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JP2009191262A - ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ - Google Patents

ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ Download PDF

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JP2009191262A JP2009007546A JP2009007546A JP2009191262A JP 2009191262 A JP2009191262 A JP 2009191262A JP 2009007546 A JP2009007546 A JP 2009007546A JP 2009007546 A JP2009007546 A JP 2009007546A JP 2009191262 A JP2009191262 A JP 2009191262A
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Abstract

【課題】ヒステリシスロスをより低減させ、転がり抵抗の良好なタイヤを与えるゴム組成物、及びそれを用いたタイヤを提供する。
【解決手段】(A)変性共役ジエン系重合体10質量%以上を含むゴム成分と、その100質量部に対して、(B)ケイ酸を含有する無機充填材10〜140質量部を含むと共に、(C)シランカップリング剤を、上記(B)無機充填材に対して1〜20質量%の割合で含むゴム組成物であって、前記変性共役ジエン系重合体として、アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させて変性反応を行い、さらに縮合促進剤を用いて縮合反応させて得られたものを用いると共に、前記シランカップリング剤として、特定の構造を有するものを用いてなるゴム組成物、及びそれを用いたタイヤである。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。さらに詳しくは、本発明は、ヒステリシスロスを低減させ、転がり抵抗の良好なタイヤを与えることが可能なゴム組成物、及びそれを用いたタイヤに関するものである。
近年、環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出の規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に関する要求が高まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても転がり抵抗の低減が求められている。従来、タイヤの転がり抵抗を減少する手法として、タイヤ構造を最適化する手法も検討されてきたが、タイヤに適用するゴム組成物としてよりヒステリシスロスの低いゴム組成物を用いることが、現在、最も一般的な手法として行われている。
このようなヒステリシスロスの低いゴム組成物を得る方法として、使用する充填材にシリカを使用する方法が知られている。
しかしながら、シリカはカーボンブラックと比較して、充填材の分散性が悪く、加硫が遅延するため貯蔵弾性率が高くならないという問題があった。
上記欠点を改良するために、特許文献1では、(A)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム、(B)無機充填材、及び(C)同一分子内にゴム(A)に対する反応基Aを1個以上と無機充填材(B)に対する吸着基Bを2個以上有する化合物、(D)同一分子内にゴム(A)に対する反応基Aとしてマレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基Aとアミノ基とを各々1個以上有する化合物、又は(E)特定の構造を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから選ばれる化合物の少なくとも1種を含むゴム組成物が提案されている。これにより、未加硫ゴムの粘度を上げず、加工性を損なうことなく、無機充填材の分散性を改善し、加硫ゴム組成物の貯蔵弾性率を高めることができるが、転がり抵抗を低減することは困難であった。
また、特許文献2又は3では、転がり抵抗を低減するためにゴム成分として重合活性末端にアミノ基を導入した変性共役ジエン系重合体を用い、充填材としてカーボンブラックを用いたゴム組成物が提案されており、特許文献4又は5では、これらの変性共役ジエン系重合体にシリカを配合することも提案されている。
特開2003−176378号公報 特開平8−225604号公報 特開平8−231658号公報 特開2005−232351号公報 特開2006−241358号公報
上記技術により、それ以前に比べて、転がり抵抗の良好なタイヤを与えるヒステリシスロスの低いゴム組成物が実現可能となったが、今日の技術の進歩に伴い、さらなる向上が望まれている。
本発明は、このような状況下になされたもので、ヒステリシスロスをより低減させ、転がり抵抗の良好なタイヤを与えることが可能なゴム組成物、及びそれを用いたタイヤを提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させたのち、縮合促進剤を用いて縮合反応を行って得られた変性共役ジエン系重合体をある値以上に含むゴム成分と、シリカを含む無機充填材と、特定のシランカップリング剤とを、それぞれ所定の割合で含むゴム組成物により、その目的を達成し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
[1](A)変性共役ジエン系重合体10質量%以上を含むゴム成分と、その100質量部に対して、(B)ケイ酸を含有する無機充填材10〜140質量部を含むと共に、(C)シランカップリング剤を、上記(B)無機充填材に対して1〜20質量%の割合で含むゴム組成物であって、
(1)前記変性共役ジエン系重合体が、(a)アルカリ金属系開始剤を用いてアニオン重合させて得られたアルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させて変性反応を行う工程及び(b)周期表の4族、13族、14族及び15族の少なくとも一つに属する元素の化合物からなる縮合促進剤の存在下で縮合反応を行う工程を含む製造方法により得られたものであること、並びに
(2)前記(C)シランカップリング剤が、下記一般式(1)
で表される化合物、及び/又は下記一般式(2)で表される化合物及び/もしくは下記一般式(3)で表される化合物と下記一般式(4)で表されるジオール化合物とを反応させてなる化合物であることを特徴とするゴム組成物。
abcSi−X−S−CO−X1 ・・・(1)
[式中、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子、Bは炭素数1〜3のアルキル基、Xは炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基、X1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和アルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。DはA、B、又は−[O(XO)n0.5−基であり、nは1〜4の整数であり、分布を有することがある。a、b、及びcは、0≦a≦3、0≦b≦2、0≦c≦1.5、かつa+b+2c=3の関係を満たす数である。]
efSi−X−S−CO−X1 ・・・(2)
efSi−X−SH ・・・・・・・(3)
H−[O(YO)n]−H ・・・・・・・・・・(4)
[一般式(2)、(3)及び(4)中、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子、Bは炭素数1〜3のアルキル基、X及びYはそれぞれ独立に炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基であり、X1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和アルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。nは1〜4の整数であり、分布を有することがある。e及びfは、0≦e≦3、0≦f≦2、及びe+f=3の関係を満たす数である。]
[2]変性共役ジエン系重合体の製造における(b)工程で用いる縮合促進剤が、チタンの化合物、スズの化合物、ジルコニウムの化合物、ビスマスの化合物及びアルミニウムの化合物から選ばれる少なくとも1種の金属化合物である上記[1]のゴム組成物、
[3]縮合促進剤が、アルコキシド、カルボン酸塩及びアセチルアセトナート錯塩から選ばれる少なくとも1種の金属化合物である上記[2]のゴム組成物、
[4]縮合促進剤が、チタンのアルコキシド、チタンのカルボン酸塩、スズのカルボン酸塩、ビスマスのカルボン酸塩、ジルコニウムのアルコキシド、ジルコニウムのカルボン酸塩、アルミニウムのアルコキシド及びアルミニウムのカルボン酸塩から選ばれる少なくとも1種である上記[3]のゴム組成物、
[5]変性共役ジエン系重合体の製造における(a)工程で用いるアルカリ金属系開始剤が、ヒドロカルビルリチウム化合物、リチウムアミド化合物又は第1族金属のアルコキシドである上記[1]〜[4]のいずれかのゴム組成物、
[6]第1族金属が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウムである上記[5]のゴム組成物、
[7]変性共役ジエン系重合体の製造における(a)工程で用いるアルコキシシラン化合物が、一般式(5)
1 g−Si−(OR24-g ・・・(5)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基であり;gは0〜2の整数であり;R1が複数ある場合、複数のR1はたがいに同一でも異なっていてもよく;OR2が複数ある場合、複数のOR2はたがいに同一でも異なっていてもよく;また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、及び一般式(6)
Figure 2009191262
[式中、A1は(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、イミン残基、(チオ)カルボン酸エステル残基、カルボン酸無水物残基、環状三級アミン残基、非環状三級アミン残基、ピリジン基、シラザン基及びビスルフィド残基の中から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する一価の基、R3は単結合又は二価の炭化水素基、R4及びR5は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、hは0〜2の整数であり、R4が複数ある場合、複数のR4はたがいに同一でも異なっていてもよいし、OR5が複数ある場合、複数のOR5はたがいに同一でも異なっていてもよく、また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、の中から選ばれる少なくとも1種である上記[1]〜[6]のいずれかのゴム組成物、
[8](B)ケイ酸を含有する無機充填材が、シリカを含む上記[1]〜[7]のいずれかのゴム組成物、
[9]変性共役ジエン系重合体が、1,3−ブタジエンと芳香族ビニル化合物との共重合体、又は1,3−ブタジエンもしくはイソプレンの単独重合体である上記[1]〜[8]のいずれかのゴム組成物、
[10]芳香族ビニル化合物が、スチレンである上記[9]のゴム組成物、
[11]変性共役ジエン系重合体のガラス転移点(Tg)が、10℃以下である上記[1]〜[10]のいずれかのゴム組成物、
[12](A)ゴム成分が、変性共役ジエン系重合体と他のジエン系ゴムとを含む上記[1]〜[11]のいずれかのゴム組成物、
[13]上記[1]〜[12]のいずれかのゴム組成物を含有する部材を用いてなるタイヤ、及び
[14]部材がトレッドである上記[13]のタイヤ、
を提供するものである。
本発明によれば、アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させたのち、縮合促進剤を用いて縮合反応を行って得られた変性共役ジエン系重合体を10質量%以上含むゴム成分と、シリカを含む無機充填材と、特定のシランカップリング剤とを、それぞれ所定の割合で配合することにより、ヒステリシスロスを低減させ、転がり抵抗の良好なタイヤを与えることのできるゴム組成物、及びそれを用いたタイヤを提供することができる。
まず、本発明のゴム組成物について説明する。
本発明のゴム組成物は、以下に示す(A)変性共役ジエン系重合体を含むゴム成分と、(B)ケイ酸を含有する無機充填材と、(C)シランカップリング剤とを含む組成物である。
[(A)ゴム成分]
本発明のゴム組成物において、(A)成分として用いられるゴム成分は、変性共役ジエン系重合体10質量%以上を含むことを要する。ヒステリシスロスをより低減させるためである。
(変性共役ジエン系重合体)
この変性共役ジエン系重合体は、(a)アルカリ金属系開始剤を用いてアニオン重合させて得られたアルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させて変性反応を行う工程及び(b)周期表の4族、13族、14族及び15族の少なくとも一つに属する元素の化合物からなる縮合促進剤の存在下で縮合反応を行う工程を含む製造方法により得られたものである。
<変性共役ジエン系重合体の製造>
当該変性共役ジエン系重合体の製造においては、まず、(a)工程において、共役ジエン系モノマーを単独で、又は他のモノマーとの共重合を、炭化水素溶媒中でアルカリ金属系開始剤を用いてアニオン重合させることにより、通常はビニル含量が10%以上の、アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体を製造し、得られた共役ジエン系重合体のアルカリ金属活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させる変性反応を行う。
アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体は、共役ジエン系モノマーを単独で、又は他のモノマーと共重合して得られるものであり、その製造方法については特に制限はなく、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれも用いることができるが、特に溶液重合法が好ましい。また、重合形式は、回分式及び連続式のいずれであってもよい。
また、共役ジエン系重合体の分子中に存在する活性部位の金属はアルカリ金属から選ばれる1種であることが好ましく、特にリチウム金属が好ましい。
前記共役ジエン系モノマーとしては、例えば1,3−ブタジエン;イソプレン;1,3−ペンタジエン;2,3−ジメチルブタジエン;2−フェニル−1,3−ブタジエン;1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、1,3−ブタジエン及びイソプレンが特に好ましい。
一方、これらに共役ジエン系モノマーとの共重合に用いられる他のモノマーとしては、芳香族ビニル化合物を挙げることができる。芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4−シクロヘキシルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン等が挙げられるが、特にスチレンが好ましい。
さらに、単量体として共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を用いて共重合を行う場合、それぞれ1,3−ブタジエン及びスチレンの使用が、単量体の入手の容易さなどの実用性の面、及びアニオン重合特性がリビング性などの点で優れることなどから、特に好適である。また、溶液重合の場合、溶液中の上記単量体の濃度は、5〜50質量%の範囲が好ましく、10〜30質量%の範囲が更に好ましい。なお、単量体として、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を併用する場合、単量体混合物中の芳香族ビニル化合物の含有率は、3〜50質量%の範囲が好ましく、4〜45質量%の範囲が更に好ましい。
このアニオン重合においては、アルカリ金属系開始剤として、ヒドロカルビルリチウム化合物、リチウムアミド化合物又は第1族金属のアルコキシドを用いることが好ましい。第1族金属のアルコキシドの第1族金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等が挙げられる。重合開始剤としてヒドロカルビルリチウム化合物を用いる場合、重合開始末端にヒドロカルビル基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。一方、重合開始剤としてリチウムアミド化合物を用いる場合は、重合開始末端に窒素含有官能基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。
なお、ヒドロカルビルリチウム化合物、リチウムアミド化合物等の有機リチウム化合物又は第1族金属アルコキシドの、重合開始剤としての使用量は、単量体100g当り0.2〜20ミリモル(mmol)の範囲が好ましい。
上記ヒドロカルビルリチウム化合物としては、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、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−オクチルリチウム、n−デシルリチウム、フェニルリチウム、2−ナフチルリチウム、2−ブチルフェニルリチウム、4−フェニル−ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム、シクロペンチルリチウム、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等が挙げられ、これらの中でも、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、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−オクチルリチウム、n−デシルリチウム等のアルキルリチウムが好ましく、n−ブチルリチウムが特に好ましい。
一方、上記リチウムアミド化合物としては、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジヘキシルアミド、リチウムジヘプチルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチムジ−2−エチルヘキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム−N−メチルピペラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムメチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド等が挙げられる。
上記リチウムアミド化合物は、二級アミンとリチウム化合物から予備調製して重合反応に用いてもよいが、重合系中で生成させてもよい。ここで、二級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジイソブチルアミン等の他、アザシクロヘプタン(即ち、ヘキサメチレンイミン)、2−(2−エチルヘキシル)ピロリジン、3−(2−プロピル)ピロリジン、3,5−ビス(2−エチルヘキシル)ピペリジン、4−フェニルピペリジン、7−デシル−1−アザシクロトリデカン、3,3−ジメチル−1−アザシクロテトラデカン、4−ドデシル−1−アザシクロオクタン、4−(2−フェニルブチル)−1−アザシクロオクタン、3−エチル−5−シクロヘキシル−1−アザシクロヘプタン、4−ヘキシル−1−アザシクロヘプタン、9−イソアミル−1−アザシクロヘプタデカン、2−メチル−1−アザシクロヘプタデセ−9−エン、3−イソブチル−1−アザシクロドデカン、2−メチル−7−t−ブチル−1−アザシクロドデカン、5−ノニル−1−アザシクロドデカン、8−(4’−メチルフェニル)−5−ペンチル−3−アザビシクロ[5.4.0]ウンデカン、1−ブチル−6−アザビシクロ[3.2.1]オクタン、8−エチル−3−アザビシクロ[3.2.1]オクタン、1−プロピル−3−アザビシクロ[3.2.2]ノナン、3−(t−ブチル)−7−アザビシクロ[4.3.0]ノナン、1,5,5−トリメチル−3−アザビシクロ[4.4.0]デカン等の環状アミンが挙げられる。
上記アルカリ金属系開始剤を用いて、アニオン重合によりアルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体を製造する方法としては、特に制限はなく、例えば、重合反応に不活性な炭化水素溶媒中で、共役ジエン化合物単独で、又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との混合物を重合させることで共役ジエン系重合体を製造することができる。ここで、重合反応に不活性な炭化水素溶媒としては、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、シクロヘキサン、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−ヘキセン、2−ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記アニオン重合は、ランダマイザーの存在下で実施してもよい。該ランダマイザーは、共役ジエン化合物のミクロ構造を制御することができ、例えば、単量体としてブタジエンを用いた重合体のブタジエン単位の1,2−結合含量を制御したり、単量体としてスチレンとブタジエンを用いた共重合体のブタジエン単位とスチレン単位とをランダム化する等の作用を有する。
上記ランダマイザーとしては、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビステトラヒドロフリルプロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,2−ジピペリジノエタン、カリウム−t−アミレート、カリウム−t−ブトキシド、ナトリウム−t−アミレート等が挙げられる。これらランダマイザーの使用量は、重合開始剤の有機アルカリ金属化合物1モル当り0.01〜100モル当量の範囲が好ましい。
上記アニオン重合の重合温度は、0〜150℃の範囲が好ましく、20〜130℃の範囲が更に好ましい。また、該重合は、発生圧力下で実施できるが、通常は、使用する単量体を実質的に液相に保つのに十分な圧力下で行うのが好ましい。ここで、重合反応を発生圧力より高い圧力下で実施する場合、反応系を不活性ガスで加圧するのが好ましい。また、重合に使用する単量体、重合開始剤、溶媒等の原材料は、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を予め除去したものを用いるのが好ましい。
本発明においては、このようにして得られたアルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物(以下、「変性剤」と称することがある。)を反応させて変性反応を行う。
このアルコキシシラン化合物としては、特に制限はないが、例えば一般式(5)
1 g−Si−(OR24-g ・・・(5)
[式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基であり;gは0〜2の整数であり;R1が複数ある場合、複数のR1はたがいに同一でも異なっていてもよく;OR2が複数ある場合、複数のOR2はたがいに同一でも異なっていてもよく;また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、及び一般式(6)
Figure 2009191262
[式中、A1は(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、イミン残基、(チオ)カルボン酸エステル残基、カルボン酸無水物残基、環状三級アミン残基、非環状三級アミン残基、ピリジン基、シラザン基及びビスルフィド残基の中から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する一価の基、R3は単結合又は二価の炭化水素基、R4及びR5は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、hは0〜2の整数であり、R4が複数ある場合、複数のR4はたがいに同一でも異なっていてもよいし、OR5が複数ある場合、複数のOR5はたがいに同一でも異なっていてもよく、また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、の中から選ばれる少なくとも1種が、好ましく用いられる。
ここで、部分縮合物とは、アルコキシシラン化合物のSiOR基の一部(全部ではない)が縮合によりSiOSi結合したものをいう。
上記の変性反応においては、使用する重合体は、少なくとも10%のポリマー鎖がリビング性を有するものが好ましい。
前記一般式(5)において、R1及びR2は、それぞれ独立に、具体的には炭素数1〜20のアルキル基,炭素数2〜18のアルケニル基,炭素数6〜18のアリール基,炭素数7〜18のアラルキル基等が挙げられる。ここで、上記アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状,枝分かれ状,環状のいずれであってもよく、例えば、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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基,デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。また、上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。更に、上記アラルキル基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式(5)で表されるアルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、テトラエトキシシランが特に好ましい。
前記一般式(6)において、A1における官能基の中で、イミン残基はケチミン基、アルジミン残基、アミジン基を包含し、(チオ)カルボン酸エステル残基は、アクリレート残基やメタクリレート残基等の不飽和カルボン酸エステル残基を包含する。
4及びR5は、それぞれ独立に、より具体的には炭素数1〜20のアルキル基,炭素数2〜18のアルケニル基,炭素数6〜18のアリール基,炭素数7〜18のアラルキル基等が挙げられる。ここで、上記アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状,枝分かれ状,環状のいずれであってもよく、例えば、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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基,デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。また、上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。更に、上記アラルキル基は、芳香環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
3の内の二価の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキレン基が好ましい。該アルキレン基は、直鎖状,枝分かれ状,環状のいずれであってもよいが、特に直鎖状のものが好適である。該直鎖状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、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等が挙げられる。
一般式(6)で表されるアルコキシシラン化合物としては、例えば、(チオ)エポキシ基含有アルコキシシラン化合物として、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、(2−グリシドキシエチル)メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジメトキシシラン及びこれらの化合物におけるエポキシ基をチオエポキシ基に置き換えたものを挙げることができるが、これらの中でも、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが特に好ましい。
また、(チオ)イソシアネート基含有化合物としては、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリイソプロポキシシランなどが挙げられ、これらの中でも、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシランが好ましい。
また、イミン残基含有アルコキシシラン化合物として、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン及びこれらのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシシリル化合物,メチルジエトキシシリル化合物,エチルジエトキシシリル化合物,メチルジメトキシシリル化合物、エチルジメトキシシリル化合物等を挙げることができるが、これらの中でも、N−(1−メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン及びN−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンが特に好ましい。
また、アミジンの部分構造含有アルコキシシラン化合物としては、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−イソプロポキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−(3−メチルジエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール等が挙げられ、これらの中でも、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールが好ましい。
さらに、カルボン酸エステル残基含有アルコキシシラン化合物として、3−メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリイソプロポキシシランなどが挙げられ、これらの中でも、3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
また、カルボン酸無水物残基含有アルコキシシラン化合物としては、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−メチルジエトキシシリルプロピルコハク酸無水物等が挙げられ、これらの中でも、3−トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物が好ましい。
環状三級アミン残基含有アルコキシシラン化合物としては、例えば、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピルトリメトキシシラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチルトリエトキシシラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチルトリメトキシシラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチルトリエトキシシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチルトリメトキシシラン、3−(1−ピロリジニル)プロピルトリメトキシシラン、3−(1−ピロリジニル)プロピルトリエトキシシラン、3−(1−ヘプタメチレンイミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(1−ドデカメチレンイミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピルジエトキシメチルシラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピルジエトキシエチルシラン、3−[10−(トリエトキシシリル)デシル]−4−オキサゾリン等を挙げることができるが、これらの中で、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピルトリエトキシシラン及び(1−ヘキサメチレンイミノ)メチルトリエトキシシランを好ましく挙げることができる。
非環状三級アミン残基含有アルコキシシラン化合物としては、例えば、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−ジブチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらの中で、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン及び3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシランが好適である。
ピリジン基含有アルコキシシラン化合物としては、例えば、2−トリメトキシシリルエチルピリジン等が挙げられる。
また、シラザン基含有アルコキシシラン化合物としては、例えば、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、1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン、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、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、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、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン及びN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン等を挙げることができ、好ましくは、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、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又は1−トリメチルシリル−2,2−ジメトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタンである。
ビスルフィド残基含有アルコキシシラン化合物としては、例えばビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(2−メチルジエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(2−メチルジメトキシシリルエチル)ジスルフィド、並びにこれらの化合物のジスルフィドを、トリスルフィド及びテトラスルフィドに置き換えた化合物などを挙げることができる。
本発明において、アルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、変性剤として反応させるアルコキシシラン化合物は、前記一般式(5)で表される化合物を1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、また前記一般式(6)で表される化合物を1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。あるいは、一般式(5)で表される化合物1種以上と、一般式(6)で表される化合物1種以上とを組み合わせて用いてもよい。また、これらのアルコキシシラン化合物の部分縮合物を用いることもできる。
この変性剤による変性反応は、溶液反応で行うのが好ましく、該溶液中には、重合時に使用した単量体が含まれていてもよい。また、変性反応の反応形式は特に制限されず、バッチ式でも連続式でもよい。更に、変性反応の反応温度は、反応が進行する限り特に限定されず、重合反応の反応温度をそのまま採用してもよい。なお、変性剤の使用量は、共役ジエン系重合体の製造に使用した重合開始剤1モル(mol)に対し、0.25〜3.0molの範囲が好ましく、0.5〜1.5molの範囲が更に好ましい。
当該変性共役ジエン系重合体の製造においては、(a)工程にて、このようにして変性反応を行った後又は変性反応の途中で、(b)工程において縮合促進剤の存在下で縮合反応を行う。
本発明では、前述の変性剤として用いるアルコキシシラン化合物が関与する縮合反応を促進するために、縮合促進剤を用いる。この縮合促進剤としては、周期表の4族、13族、14族及び15族の少なくとも一つに属する元素の化合物が用いられる。
当該縮合促進剤としては、チタンの化合物、スズの化合物、ジリコニウムの化合物、ビスマスの化合物及びアルミニウムの化合物の中から選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられ、より好ましくは、上記各元素のアルコキシド、カルボン酸塩及びアセチルアセトナート錯塩であり、さらに好ましくは、チタンのアルコキシド、チタンのカルボン酸塩、スズのカルボン酸塩、ビスマスのカルボン酸塩、ジルコニウムのアルコキシド、ジルコニウムのカルボン酸塩、アルミニウムのアルコキシド及びアルミニウムのカルボン酸塩である。
チタン化合物からなる縮合促進剤としては、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ペンタンジオラト)チタン、テトラキス(1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−メチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−プロピル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−ブチル−1,3−ヘプタンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタンオリゴマー、テトライソブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチタン、テトラ−tert−ブトキシチタン、ビス(オレート)ビス(2−エチルヘキサノエート)チタン、チタンジプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンジブトキシビス(トリエタノールアミネート)、チタントリブトキシステアレート、チタントリプロポキシステアレート、チタントリプロポキシアセチルアセトネート、チタンジプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタントリプロポキシ(エチルアセトアセテート)、チタンプロポキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、チタントリブトキシアセチルアセトネート、チタンジブトキシビス(アセチルアセトネート)、チタントリブトキシエチルアセトアセテート、チタンブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、チタンテトラキス(アセチルアセトネート)、チタンジアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ビス(2−エチルヘキサノエート)チタンオキサイド、ビス(ラウレート)チタンオキサイド、ビス(ナフテート)チタンオキサイド、ビス(ステアレート)チタンオキサイド、ビス(オレエート)チタンオキサイド、ビス(リノレート)チタンオキサイド、テトラキス(2−エチルヘキサノエート)チタン、テトラキス(ラウレート)チタン、テトラキス(ナフテート)チタン、テトラキス(ステアレート)チタン、テトラキス(オレエート)チタン、テトラキス(リノレート)チタン、チタンジ−n−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタンオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタンテトラ(ラクテート)などが挙げられる。中でも、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、チタンジ−n−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)が好ましい。
スズ化合物からなる縮合促進剤としては、例えば二価のスズのカルボン酸塩や、四価のジヒドロカルビルスズのジカルボン酸塩を好ましく挙げることができ、特にビス(2−エチルヘキサン酸)スズが好適である。
ビスマス化合物からなる縮合促進剤としては、例えば、トリス(2−エチルヘキサノエート)ビスマス、トリス(ラウレート)ビスマス、トリス(ナフテート)ビスマス、トリス(ステアレート)ビスマス、トリス(オレエート)ビスマス、トリス(リノレート)ビスマスなどが挙げられる。これらの中で、トリス(2−エチルヘキサノエート)が好適である。
ジルコニウム化合物からなる縮合促進剤としては、例えばテトラエトキシジルコニウム、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニウム、テトラsec−ブトキシジルコニウム、テトラtert−ブトキシジルコニウム、テトラ(2−エチルヘキソキシ)ジルコニウム、ジルコニウムトリブトキシステアレート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムジアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ビス(2−エチルヘキサノエート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ラウレート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ナフテート)ジルコニウムオキサイド、ビス(ステアレート)ジルコニウムオキサイド、ビス(オレエート)ジルコニウムオキサイド、ビス(リノレート)ジルコニウムオキサイド、テトラキス(2−エチルヘキサノエート)ジルコニウム、テトラキス(ラウレート)ジルコニウム、テトラキス(ナフテート)ジルコニウム、テトラキス(ステアレート)ジルコニウム、テトラキス(オレエート)ジルコニウム、テトラキス(リノレート)ジルコニウムなどが挙げられる。これらの中で、テトラn−プロポキシジルコニウム、ビス(2−エチルヘキサノエート)ジルコニウムオキサイド、ビス(オレエート)ジルコニウムオキサイド、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトネート)が好適である。
アルミニウム化合物からなる縮合促進剤としては、例えばトリエトキシアルミニウム、トリn−プロポキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリn−ブトキシアルミニウム、トリsec−ブトキシアルミニウム、トリtert−ブトキシアルミニウム、トリ(2−エチルヘキソキシ)アルミニウム、アルミニウムジブトキシステアレート、アルミニウムジブトキシアセチルアセトネート、アルミニウムブトキシビス(アセチルアセトネート)、アルミニウムジブトキシエチルアセトアセテート、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、トリス(2−エチルヘキサノエート)アルミニウム、トリス(ラウレート)アルミニウム、トリス(ナフテート)アルミニウム、トリス(ステアレート)アルミニウム、トリス(オレエート)アルミニウム、トリス(リノレート)アルミニウムなどを挙げられる。
これらの中でトリイソプロポキシアルミニウム、トリsec−ブトキシアルミニウム、トリス(2−エチルヘキサノエート)アルミニウム、トリス(ステアレート)アルミニウム、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)が好適である。
当該縮合促進剤の使用量としては、上記化合物のモル数が、反応系内に存在するヒドロカルビロキシ基総量に対するモル比として、0.1〜10となることが好ましく、0.5〜5が特に好ましい。縮合促進剤の使用量を上記範囲にすることによって縮合反応が効率よく進行する。
縮合促進剤の添加時期としては、通常、変性反応開始5分〜5時間後、好ましくは変性反応開始15分〜1時間後である。
本発明における縮合反応は、水の存在下で行うことが好ましく、縮合反応時の温度は20〜180℃が好ましく、30〜180℃がより好ましく、さらに好ましくは80〜170℃、特に好ましくは80〜150℃である。
縮合反応時の温度を上記範囲にすることによって、縮合反応を効率よく進行完結することができ、得られる変性共役ジエン系重合体の経時変化によるポリマーの老化反応などによる品質の低下などを抑えることができる。
なお、縮合反応時間は、通常、5分〜10時間、好ましくは15分〜5時間程度である。縮合反応時間を上記範囲にすることによって縮合反応を円滑に完結することができる。
なお、縮合反応時の反応系の圧力は、通常、0.01〜20MPa、好ましくは0.05〜10MPaである。
縮合反応の形式については特に制限はなく、バッチ式反応器を用いても、多段連続式反応器などの装置を用いて連続式で行ってもよい。また、この縮合反応と脱溶媒を同時に行っても良い。
このようにして得られた変性共役ジエン系重合体は、10℃以下のガラス転移点(Tg)を有することが好ましい。Tgが10℃以下であれば、転がり抵抗をより低減でき、低温時のゴム組成物の柔軟性を高めることができるからである。
((A)ゴム成分の組成)
本発明のゴム組成物において、(A)成分として用いるゴム成分が、変性共役ジエン系重合体単独であるか、又は変性共役ジエン系重合体10質量%以上と他のジエン系ゴムとを含む。
当該ゴム成分が変性共役ジエン系重合体を10質量%以上含むことを要するのは、10質量%未満では、(B)補強性充填材の分散性を改良する効果が小さく、ゴム組成物の作業性、低発熱性、破壊特性及び耐摩耗性を改善する効果が小さいからである。この観点から、20質量%以上が好ましく、30質量%以上が更に好ましい。
なお、本発明のゴム組成物において、上記変性共役ジエン系重合体以外の他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)の他、未変性のスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)等を用いることができ、これらの中でも、天然ゴム及びポリイソプレンゴムが好ましい。これらゴム成分は、1種単独でも、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
[(B)ケイ酸を含有する無機充填材]
本発明のゴム組成物において、(B)成分として用いるケイ酸を含有する無機充填材としては、シリカ、クレー(Al23・2SiO2)、カオリン(Al23・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al23・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al23・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al23・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が挙げられる。
これらの内、シリカが好ましい。シリカとしては、湿式シリカ及び乾式シリカ等が好ましく、湿式シリカが更に好ましい。
当該無機充填材は、ゴム成分100質量部に対して、10〜140質量部配合することを要する。10質量部未満ではゴム組成物の破壊特性及び耐摩耗性が低下してしまう。一方、140質量部を超えるとゴム組成物の損失正接が高くなり、タイヤの転がり抵抗が大きくなる。これらの観点から、15〜120質量部含有することが好ましく、20〜110質量部含有することが更に好ましい。
[(C)シランカップリング剤]
本発明のゴム組成物においては、(C)成分としてシランカップリング剤を含有する。このシランカップリング剤としては、下記一般式(1)
abcSi−X−S−CO−X1 ・・・(1)
で表される化合物、及び/又は下記一般式(2)で表される化合物及び/もしくは下記一般式(3)で表される化合物と下記一般式(4)で表されるジオール化合物とを反応させてなる化合物であることを特徴とする。
efSi−X−S−CO−X1 ・・・(2)
efSi−X−SH ・・・・・・・(3)
H−[O(YO)n]−H ・・・・・・・・・・(4)
一般式(1)において、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子を示し、Bは炭素数1〜3のアルキル基を示す。Xは炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基を示し、例えば炭素数1〜9の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、炭素数2〜9の直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基、炭素数4〜9のシクロアルキレン基もしくは炭素数5〜9のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6〜15の未置換もしくは置換フェニレン基などである。このXとしては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。
1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和のアルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。DはA、B、又は−[O(XO)n0.5−基を示し、nは1〜4の整数で分布を有することがあり、Xは前記と同様である。a、b及びcは0≦a≦3、0≦b≦2、0≦c≦1.5、かつa+b+2c=3の関係を満たす数である。
一般式(2)、(3)及び(4)において、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子、Bは炭素数1〜3のアルキル基、X及びYはそれぞれ独立に炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基であり、X1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和アルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。nは1〜4の整数であり、分布を有することがある。e及びfは、0≦e≦3、0≦f≦2、及びe+f=3の関係を満たす数である。
このX及びYとしては、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。
前記一般式(1)で表されるシランカップリング剤の例としては、3−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン、下記化学式(7)で表される化合物等が挙げられる。
Figure 2009191262
前記一般式(2)で表される化合物及び/もしくは前記一般式(3)で表される化合物と、前記一般式(4)で表されるジオール化合物とを反応させてなる化合物の例としては、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン及び/又は3−メルカプトプロピルトリエトキシシランと、以下に示すジオール化合物との縮合物が挙げられる。ここで、ジオール化合物としては、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
前記一般式(2)で表される化合物及び/もしくは前記一般式(3)で表される化合物と、前記一般式(4)で表されるジオール化合物とを反応させてなる化合物の具体例としては、例えば下記化学式(8)で表される化合物が挙げられる。
以上述べたシランカップリング剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Figure 2009191262
前記(C)成分のシランカップリング剤は、ゴム組成物の調製における混練り時において、補強用充填材のシリカ表面を疎水化し、該シリカの凝集力を低下させる作用が強い。
一方、(A)ゴム成分中に配合されるアルコキシシラン化合物で変性した変性共役ジエン系重合体は、その変性官能基とシリカとが、混練り中に共有結合し、せん断力によってシリカを分散させる作用を有し、この分散作用は、該変性共役ジエン系重合体の製造時に、縮合促進剤を加えて縮合反応を進めることで、さらに効果的に発揮される。しかも、当該シランカップリング剤の作用で、上記シリカは凝集力が低下しているので、変性共役ジエン系重合体による分散効果が、非常に優れたものになり、得られるゴム組成物のヒステリシスロスが効果的に低減し、転がり抵抗が良好なタイヤが得られる。
本発明においては、この(C)成分のシランカップリング剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、当該シランカップリング剤の含有量は、(B)成分のケイ酸を含有する無機充填材に対して、1〜20質量%の範囲で選ばれる。この含有量が1質量%未満ではシランカップリング剤を配合した効果が十分に発揮されないおそれがあり、一方、20質量%を超えるとその量の割には効果の向上がみられず、むしろ経済的に不利となる。配合効果及び経済性などを考慮すると、このシランカップリング剤の好ましい含有量は3〜15質量%の範囲である。
なお、本発明においては、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、従来ゴム組成物に使用されている公知の他のシランカップリング剤を、(C)成分のシランカップリング剤の一部と置き換えてもよい。
他のシランカップリング剤としては、例えばビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド,ビス(3−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド,ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド,ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド,ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィドなど、さらには、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン,3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン,ビニルトリエトキシシラン,ビニルトリメトキシシラン,3−アミノプロピルトリエトキシシラン,3−アミノプロピルトリメトキシシラン,3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン,3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン,3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなど、あるいは、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド,3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド,3−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモノスルフィド,3−トリエトキシシリルプロピルn−オクチルジスルフィドなどの中から、適宜選択することができる。
[ゴム組成物の調製]
本発明のゴム組成物には、前記(B)成分のケイ酸を含有する無機充填材の他に、カーボンブラック等の他の充填材、加硫剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。また、上記ゴム組成物は、(A)ゴム成分に対し、(B)ケイ酸を含有する無機充填材及び(C)シランカップリング剤と、適宜選択した各種配合剤とを配合して、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー等を用いて混練り後、熱入れ、押出等することにより調製することができる。
[タイヤ]
本発明のタイヤは、上記ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに適用したことを特徴とする。ここで、本発明のタイヤにおいては、本発明のゴム組成物をトレッドに用いることが特に好ましく、上記ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤは、転がり抵抗が低く低燃費性に優れる。なお、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスが挙げられる。本発明のゴム組成物をトレッドに用いる場合は、例えばトレッド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、加硫後のゴム組成物の損失正接(tanδ)と、タイヤの転がり抵抗低減指数と、未変性及び変性共役ジエン系重合体のミクロ構造を下記の方法により評価した。
(1)損失正接(tanδ)
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδ(60℃)を測定した。
tanδ(60℃)は、次式により指数表示した。指数値が小さいほど、tanδが小さく、転がり抵抗が小さくなり、低燃費性が良好である。
損失正接指数=[(対比する対象ゴム組成物の損失正接/比較例1,4,7又は10のゴム組成物の損失正接)]×100
(2)タイヤの転がり抵抗低減指数
タイヤサイズ185/70R14の空気入りタイヤに170kPaの内圧を充填した後、395kgの荷重を負荷しながら、大型試験ドラム上を時速80km/hで所定時間走行させ、次に前記ドラムの駆動力を遮断して、各タイヤを慣性走行させ、このときのタイヤの減速度から転がり抵抗を求め、比較例1,4,7又は10の指数を100として下記式により指数表示した。指数が大きい程、低い転がり抵抗である。
供試タイヤの指数=[(比較例1,4,7又は10のタイヤの転がり抵抗/対比する供試タイヤの転がり抵抗)]×100
(3)ミクロ構造及び結合スチレン量
各共役ジエン系重合体のミクロ構造を赤外法(モレロ法)で求め、各共役ジエン系重合体の結合スチレン量を1H−NMRスペクトルの積分比より求めた。
(4)ガラス転移点
パーキンエルマー社製の示差熱分析機(DSC)7型装置を用い、各共役ジエン系重合体を−100℃まで冷却した後に10℃/minの昇温速度で昇温して、各重合体のガラス転移点を測定した。
(5)ムーニー粘度(ML1+4/100℃)
JIS K6300に従って、Lローター、予熱1分、ローター作動時間4分、温度100℃の条件で測定した。
合成例1(共重合体Aの合成):
窒素置換された内容積5リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン2,750g、テトラヒドロフラン41.3g、スチレン125g、1,3−ブタジエン375gを仕込んだ。反応器内容物の温度を10℃に調整した後、n−ブチルリチウム215mgを添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は85℃に達した。
重合転化率が99%に達した時点で、ブタジエン10gを追加し、更に5分間重合させた。リアクター中のポリマー溶液を、メタノール1gを添加したシクロヘキサン溶液30g中に少量サンプリングした後、変性剤としてメチルトリエトキシシラン600mgを加えて、変性反応を15分間行った。この後、縮合促進剤としてビス(2−エチルヘキサン酸)酸化ジルコニウム3.97gを加え、更に15分間攪拌した。最後に反応後の重合体溶液に、2,5−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールによりゴムを乾燥し、生ゴム共重合体を得た。得られた共重合体Aの組成および物性を表1に示す。
比較合成例1(共重合体Bの合成)
合成例1において、縮合促進剤を添加しなかったこと以外は、合成例1と同様にして共重合体Bを得た。得られた共重合体Bの組成及び物性を表1に示す。
合成例2(共重合体Cの合成)
合成例1において、変性剤を3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン803mgに、およびビス(2−エチルヘキサン酸)酸化ジルコニウム3.97gをトリス(2−エチルヘキサン酸)ビスマス6.45gに変更した以外は、合成例1と同様にして、共重合体Cを得た。得られた共重合体Cの組成および物性を表1に示す。
比較合成例2(共重合体Dの合成)
合成例2において、トリス(2−エチルヘキサン酸)ジルコニウムを添加しない以外は、合成例2と同様にして、共重合体Dを得た。得られた共重合体Dの組成および物性を表1に示す。
合成例3(共重合体Eの合成)
合成例1において、変性剤を3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン832mgに変更し、およびビス(2−エチルヘキサン酸)酸化ジルコニウム3.97gをトリス(2−エチルヘキサン酸)ビスマス6.45gに変更した以外は、合成例1と同様にして、共重合体Eを得た。得られた共重合体Eの組成および物性を表1に示す。
比較合成例3(共重合体Fの合成)
合成例3において、トリス(2−エチルヘキサン酸)ジルコニウムを添加しない以外は、合成例3と同様にして、共重合体Fを得た。得られた共重合体Fの組成および物性を表1に示す。
合成例4(共重合体Gの合成)
合成例1において、変性剤をN−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン1020mgに変更し、縮合促進剤をビス(2−エチルヘキサン酸)スズ4.42mgに変更した以外は、合成例1と同様にして共重合体Gを得た。得られた共重合体Gの組成および物性を表1に示す。
比較合成例4(共重合体Hの合成)
合成例4においてビス(2−エチルヘキサン酸)スズを用いなかったこと以外は、合成例4と同様にして、共重合体Hを得た。得られた共重合体Hの組成および物性を表1に示す。
合成例5(共重合体Iの合成)
合成例1において、変性剤を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1129mgに変更し、ビス(2−エチルヘキサン酸)酸化ジルコニウム3.97gをテトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン6.19gに変更した以外は、合成例1と同様にして、共重合体Iを得た。得られた共重合体Iの組成および物性を表1に示す。
比較合成例5(共重合体Jの合成)
合成例5において、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタンを用いなかったこと以外は、合成例5と同様にして、共重合体Jを得た。得られた共重合体Jの組成および物性を表1に示す。
Figure 2009191262
(注)
1)重合反応
シクロヘキサン:2750g、テトラヒドロフラン:41.3g、スチレン:125g、ブタジエン:375g
2)変性剤
M−1:メチルトリエトキシシラン
M−2:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
M−3:3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン
M−4:N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン
M−5: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)縮合促進剤
I:ビス(2−エチルヘキサン酸)酸化ジルコニウム
II:トリス(2−エチルヘキサン酸)ビスマス
III:ビス(2−エチルヘキサン酸)スズ
IV:テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン
実施例1、2及び比較例1〜3
第2に示す配合処方で、バンバリーミキサーで混練して、5種類のゴム組成物を調製した。これら5種類のゴム組成物を加硫温度165℃、加硫時間15分間の条件で加硫ゴムサンプルを作製し、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果を表2に示す。
次にこれら5種類のゴム組成物をそれぞれ一層構造のトレッドとして用いたタイヤサイズ185/70R14の5種類の空気入りタイヤを作製し、上記の評価方法により、タイヤの転がり抵抗低減指数を測定した。結果を表2に示す。
Figure 2009191262
*1:JSR株式会社製、BR01
*2:東ソー・シリカ株式会社製、商標「ニプシルAQ」
*3:三菱化学株式会社製、商標「ダイアブラック N339」
*4:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、デグサ社製シランカップリング剤、商標「Si69」
*5:Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Z 100 silane」、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランのエトキシ基をジオールで置換したシランカップリング剤
*6:Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Ultra Low−V Silane」、前記化学式(8)で表される化合物
*7:精工化学株式会社製、商標「オゾノン6C」
*8:大内新興化学工業株式会社製、商標「ノクセラーD」
*9:大内新興化学工業株式会社製、商標「ノクセラーCZ」
実施例3及び比較例4〜6
表3に示す配合処方で、バンバリーミキサーで混練して、4種類のゴム組成物を調製した。これら4種類のゴム組成物を加硫温度165℃、加硫時間15分間の条件で加硫ゴムサンプルを作製し、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果を表3に示す。
次にこれら4種類のゴム組成物をそれぞれ一層構造のトレッドとして用いたタイヤサイズ185/70R14の4種類の空気入りタイヤを作製し、上記の評価方法により、タイヤの転がり抵抗低減指数を測定した。結果を表3に示す。
Figure 2009191262
*10:JSR株式会社製、商標「IR2200」
*11:東ソーシリカ株式会社製、商標「ニプシルKQ」
*12:N234、東海カーボン株式会社製、商標「シースト7HM」
*13:デグサ社製、商標「Si75」、化学名:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
*14:Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Low−V Silane」、化学名:前記化学式(7)で表される化合物
*15:大内新興化学株式会社製、商標「ノクセラーDM」
*16:三新化学工業株式会社製、商標「サンセラーNS−G」
*7、8:表2の脚注と同じ
実施例4及び比較例7〜9
表4に示す配合処方で、バンバリーミキサーで混練して、4種類のゴム組成物を調製した。これら4種類のゴム組成物を加硫温度165℃、加硫時間15分間の条件で加硫ゴムサンプルを作製し、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果を表4に示す。
次にこれら4種類のゴム組成物をそれぞれ一層構造のトレッドとして用いたタイヤサイズ185/70R14の4種類の空気入りタイヤを作製し、上記の評価方法により、タイヤの転がり抵抗低減指数を測定した。結果を表4に示す。
Figure 2009191262
*17:N339、東海カーボン株式会社製、商標「シーストKH」
*18:Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Silane」、化学名:オクタンチオ酸S−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エステル
*2、4、7、8、15及び16:表2及び表3の脚注と同じ
実施例5、6及び比較例10〜15
表5に示す配合処方で、バンバリーミキサーで混練して、8種類のゴム組成物を調製した。これら8種類のゴム組成物を加硫温度165℃、加硫時間15分間の条件で加硫ゴムサンプルを作製し、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果を表5に示す。
次にこれら8種類のゴム組成物をそれぞれ一層構造のトレッドとして用いたタイヤサイズ185/70R14の8種類の空気入りタイヤを作製し、上記の評価方法により、タイヤの転がり抵抗低減指数を測定した。結果を表5に示す。
Figure 2009191262
*19:Lanxes社製、商標「BunaVSL5025−1」
*2、4、7、8、14、15、16、17、18:表2、表3、表4の脚注と同じ
表2〜表5より明らかなように、実施例のゴム組成物はいずれも比較例のゴム組成物に比べて損失正接が低く、タイヤの転がり抵抗が低く良好である。
本発明のゴム組成物は、ヒステリシスロスが低く、転がり抵抗の良好なタイヤを与えることができる。

Claims (14)

  1. (A)変性共役ジエン系重合体10質量%以上を含むゴム成分と、その100質量部に対して、(B)ケイ酸を含有する無機充填材10〜140質量部を含むと共に、(C)シランカップリング剤を、上記(B)無機充填材に対して1〜20質量%の割合で含むゴム組成物であって、
    (1)前記変性共役ジエン系重合体が、(a)アルカリ金属系開始剤を用いてアニオン重合させて得られたアルカリ金属活性末端を有する共役ジエン系重合体の該活性末端に、アルコキシシラン化合物を反応させて変性反応を行う工程及び(b)周期表の4族、13族、14族及び15族の少なくとも一つに属する元素の化合物からなる縮合促進剤の存在下で縮合反応を行う工程を含む製造方法により得られたものであること、並びに
    (2)前記(C)シランカップリング剤が、下記一般式(1)
    で表される化合物、及び/又は下記一般式(2)で表される化合物及び/もしくは下記一般式(3)で表される化合物と下記一般式(4)で表されるジオール化合物とを反応させてなる化合物であることを特徴とするゴム組成物。
    abcSi−X−S−CO−X1 ・・・(1)
    [式中、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子、Bは炭素数1〜3のアルキル基、Xは炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基、X1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和アルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。DはA、B、又は−[O(XO)n0.5−基であり、nは1〜4の整数であり、分布を有することがある。a、b、及びcは、0≦a≦3、0≦b≦2、0≦c≦1.5、かつa+b+2c=3の関係を満たす数である。]
    efSi−X−S−CO−X1 ・・・(2)
    efSi−X−SH ・・・・・・・(3)
    H−[O(YO)n]−H ・・・・・・・・・・(4)
    [一般式(2)、(3)及び(4)中、Aは炭素数1〜3のアルコキシ基又は塩素原子、Bは炭素数1〜3のアルキル基、X及びYはそれぞれ独立に炭素数1〜9のアルカンジイル基又はアルケンジイル基あるいは炭素数6〜15のアリーレン基であり、X1は炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和アルキル基、又は炭素数6〜15のアリール基もしくはアラルキル基である。nは1〜4の整数であり、分布を有することがある。e及びfは、0≦e≦3、0≦f≦2、及びe+f=3の関係を満たす数である。]
  2. 変性共役ジエン系重合体の製造における(b)工程で用いる縮合促進剤が、チタンの化合物、スズの化合物、ジルコニウムの化合物、ビスマスの化合物及びアルミニウムの化合物から選ばれる少なくとも1種の金属化合物である請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 縮合促進剤が、アルコキシド、カルボン酸塩及びアセチルアセトナート錯塩から選ばれる少なくとも1種の金属化合物である請求項2に記載のゴム組成物。
  4. 縮合促進剤が、チタンのアルコキシド、チタンのカルボン酸塩、スズのカルボン酸塩、ビスマスのカルボン酸塩、ジルコニウムのアルコキシド、ジルコニウムのカルボン酸塩、アルミニウムのアルコキシド及びアルミニウムのカルボン酸塩から選ばれる少なくとも1種である請求項3に記載のゴム組成物。
  5. 変性共役ジエン系重合体の製造における(a)工程で用いるアルカリ金属系開始剤が、ヒドロカルビルリチウム化合物、リチウムアミド化合物又は第1族金属のアルコキシドである請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6. 第1族金属が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウムである請求項5に記載のゴム組成物。
  7. 変性共役ジエン系重合体の製造における(a)工程で用いるアルコキシシラン化合物が、一般式(5)
    1 g−Si−(OR24-g ・・・(5)
    [式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基であり;gは0〜2の整数であり;R1が複数ある場合、複数のR1はたがいに同一でも異なっていてもよく;OR2が複数ある場合、複数のOR2はたがいに同一でも異なっていてもよく;また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
    で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、及び一般式(6)
    Figure 2009191262
    [式中、A1は(チオ)エポキシ基、(チオ)イソシアネート基、イミン残基、(チオ)カルボン酸エステル残基、カルボン酸無水物残基、環状三級アミン残基、非環状三級アミン残基、ピリジン基、シラザン基及びビスルフィド残基の中から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する一価の基、R3は単結合又は二価の炭化水素基、R4及びR5は、それぞれ独立に炭素数1〜20の一価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜18の一価の芳香族炭化水素基を示し、hは0〜2の整数であり、R4が複数ある場合、複数のR4はたがいに同一でも異なっていてもよいし、OR5が複数ある場合、複数のOR5はたがいに同一でも異なっていてもよく、また分子中には活性プロトン及びオニウム塩は含まれない。]
    で表されるアルコキシシラン化合物及び/又はその部分縮合物、の中から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物。
  8. (B)ケイ酸を含有する無機充填材が、シリカを含む請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物。
  9. 変性共役ジエン系重合体が、1,3−ブタジエンと芳香族ビニル化合物との共重合体、又は1,3−ブタジエンもしくはイソプレンの単独重合体である請求項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物。
  10. 芳香族ビニル化合物が、スチレンである請求項9に記載のゴム組成物。
  11. 変性共役ジエン系重合体のガラス転移点(Tg)が、10℃以下である請求項1〜10のいずれかに記載のゴム組成物。
  12. (A)ゴム成分が、変性共役ジエン系重合体と他のジエン系ゴムとを含む請求項1〜11のいずれかに記載のゴム組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載のゴム組成物を含有する部材を用いてなるタイヤ。
  14. 部材がトレッドである請求項13に記載のタイヤ。
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