防止剤、クラム化剤、およびスケール防止剤などを反応溶液に添加し、その後、直接乾燥またはスチームストリッピングなどにより反応溶液から重合溶媒を分離して、固形状の共役ジエン系ゴムを回収する。さらに、所望により、伸展油を配合して、共役ジエン系重合体を油展ゴムとしてもよい。伸展油としては、たとえば、パラフィン系、芳香族系およびナフテン系の石油系軟化剤、植物系軟化剤、ならびに脂肪酸などが挙げられる。石油系軟化剤を用いる場合には、IP346の方法(英国のTHE  INSTITUTE of PETROLEUMの検査方法)により抽出される多環芳香族の含有量が3%未満であることが好ましい。伸展油を使用する場合、その使用量は、共役ジエン系重合体100重量部に対して、通常5~100重量部である。
 また、本発明の共役ジエン系重合体の溶液に添加するフェノール系安定剤としては、たとえば、アクリル酸1’-ヒドロキシ[2,2‘-エチリデンビス[4,6-ビス(1,1-ジメチルプロピル)ベンゼン]]-1-イル、アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオナート、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールなどが挙げられる。イオウ系安定剤としては、たとえば、ジドデシル-3,3’-チオジプロピオナート、ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイル、ジトリデシル-3,3’-チオジプロピオナートなどが挙げられる。リン系安定剤としては、たとえば、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイトなどが挙げられる。
 安定剤は、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が、たとえば、フェノール系安定剤と、他の安定剤とを組み合わせて用いることができる。2種の安定剤の組合せとしては、たとえば、アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニルとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせ、アクリル酸1’-ヒドロキシ[2,2’-エチリデンビス[4,6-ビス(1,1-ジメチルプロピル)ベンゼン]]-1-イルとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールと2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとアクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとアクリル酸1’-ヒドロキシ[2,2’-エチリデンビス[4,6-ビス(1,1-ジメチルプロピル)ベンゼン]]-1-イルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとジドデシル-3,3’-チオジプロピオナートとの組み合わせなどが挙げられる。
 3種の安定剤の組合せとしては、たとえば、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとアクリル酸1’-ヒドロキシ[2,2’-エチリデンビス[4,6-ビス(1,1-ジメチルプロピル)ベンゼン]]-1-イルとジドデシル-3,3’-チオジプロピオナートとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとアクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニルとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールと2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせ、4,6-ビス(オクタチオメチル)-o-クレゾールとアクリル酸1’-ヒドロキシ[2,2’-エチリデンビス[4,6-ビス(1,1-ジメチルプロピル)ベンゼン]]-1-イルとビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイルとの組み合わせなどが挙げられる。
 また、本発明の共役ジエン系重合体は、シリカなどの充填剤に対する親和性をより高めるという観点より、重合体鎖末端が、ヘテロ原子含有官能基で変性されたものであってもよい。ヘテロ原子含有官能基としては、ヘテロ原子を含有する基であればよく特に限定されないが、ヘテロ原子として、窒素原子、酸素原子、およびケイ素原子から選択される少なくとも1種を含有する基が好ましく、シリカに対する親和性の観点より、ケイ素原子を含有する基が特に好ましい。
 ヘテロ原子含有官能基は、たとえば、上記第3工程を経た活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端に、ヘテロ原子含有化合物を反応させることで、共役ジエン系ゴムの重合体鎖末端に導入することができる。ヘテロ原子含有化合物としては、たとえば、ケイ素原子を有する化合物が挙げられ、アルコキシシラン化合物、またはビニルシラン化合物が好ましく、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物、またはアミノ基を有するビニルシラン化合物がより好ましい。
 アミノ基を有するアルコキシシラン化合物としては、たとえば、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]メチルジメトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]メチルジメトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]エチルジメトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]エチルジメトキシシラン、[(3-メチル-3-エチルアミノ)プロピル]メチルジメトキシシラン、[(3-メチル-3-エチルアミノ)プロピル]エチルジメトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]メチルジエトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]メチルジエトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]エチルジエトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]エチルジエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]メチルジエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]エチルジエトキシシラン、[3-(ベンジルメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(ベンジルメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、{3-[ジ(メトキシメチル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[ジ(メトキシエチル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[ジ(メトキシメチル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン、{3-[ジ(メトキシエチル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン、{3-[ジ(エトキシエチル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[ジ(エトキシメチル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[ジ(エトキシエチル)アミノ]プロピル]トリエトキシシラン、{3-[ジ(エトキシメチル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン、{3-[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン、{3-[N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]プロピル}トリメトキシシラン、{3-[N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]プロピル}トリエトキシシラン、{3-[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジメトキシシラン、{3-[N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジエトキシシラン、{3-[N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジメトキシシラン、{3-[N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アミノ]プロピル}メチルジエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]メチルジメトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]エチルジメトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]メチルジエトキシシラン、[3-(エチルメチルアミノ)プロピル]エチルジエトキシシランなどが挙げられる。
 これらの中でも、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、[3-(ジメチルアミノ)プロピル]トリエトキシシラン、[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリエトキシシランが好ましく用いられる。
 アミノ基を有するビニルシラン化合物としては、たとえば、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(n-プロピルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジ(n-ブチル)アミノ)メチルビニルシラン、ビス(ジメチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジエチルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジプロピルアミノ)エチルビニルシラン、ビス(ジブチルアミノ)エチルビニルシランなどが挙げられる。
 また、ケイ素原子を有する化合物としては、シロキサン化合物も好適に用いることができる。シロキサン化合物としては、シロキサン構造(-Si-O-)を主鎖として有するものであればよく、特に限定されないが、側鎖に有機基を有するオルガノシロキサンが好ましく、下記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記一般式(4)中、R~R10は、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。XおよびX12は、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数1~5のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。X10は、炭素数1~5のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数4~12の基であり、X10が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。X11は、2~20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、X11が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。mは1~200の整数、nは0~200の整数、kは0~200の整数であり、m+n+kは1以上である。
 上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、上記一般式(4)中のR~R10、XおよびX12を構成し得る炭素数1~6のアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基およびシクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数6~12のアリール基としては、たとえば、フェニル基およびメチルフェニル基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メチル基およびエチル基が好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X、X10およびX12を構成し得る炭素数1~5のアルコキシ基としては、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基およびブトキシ基などが挙げられる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサン自体の製造の容易性の観点から、メトキシ基およびエトキシ基が好ましい。
 さらに、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X、X10およびX12を構成し得るエポキシ基を含有する炭素数4~12の基としては、たとえば、下記一般式(5)で表される基が挙げられる。
  -Z-Z-E   (5)
 上記一般式(5)中、Zは、炭素数1~10のアルキレン基、またはアルキルアリーレン基であり、Zはメチレン基、硫黄原子、または酸素原子であり、Eはエポキシ基を有する炭素数2~10の炭化水素基である。
 上記一般式(5)で表される基としては、Zが酸素原子であるものが好ましく、Zが酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものがより好ましく、Zが炭素数1~3のアルキレン基であり、Zが酸素原子であり、かつ、Eがグリシジル基であるものが特に好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、XおよびX12としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基、または、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。また、X10としては、上記の中でも、エポキシ基を含有する炭素数4~12の基が好ましい。さらに、XおよびX12が炭素数1~6のアルキル基であり、X10がエポキシ基を含有する炭素数4~12の基であることがより好ましい。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、X11、すなわち2~20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基としては、下記一般式(6)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記一般式(6)中、tは2~20の整数であり、X13は炭素数2~10のアルキレン基またはアルキルアリーレン基であり、R11は水素原子またはメチル基であり、X14は炭素数1~10のアルコキシ基またはアリールオキシ基である。これらの中でも、tが2~8の整数であり、X13が炭素数3のアルキレン基であり、R11が水素原子であり、かつ、X14がメトキシ基であるものが好ましい。
 上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、mは1~200の整数、好ましくは20~150の整数、より好ましくは30~120の整数である。mが1~200であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造がより容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いもより容易となる。
 また、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンにおいて、nは0~200の整数、好ましくは0~150の整数、より好ましくは0~120の整数である。kは0~200の整数、好ましくは0~150の整数、より好ましくは0~130の整数である。m、nおよびkの合計数は1以上であり、3~400であることが好ましく、20~300であることがより好ましく、30~250であることが特に好ましい。m、nおよびkの合計数が1以上であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサンと活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖との反応が進行し易く、更に、m、nおよびkの合計数が400以下であると、上記一般式(4)で表されるポリオルガノシロキサン自体の製造が容易になると共に、その粘度が高くなりすぎず、取り扱いも容易となる。
 活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と、ヘテロ原子含有化合物とを反応させる方法は、特に限定されないが、これらを、それぞれが溶解可能な溶媒中で、混合する方法などが挙げられる。この際に用いる溶媒としては、上記第1工程において用いることができる不活性溶媒として例示したものなどを用いることができる。また、この際においては、第3工程を経て得られた重合溶液に、ヘテロ原子含有化合物を添加する方法が簡便であり好ましい。また、この際においては、ヘテロ原子含有化合物は、不活性溶媒に溶解して重合系内に添加してもよい。反応温度は、特に限定されないが、通常0~120℃であり、反応時間も特に限定されないが、通常1分~1時間である。
 活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖と、ヘテロ原子含有化合物とを反応させる際における、ヘテロ原子含有化合物の使用量は、重合に使用した重合開始剤の総量1モルに対して、好ましくは0.1~100モル、より好ましくは0.3~50モルである。ヘテロ原子含有化合物の使用量が上記範囲内にあると、省燃費性をより高めることができる。
<共役ジエン系重合体組成物>
 本発明の共役ジエン系重合体組成物は、上述した本発明の共役ジエン系重合体と、充填剤とを含有してなる組成物である。
 本発明の共役ジエン系重合体組成物は、上述した本発明の共役ジエン系重合体以外のその他の重合体を含有してもよい。その他の重合体としては、たとえば、天然ゴム(エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、グラフト化天然ゴムなどの改質天然ゴムであってもよい。)、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン-ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン-ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム(高シス-BR、低シスBRであってもよい。また、1,2-ポリブタジエン重合体からなる結晶繊維を含むポリブタジエンゴムであってもよい。)、スチレン-イソプレン共重合ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合ゴム、ブチルゴム(IIR)、エチレン-プロピレン共重合体、クロロプレンゴム、ニトリルクロロプレンゴム、およびニトリルイソプレンゴム、などのうち、上述した共役ジエン系ゴム以外のものをいう。これらのなかでも、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、および溶液重合スチレン-ブタジエン共重合ゴムが好ましく。天然ゴムがより好ましい。これらの重合体は、それぞれ単独で、あるいは、天然ゴムとポリブタジエンゴム、天然ゴムとスチレン-ブタジエン共重合ゴム等、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明の共役ジエン系重合体組成物において、本発明の共役ジエン系重合体は、共役ジエン系重合体組成物中の重合体成分の10~100重量%を占めることが好ましく、50~100重量%を占めることが特に好ましい。このような割合で、本発明の共役ジエン系ゴムを重合体成分中に含めることにより、省燃費性に充分に優れたものとすることができる。
 充填剤としては、たとえば、シリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、および、マイカなどが挙げられる。これらのなかでも、省燃費性をより高めることができるという点より、カーボンブラックおよびシリカが好ましく、シリカがより好ましい。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 シリカとしては、たとえば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカ、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。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。また、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン-シリカデュアル・フェイズ・フィラーを用いてもよい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。用いるシリカの窒素吸着比表面積(ASTM D3037-81に準じBET法で測定される)は、好ましくは20~400m/g、より好ましくは50~220m/g、特に好ましくは80~170m/gである。また、シリカのpHは、5~10であることが好ましい。
 シリカとしては、たとえば、様々な市販シリカが使用できる。たとえば、PPG Industries社製の「Hi-Sil210」、「Hi-Sil233」、「Hi-Sil243LD」;Solvay社製の「Zeosil 1115MP」、「Zeosil 1165MP」、「Zeosil 165GR」;EVONIK社製の「ULTRASIL VN2」、「ULTRASIL VN3」;東ソー・シリカ社製の「NIPSIL VN3」、「NIPSIL AQ」、「NIPSIL ER」、「NIPSIL RS-150」;などが挙げられる。
 カーボンブラックとしては、たとえば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックおよびグラファイトが挙げられる。チャンネルブラックとしては、たとえば、EPC、MPC、およびCCが挙げられる。ファーネスカーボンブラックとしては、たとえば、SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCFおよびECFが挙げられる。サーマルブラックとしては、たとえば、FTおよびMTが挙げられる。カーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明の共役ジエン系重合体組成物中における充填剤の配合量は、共役ジエン系重合体組成物中の重合体成分100重量部に対して、好ましくは10~250重量部であり、より好ましくは15~150重量部、さらに好ましくは20~130重量部である。シリカの配合量を上記範囲とすることにより、加工性を十分なものとしながら、省燃費性のさらなる向上が可能となる。
 本発明の共役ジエン系重合体組成物には、省燃費性をさらに改良するという観点より、さらにシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、種々のシランカップリング剤を用いることができるが、本発明においては、スルフィド系、メルカプト系、保護化メルカプト系(たとえば、カルボニルチオ基を持つもの)、チオシアネート系、ビニル系、アミノ系、メタクリレート系、グリシドキシ系、ニトロ系、エポキシ系またはクロロ系のシランカップリング剤を好適に用いることができる。シランカップリング剤の具体例としては、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-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-[ エトキシビス(3,6,9,12,15-ペンタオキサオクタコサン-1-イルオキシ)シリル]-1-プロパンチオール、3-オクタノイルチオ-1-プロピル-トリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、γ-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3-チオシアネートプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、および3-クロロプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のNXT-Z100、NXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z60、NXT-Z45、NXT、エボニック・デグッサ社製のSi69、Si75、VP Si363なども用いることができる。これらのシランカップリング剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの1種または2種以上を予めオリゴマー化させて、オリゴマー化させた状態にて用いてもよい。シランカップリング剤の配合量は、充填剤100重量部に対して、好ましくは0.1~30重量部、より好ましくは1~15重量部である。
 また、本発明の共役ジエン系重合体組成物は、架橋剤をさらに含有していることが好ましい。架橋剤としては、たとえば、硫黄、ハロゲン化硫黄などの含硫黄化合物、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硫黄が好ましく使用される。架橋剤の配合量は、共役ジエン系重合体組成物中の重合体成分100重量部に対して、好ましくは0.1~15重量部、より好ましくは0.5~5重量部、特に好ましくは1~4重量部である。
 さらに、本発明の共役ジエン系重合体組成物には、上記成分以外に、常法に従って、架橋促進剤、架橋活性化剤、老化防止剤、活性剤、プロセス油、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、などの配合剤をそれぞれ必要量配合できる。
 架橋剤として、硫黄または含硫黄化合物を用いる場合には、架橋促進剤および架橋活性化剤を併用することが好ましい。架橋促進剤としては、たとえば、スルフェンアミド系架橋促進剤;グアニジン系架橋促進剤;チオウレア系架橋促進剤;チアゾール系架橋促進剤;チウラム系架橋促進剤;ジチオカルバミン酸系架橋促進剤;キサントゲン酸系架橋促進剤;などが挙げられる。これらのなかでも、スルフェンアミド系架橋促進剤を含むものが好ましい。これらの架橋促進剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。架橋促進剤の配合量は、共役ジエン系重合体組成物中の重合体成分100重量部に対して、好ましくは0.1~15重量部、より好ましくは0.5~5重量部、特に好ましくは1~4重量部である。
 架橋活性化剤としては、たとえば、ステアリン酸などの高級脂肪酸;酸化亜鉛;などを挙げることができる。これらの架橋活性化剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。架橋活性化剤の配合量は、共役ジエン系重合体組成物中の重合体成分100重量部に対して、好ましくは0.05~20重量部、特に好ましくは0.5~15重量部である。
 本発明の共役ジエン系重合体組成物を得るためには、常法に従って各成分を混練すればよく、たとえば、架橋剤や架橋促進剤などの熱に不安定な成分を除く成分と共役ジエン系ゴムとを混練後、その混練物に架橋剤や架橋促進剤などの熱に不安定な成分を混合して目的の組成物を得ることができる。熱に不安定な成分を除く成分と共役ジエン系ゴムとの混練温度は、好ましくは80~200℃、より好ましくは120~180℃であり、その混練時間は、好ましくは30秒~30分である。また、その混練物と熱に不安定な成分との混合は、通常100℃以下、好ましくは80℃以下まで冷却した後に行われる。
<ゴム架橋物>
 本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の共役ジエン系重合体組成物を架橋してなるものである。
 本発明のゴム架橋物は、本発明の共役ジエン系重合体組成物を用い、たとえば、所望の形状に対応した成形機、たとえば、押出機、射出成形機、圧縮機、ロールなどにより成形を行い、加熱することにより架橋反応を行い、ゴム架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。この場合においては、予め成形した後に架橋しても、成形と同時に架橋を行ってもよい。成形温度は、通常、10~200℃、好ましくは25~120℃である。架橋温度は、通常、100~200℃、好ましくは130~190℃であり、架橋時間は、通常、1分~24時間、好ましくは2分~12時間、特に好ましくは3分~6時間である。
 また、ゴム架橋物の形状、大きさなどによっては、表面が架橋していても内部まで十分に架橋していない場合があるので、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。
 加熱方法としては、プレス加熱、スチーム加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる一般的な方法を適宜選択すればよい。
 このようにして得られる本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の共役ジエン系重合体を用いて得られるものであるため、省燃費性に優れるものである。そのため、本発明のゴム架橋物は、その優れた省燃費性を活かし、たとえば、タイヤにおいて、キャップトレッド、ベーストレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位の材料;ホース、ベルト、マット、防振ゴム、その他の各種工業用品の材料;樹脂の耐衝撃性改良剤;樹脂フィルム緩衝剤;靴底;ゴム靴;ゴルフボール;玩具;などの各種用途に用いることができる。とりわけ、本発明のゴム架橋物は、省燃費性に優れることから、タイヤの材料に好適である。
 以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、以下において、「部」は、特に断りのない限り重量基準である。また、試験および評価は下記に従った。
<1.ムーニー粘度(ML1+4)>
 JIS K6300(1994)に従って、100℃にて共役ジエン系重合体のムーニー粘度を測定した。
<2.スチレン単位の含有量およびビニル結合量>
 JIS K6239(2007)に従って、H-NMR法から共役ジエン系重合体のスチレン単位の含有量(重量%)、および、共役ジエン単位のビニル結合量(モル%)を求めた。
<3.重量平均分子量(Mw)>
 下記の条件(1)~(8)にて、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、共役ジエン系重合体の全体の重量平均分子量(Mw)を測定した。
(GPC装置およびソフトウェア)
(i)送液ポンプ:LC-20AD(島津製作所社製)
(ii)デガッサー:DGU-20A3(島津製作所社製)
(iii)オートサンプラー:SIL-20A HT(島津製作所社製)
(iv)カラムオーブン:CTO-20A(島津製作所社製)
(v)示差屈折率検出器(RID):RID-10A(島津製作所社製)
(vi)システムコントローラー:CBM-20A(島津製作所社製)
(vii)測定・解析ソフト:LC solution ver. 1.24 SP1
(viii)測定条件
GPCカラム:Plus Poreシリーズ Poly Pore 7.5mm I.D.×300mm(アジレント・テクノロジーズ社製) 2本
移動相:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)3Lに対して2-(エチルアミノ)エタノール(富士フイルムワコーケミカル社製、特級)25mgを加えた
流速:1mL/分
カラムオーブン温度:35℃
検出:示差屈折率検出器(RID)
RIDセル温度:35℃
試料溶液注入量:100μL
GPCカラム較正用標準物質:PStQuick Kit-H(東ソー社製)
(ix)試料溶液調製条件
溶媒:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)
試料溶液濃度:0.5mg/mL
溶解用自動振とう器:DF-8020(東ソー社製)
溶解条件:10mgの試料と20mLの溶媒をスクリューバイアルに入れて密栓し、DF-8020で60往復/分の撹拌速度で室温で120分間撹拌。ろ過用フィルターを取り付けたシリンジによってろ過を行った。
ろ過用フィルター:マイレクス-LG、 孔径0.2μm、親水性、PTFE、フィルター径25mm(メルク社製)
<4.低分子量体P_LOW、中分子量体P_MID、高分子量体P_HIGHの分子量>
 上記「3.重量平均分子量(Mw)」により得られた共役ジエン系重合体のGPCチャートに基づき、上記した方法にしたがって、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHを求めた。
 なお、合成例1~5で得られた共役ジエン系重合体、および実施例4~6において用いた混合により得られた共役ジエン系重合体は、いずれも、三峰性の分布を有するものであった(すなわち、図4(A)、図4(B)に示すようなGPCチャートであった)ため、各ピークのピックトップとなる分子量を、低分子量側から、それぞれ、低分子量体P_LOWの分子量Mp_LOW、中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHとした。
<5.低分子量体P_LOW、中分子量体P_MID、高分子量体P_HIGHの含有割合>
 上記「3.重量平均分子量(Mw)」により得られた共役ジエン系重合体のGPCチャートに基づき、上記した方法にしたがって、低分子量体P_LOWの含有割合、中分子量体P_MIDの含有割合、および、高分子量体P_HIGHの含有割合を求めた。
 なお、合成例1~5で得られた共役ジエン系重合体、および実施例4~6において用いた混合により得られた共役ジエン系重合体は、いずれも、三峰性の分布を有するものであった(すなわち、図4(A)、図4(B)に示すようなGPCチャートであった)。そのため、低分子量体P_LOWの含有割合は、Mp_1%_LOWから、図4(B)に示すMp_谷_1までの間の面積に基づいて算出し、中分子量体P_MIDの含有割合は、図4(B)に示すMp_谷_1から、Mp_谷_2の間の面積に基づいて算出し、高分子量体P_HIGHの含有割合は、図4(B)に示すMp_谷_2から、Mp_1%_HIGHの間の面積に基づいて算出した。
<6.中分子量体P_MID、高分子量体P_HIGHの収縮因子>
 共役ジエン系重合体を、溶媒としてテトラヒドロフランに、20mg/10mlの濃度にて溶解し、粘度検出器および光散乱検出器およびRI検出器を備えたGPC装置(3D-GPC)(Malvern社製、商品名:「OMNISEC))を使用して、測定を行った。光散乱検出器(LS)、粘度検出器(VISC)の較正および検出器間の遅れ容量の補正には、Malvern社のポリスチレン標準物質であるPolycal TDS-PS-N(重量平均分子量Mw104,349、多分散度1.04)を1mg/mlの溶液濃度で用いた。サンプルのテトラヒドロフラン中での屈折率増分(dn/dc)は、0.152ml/gとした。ポリスチレン標準物質のdn/dcは0.185ml/gとした。各検出器のデータから絶対分子量および固有粘度([η];単位はdl/g)を求めるにあたっては、Malvern社のデータ処理ソフトOmniSEC(version4.7)を利用し、文献「Size Exclusion Chromatography,Springer(1999)」を参考にして計算を行った。なお、屈折率増分とは、濃度変化に対する屈折率の変化率である。そして、上記測定により得られた固有粘度[η]と、計算により得られた直鎖ポリマーの固有粘度[η]とから、光散乱検出器(LS)を用いて測定した中分子量体P_MIDの分子量Mp_MID、および、高分子量体P_HIGHの分子量Mp_HIGHにおける、収縮因子g’=[η]/[η]を計算することで、中分子量体P_MIDの収縮因子g’および高分子量体P_HIGHの収縮因子g’を算出した。ここで、直鎖ポリマーの固有粘度[η]は、下記の式から算出して用いた。
[η] = 10-3.883 × M 0.771 (dl/g)
ここで、Mは絶対分子量である。
<測定条件>
測定装置:Malvern社製 OMNISEC
検出器:光散乱検出器、RI検出器、UV検出器、粘度検出器
GPCカラム:東ソー社製 TSKgel G4000HXL、TSKgel G5000HXL、TSKgel G6000HXL 
試料溶液濃度:20mg/10ml 
溶媒:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)
注入量:100μl
測定温度:40℃
溶解条件:室温で2時間撹拌
移動相:0.3 vol%の2-エチルアミノエタノールを含有するテトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)
移動相流速:1ml/分
<7.中分子量体P_MID、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率>
 上記、「3.重量平均分子量(Mw)」により得られた共役ジエン系重合体のGPCチャートに基づき、上記した方法に従って、中分子量体P_MIDを示す分子量範囲、高分子量体P_HIGHを示す分子量範囲を測定した。中分子量体P_MID、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率は、下記条件にて測定したスチレン系カラムを用いたGPC測定の結果と、シリカ系カラムを用いたGPC測定の結果とを用いて、算出した。スチレン系カラムを用いたGPC測定の条件は、下記の通りとした。
(GPC装置およびソフトウェア)
(i)送液ポンプ:LC-20AD(島津製作所社製)
(ii)デガッサー:DGU-20A3(島津製作所社製)
(iii)オートサンプラー:SIL-20A HT(島津製作所社製)
(iv)カラムオーブン:CTO-20A(島津製作所社製)
(v)示差屈折率検出器(RID):RID-10A(島津製作所社製)
(vi)システムコントローラー:CBM-20A(島津製作所社製)
(vii)測定・解析ソフト:LC solution ver. 1.24 SP1
(viii)測定条件
GPCカラム:Plus Poreシリーズ Poly Pore 7.5mm I.D.×300mm(アジレント・テクノロジーズ社製) 2本
移動相:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)3Lに対して2-(エチルアミノ)エタノール(富士フイルムワコーケミカル社製、特級)25mgを加えた
流速:1mL/分
カラムオーブン温度:35℃
検出:示差屈折率検出器(RID)
RIDセル温度:35℃
試料溶液注入量:100μL
GPCカラム較正用標準物質:PStQuick Kit-H(東ソー社製)
(ix)試料溶液調製条件
溶媒:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)20mLに対して、内部標準として分子量5000の標準ポリスチレンA5000(東ソー社製)を5mg加えた。
試料溶液濃度:0.5mg/mL
溶解用自動振とう器:DF-8020(東ソー社製)
溶解条件:10mgの試料と20mLの溶媒をスクリューバイアルに入れて密栓し、DF-8020で60往復/分の撹拌速度で室温で120分間撹拌。ろ過用フィルターを取り付けたシリンジによってろ過を行った。
ろ過用フィルター:マイレクス-LG、 孔径0.2μm、親水性、PTFE、フィルター径25mm(メルク社製)
シリカ系カラムを用いたGPC測定の条件は、下記の通りとした。
(GPC装置およびソフトウェア)
(i)送液ポンプ:LC-20AD(島津製作所社製)
(ii)デガッサー:DGU-20A3(島津製作所社製)
(iii)オートサンプラー:SIL-20A HT(島津製作所社製)
(iv)カラムオーブン:CTO-20A(島津製作所社製)
(v)示差屈折率検出器(RID):RID-10A(島津製作所社製)
(vi)システムコントローラー:CBM-20A(島津製作所社製)
(vii)測定・解析ソフト:LC solution ver. 1.24 SP1
(viii)測定条件
GPCカラム:Zorbax PSM1000-S(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本、Zorbax PSM-300(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本、Zorbax PSM60-S(6.2×250mm、アジレント・テクノロジーズ社製)1本 
移動相:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)
流速:0.7mL/分
カラムオーブン温度:35℃
検出:示差屈折率検出器(RID)
RIDセル温度:35℃
試料溶液注入量:100μL
GPCカラム較正用標準物質:PStQuick Kit-H(東ソー社製)
(ix)試料溶液調製条件
溶媒:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)20mLに対して、内部標準として分子量5000の標準ポリスチレンA5000(東ソー社製)を5mg加えた。
試料溶液濃度:0.5mg/mL
溶解用自動振とう器:DF-8020(東ソー社製)
溶解条件:10mgの試料と20mLの溶媒をスクリューバイアルに入れて密栓し、DF-8020で60往復/分の撹拌速度で室温で120分間撹拌。ろ過用フィルターを取り付けたシリンジによってろ過を行った。
ろ過用フィルター:マイレクス-LG、 孔径0.2μm、親水性、PTFE、フィルター径25mm(メルク社製)
 そして、得られた測定結果より、下記式(2)により、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率を、下記式(3)により、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率をそれぞれ求めた。
 中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率(%)={1-(b×c)/(a×d)}×100   (2)
 a:スチレン系カラムを用いたGPC測定による中分子量体P_MIDの面積(%)
 b:スチレン系カラムを用いた内部標準ポリスチレンの面積(%)
 c:シリカ系カラムを用いたGPC測定による中分子量体P_MIDの面積(%)
 d:シリカ系カラムを用いた内部標準ポリスチレンの面積(%)
 高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率(%)={1-(b×c)/(a×d)}×100   (3)
 a:スチレン系カラムを用いたGPC測定による高分子量体P_HIGHの面積(%)
 b:スチレン系カラムを用いた内部標準ポリスチレンの面積(%)
 c:シリカ系カラムを用いたGPC測定による高分子量体P_HIGHの面積(%)
 d:シリカ系カラムを用いた内部標準ポリスチレンの面積(%)
 なお、合成例1~5で得られた共役ジエン系重合体、および実施例4~6において用いた混合により得られた共役ジエン系重合体は、いずれも、三峰性の分布を有するものであった(すなわち、図4(A)、図4(B)に示すようなGPCチャートであった)ため、図4(B)に示すMp_谷_1から、Mp_谷_2の間の面積を、中分子量体P_MIDの面積とし、図4(B)に示すMp_谷_2から、Mp_1%の間の面積を高分子量体P_HIGHの面積とした。
<8.コンパウンドムーニー粘度(ML1+4)>
 JIS K6300(1994)に従って、100℃にて共役ジエン系重合体組成物のムーニー粘度(コンパウンドムーニー粘度)を測定した。
<9.省燃費性能>
 ゴム架橋物シートから、幅1mmまたは2mm、長さ40mmの短冊状に試験片を打ち抜き、試験に供した。粘弾性測定装置(上島製作所社製)によって、周波数10Hz、初期伸張10%および歪振幅0.25%の条件で、温度30℃における試験片の損失正接(tanδ(30℃))を測定した。
[合成例1]
 内容積30Lの撹拌装置付きのステンレス製重合反応器を、洗浄および乾燥し、重合反応器の内部の雰囲気を乾燥窒素に置換した。次いで、工業用ヘキサン(住友化学社製、商品名:ヘキサン(一般品)、密度0. 68g/ml) 12.24kg、シクロヘキサン3.51kg、1, 3-ブタジエン608g、スチレン743g、テトラヒドロフラン9.12mL、エチレングリコールジエチルエーテル0.75mL、およびエチレングリコールジブチルエーテル2.24mLを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液を重合反応器内に投入した後、n-BuLiを12.17mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。重合反応中、重合反応器内の温度を65℃に調整し、重合反応器内の溶液を撹拌速度130rpmで攪拌し、重合開始20分後から、1, 3-ブタジエンおよびスチレンを重合反応器内に連続的に供給した。
 重合反応を80分行った後、四塩化けい素(SiCl)を1.17mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して重合反応を10分行った。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン5.76mmo1およびn-BuLi2.52mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して、重合反応を160分行った。なお、総計4時間40分の重合の間、1, 3-ブタジエンを200分、スチレンを115分かけて重合反応器内に連続的に供給し、合計で1, 3-ブタジエンの供給量は1039g、スチレンの供給量は310gであった。
 重合反応器内の温度を65℃に保ちながら、重合反応器内の重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、変性剤である[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン15.01mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次に、n-BuLiを30.00mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次いで、メタノールを2.8mL含有するヘキサン溶液20mLを重合反応器内に投入し、重合溶液を5分間撹拌した。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物の一部を、常温24時間で乾燥し、揮発分の大部分を蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、測定用の重合体サンプルを得て、ビニル結合量、スチレン単位の含有量、分子量(重量平均分子量(Mw)、ならびに、低分子量体P_LOW、中分子量体P_MID、および高分子量体P_HIGHの分子量)、中分子量体P_MIDおよび高分子量体P_HIGHの収縮因子、ならびに、中分子量体P_MIDおよび高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率を測定した。結果を表1に示す。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物に4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(BASF社製、商品名:イルガノックス1520L、BASF社製)10.8g、および伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 675gを加え、混合物を得た。そして、得られた混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、共役ジエン系重合体(A1)を得た。
[合成例2]
 内容積30Lの撹拌装置付きのステンレス製重合反応器を、洗浄および乾燥し、重合反応器の内部の雰囲気を乾燥窒素に置換した。次いで、工業用ヘキサン(住友化学社製、商品名:ヘキサン(一般品)、密度0. 68g/ml) 12.24kg、シクロヘキサン3.51kg、1, 3-ブタジエン608g、スチレン743g、テトラヒドロフラン9.12mL、エチレングリコールジエチルエーテル0.75mL、およびエチレングリコールジブチルエーテル2.24mLを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液を重合反応器内に投入した後、n-BuLiを10.27mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。重合反応中、重合反応器内の温度を65℃に調整し、重合反応器内の溶液を撹拌速度130rpmで攪拌し、重合開始20分後から、1, 3-ブタジエンおよびスチレンを重合反応器内に連続的に供給した。
 重合反応を80分行った後、1,6-ビス(トリクロロシリル)ヘキサンを0.65mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して重合反応を10分行った。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン5.76mmo1およびn-BuLi5.77mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して、重合反応を160分行った。なお、総計4時間40分の重合の間、1, 3-ブタジエンを200分、スチレンを115分かけて重合反応器内に連続的に供給し、合計で1, 3-ブタジエンの供給量は1039g、スチレンの供給量は310gであった。
 重合反応器内の温度を65℃に保ちながら、重合反応器内の重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、変性剤である[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン18.21mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次に、n-BuLiを36.40mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次いで、メタノールを3.2mL含有するヘキサン溶液20mLを重合反応器内に投入し、重合溶液を5分間撹拌した。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物の一部を、常温24時間で乾燥し、揮発分の大部分を蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、測定用の重合体サンプルを得て、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物に4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(BASF社製、商品名:イルガノックス1520L、BASF社製)10.8g、および伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 675gを加え、混合物を得た。そして、得られた混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、共役ジエン系重合体(A2)を得た。
[合成例3]
 内容積20Lの撹拌装置付きのステンレス製重合反応器を、洗浄および乾燥し、重合反応器の内部の雰囲気を乾燥窒素に置換した。次いで、工業用ヘキサン(住友化学社製、商品名:ヘキサン(一般品)、密度0. 68g/ml) 8.16kg、シクロヘキサン2.34kg、1, 3-ブタジエン405g、スチレン495g、テトラヒドロフラン6.08mL、エチレングリコールジエチルエーテル0.50mL、およびエチレングリコールジブチルエーテル1.50mLを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液を重合反応器内に投入した後、n-BuLiを6.86mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。重合反応中、重合反応器内の温度を65℃に調整し、重合反応器内の溶液を撹拌速度130rpmで攪拌し、重合開始20分後から、1, 3-ブタジエンおよびスチレンを重合反応器内に連続的に供給した。
 重合反応を80分行った後、1,6-ビス(トリクロロシリル)ヘキサンを0.43mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して重合反応を10分行った。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン3.84mmo1およびn-BuLi3.84mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して、重合反応を160分行った。なお、総計4時間50分の重合の間、1, 3-ブタジエンを200分、スチレンを115分かけて重合反応器内に連続的に供給し、合計で1, 3-ブタジエンの供給量は693g、スチレンの供給量は207gであった。
 重合反応器内の温度を65℃に保ちながら、重合反応器内の重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、2-ブタノール3.24mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次に、変性剤である[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン7.29mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した後、n-BuLiを14.6mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次いで、メタノールを1.6mL含有するヘキサン溶液20mLを重合反応器内に投入し、重合溶液を5分間撹拌した。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物の一部を、常温24時間で乾燥し、揮発分の大部分を蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、測定用の重合体サンプルを得て、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物に4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(BASF社製、商品名:イルガノックス1520L、BASF社製)7.2g、および伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 450gを加え、混合物を得た。そして、得られた混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、共役ジエン系重合体(A3)を得た。
[合成例4]
 内容積20Lの撹拌装置付きのステンレス製重合反応器を、洗浄および乾燥し、重合反応器の内部の雰囲気を乾燥窒素に置換した。次いで、工業用ヘキサン(住友化学社製、商品名:ヘキサン(一般品)、密度0. 68g/ml) 8.16kg、シクロヘキサン2.34kg、1, 3-ブタジエン405g、スチレン495g、テトラヒドロフラン6.08mL、エチレングリコールジエチルエーテル0.50mL、およびエチレングリコールジブチルエーテル1.50mLを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液を重合反応器内に投入した後、n-BuLiを1.25mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。重合反応中、重合反応器内の温度を65℃に調整し、重合反応器内の溶液を撹拌速度130rpmで攪拌し、重合開始20分後から、1, 3-ブタジエンおよびスチレンを重合反応器内に連続的に供給した。
 重合反応を40分行った後、n-BuLi3.75mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して重合反応を35分行った。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン3.84mmo1を重合反応器内に投入して、重合反応を35分行った後、n-BuLi5.00mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して、重合反応を140分行った。なお、総計4時間40分の重合の間、1, 3-ブタジエンを200分、スチレンを115分かけて重合反応器内に連続的に供給し、合計で1, 3-ブタジエンの供給量は693g、スチレンの供給量は207gであった。
 重合反応器内の温度を65℃に保ちながら、重合反応器内の重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、変性剤である[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン15.0mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次に、n-BuLiを26.25mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次いで、メタノールを2.23mL含有するヘキサン溶液20mLを重合反応器内に投入し、重合溶液を5分間撹拌した。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物の一部を、常温24時間で乾燥し、揮発分の大部分を蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、測定用の重合体サンプルを得て、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物に4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(BASF社製、商品名:イルガノックス1520L、BASF社製)7.2g、および伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 450gを加え、混合物を得た。そして、得られた混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、共役ジエン系重合体(B1)を得た。
[合成例5]
 内容積20Lの撹拌装置付きのステンレス製重合反応器を、洗浄および乾燥し、重合反応器の内部の雰囲気を乾燥窒素に置換した。次いで、工業用ヘキサン(住友化学社製、商品名:ヘキサン(一般品)、密度0. 68g/ml) 8.16kg、シクロヘキサン2.34kg、1, 3-ブタジエン405g、スチレン495g、テトラヒドロフラン6.08mL、エチレングリコールジエチルエーテル0.50mL、およびエチレングリコールジブチルエーテル1.50mLを重合反応器内に投入した。次に、重合開始剤の失活に作用する不純物を予め無毒化させるために、スカベンジャーとして少量のn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液を重合反応器内に投入した後、n-BuLiを1.25mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入し、重合反応を開始した。重合反応中、重合反応器内の温度を65℃に調整し、重合反応器内の溶液を撹拌速度130rpmで攪拌し、重合開始20分後から、1, 3-ブタジエンおよびスチレンを重合反応器内に連続的に供給した。
 重合反応を40分行った後、n-BuLiを3.75mmol含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して重合反応を35分行った。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン3.84mmo1を重合反応器内に投入して、重合反応を35分行った後、n-BuLi5.00mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合反応器内に投入して、重合反応を140分行った。なお、総計4時間40分の重合の間、1, 3-ブタジエンを200分、スチレンを115分かけて重合反応器内に連続的に供給し、合計で1, 3-ブタジエンの供給量は693g、スチレンの供給量は207gであった。
 重合反応器内の温度を65℃に保ちながら、重合反応器内の重合溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、変性剤である[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン20.0mmolを重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次に、n-BuLiを26.25mmo1含有するn-ヘキサン溶液を重合溶液に添加し、15分間撹拌した。次いで、メタノールを2.77mL含有するヘキサン溶液20mLを重合反応器内に投入し、重合溶液を5分間撹拌した。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、撹拌物の一部を、常温24時間で乾燥し、揮発分の大部分を蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、測定用の重合体サンプルを得て、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
 重合反応器内の撹拌物を抜き出し、同重量となるように2分割した。片方の撹拌物に4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(BASF社製、商品名:イルガノックス1520L、BASF社製)3.6g、および伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 225gを加え、混合物を得た。そして、得られた混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、さらに、55℃で12時間減圧乾燥することで、共役ジエン系重合体(B2)を得た。
[合成例6]
 上記合成例5において2分割した残りの該撹拌物に「イルガノックス1520L(Irganox  1520L:4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、BASF社製)」3.6g、「スミライザーGM(アクリル酸2-tert-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル、住友化学社製)」1.8g、「スミライザーTP-D(ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]2,2-ビス[[3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロピルオキシ]メチル]-1,3-プロパンジイル、住友化学社製)」0.9g及び伸展油(ジャパンエナジ一社製、商品名:JOMOプロセスNC-140) 225 gを加え、混合物を得た。該混合物中の揮発分の大部分を常温、24時間で蒸発させ、更に55℃で12時間減圧乾燥し、共役ジエン系重合体(B3)を得た。
 表1に、合成例1~6において得られた共役ジエン系重合体の特性等を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
<共役ジエン系重合体組成物の調製およびゴム架橋物シートの作製>
 表2に示す配合割合(重量部)で、硫黄および加硫促進剤以外の材料を、ラボプラストミルにて150℃で5分間混練りし、実施例1~6、比較例1~3に係る共役ジエン系重合体組成物を調製した。そして、得られた共役ジエン系重合体組成物を用いて、上記した方法にしたがって、コンパウンドムーニー粘度を測定した。結果を表2に示す。なお、実施例4~6については、2種の共役ジエン系重合体を混合するものであるが、2種の共役ジエン系重合体の混合物を別途調製し、上記した方法にしたがって、中分子量体P_MIDおよび高分子量体P_HIGHの収縮因子、ならびに、中分子量体P_MIDおよび高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率を測定した。
 次に、得られた共役ジエン系重合体組成物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、6インチロールを用いて50℃でシートに成形し、該シートを160℃で35~40分加熱して架橋させることで、実施例1~6、比較例1~3に係るゴム架橋物シートを作製した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 なお、表2に示す各材料は、以下のとおりである。
・シリカ:EVONIK社製、商品名「Ultrasil VN3-GR」
・オイル:JXTGエネルギー社製、商品名「JOMOプロセスNC-140」
・シランカップリング剤:ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド(デグッサ社製、商品名「Si69」)
・カーボンブラック:キャボットジャパン社製、商品名「N339」
・酸化亜鉛:正同化学工業社製、商品名「酸化亜鉛2種」
・老化防止剤:6PPD、N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン(大内新興化学工業社製、商品名「ノクラック6C」)
・ステアリン酸:日油社製の商品名「ビーズステアリン酸つばき」
・ワックス:大内新興化学工業社製、商品名「サンノックN」
・加工助剤:ストラクトール社製、商品名「ストラクトールEF44」
・加硫促進剤(1):大内新興化学工業社製、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の商品名「ノクセラーCZ-G」
・加硫促進剤(2):ジフェニルグアニジン(大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーD」)
・硫黄:鶴見化学社製、商品名「硫黄325メッシュ」
 表2に、各実施例、比較例のコンパウンドムーニー粘度(A)、および省燃費性能(B)の結果を示す。コンパウンドムーニー粘度(A)の値は小さいほど加工性に優れる。省燃費性能(B)の値は小さいほど省燃費に優れる。
 そして、表2に示すように、高分子量体P_HIGHの収縮因子が0.4~0.8であり、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率が75%以下であり、中分子量体P_MIDのシリカに対する吸着率が40~100%である共役ジエン系重合体は、充填剤としてのシリカ等を配合し、共役ジエン系重合体組成物とした際における、コンパウンドムーニー粘度(A)と、ゴム架橋物とした際の省燃費性能(B)とを乗じることにより得られる値((A)×(B))が低く、加工性および省燃費性にバランスよく優れるものであった(実施例1~6)。
 一方、高分子量体P_HIGHの収縮因子が0.8超であり、高分子量体P_HIGHのシリカに対する吸着率が75%超である共役ジエン系重合体は、コンパウンドムーニー粘度(A)と、省燃費性能(B)とを乗じることにより得られる値((A)×(B))が高く、加工性および省燃費性に劣るものであった(比較例1~3)。
 なお、表2に、コンパウンドムーニー粘度(A)と、省燃費性能(B)とを乗じることにより得られる値((A)×(B))を、比較例1の結果を100とした指数(大きいほど、良好となる指数)にて、示した。

Claims (11)

  1.  少なくとも共役ジエン単量体単位を含有する共役ジエン系重合体であって、
     高分子量体の収縮因子が0.4~0.8であり、
     高分子量体のシリカに対する吸着率が75%以下であり、
     中分子量体のシリカに対する吸着率が40~100%である共役ジエン系重合体。
  2.  中分子量体の収縮因子が0.8~1.2である請求項1に記載の共役ジエン系重合体。
  3.  高分子量体のシリカに対する吸着率が10~70%である請求項1または2に記載の共役ジエン系重合体。
  4.  分子量のピーク値を2以上有する請求項1~3のいずれかに記載の共役ジエン系重合体。
  5.  前記共役ジエン単量体単位と、芳香族ビニル単量体単位とを有する共重合体である請求項1~4のいずれかに記載の共役ジエン系重合体。
  6.  低分子量体の分子量Mp_LOWが、70,000~190,000の範囲である請求項1~5のいずれかに記載の共役ジエン系重合体。
  7.  請求項1~6のいずれかに記載の共役ジエン系重合体と、充填剤とを含有する共役ジエン系重合体組成物。
  8.  請求項7に記載の共役ジエン系重合体組成物を架橋してなるゴム架橋物。
  9.  請求項8に記載のゴム架橋物を含むタイヤ。
  10.  不活性溶媒中で、重合開始剤の存在下、共役ジエン化合物を含む単量体を重合させて、活性末端を有する重合体鎖を含有する溶液を得る第1工程と、
     前記第1工程で得られた活性末端を有する重合体鎖の一部について、カップリング反応を行うことで、カップリング重合体鎖を形成させ、活性末端を有する重合体鎖と、カップリング重合体鎖とを含有する溶液を得る第2工程と、
     前記第2工程において、前記カップリング反応を行った後、活性末端を有する重合体鎖に、共役ジエン化合物を含む単量体をさらに重合させる第3工程と、を備え、
     前記第1工程および前記第3工程の少なくとも一方の工程において、重合に用いる前記単量体として、共役ジエン化合物に加え、シリカに対して相互作用可能な官能基を含有するビニル化合物を含有する単量体を用いる共役ジエン系重合体の製造方法。
  11.  前記第1工程における重合の途中、前記第3工程における重合の開始時、および、前記第3工程における重合の途中のいずれかのタイミングで、重合開始剤の追添加を行う請求項10に記載の共役ジエン系重合体の製造方法。
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