JP4348795B2 - ジオレフィン系重合体組成物、その製造方法、および加硫用ゴム組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性に優れ、加硫ゴムの耐摩耗性、ウエットスキッド特性に優れ、転がり抵抗が小であり、タイヤ用途、特に低燃費用かつ安全性重視のタイヤトレッド用として好適な重合体組成物、その製造方法、および加硫用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車に対する低燃費化要求に伴い、タイヤ用ゴム材料として、転がり抵抗が小さく、耐摩耗性、さらにウエットスキッド抵抗に代表される操縦安定性能をも兼ね備えた共役ジオレフィン系ゴムが望まれている。
【０００３】
タイヤの転がり抵抗を低減するためには、加硫ゴムのヒステリシスロスを小さくすればよく、加硫ゴムの評価指標としては５０〜８０℃の反撥弾性、５０〜８０℃のｔａｎδ、グッドリッチ発熱などが用いられる。即ち、５０〜８０℃の反撥弾性が大きい材料か、５０〜８０℃のｔａｎδが小さい材料あるいはグッドリッチ発熱が小さいゴム材料が好ましい。
ヒステリシスロスの小さいゴム材料としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴムまたはポリブタジエンゴムなどが知られているが、これらはウエットスキッド抵抗性が小さいという問題がある。
【０００４】
一方、最近タイヤ用ゴム材料として、補強剤にシリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合したゴム組成物を使用する方法が提案されている。シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合したタイヤトレッドは転がり抵抗が小さく、ウエットスキッド抵抗に代表される操縦安定性能は良いが、その反面、加硫物の引っ張り強度や耐摩耗性が低いという問題がある。
また一般に、シリカ配合組成物はカーボンブラック配合組成物に対して加工性に劣り、そのため加工コストが高いという問題があった。
【０００５】
シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合した加硫物の引っ張り強度や耐摩耗性を改良する目的で、シリカと親和性のある官能基を導入した重合体を含むゴム組成物が種々提案されている。たとえば、特公昭４９−３６９５７号公報にはシリコンテトラハライドやトリハロシランなどを反応させて重合体を生成する方法が提案されている。また、特公昭５２−５０７１号公報にはハロゲン化シラン化合物で変性された重合体を製造する方法が開示されている。さらにまた、特開平１−１８８５０１号公報にはアルキルシリル基、特開平５−２３０２８６号公報にはハロゲン化シリル基が導入されたジエン系ゴムが開示されている。また、特開平１−１０１３４４号公報、特開昭６４−２２９４０号公報、特開平９−７１６８７号公報にはアミノ基が導入されたジエン系ゴムが、シリカ配合用重合体として提案されている。アミノ基の導入された重合体は、シリカ配合のみならずカーボンブラック配合においても効果的な変性重合体として知られている。例えば、（１）リチウムアミド開始剤を用いて重合末端にアミノ基が導入された重合体（特開昭５９−３８２０９号、特公平５−１２９８号、特開平６−２７９５１５号、特開平６−１９９９２３号、特開平７−５３６１６号）、（２）有機リチウム開始剤で重合された種々の構造のスチレン−ブタジエン共重合体の重合体末端を尿素化合物（特開昭６１−２７３３８号公報）、ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物（特開昭５８−１６２６０４号公報、特開昭５８−１８９２０３号公報）などの含窒素化合物で変性して得られる重合体がそれに該当する。
【０００６】
シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合した組成物に、これら変性重合体を使用することで、物性改良はみられている。しかし、上記したシリカと親和性のある官能基を導入した重合体を使用すると、さらにその加工性が悪化する傾向にある。加工性の悪化は加工コストを向上させるばかりでなく、コンパウンドの混合不良が補強剤などの配合物の分散不良を引き起こし、物性低下につながり好ましくなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーボンブラック配合、シリカ配合、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー(カーボン−シリカ二重相フィラー)配合、これらの併用配合のいずれの場合においても、良好な加工性を有し、しかもウエットスキッド特性、低ヒステリシスロス性（小さい転がり抵抗性）、耐摩耗性などの特性が高度に改良され、特に低燃費用かつ安全性重視のタイヤトレッドに用いられる重合体組成物、該重合体組成物を低コストで製造する方法、および該重合体組成物をベースとする加硫用ゴム組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記の重合体組成物、その製造方法、および加硫用ゴム組成物が提供されて、本発明の上記目的が達成される。
１．〔Ｉ〕（ａ）アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有する、共役ジオレフィン重合体または共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体５〜９５重量％、ならびに（ｂ）アミノ基と、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種とを有する共役ジオレフィン重合体もしくは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体９５〜５重量％（ここで、（ａ）（共）重合体と（ｂ）（共）重合体との合計量は１００重量％である）からなり、〔II〕上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体のいずれか一方の重量平均分子量が１，０００〜９０，０００であり、他方の重量平均分子量が９０，０００〜２，０００，０００である（ただし、上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体は、異なる重量平均分子量を有する。）ことを特徴とするジオレフィン系重合体組成物。
２．上記（ａ）（共）重合体および上記（ｂ）（共）重合体の各々は、共役ジオレフィン成分が９５〜５０重量％、芳香族ビニル化合物成分が５〜５０重量％を占める共重合体である上記１に記載のジオレフィン系重合体組成物。
３．上記（ａ）（共）重合体および（ｂ）（共）重合体の各々は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアルコキシシリル基、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーの水酸基、および、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのスズからなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、これらの２種以上を含む場合、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの合計含有量は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。）を有し、かつ、上記（ｂ）（共）重合体は、０．２５〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアミノ基を有する上記１または２に記載のジオレフィン系重合体組成物。
４．上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含まず、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が５０〜２００の組成物である上記１〜３のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物。
５．上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含み、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が２０〜１００の組成物である上記１〜３のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物。
６．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とを有機アルカリ金属アミドを開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところでアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
７．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とをアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところで有機アルカリ金属アミドを添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
８．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物と、シリカ、カーボンブラックおよびカーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラーから選ばれる少なくとも１種とを含有していることを特徴とする加硫用ゴム組成物。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳述する。本発明のジオレフィン系重合体組成物に含有されるゴム成分は、（ａ）アルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有する、共役ジオレフィン重合体または共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体（「（ａ）(共)重合体」ともいう）、および（ｂ）アミノ基と、アルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種とを有する共役ジオレフィン重合体もしくは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体（「（ｂ）(共)重合体」ともいう）である。
【００１０】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、共役ジオレフィンの単独重合体あるいは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体であって、その重合体鎖にはアルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種が結合している。上記共役ジオレフィンとしては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンおよびこれらの混合物を挙げることができるが、これらに制限されない。芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、およびこれらの混合物などを挙げることができるが、これらに制限されない。これらのうちスチレンが特に好ましい。
【００１１】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、共重合体であることが好ましく、この場合、いずれの(共)重合体も、共役ジオレフィン成分が９５〜５０重量％、特には９０〜６０重量％、芳香族ビニル化合物成分が５〜５０重量％、特には１０〜４０重量％占めることがウエットスキッド特性、耐摩耗性、ヒステリシスロスの観点から好ましい。
そして、上記共重合体は、芳香族ビニル化合物が単独で連結した、単連鎖芳香族ビニル化合物単位が４０重量％以上であり、かつ芳香族ビニル化合物が８個以上連結した長連鎖芳香族ビニル化合物単位が１０％未満であることが、低ヒステリシスロス性の点から、さらに好ましい。
芳香族ビニル化合物の連結連鎖長は、田中らによって開発されたオゾン分解−ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法で測定することができる。（田中ら、Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．２２，Ｐ.１７２１〜１７２３，１９８１.参照）
【００１２】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体の共役ジオレフィン部分の１，２−結合および／または３，４−結合（以下、「ビニル結合」という）含量は、特に制限されないが、好ましくは１０〜９０％、さらに好ましくは２０〜８０％である。ビニル結合含量が１０％未満ではウエットスキッド抵抗が低下し、操縦安定性に劣る。９０％を越えると破壊強力、耐摩耗性が悪化し、ヒステリシスロス性が大きくなる。
【００１３】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有し、これらは重合体鎖の末端あるいは側鎖のいずれに結合していてもよいが、末端に結合していることが好ましい。
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体に含有されるアルコキシシリル基、水酸基、およびスズの含量は、
アルコキシシリル基の場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．１〜１５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーであり、
水酸基の場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．１〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーであり、
スズの場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．０５〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの２種以上が（ａ）(共)重合体、（ｂ）(共)重合体に含有されている場合は、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの合計含有量が０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．０５〜１５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
【００１４】
（ｂ）(共)重合体はアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズに加えて、アミノ基を含有する。アミノ基は、重合体鎖の末端あるいは側鎖のいずれに結合していてもよいが、末端に結合していることが好ましい。
アミノ基としては、下記式（ａ１）で示されるものを好ましく挙げることができるが、これらに制限されない。
【００１５】
【化１】
【００１６】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、同一または異なって、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシアルキル基、またはＲ1、Ｒ2が互いに結合した環構造を表す。）
【００１７】
式（ａ１）のＲ1およびＲ2におけるアルキル基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基は、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、エイコサニル基を例示することができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるシクロアルキル基、好ましくは炭素数３〜２０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などを例示することができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるアリール基、好ましくは炭素数６〜２０のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、クミル基、ナフチル基、ビフェニル基などを挙げることができる。
【００１８】
また、Ｒ1およびＲ2におけるアラルキル基、好ましくは炭素数７〜２０のアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基などを挙げることができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるアルコキシアルキル基、好ましくは炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基などを挙げることができる。
【００１９】
Ｒ1およびＲ2が互いに結合した環構造を形成した場合のアミノ基として、下記（ａ２）で表されるアミノ基が挙げられる。
【００２０】
【化２】
【００２１】
（式（ａ２）中、Ｒ3およびＲ4は、同一または異なって、炭素数１〜６のアルキレン基を示し、Ｘは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、または−ＮＨ−から選ばれた基を示し、Ｒ5は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を示し、そしてｋは１〜４の整数である。）
【００２２】
式（ａ２）のＲ3およびＲ4における炭素数１〜６のアルキレン基としては、例えばメチレン基、１，２−エチレン基、１，３−トリメチレン基、１，４−テトラメチレン基、１，５−ペンタメチレン基、１，６−ヘキサメチレン基を挙げることができる。また、Ｒ5の炭素数１〜５のアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。
【００２３】
上記式（ａ２）を包含して式（ａ１）で表される構造としては、例えばジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジ−ｎ−ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジアリルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ブチルイソプロピルアミノ基、ジベンジルアミノ基、メチルベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、メチルヘキシルアミノ基、エチルヘキシルアミノ基、トリメチレンイミノ基、テトラメチレンイミノ基、２−メチルテトラメチレンイミノ基、３−メチルテトラメチレンイミノ基、ペンタメチレンイミノ基、２−メチルペンタメチレンイミノ基、３−メチルペンタメチレンイミノ基、４−メチルペンタメチレンイミノ基、３，５−ジメチルペンタメチレンイミノ基、２−エチルペンタメチレンイミノ基、ヘキサメチレンイミノ基、ヘプタメチレンイミノ基、ドデカメチレンイミノ基などを例示することができる。
【００２４】
これらのアミノ基の含有量は、０．２５〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー、好ましくは０．３〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー、より好ましくは０．３〜５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
このような量範囲でアミノ基を含有し、かつアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズを上記した範囲で含有する（ｂ）(共)重合体と、上記（ａ）(共)重合体とで本発明の重合体組成物を構成することにより、該重合体組成物をゴムベースとする未加硫配合ゴム中にシリカなどの充填剤が均一に微分散し、その結果、加工性に優れ、得られる加硫物は、ヒステリシスロス特性、耐摩耗性などの諸特性にも優れる結果となる。
【００２５】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体の例を、具体例を含めて下記に示す。なお、下記で、波線は(共)重合体鎖を表す。
（（ａ）(共)重合体の例）
【００２６】
【化３】
【００２７】
式（１）中、Ｒ10、Ｒ11は炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０の炭化水素基を示す。ｍは共重合体鎖の数であって、１〜３の整数である。ｌは１〜３の整数である。
【００２８】
【化４】
【００２９】
式（２）中、Ｒ10、ｍは式（１）の場合と同様である。
【００３０】
【化５】
【００３１】
（（ｂ）(共)重合体の例）
【００３２】
【化６】
【００３３】
（式（４）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じであり、Ｒ6、Ｒ7は、同一または異なって、炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０の炭化水素基を示す。ｍは（共）重合体鎖の数であって、１〜３の整数であり、ｌは１〜３の整数である。但し、４−ｍ−ｌは０、１、または２である。）
【００３４】
【化７】
【００３５】
（式（５）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じであり、Ｒ8は炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基またはアリール基を表し、ｍは(共)重合体鎖の数であって、１〜３の整数である。）
【００３６】
【化８】
【００３７】
（式（６）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じである。）
【００３８】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を構成する（ａ）(共)重合体と上記（ｂ）（共）重合体のいずれか一方の（共）重合体の重量平均分子量は１，０００〜９０，０００、好ましくは５，０００〜５０，０００であり、他方の（共）重合体の重量平均分子量は９０，０００〜２，０００，０００、好ましくは１５０，０００〜１，５００，０００である。このようにジオレフィン系重合体組成物を構成する２種の(共)重合体の分子量範囲が異なることにより、未加硫ゴムの加工性と加硫ゴムの耐摩耗性、ウエットスキッド特性、転がり抵抗などに優れる結果をもたらす。特に、（ｂ）(共)重合体がより高分子量であることが好ましい。なお、上記重量平均分子量はＧＰＣ法により測定されたポリスチレン換算値である。
【００３９】
また、（ａ）共重合体および（ｂ）共重合体のいずれについても、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比Ｍｗ／Ｍｎで表される分子量分布は、３以下であることが望ましい。
【００４０】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を構成する（ａ）(共)重合体と上記（ｂ）（共）重合体の重量割合は、（ａ）(共)重合体が５〜９５重量％、好ましくは６〜７０重量％であり、（ｂ）(共)重合体が９５〜５重量％、好ましくは９４〜３０重量％である。ここで、（ａ）(共)重合体と（ｂ）(共)重合体の合計量は１００重量％である。
【００４１】
本発明のジオレフィン系重合体組成物のムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は、貯蔵安定性、配合時の補強剤などの分散性を包含して、配合ゴム（加硫用ゴム組成物）の加工性、加硫物の耐摩耗性、低ヒステリシスロス性、機械的強度などの観点から、５０〜２００の範囲であることが好ましい。また、ジオレフィン系重合体組成物は伸展油が配合された油展ゴムとして調製されていてもよい。油展ゴムとして調製された場合は、その油展ゴムのムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は２０〜１００の範囲にあることが好ましい。
【００４２】
本発明のジオレフィン系重合組成物は、例えば（ａ）(共)重合体と（ｂ）(共)重合体を別々に合成して、その重合溶液を混合、分離、乾燥することにより製造することができるが、一つの重合系で連続的にあるいはバッチワイズに製造することができ、この方法は低コストでジオレフィン系重合体組成物を製造できるので好ましい。本発明は、上記の好ましい製造方法として下記（イ）および（ロ）の方法を提供する。
（方法（イ））
炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とを有機アルカリ金属アミドを開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところでアミノ基を含有しない有機アルカリ金属（以下、単に「有機アルカリ金属」ともいう）を添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、スズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させる方法。
（方法（ロ））
炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とをアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところで有機アルカリ金属アミドを添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、スズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させる方法。
【００４３】
まず、方法（イ）について説明する。
方法（イ）で用いられる重合開始当初に用いられる開始剤としての有機アルカリ金属アミドは、上記式（ａ１）の構造のアミノ基を有するアルカリ金属アミド化合物であり、式（ａ１）の構造を有する下記第２級アミン化合物の水素原子をアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）で置換した化合物である。
【００４４】
式（ａ１）の構造を有する第２級アミン化合物としては、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−（２−エチルヘキシル）アミン、ジシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、ジアリルアミン、などが挙げられる。さらに、モルホリン、ピペラジン、２，６−ジメチルモルホリン、２，６−ジメチルピペラジン、１−エチルピペラジン、２−メチルピペラジン、１−ベンジルピペラジン、ピペリジン、３，３−ジメチルピペリジン、２，６−ジメチルピペリジン、１−メチル−４−（メチルアミノ）ピペリジン、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、ピロリジン、２，５−ジメチルピロリジン、アゼチジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、５−ベンジルオキシインドール、３−アザスピロ［５．５］ウンデカン、３−アザビシクロ［３．２．２］ノナン、カルバゾールなどが挙げられる。
【００４５】
反応転化率が１０〜９０％となったところで、添加される重合開始剤としての有機アルカリ金属は、重合体鎖の重合開始末端に極性基を付与することのないものであり、例えば下記一般式（Ｉ）で示されるものを挙げることができる。
ＭＲ …… 一般式（Ｉ）
ここで、Ｍはアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）である。Ｒは、炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数７〜２０のアラルキル基、炭素数１〜２０アルキレン基であり、具体的にはｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、フェニル基などを好ましく挙げることができる。
【００４６】
方法（イ）では、まず上記有機アルカリ金属アミドを重合開始剤として用いることにより、片末端（重合開始末端）に−ＮＲ1Ｒ2基を有するリビング重合鎖が生成する。このリビング重合鎖の他の末端は、カルボアニオンとなっており、対イオンとして金属カチオンが存在する。転化率が１０〜９０％の範囲の所望の時期に、開始剤としての有機アルカリ金属を添加することによりそこからも重合が開始し(共)重合体鎖が成長するが、この(共)重合体鎖の片末端（重合開始末端）にはアミノ基などの極性基は存在しない。さらに重合を続行し、重合が終了後（未重合のモノマーが実質上無くなった後）、アルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、および／またはスズ化合物を添加することにより、重合末端鎖のカルボアニオンとこれらの化合物が反応して、上記化合物の種類に応じて、重合体鎖の残りの末端（終了末端）にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合する。
重合開始当初からの(共)重合体鎖の開始末端にはアミノ基が結合し、終了末端にはアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ｂ）(共)重合体が生成する。また、有機アルカリ金属を添加して重合が開始した(共)重合体鎖の終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ａ）(共)重合体が生成する。
その後、水洗、乾燥などの後処理工程に付して本発明のジオレフィン系重合体組成物を得ることができる。この方法では、（ｂ）(共)重合体の方が高分子量となる。
【００４７】
次に方法（ロ）について説明する。
方法（ロ）においても、重合開始剤として、方法（イ）の場合と同様に上記有機アルカリ金属および上記有機アルカリ金属アミドを用いる。
重合開始剤として有機アルカリ金属を用いることにより、まず片末端（重合開始末端）に極性基が存在しないリビング重合鎖が生成する。このリビング重合鎖の他の末端は、カルボアニオンとなっており、対イオンとして金属カチオンが存在する。転化率が１０〜９０％の範囲の所望の時期に、開始剤としての有機アルカリ金属アミドを添加することによりそこからも重合が開始し(共)重合体鎖が成長するが、この(共)重合体鎖の片末端（重合開始末端）にはアミノ基が結合している。さらに重合を続行し、重合が終了後（未重合のモノマーが実質上無くなった後）、アルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、および／またはスズ化合物を添加することにより、重合末端鎖のカルボアニオンとこれらの化合物が反応して、上記化合物の種類に応じて、重合体鎖の残りの末端（終了末端）にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合する。
重合開始当初からの(共)重合体鎖の重合開始末端には極性基が存在せず、終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ａ）(共)重合体が生成する。また、有機アルカリ金属アミドを添加して重合が開始した(共)重合体鎖の重合開始末端にアミノ基が結合し終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ｂ）(共)重合体が生成する。
その後、水洗、乾燥などの後処理工程に付して本発明のジオレフィン系重合体組成物を得ることができる。
この方法では、（ａ）(共)重合体の方が高分子量となる。
【００４８】
上記方法（イ）および方法（ロ）のいずれの方法にあっても、各(共)重合体を所望の重量平均分子量とするための詳細な条件は、重合途中で添加する有機アルカリ金属や有機アルカリ金属アミドなどの開始触媒の添加時期、モノマー量、触媒量、重合温度、装置、その他分子量に影響する要因が多くあり、ここで一義的に記載することはできないが、実験的に予め容易に知ることができる。
【００４９】
方法（イ）および方法（ロ）において重合終了後に添加する上記アルコキシシラン化合物としては、下記一般式（II）で示される化合物が挙げられる。
ＸnＳｉ（ＯＲ）mＲ'4-m-n …… 一般式（II）
【００５０】
上記一般式（II）中、Ｘは、ハロゲン原子、好ましくは塩素原子、臭素原子または沃素原子であり、Ｒは、炭素数１〜２０、好ましくは４〜２０の炭化水素基、すなわちＯＲは炭素数１〜２０のアルコキシ基、好ましくは炭素数４〜２０の非加水分解性のアルコキシ基などであり、Ｒ'は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、または炭素数６〜２０のアリール基を表し、ｍは１〜４の整数、ｎは０〜２の整数であり、ｍとｎの和は２〜４である。
すなわち、一般式（II）で示されるシラン化合物は、好ましくは非加水分解性のアルコキシ基を有するアルコキシシラン化合物であり、Ｒとしてはα位の炭素に炭素原子が３個結合した炭化水素基やβ位の炭素に炭素数が１個以上の炭化水素基の結合した炭化水素基またはフェニル基もしくはトルイル基で示される芳香族炭化水素基が好ましい。また、Ｒ’のうち、アルキル基としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｔ−ブチル基などを、アリール基としてはフェニル基、トルイル基、ナフチル基などを、ハロゲン化アルキル基としてはクロロメチル基、ブロムメチル基、ヨードメチル基、クロロエチル基を挙げることができる。
【００５１】
上記一般式（II）において、ｎが０でｍが２の場合はジアルキルジアルコキシシラン、ｎが０でｍが３の場合はモノアルキルトリアルコキシシラン、ｎが０でｍが４の場合はテトラアルコキシシラン、ｎが１でｍが１の場合はモノハロゲン化ジアルキルモノアルコキシシラン、ｎが１でｍが２の場合はモノハロゲン化モノアルキルジアルコキシシラン、ｎが１でｍが３の場合はモノハロゲン化トリアルコキシシラン、ｎが２でｍが１の場合はジハロゲン化モノアルキルモノアルコキシシラン、ｎが２でｍが２の場合はジハロゲン化ジアルコキシシランであり、いずれもリビングポリマーの活性末端と反応性を有する化合物である。特に、ｎが０でｍが３であるモノアルキルトリアルコキシシラン、ｎが０でｍが４であるテトラアルコキシシラン、ｎが１でｍが２であるモノハロゲン化モノアルキルジアルコキシシランは、リビングポリマーをカップリングさせることにより加工性を改良し、しかもシリカなどと親和性の高い官能基を重合体に付与する観点から好ましい。
【００５２】
上記一般式（II）で表されるシラン化合物の好ましい具体例としては、例えばテトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、テトラエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、エチルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、ビニルトリフェノキシシラン、メチルビニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、エチルビニルジフェノキシシラン、トリ−ｔ−ブトキシモノクロロシラン、トリフェノキシモノクロロシラン、モノクロロメチルジフェノシシラン、モノクロロメチルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、モノブロモエチルジフェノキシシラン、モノブロモビニルジフェノキシシラン、モノブロモイソプロペニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、ジクロロ−ジ−ｔ−ブトキシシラン、ジトリルジクロロシラン、ジ−ｔ−ブトキシジヨードシラン、ジフェノキシジヨードシラン、メチルトリス（２−メチルブトキシ）シラン、ビニルトリス（２−メチルブトキシ）シラン、モノクロロメチルビス（２−メチルブトキシ）シラン、ビニルトリス（３−メチルブトキシ）シランなどを挙げることができる。
これらのアルコキシシラン化合物のうち、ｎが０または１のシラン化合物より好ましく、この中でも、特にモノクロロメチルジフェノキシシラン、ビニルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、モノクロロビニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シランが好ましい。
これらのシラン化合物は、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を併用することもできる。
【００５３】
上記アルコキシシラン化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、ハロゲン原子またはアルコキシシリル基を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５４】
重合終了後に添加する上記スズ化合物として、四塩化スズ、テトラブロムスズ、トリクロロメチルスズ、トリクロロブチルスズ、トリクロロオクチルスズ、ジブロムジメチルスズ、ジクロロジメチルスズ、ジクロロジブチルスズ、ジクロロジオクチルスズなどが挙げられる。このスズ化合物を添加することにより、上記一般式（５）のアミノ基とスズ原子を有する（ｂ）(共)重合体を合成することができる。上記スズ化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、ハロゲン原子を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５５】
重合終了後に添加する上記カルボニル化合物としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ニコチンアミド、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、カルバミン酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチルなどのカルバミン酸誘導体、イソシアヌル酸、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルイソシアヌル酸などのイソシアヌル酸誘導体およびこれら誘導体に対応するチオカルボニル含有化合物などが挙げられる。このカルボニル化合物を添加することにより、上記一般式（６）のアミノ基と水酸基を有する（ｂ）(共)重合体を合成することができる。上記カルボニル化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、カルボニル基を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５６】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を得るための、重合反応および変性反応は、通常、０〜１２０℃の温度範囲で行われ、一定温度条件下でも上昇温度条件下でもよい。重合方式は、バッチ重合方式または連続重合方式のいずれでもよい。
【００５７】
上記式（ａ１）の構造を有する上記第２級アミン化合物の水素原子をアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）で置換した化合物であるアルカリ金属アミド化合物からなる開始剤を調製するにあたり、１，３−ブタジエンやイソプレンなどの共役ジオレフィン化合物を該開始剤成分に対して１〜１００倍モル、好ましくは１〜５０倍モル添加して調製すると、重合反応が速やかに開始するので好ましい。
【００５８】
また、必要に応じて、ジエチルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、２，２−（ビステトラヒドロフルフリル）プロパン、ビステトラヒドロフルフリルホルマール、テトラヒドロフルフリルアルコールのメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのエチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのブチルエーテル、α−メトキシテトラヒドロフラン、ジメトキシベンゼン、ジメトキシエタンなどのエーテル化合物および／またはトリエチルアミン、ピリジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのメチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのブチルエーテルなどの第３級アミン化合物を、重合系中に添加して、ジオレフィン系（共）重合体の共役ジオレフィン部分のミクロ構造（ビニル結合含量）を調整することができる。
【００５９】
共役ジオレフィンを重合して、あるいは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物を共重合して（ａ）(共)重合体および（ｂ）（共）重合体を生成する際に使用される好ましい炭化水素溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレンなどが挙げられる。
【００６０】
重合開始剤の反応性を向上させようとする場合、あるいは重合体中に導入される芳香族ビニル化合物をランダムに配列するかまたは芳香族ビニル化合物の単連鎖を付与させる場合に、重合開始剤とともに一般に用いられているランダマイザーを添加してもよい。重合開始剤とともに添加されるランダマイザーとしては、例えばカリウムイソプロポキシド、カリウム−ｔ−ブトキシド、カリウム−ｔ−アミロキシド、カリウム−ｎ−ヘプタオキシド、カリウムベンジルオキシド、カリウムフェノキシドなどのカリウムアルコキシド；イソバレリアン酸、カプリル酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレイン酸、安息香酸、フタル酸、２−エチルヘキサン酸などのカルボン酸のカリウム塩；ドデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸のカリウム塩；亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジイソプロピル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリルなどの有機亜リン酸のアルカリ金属塩（カリウム、リチウム、ナトリウム、ルビジウムなどの塩）などが用いられる。
【００６１】
これらのランダマイザーは、開始剤の生成に使用される有機アルカリ金属化合物の総量に相当する金属１グラム原子当量あたり、０．００５〜１，０００モルの量で添加できる。０．００５モル未満では、ランダマイザーの添加効果（開始剤の反応性向上、芳香族ビニル化合物のランダム化または単連鎖付与）が現れず、一方１，０００モルを超えると、重合活性が低下し、生産性を大幅に低下させることになるとともに、重合体末端を官能基で変性する反応を行なう際の変性効率が低下する。
【００６２】
重合反応活性を向上させる目的で、重合開始剤とともにアルカリ金属アルコキシド化合物を添加してもよい。アルカリ金属アルコキシド化合物は、該当する構造のアルコール化合物と有機アルカリ金属化合物との反応で得ることができ、また本反応は炭化水素溶剤中で、重合前に、モノマーの存在下で行ってもよい。上記アルカリ金属アルコキシド化合物としては、例えばテトラヒドロフルフリルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１−ピペラジンエタノールアミンなどのアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。
【００６３】
アルカリ金属アルコキシドを生成させるために、アルコール化合物と反応させる有機アルカリ金属化合物としては、有機リチウム化合物が好ましい。例えばエチルリチウム、プロピルリチウム、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、あるいはこれらの混合物を挙げることができ、好ましくはｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウムである。アルコール化合物と有機リチウム化合物とのモル比は、１：０．７〜５．０であることが必要であり、好ましくは１：０．８〜２．０の範囲であり、さらに好ましくは１：０．９〜１．２である。アルコール化合物に対する有機リチウム化合物のモル比が５．０を超えると、破壊強度、耐摩耗性、低ヒステリシス性の改良効果が得られない。一方、アルコール化合物に対する有機リチウム化合物のモル比が０．７未満の場合には、著しく重合速度が低下し、生産性を大幅に低下させることになるとともに、重合体末端を官能基で変性する反応を行なう際の変性効率が低下する。
【００６４】
本発明のジオレフィン系重合体組成物は油展して、油展ゴムとして調製してもよい。用いられる伸展油としては、ジエン系ゴムに通常用いられる伸展油や軟化剤であれば特に制限されないが、鉱物油系の伸展油が好ましく用いられる。一般的に、鉱物油系の伸展油は、芳香族系オイル、脂環族系オイル、および脂肪族系オイルの混合油であり、これらの量割合によって芳香族系、脂環族系、脂肪族系と分類されており、いずれのものも使用することができる。なかでも、粘度比重恒数（Ｖ.Ｇ.Ｃ.値）が０.９００〜１.０４９の芳香族系鉱物油（アロマティックオイル）および０.８５０〜０.８９９の脂環族系鉱物油（ナフテニックオイル）が、低ヒステリシス性／ウエットスキッド抵抗の点から好ましく用いられる。本発明のジオレフィン系重合体組成物が油展されていることにより、カーボンブラック、シリカなどの充填剤をジオレフィン系重合体組成物に均一に微分散させることが可能になり、加工性、加硫物の諸特性が著しく向上する。
【００６５】
伸展油は、ジオレフィン系重合体組成物１００重量部当たり通常１０〜１００重量部、好ましくは１５〜８０重量部、さらに好ましくは２０〜７０重量部油展される。油展方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができ、例えば重合溶液に伸展油を添加する方法を挙げることができる。この方法は、操作上高ムーニー粘度のジオレフィン系重合体組成物と伸展油を混合する過程を省略することができ、両者の混合均一性に優れる点から好ましい方法である。重合溶液に伸展油を添加する場合は、重合の終了後、例えば末端変性剤の添加後あるいは重合停止剤の添加後が好ましく、伸展油を添加した後は、直接乾燥法やスチームストリッピング法によってゴムと溶剤とを分離して洗浄し、真空乾燥機、熱風乾燥機やロールなどにより乾燥し、目的のジオレフィン系重合体組成物を単離することができる。
【００６６】
このようにして調製された本発明のジオレフィン系重合体組成物は、（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体以外のジエン系ゴム（以後、このゴムを単に「その他のジエン系ゴム」という）や各種の配合剤を配合して、加硫用配合ゴムが調製され、所望の形状に成形した後、加硫してゴム製品が得られる。本発明は、このような加硫用配合ゴムを提供する。
【００６７】
本発明の加硫用配合ゴムに配合することができるその他のジエン系ゴムとしては、共役ジオレフィン−芳香族ビニル化合物系共重合ゴム、例えばスチレン−ブタジエンゴム、その他天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどが挙げられる。これらのうち好ましいジエンゴムは、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムである。その他のジエン系ゴムのムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は、２０〜２００、特には２５〜１５０が好ましい。その他のジエン系ゴムは、ジオレフィン系重合体組成物１００重量部に対して、０〜３００重量部、好ましくは０〜２５０重量部配合される。このようなその他のジエン系ゴムを上記の範囲で用いることにより、本発明の加硫用配合ゴムの性能を実質上損なうことなく、低コストで本発明の加硫用配合ゴムを製造することができる。
【００６８】
配合される充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。なかでもカーボンブラックとシリカの併用、およびカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーの使用が好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネス法により製造されたものであって、窒素吸着比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が８０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックが好ましく、例えばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦクラスなどのものが好ましく使用でき、特に高凝集タイプのものが好ましい。シリカとしては、湿式法シリカ、乾式法シリカ、合成けい酸塩系シリカのいずれのものも使用できる。補強効果の高いのは粒子径の小さいシリカであり、小粒子・高凝集タイプ（高表面積、高吸油性）のものがゴムへの分散性が良好で、物性および加工性の面で特に好ましい。シリカの平均粒径は一次粒子径で５〜６０μｍ、特には１０〜３５μｍが好ましい。
【００６９】
カーボンブラックの配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、２〜１００重量部、好ましくは５〜９５重量部である。
シリカの配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、３０〜１００重量部、好ましくは３０〜９５重量部である。
また、カーボンブラックとシリカとを併用して配合することも可能であり、その際の配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、カーボンブラックとシリカの合計量として、好ましくは３０〜１００重量部、より好ましくは３０〜９５重量部である。
上記特定のジオレフィン系重合体組成物に上記カーボンブラックとシリカを上記の範囲で配合することにより、これら補強作用のある充填剤が、ゴムに均一に微分散し、その結果、本発明の加硫用配合ゴムはロール加工性、押出性などに優れ、加硫物のヒステリシスロスを低下させて良好な転がり抵抗を与えるとともに、ウエットスキッド抵抗を向上させ、しかも耐摩耗性に優れる結果となる。
【００７０】
本発明の加硫用配合ゴムには、カーボンブラックとシリカと共に、その他の充填剤、例えばクレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの充填剤を必要に応じて配合することができる。この場合、その配合量は、ジオレフィン系重合体組成物と他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、０〜９０重量部が好ましい。
【００７１】
また、本発明の加硫用配合ゴムにカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ Ｆｉｌｌｅｒ）を配合することにより、カーボンブラックとシリカを併用したときと同様な優れた利点を得ることができる。カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー（カーボン−シリカ二重相フィラー）は、カーボンブラックの表面に、シリカを化学結合させた、いわゆるシリカ・コーティング・カーボンブラックであり、キャボット社から商品名ＣＲＸ２０００、ＣＲＸ２００２、ＣＲＸ２００６として販売されている。カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーの配合量は、ジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、好ましくは３０〜１００重量部、より好ましくは３０〜９５重量部である。
【００７２】
本発明の加硫用配合ゴムでは、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーをそれ以外の充填剤と併用して使用することができる。併用できる充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができるが、これらに制限されない。なかでも、カーボンブラック、シリカが好ましい。これらの併用できる充填剤は、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーと合わせて、ジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、３〜１００重量部、特には５〜９５重量部配合することが好ましい。
【００７３】
充填剤としてシリカを配合する場合、またカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを配合する場合は、シランカップリング剤を配合することが好ましく、その配合量はシリカおよび／またはカーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラー１００重量部当たり、５〜２０重量部、特には５〜１５重量部である。シランカップリング剤としては、分子中にアルコキシシリル基などのシリカ表面と反応可能な官能基とポリスルフィド、メルカプト基、エポキシ基などの、ゴムの炭素−炭素二重結合と反応可能な官能基を併せ持ったものが好ましい。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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエ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などがシランカップリング剤として良く知られており、好ましく用いることができる。このようなシランカップリング剤を用いることにより、カーボンブラックとシリカを併用して充填剤に使用した場合に、あるいはカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを充填剤に使用した場合に、その補強効果を高めることができる。
【００７４】
本発明の加硫用配合ゴムには、加硫剤がジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部当たり、通常０.５〜１０重量部、好ましくは１〜６重量部の範囲で使用される。加硫剤としては、代表的には硫黄が使用され、その他に硫黄含有化合物、過酸化物などが使用される。また、加硫剤と併用してスルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系などの加硫促進剤が必要に応じた量使用される。さらに、亜鉛華、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤などが必要に応じた量使用される。
【００７５】
本発明では、ジオレフィン系重合体組成物、その他のジエン系ゴム、充填剤（カーボンブラック、シリカ、カーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラーなど）、シランカップリング剤、その他添加剤などをバンバリーミキサーなどの混練機を使用して１４０〜１８０℃の温度で混練する。得られた混合物を冷却後、さらに硫黄などの加硫剤および加硫促進剤などをバンバリーミキサーやミキシングロールを用いて配合して加硫用配合ゴムを調製し、所定の形状に成形後、１４０〜１８０℃の温度で加硫して、任意形状の加硫ゴム、即ちゴム製品が製造される。
【００７６】
本発明のジオレフィン系重合体組成物およびそれを用いた加硫用配合ゴムは、トレッド、サイドウォール、カーカスなどのタイヤ用途に好適に使用され、またベルト、ホース、防振ゴム、履き物その他の工業用品にも好適に使用することができる。
【００７７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
実施例中の各種の測定は下記の方法に拠って行った。
（１）共役ジオレフィン部分のビニル含量
赤外吸収スペクトル法（モレロ法）によって求めた。
（２）スチレン成分含量
赤外吸収スペクトル法により、検量線を作製し求めた。
（３）重量平均分子量（Ｍｗ）
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（ウオーターズ社製、２４４型）を用いて、重量平均分子量（Ｍｗ）をポリスチレン換算で測定した。
（４）ムーニー粘度（ＭＬ1+4,１００℃）
ＪＩＳ Ｋ６３００に準じ、Ｌローター、予熱１分、ローター作動時間４分、温度１００℃で測定した。
【００７８】
（５）アミノ基含有量
ロバート・Ｔ・キーン、ジェイムズ・Ｓ・フリッツ，Ｊ. Ａｎａｌ． Ｃｈｅｍ．，２４巻、５６４ページ（１９５２年）に記載された「過塩素酸−酢酸溶液を用いた、有機溶剤中での酸−塩基滴定法」により以下の方法で定量し、求めた。試料を溶解させる溶媒にはクロロホルムを使用、滴定指示薬にはメチルバイオレットを使用して、あらかじめ濃度既知のトリ−ｎ−オクチルアミン溶液により作成した検量線により定量した。
（６）アルコキシシリル基含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、赤外吸収スペクトルにより、Ｓｉ−Ｃ結合に起因する１，１６０ｃｍ −１ 付近の吸収量により作成した検量線から定量した。
（７）水酸基含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、元素分析を行い、酸素含有量から算出した。
（８）スズ原子含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、原子吸光分析を行い、スズ含有量を求めた。
【００７９】
（９）加硫物の物性評価原料ゴムを用い、表２に示す配合処方に従って、２５０ｃｃラボプラストミルで混練りしたのち、１４５℃で所定時間、加硫を行った加硫物を用いて各種測定を行った。
（イ）ｔａｎδ（５０℃）、ｔａｎδ（０℃）
ｔａｎδ（５０℃）は、米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを使用し、引張動歪１％、周波数１０Ｈｚ、５０℃の条件で測定した。指数で表示し、数値が大きいほど、転がり抵抗が小さく、良好である。また、ｔａｎδ（０℃）は、同機器を使用し、引張動歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、０℃で測定した。指数で表示し、数値が大きいほど、ウエットスキッド抵抗が大きく良好である。
（ロ）ランボーン摩耗指数
ランボーン型摩耗試験機を用い、スリップ率が２５％の摩耗量で表し、また測定温度は室温とした。指数が大きいほど、耐摩耗性は良好である。
【００８０】
実施例１（重合体組成物Ａ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇ、ピペリジン３．１５ｍｍｏｌを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。
重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メチルトリフェノキシシラン５．０４ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行い、四塩化ケイ素１．８９ｍｍｏｌを加えた。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。重合により生成したゴムを重合体組成物Ａとし、この重合体組成物Ａの組成などを表１に示す。
上記で調製した油展ゴムを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８１】
実施例２（重合体組成物Ｂおよびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇ、ピペリジン３．９２ｍｍｏｌを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．９２ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．９２ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、四塩化スズ１．５７ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し重合体組成物Ｂを得た。この重合体組成物Ｂの組成などを表１に示す。上記で調製した重合体組成物Ｂを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８２】
実施例３（重合体組成物Ｃ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ピペリジンリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン５．４６ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。重合により生成したゴムを重合体組成物Ｃとし、この重合体組成物Ｃおよび油展ゴムの組成などを表１に示す。上記で調製した油展ゴムを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８３】
比較例１（重合体Ｄ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メタノール５．４６ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。この重合体Ｄの組成などを表１に示す。この重合体Ｄは極性基を持たず、重量平均分子量が４４．５×１０4の共重合体であり、本発明のジオレフィン系重合体組成物とは異なる。上記で調製した重合体Ｄを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８４】
比較例２（重合体Ｅ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メチルトリフェノキシシラン５．０４ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行い、四塩化ケイ素１．８９ｍｍｏｌを加えた。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。この重合体Ｅの組成などを表１に示す。この重合体Ｅは、極性基としてアルコキシシリル基を有するものであり、本発明のジオレフィン系重合体組成物とは異なる。重量平均分子量は４２．１×１０4であった。上記で調製した重合体Ｅを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
（表１の説明）
（１）Ｍｗ：重量平均分子量
（２）極性基等含量の単位：ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー
（３）ＳｉＯＲ：アルコキシシリル基
（４）油展されているときは油展ゴムの粘度
【００８７】
【表２】
【００８８】
（表２の説明）
（１）油展されているときは伸展油をも含んだ量
（２）日本合成ゴム株式会社製 ＡＲＯＭＡ
（３）日本シリカ社製 ニプシールＡＱ
（４）東海カーボン社製 シーストＫＨ
（５）デグサ社製 Ｓｉ６９
物質名：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド
（６）大内新興社製 ノクラック８１０ＮＡ
物質名：Ｎ−フェニル−Ｎ'−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン
（７）大内新興社製 ノクセラーＣＺ
物質名：Ｎ−シクロヘキサン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
（８）大内新興社製 ノクセラーＤ
物質名：ジフェニルグアニジン
【００８９】
【表３】
【００９０】
表３に示された結果から以下のことが明らかである。
実施例１〜３の本発明で特定されるジオレフィン系重合体組成物から加工性良好に形成された加硫物は、０℃におけるｔａｎδが大きく（ウエットスキッド抵抗が大きく）、かつ６０℃におけるｔａｎδが大きく（転がり抵抗が小さく）、しかもランボーン摩耗が大で耐摩耗性に優れる。
一方、本発明で特定されるジオレフィン系重合体組成物を用いない比較例１、２の場合、その加硫物は上記特性に劣る。
【００９１】
【発明の効果】
本発明のジオレフィン系重合体組成物は、カーボンブラック配合、シリカ配合、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー配合、これらを併用した配合であっても、加工性良好に加硫用ゴム組成物を与え、しかも該加硫用ゴム組成物から得られる加硫物は耐摩耗性、耐ウエットスキッド性に優れ、転がり抵抗が小さいので、タイヤ用途、特に低燃費性かつ安全性重視のタイヤトレッド用として好適である。また、本発明の製造方法は、上記特性に優れた加硫用ゴム組成物や加硫物を与えるジオレフィン系重合体組成物を低コストで製造し得る。
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性に優れ、加硫ゴムの耐摩耗性、ウエットスキッド特性に優れ、転がり抵抗が小であり、タイヤ用途、特に低燃費用かつ安全性重視のタイヤトレッド用として好適な重合体組成物、その製造方法、および加硫用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車に対する低燃費化要求に伴い、タイヤ用ゴム材料として、転がり抵抗が小さく、耐摩耗性、さらにウエットスキッド抵抗に代表される操縦安定性能をも兼ね備えた共役ジオレフィン系ゴムが望まれている。
【０００３】
タイヤの転がり抵抗を低減するためには、加硫ゴムのヒステリシスロスを小さくすればよく、加硫ゴムの評価指標としては５０〜８０℃の反撥弾性、５０〜８０℃のｔａｎδ、グッドリッチ発熱などが用いられる。即ち、５０〜８０℃の反撥弾性が大きい材料か、５０〜８０℃のｔａｎδが小さい材料あるいはグッドリッチ発熱が小さいゴム材料が好ましい。
ヒステリシスロスの小さいゴム材料としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴムまたはポリブタジエンゴムなどが知られているが、これらはウエットスキッド抵抗性が小さいという問題がある。
【０００４】
一方、最近タイヤ用ゴム材料として、補強剤にシリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合したゴム組成物を使用する方法が提案されている。シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合したタイヤトレッドは転がり抵抗が小さく、ウエットスキッド抵抗に代表される操縦安定性能は良いが、その反面、加硫物の引っ張り強度や耐摩耗性が低いという問題がある。
また一般に、シリカ配合組成物はカーボンブラック配合組成物に対して加工性に劣り、そのため加工コストが高いという問題があった。
【０００５】
シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合した加硫物の引っ張り強度や耐摩耗性を改良する目的で、シリカと親和性のある官能基を導入した重合体を含むゴム組成物が種々提案されている。たとえば、特公昭４９−３６９５７号公報にはシリコンテトラハライドやトリハロシランなどを反応させて重合体を生成する方法が提案されている。また、特公昭５２−５０７１号公報にはハロゲン化シラン化合物で変性された重合体を製造する方法が開示されている。さらにまた、特開平１−１８８５０１号公報にはアルキルシリル基、特開平５−２３０２８６号公報にはハロゲン化シリル基が導入されたジエン系ゴムが開示されている。また、特開平１−１０１３４４号公報、特開昭６４−２２９４０号公報、特開平９−７１６８７号公報にはアミノ基が導入されたジエン系ゴムが、シリカ配合用重合体として提案されている。アミノ基の導入された重合体は、シリカ配合のみならずカーボンブラック配合においても効果的な変性重合体として知られている。例えば、（１）リチウムアミド開始剤を用いて重合末端にアミノ基が導入された重合体（特開昭５９−３８２０９号、特公平５−１２９８号、特開平６−２７９５１５号、特開平６−１９９９２３号、特開平７−５３６１６号）、（２）有機リチウム開始剤で重合された種々の構造のスチレン−ブタジエン共重合体の重合体末端を尿素化合物（特開昭６１−２７３３８号公報）、ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物（特開昭５８−１６２６０４号公報、特開昭５８−１８９２０３号公報）などの含窒素化合物で変性して得られる重合体がそれに該当する。
【０００６】
シリカあるいはシリカとカーボンブラックの混合物を配合した組成物に、これら変性重合体を使用することで、物性改良はみられている。しかし、上記したシリカと親和性のある官能基を導入した重合体を使用すると、さらにその加工性が悪化する傾向にある。加工性の悪化は加工コストを向上させるばかりでなく、コンパウンドの混合不良が補強剤などの配合物の分散不良を引き起こし、物性低下につながり好ましくなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーボンブラック配合、シリカ配合、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー(カーボン−シリカ二重相フィラー)配合、これらの併用配合のいずれの場合においても、良好な加工性を有し、しかもウエットスキッド特性、低ヒステリシスロス性（小さい転がり抵抗性）、耐摩耗性などの特性が高度に改良され、特に低燃費用かつ安全性重視のタイヤトレッドに用いられる重合体組成物、該重合体組成物を低コストで製造する方法、および該重合体組成物をベースとする加硫用ゴム組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記の重合体組成物、その製造方法、および加硫用ゴム組成物が提供されて、本発明の上記目的が達成される。
１．〔Ｉ〕（ａ）アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有する、共役ジオレフィン重合体または共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体５〜９５重量％、ならびに（ｂ）アミノ基と、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種とを有する共役ジオレフィン重合体もしくは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体９５〜５重量％（ここで、（ａ）（共）重合体と（ｂ）（共）重合体との合計量は１００重量％である）からなり、〔II〕上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体のいずれか一方の重量平均分子量が１，０００〜９０，０００であり、他方の重量平均分子量が９０，０００〜２，０００，０００である（ただし、上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体は、異なる重量平均分子量を有する。）ことを特徴とするジオレフィン系重合体組成物。
２．上記（ａ）（共）重合体および上記（ｂ）（共）重合体の各々は、共役ジオレフィン成分が９５〜５０重量％、芳香族ビニル化合物成分が５〜５０重量％を占める共重合体である上記１に記載のジオレフィン系重合体組成物。
３．上記（ａ）（共）重合体および（ｂ）（共）重合体の各々は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアルコキシシリル基、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーの水酸基、および、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのスズからなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、これらの２種以上を含む場合、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの合計含有量は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。）を有し、かつ、上記（ｂ）（共）重合体は、０．２５〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアミノ基を有する上記１または２に記載のジオレフィン系重合体組成物。
４．上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含まず、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が５０〜２００の組成物である上記１〜３のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物。
５．上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含み、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が２０〜１００の組成物である上記１〜３のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物。
６．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とを有機アルカリ金属アミドを開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところでアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
７．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とをアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところで有機アルカリ金属アミドを添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
８．上記１〜５のいずれかに記載のジオレフィン系重合体組成物と、シリカ、カーボンブラックおよびカーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラーから選ばれる少なくとも１種とを含有していることを特徴とする加硫用ゴム組成物。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳述する。本発明のジオレフィン系重合体組成物に含有されるゴム成分は、（ａ）アルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有する、共役ジオレフィン重合体または共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体（「（ａ）(共)重合体」ともいう）、および（ｂ）アミノ基と、アルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種とを有する共役ジオレフィン重合体もしくは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体（「（ｂ）(共)重合体」ともいう）である。
【００１０】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、共役ジオレフィンの単独重合体あるいは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体であって、その重合体鎖にはアルコキシシリル基、水酸基、スズからなる群より選ばれる少なくとも１種が結合している。上記共役ジオレフィンとしては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンおよびこれらの混合物を挙げることができるが、これらに制限されない。芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、およびこれらの混合物などを挙げることができるが、これらに制限されない。これらのうちスチレンが特に好ましい。
【００１１】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、共重合体であることが好ましく、この場合、いずれの(共)重合体も、共役ジオレフィン成分が９５〜５０重量％、特には９０〜６０重量％、芳香族ビニル化合物成分が５〜５０重量％、特には１０〜４０重量％占めることがウエットスキッド特性、耐摩耗性、ヒステリシスロスの観点から好ましい。
そして、上記共重合体は、芳香族ビニル化合物が単独で連結した、単連鎖芳香族ビニル化合物単位が４０重量％以上であり、かつ芳香族ビニル化合物が８個以上連結した長連鎖芳香族ビニル化合物単位が１０％未満であることが、低ヒステリシスロス性の点から、さらに好ましい。
芳香族ビニル化合物の連結連鎖長は、田中らによって開発されたオゾン分解−ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法で測定することができる。（田中ら、Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．２２，Ｐ.１７２１〜１７２３，１９８１.参照）
【００１２】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体の共役ジオレフィン部分の１，２−結合および／または３，４−結合（以下、「ビニル結合」という）含量は、特に制限されないが、好ましくは１０〜９０％、さらに好ましくは２０〜８０％である。ビニル結合含量が１０％未満ではウエットスキッド抵抗が低下し、操縦安定性に劣る。９０％を越えると破壊強力、耐摩耗性が悪化し、ヒステリシスロス性が大きくなる。
【００１３】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体は、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有し、これらは重合体鎖の末端あるいは側鎖のいずれに結合していてもよいが、末端に結合していることが好ましい。
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体に含有されるアルコキシシリル基、水酸基、およびスズの含量は、
アルコキシシリル基の場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．１〜１５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーであり、
水酸基の場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．１〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーであり、
スズの場合、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．０５〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの２種以上が（ａ）(共)重合体、（ｂ）(共)重合体に含有されている場合は、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの合計含有量が０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーが好ましく、より好ましくは０．０５〜１５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
【００１４】
（ｂ）(共)重合体はアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズに加えて、アミノ基を含有する。アミノ基は、重合体鎖の末端あるいは側鎖のいずれに結合していてもよいが、末端に結合していることが好ましい。
アミノ基としては、下記式（ａ１）で示されるものを好ましく挙げることができるが、これらに制限されない。
【００１５】
【化１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は、同一または異なって、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシアルキル基、またはＲ1、Ｒ2が互いに結合した環構造を表す。）
【００１７】
式（ａ１）のＲ1およびＲ2におけるアルキル基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基は、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、エイコサニル基を例示することができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるシクロアルキル基、好ましくは炭素数３〜２０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などを例示することができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるアリール基、好ましくは炭素数６〜２０のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、クミル基、ナフチル基、ビフェニル基などを挙げることができる。
【００１８】
また、Ｒ1およびＲ2におけるアラルキル基、好ましくは炭素数７〜２０のアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基などを挙げることができる。また、Ｒ1およびＲ2におけるアルコキシアルキル基、好ましくは炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基などを挙げることができる。
【００１９】
Ｒ1およびＲ2が互いに結合した環構造を形成した場合のアミノ基として、下記（ａ２）で表されるアミノ基が挙げられる。
【００２０】
【化２】
（式（ａ２）中、Ｒ3およびＲ4は、同一または異なって、炭素数１〜６のアルキレン基を示し、Ｘは、−ＣＨ2−、−Ｏ−、または−ＮＨ−から選ばれた基を示し、Ｒ5は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を示し、そしてｋは１〜４の整数である。）
【００２２】
式（ａ２）のＲ3およびＲ4における炭素数１〜６のアルキレン基としては、例えばメチレン基、１，２−エチレン基、１，３−トリメチレン基、１，４−テトラメチレン基、１，５−ペンタメチレン基、１，６−ヘキサメチレン基を挙げることができる。また、Ｒ5の炭素数１〜５のアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。
【００２３】
上記式（ａ２）を包含して式（ａ１）で表される構造としては、例えばジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジ−ｎ−ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジアリルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ブチルイソプロピルアミノ基、ジベンジルアミノ基、メチルベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、メチルヘキシルアミノ基、エチルヘキシルアミノ基、トリメチレンイミノ基、テトラメチレンイミノ基、２−メチルテトラメチレンイミノ基、３−メチルテトラメチレンイミノ基、ペンタメチレンイミノ基、２−メチルペンタメチレンイミノ基、３−メチルペンタメチレンイミノ基、４−メチルペンタメチレンイミノ基、３，５−ジメチルペンタメチレンイミノ基、２−エチルペンタメチレンイミノ基、ヘキサメチレンイミノ基、ヘプタメチレンイミノ基、ドデカメチレンイミノ基などを例示することができる。
【００２４】
これらのアミノ基の含有量は、０．２５〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー、好ましくは０．３〜１０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー、より好ましくは０．３〜５ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。
このような量範囲でアミノ基を含有し、かつアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズを上記した範囲で含有する（ｂ）(共)重合体と、上記（ａ）(共)重合体とで本発明の重合体組成物を構成することにより、該重合体組成物をゴムベースとする未加硫配合ゴム中にシリカなどの充填剤が均一に微分散し、その結果、加工性に優れ、得られる加硫物は、ヒステリシスロス特性、耐摩耗性などの諸特性にも優れる結果となる。
【００２５】
（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体の例を、具体例を含めて下記に示す。なお、下記で、波線は(共)重合体鎖を表す。
（（ａ）(共)重合体の例）
【００２６】
【化３】
式（１）中、Ｒ10、Ｒ11は炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０の炭化水素基を示す。ｍは共重合体鎖の数であって、１〜３の整数である。ｌは１〜３の整数である。
【００２８】
【化４】
式（２）中、Ｒ10、ｍは式（１）の場合と同様である。
【００３０】
【化５】
（（ｂ）(共)重合体の例）
【００３２】
【化６】
（式（４）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じであり、Ｒ6、Ｒ7は、同一または異なって、炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０の炭化水素基を示す。ｍは（共）重合体鎖の数であって、１〜３の整数であり、ｌは１〜３の整数である。但し、４−ｍ−ｌは０、１、または２である。）
【００３４】
【化７】
（式（５）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じであり、Ｒ8は炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基またはアリール基を表し、ｍは(共)重合体鎖の数であって、１〜３の整数である。）
【００３６】
【化８】
（式（６）中、Ｒ1 、Ｒ2は上記式（ａ１）の場合と同じである。）
【００３８】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を構成する（ａ）(共)重合体と上記（ｂ）（共）重合体のいずれか一方の（共）重合体の重量平均分子量は１，０００〜９０，０００、好ましくは５，０００〜５０，０００であり、他方の（共）重合体の重量平均分子量は９０，０００〜２，０００，０００、好ましくは１５０，０００〜１，５００，０００である。このようにジオレフィン系重合体組成物を構成する２種の(共)重合体の分子量範囲が異なることにより、未加硫ゴムの加工性と加硫ゴムの耐摩耗性、ウエットスキッド特性、転がり抵抗などに優れる結果をもたらす。特に、（ｂ）(共)重合体がより高分子量であることが好ましい。なお、上記重量平均分子量はＧＰＣ法により測定されたポリスチレン換算値である。
【００３９】
また、（ａ）共重合体および（ｂ）共重合体のいずれについても、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比Ｍｗ／Ｍｎで表される分子量分布は、３以下であることが望ましい。
【００４０】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を構成する（ａ）(共)重合体と上記（ｂ）（共）重合体の重量割合は、（ａ）(共)重合体が５〜９５重量％、好ましくは６〜７０重量％であり、（ｂ）(共)重合体が９５〜５重量％、好ましくは９４〜３０重量％である。ここで、（ａ）(共)重合体と（ｂ）(共)重合体の合計量は１００重量％である。
【００４１】
本発明のジオレフィン系重合体組成物のムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は、貯蔵安定性、配合時の補強剤などの分散性を包含して、配合ゴム（加硫用ゴム組成物）の加工性、加硫物の耐摩耗性、低ヒステリシスロス性、機械的強度などの観点から、５０〜２００の範囲であることが好ましい。また、ジオレフィン系重合体組成物は伸展油が配合された油展ゴムとして調製されていてもよい。油展ゴムとして調製された場合は、その油展ゴムのムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は２０〜１００の範囲にあることが好ましい。
【００４２】
本発明のジオレフィン系重合組成物は、例えば（ａ）(共)重合体と（ｂ）(共)重合体を別々に合成して、その重合溶液を混合、分離、乾燥することにより製造することができるが、一つの重合系で連続的にあるいはバッチワイズに製造することができ、この方法は低コストでジオレフィン系重合体組成物を製造できるので好ましい。本発明は、上記の好ましい製造方法として下記（イ）および（ロ）の方法を提供する。
（方法（イ））
炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とを有機アルカリ金属アミドを開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところでアミノ基を含有しない有機アルカリ金属（以下、単に「有機アルカリ金属」ともいう）を添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、スズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させる方法。
（方法（ロ））
炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とをアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところで有機アルカリ金属アミドを添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、スズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させる方法。
【００４３】
まず、方法（イ）について説明する。
方法（イ）で用いられる重合開始当初に用いられる開始剤としての有機アルカリ金属アミドは、上記式（ａ１）の構造のアミノ基を有するアルカリ金属アミド化合物であり、式（ａ１）の構造を有する下記第２級アミン化合物の水素原子をアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）で置換した化合物である。
【００４４】
式（ａ１）の構造を有する第２級アミン化合物としては、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−（２−エチルヘキシル）アミン、ジシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、ジアリルアミン、などが挙げられる。さらに、モルホリン、ピペラジン、２，６−ジメチルモルホリン、２，６−ジメチルピペラジン、１−エチルピペラジン、２−メチルピペラジン、１−ベンジルピペラジン、ピペリジン、３，３−ジメチルピペリジン、２，６−ジメチルピペリジン、１−メチル−４−（メチルアミノ）ピペリジン、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、ピロリジン、２，５−ジメチルピロリジン、アゼチジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、５−ベンジルオキシインドール、３−アザスピロ［５．５］ウンデカン、３−アザビシクロ［３．２．２］ノナン、カルバゾールなどが挙げられる。
【００４５】
反応転化率が１０〜９０％となったところで、添加される重合開始剤としての有機アルカリ金属は、重合体鎖の重合開始末端に極性基を付与することのないものであり、例えば下記一般式（Ｉ）で示されるものを挙げることができる。
ＭＲ …… 一般式（Ｉ）
ここで、Ｍはアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）である。Ｒは、炭化水素基、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数７〜２０のアラルキル基、炭素数１〜２０アルキレン基であり、具体的にはｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、フェニル基などを好ましく挙げることができる。
【００４６】
方法（イ）では、まず上記有機アルカリ金属アミドを重合開始剤として用いることにより、片末端（重合開始末端）に−ＮＲ1Ｒ2基を有するリビング重合鎖が生成する。このリビング重合鎖の他の末端は、カルボアニオンとなっており、対イオンとして金属カチオンが存在する。転化率が１０〜９０％の範囲の所望の時期に、開始剤としての有機アルカリ金属を添加することによりそこからも重合が開始し(共)重合体鎖が成長するが、この(共)重合体鎖の片末端（重合開始末端）にはアミノ基などの極性基は存在しない。さらに重合を続行し、重合が終了後（未重合のモノマーが実質上無くなった後）、アルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、および／またはスズ化合物を添加することにより、重合末端鎖のカルボアニオンとこれらの化合物が反応して、上記化合物の種類に応じて、重合体鎖の残りの末端（終了末端）にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合する。
重合開始当初からの(共)重合体鎖の開始末端にはアミノ基が結合し、終了末端にはアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ｂ）(共)重合体が生成する。また、有機アルカリ金属を添加して重合が開始した(共)重合体鎖の終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ａ）(共)重合体が生成する。
その後、水洗、乾燥などの後処理工程に付して本発明のジオレフィン系重合体組成物を得ることができる。この方法では、（ｂ）(共)重合体の方が高分子量となる。
【００４７】
次に方法（ロ）について説明する。
方法（ロ）においても、重合開始剤として、方法（イ）の場合と同様に上記有機アルカリ金属および上記有機アルカリ金属アミドを用いる。
重合開始剤として有機アルカリ金属を用いることにより、まず片末端（重合開始末端）に極性基が存在しないリビング重合鎖が生成する。このリビング重合鎖の他の末端は、カルボアニオンとなっており、対イオンとして金属カチオンが存在する。転化率が１０〜９０％の範囲の所望の時期に、開始剤としての有機アルカリ金属アミドを添加することによりそこからも重合が開始し(共)重合体鎖が成長するが、この(共)重合体鎖の片末端（重合開始末端）にはアミノ基が結合している。さらに重合を続行し、重合が終了後（未重合のモノマーが実質上無くなった後）、アルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、および／またはスズ化合物を添加することにより、重合末端鎖のカルボアニオンとこれらの化合物が反応して、上記化合物の種類に応じて、重合体鎖の残りの末端（終了末端）にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合する。
重合開始当初からの(共)重合体鎖の重合開始末端には極性基が存在せず、終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ａ）(共)重合体が生成する。また、有機アルカリ金属アミドを添加して重合が開始した(共)重合体鎖の重合開始末端にアミノ基が結合し終了末端にアルコキシシリル基、水酸基、および／またはスズが結合した（ｂ）(共)重合体が生成する。
その後、水洗、乾燥などの後処理工程に付して本発明のジオレフィン系重合体組成物を得ることができる。
この方法では、（ａ）(共)重合体の方が高分子量となる。
【００４８】
上記方法（イ）および方法（ロ）のいずれの方法にあっても、各(共)重合体を所望の重量平均分子量とするための詳細な条件は、重合途中で添加する有機アルカリ金属や有機アルカリ金属アミドなどの開始触媒の添加時期、モノマー量、触媒量、重合温度、装置、その他分子量に影響する要因が多くあり、ここで一義的に記載することはできないが、実験的に予め容易に知ることができる。
【００４９】
方法（イ）および方法（ロ）において重合終了後に添加する上記アルコキシシラン化合物としては、下記一般式（II）で示される化合物が挙げられる。
ＸnＳｉ（ＯＲ）mＲ'4-m-n …… 一般式（II）
【００５０】
上記一般式（II）中、Ｘは、ハロゲン原子、好ましくは塩素原子、臭素原子または沃素原子であり、Ｒは、炭素数１〜２０、好ましくは４〜２０の炭化水素基、すなわちＯＲは炭素数１〜２０のアルコキシ基、好ましくは炭素数４〜２０の非加水分解性のアルコキシ基などであり、Ｒ'は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、または炭素数６〜２０のアリール基を表し、ｍは１〜４の整数、ｎは０〜２の整数であり、ｍとｎの和は２〜４である。
すなわち、一般式（II）で示されるシラン化合物は、好ましくは非加水分解性のアルコキシ基を有するアルコキシシラン化合物であり、Ｒとしてはα位の炭素に炭素原子が３個結合した炭化水素基やβ位の炭素に炭素数が１個以上の炭化水素基の結合した炭化水素基またはフェニル基もしくはトルイル基で示される芳香族炭化水素基が好ましい。また、Ｒ’のうち、アルキル基としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｔ−ブチル基などを、アリール基としてはフェニル基、トルイル基、ナフチル基などを、ハロゲン化アルキル基としてはクロロメチル基、ブロムメチル基、ヨードメチル基、クロロエチル基を挙げることができる。
【００５１】
上記一般式（II）において、ｎが０でｍが２の場合はジアルキルジアルコキシシラン、ｎが０でｍが３の場合はモノアルキルトリアルコキシシラン、ｎが０でｍが４の場合はテトラアルコキシシラン、ｎが１でｍが１の場合はモノハロゲン化ジアルキルモノアルコキシシラン、ｎが１でｍが２の場合はモノハロゲン化モノアルキルジアルコキシシラン、ｎが１でｍが３の場合はモノハロゲン化トリアルコキシシラン、ｎが２でｍが１の場合はジハロゲン化モノアルキルモノアルコキシシラン、ｎが２でｍが２の場合はジハロゲン化ジアルコキシシランであり、いずれもリビングポリマーの活性末端と反応性を有する化合物である。特に、ｎが０でｍが３であるモノアルキルトリアルコキシシラン、ｎが０でｍが４であるテトラアルコキシシラン、ｎが１でｍが２であるモノハロゲン化モノアルキルジアルコキシシランは、リビングポリマーをカップリングさせることにより加工性を改良し、しかもシリカなどと親和性の高い官能基を重合体に付与する観点から好ましい。
【００５２】
上記一般式（II）で表されるシラン化合物の好ましい具体例としては、例えばテトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、テトラエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、エチルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ビニルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、ビニルトリフェノキシシラン、メチルビニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、エチルビニルジフェノキシシラン、トリ−ｔ−ブトキシモノクロロシラン、トリフェノキシモノクロロシラン、モノクロロメチルジフェノシシラン、モノクロロメチルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、モノブロモエチルジフェノキシシラン、モノブロモビニルジフェノキシシラン、モノブロモイソプロペニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、ジクロロ−ジ−ｔ−ブトキシシラン、ジトリルジクロロシラン、ジ−ｔ−ブトキシジヨードシラン、ジフェノキシジヨードシラン、メチルトリス（２−メチルブトキシ）シラン、ビニルトリス（２−メチルブトキシ）シラン、モノクロロメチルビス（２−メチルブトキシ）シラン、ビニルトリス（３−メチルブトキシ）シランなどを挙げることができる。
これらのアルコキシシラン化合物のうち、ｎが０または１のシラン化合物より好ましく、この中でも、特にモノクロロメチルジフェノキシシラン、ビニルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、モノクロロビニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シランが好ましい。
これらのシラン化合物は、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を併用することもできる。
【００５３】
上記アルコキシシラン化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、ハロゲン原子またはアルコキシシリル基を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５４】
重合終了後に添加する上記スズ化合物として、四塩化スズ、テトラブロムスズ、トリクロロメチルスズ、トリクロロブチルスズ、トリクロロオクチルスズ、ジブロムジメチルスズ、ジクロロジメチルスズ、ジクロロジブチルスズ、ジクロロジオクチルスズなどが挙げられる。このスズ化合物を添加することにより、上記一般式（５）のアミノ基とスズ原子を有する（ｂ）(共)重合体を合成することができる。上記スズ化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、ハロゲン原子を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５５】
重合終了後に添加する上記カルボニル化合物としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ニコチンアミド、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、カルバミン酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチルなどのカルバミン酸誘導体、イソシアヌル酸、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルイソシアヌル酸などのイソシアヌル酸誘導体およびこれら誘導体に対応するチオカルボニル含有化合物などが挙げられる。このカルボニル化合物を添加することにより、上記一般式（６）のアミノ基と水酸基を有する（ｂ）(共)重合体を合成することができる。上記カルボニル化合物の添加量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物を製造するために重合に要した有機アルカリ金属化合物のアルカリ金属原子１ｇ原子当量あたり、カルボニル基を基準として、０．０５〜５当量、特には０．１〜１．５当量が好ましい。
【００５６】
本発明のジオレフィン系重合体組成物を得るための、重合反応および変性反応は、通常、０〜１２０℃の温度範囲で行われ、一定温度条件下でも上昇温度条件下でもよい。重合方式は、バッチ重合方式または連続重合方式のいずれでもよい。
【００５７】
上記式（ａ１）の構造を有する上記第２級アミン化合物の水素原子をアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂまたはＳｃ）で置換した化合物であるアルカリ金属アミド化合物からなる開始剤を調製するにあたり、１，３−ブタジエンやイソプレンなどの共役ジオレフィン化合物を該開始剤成分に対して１〜１００倍モル、好ましくは１〜５０倍モル添加して調製すると、重合反応が速やかに開始するので好ましい。
【００５８】
また、必要に応じて、ジエチルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、２，２−（ビステトラヒドロフルフリル）プロパン、ビステトラヒドロフルフリルホルマール、テトラヒドロフルフリルアルコールのメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのエチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコールのブチルエーテル、α−メトキシテトラヒドロフラン、ジメトキシベンゼン、ジメトキシエタンなどのエーテル化合物および／またはトリエチルアミン、ピリジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのメチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンのブチルエーテルなどの第３級アミン化合物を、重合系中に添加して、ジオレフィン系（共）重合体の共役ジオレフィン部分のミクロ構造（ビニル結合含量）を調整することができる。
【００５９】
共役ジオレフィンを重合して、あるいは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物を共重合して（ａ）(共)重合体および（ｂ）（共）重合体を生成する際に使用される好ましい炭化水素溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレンなどが挙げられる。
【００６０】
重合開始剤の反応性を向上させようとする場合、あるいは重合体中に導入される芳香族ビニル化合物をランダムに配列するかまたは芳香族ビニル化合物の単連鎖を付与させる場合に、重合開始剤とともに一般に用いられているランダマイザーを添加してもよい。重合開始剤とともに添加されるランダマイザーとしては、例えばカリウムイソプロポキシド、カリウム−ｔ−ブトキシド、カリウム−ｔ−アミロキシド、カリウム−ｎ−ヘプタオキシド、カリウムベンジルオキシド、カリウムフェノキシドなどのカリウムアルコキシド；イソバレリアン酸、カプリル酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレイン酸、安息香酸、フタル酸、２−エチルヘキサン酸などのカルボン酸のカリウム塩；ドデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸のカリウム塩；亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジイソプロピル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリルなどの有機亜リン酸のアルカリ金属塩（カリウム、リチウム、ナトリウム、ルビジウムなどの塩）などが用いられる。
【００６１】
これらのランダマイザーは、開始剤の生成に使用される有機アルカリ金属化合物の総量に相当する金属１グラム原子当量あたり、０．００５〜１，０００モルの量で添加できる。０．００５モル未満では、ランダマイザーの添加効果（開始剤の反応性向上、芳香族ビニル化合物のランダム化または単連鎖付与）が現れず、一方１，０００モルを超えると、重合活性が低下し、生産性を大幅に低下させることになるとともに、重合体末端を官能基で変性する反応を行なう際の変性効率が低下する。
【００６２】
重合反応活性を向上させる目的で、重合開始剤とともにアルカリ金属アルコキシド化合物を添加してもよい。アルカリ金属アルコキシド化合物は、該当する構造のアルコール化合物と有機アルカリ金属化合物との反応で得ることができ、また本反応は炭化水素溶剤中で、重合前に、モノマーの存在下で行ってもよい。上記アルカリ金属アルコキシド化合物としては、例えばテトラヒドロフルフリルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１−ピペラジンエタノールアミンなどのアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。
【００６３】
アルカリ金属アルコキシドを生成させるために、アルコール化合物と反応させる有機アルカリ金属化合物としては、有機リチウム化合物が好ましい。例えばエチルリチウム、プロピルリチウム、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、あるいはこれらの混合物を挙げることができ、好ましくはｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウムである。アルコール化合物と有機リチウム化合物とのモル比は、１：０．７〜５．０であることが必要であり、好ましくは１：０．８〜２．０の範囲であり、さらに好ましくは１：０．９〜１．２である。アルコール化合物に対する有機リチウム化合物のモル比が５．０を超えると、破壊強度、耐摩耗性、低ヒステリシス性の改良効果が得られない。一方、アルコール化合物に対する有機リチウム化合物のモル比が０．７未満の場合には、著しく重合速度が低下し、生産性を大幅に低下させることになるとともに、重合体末端を官能基で変性する反応を行なう際の変性効率が低下する。
【００６４】
本発明のジオレフィン系重合体組成物は油展して、油展ゴムとして調製してもよい。用いられる伸展油としては、ジエン系ゴムに通常用いられる伸展油や軟化剤であれば特に制限されないが、鉱物油系の伸展油が好ましく用いられる。一般的に、鉱物油系の伸展油は、芳香族系オイル、脂環族系オイル、および脂肪族系オイルの混合油であり、これらの量割合によって芳香族系、脂環族系、脂肪族系と分類されており、いずれのものも使用することができる。なかでも、粘度比重恒数（Ｖ.Ｇ.Ｃ.値）が０.９００〜１.０４９の芳香族系鉱物油（アロマティックオイル）および０.８５０〜０.８９９の脂環族系鉱物油（ナフテニックオイル）が、低ヒステリシス性／ウエットスキッド抵抗の点から好ましく用いられる。本発明のジオレフィン系重合体組成物が油展されていることにより、カーボンブラック、シリカなどの充填剤をジオレフィン系重合体組成物に均一に微分散させることが可能になり、加工性、加硫物の諸特性が著しく向上する。
【００６５】
伸展油は、ジオレフィン系重合体組成物１００重量部当たり通常１０〜１００重量部、好ましくは１５〜８０重量部、さらに好ましくは２０〜７０重量部油展される。油展方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができ、例えば重合溶液に伸展油を添加する方法を挙げることができる。この方法は、操作上高ムーニー粘度のジオレフィン系重合体組成物と伸展油を混合する過程を省略することができ、両者の混合均一性に優れる点から好ましい方法である。重合溶液に伸展油を添加する場合は、重合の終了後、例えば末端変性剤の添加後あるいは重合停止剤の添加後が好ましく、伸展油を添加した後は、直接乾燥法やスチームストリッピング法によってゴムと溶剤とを分離して洗浄し、真空乾燥機、熱風乾燥機やロールなどにより乾燥し、目的のジオレフィン系重合体組成物を単離することができる。
【００６６】
このようにして調製された本発明のジオレフィン系重合体組成物は、（ａ）(共)重合体および（ｂ）(共)重合体以外のジエン系ゴム（以後、このゴムを単に「その他のジエン系ゴム」という）や各種の配合剤を配合して、加硫用配合ゴムが調製され、所望の形状に成形した後、加硫してゴム製品が得られる。本発明は、このような加硫用配合ゴムを提供する。
【００６７】
本発明の加硫用配合ゴムに配合することができるその他のジエン系ゴムとしては、共役ジオレフィン−芳香族ビニル化合物系共重合ゴム、例えばスチレン−ブタジエンゴム、その他天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどが挙げられる。これらのうち好ましいジエンゴムは、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムである。その他のジエン系ゴムのムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）は、２０〜２００、特には２５〜１５０が好ましい。その他のジエン系ゴムは、ジオレフィン系重合体組成物１００重量部に対して、０〜３００重量部、好ましくは０〜２５０重量部配合される。このようなその他のジエン系ゴムを上記の範囲で用いることにより、本発明の加硫用配合ゴムの性能を実質上損なうことなく、低コストで本発明の加硫用配合ゴムを製造することができる。
【００６８】
配合される充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。なかでもカーボンブラックとシリカの併用、およびカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーの使用が好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネス法により製造されたものであって、窒素吸着比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が８０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックが好ましく、例えばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦクラスなどのものが好ましく使用でき、特に高凝集タイプのものが好ましい。シリカとしては、湿式法シリカ、乾式法シリカ、合成けい酸塩系シリカのいずれのものも使用できる。補強効果の高いのは粒子径の小さいシリカであり、小粒子・高凝集タイプ（高表面積、高吸油性）のものがゴムへの分散性が良好で、物性および加工性の面で特に好ましい。シリカの平均粒径は一次粒子径で５〜６０μｍ、特には１０〜３５μｍが好ましい。
【００６９】
カーボンブラックの配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、２〜１００重量部、好ましくは５〜９５重量部である。
シリカの配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、３０〜１００重量部、好ましくは３０〜９５重量部である。
また、カーボンブラックとシリカとを併用して配合することも可能であり、その際の配合量は、本発明のジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、カーボンブラックとシリカの合計量として、好ましくは３０〜１００重量部、より好ましくは３０〜９５重量部である。
上記特定のジオレフィン系重合体組成物に上記カーボンブラックとシリカを上記の範囲で配合することにより、これら補強作用のある充填剤が、ゴムに均一に微分散し、その結果、本発明の加硫用配合ゴムはロール加工性、押出性などに優れ、加硫物のヒステリシスロスを低下させて良好な転がり抵抗を与えるとともに、ウエットスキッド抵抗を向上させ、しかも耐摩耗性に優れる結果となる。
【００７０】
本発明の加硫用配合ゴムには、カーボンブラックとシリカと共に、その他の充填剤、例えばクレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの充填剤を必要に応じて配合することができる。この場合、その配合量は、ジオレフィン系重合体組成物と他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、０〜９０重量部が好ましい。
【００７１】
また、本発明の加硫用配合ゴムにカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー（Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ Ｆｉｌｌｅｒ）を配合することにより、カーボンブラックとシリカを併用したときと同様な優れた利点を得ることができる。カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー（カーボン−シリカ二重相フィラー）は、カーボンブラックの表面に、シリカを化学結合させた、いわゆるシリカ・コーティング・カーボンブラックであり、キャボット社から商品名ＣＲＸ２０００、ＣＲＸ２００２、ＣＲＸ２００６として販売されている。カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーの配合量は、ジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、好ましくは３０〜１００重量部、より好ましくは３０〜９５重量部である。
【００７２】
本発明の加硫用配合ゴムでは、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーをそれ以外の充填剤と併用して使用することができる。併用できる充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができるが、これらに制限されない。なかでも、カーボンブラック、シリカが好ましい。これらの併用できる充填剤は、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーと合わせて、ジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部に対して、３〜１００重量部、特には５〜９５重量部配合することが好ましい。
【００７３】
充填剤としてシリカを配合する場合、またカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを配合する場合は、シランカップリング剤を配合することが好ましく、その配合量はシリカおよび／またはカーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラー１００重量部当たり、５〜２０重量部、特には５〜１５重量部である。シランカップリング剤としては、分子中にアルコキシシリル基などのシリカ表面と反応可能な官能基とポリスルフィド、メルカプト基、エポキシ基などの、ゴムの炭素−炭素二重結合と反応可能な官能基を併せ持ったものが好ましい。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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエ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などがシランカップリング剤として良く知られており、好ましく用いることができる。このようなシランカップリング剤を用いることにより、カーボンブラックとシリカを併用して充填剤に使用した場合に、あるいはカーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラーを充填剤に使用した場合に、その補強効果を高めることができる。
【００７４】
本発明の加硫用配合ゴムには、加硫剤がジオレフィン系重合体組成物とその他のジエン系ゴムとの合計量１００重量部当たり、通常０.５〜１０重量部、好ましくは１〜６重量部の範囲で使用される。加硫剤としては、代表的には硫黄が使用され、その他に硫黄含有化合物、過酸化物などが使用される。また、加硫剤と併用してスルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系などの加硫促進剤が必要に応じた量使用される。さらに、亜鉛華、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤などが必要に応じた量使用される。
【００７５】
本発明では、ジオレフィン系重合体組成物、その他のジエン系ゴム、充填剤（カーボンブラック、シリカ、カーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラーなど）、シランカップリング剤、その他添加剤などをバンバリーミキサーなどの混練機を使用して１４０〜１８０℃の温度で混練する。得られた混合物を冷却後、さらに硫黄などの加硫剤および加硫促進剤などをバンバリーミキサーやミキシングロールを用いて配合して加硫用配合ゴムを調製し、所定の形状に成形後、１４０〜１８０℃の温度で加硫して、任意形状の加硫ゴム、即ちゴム製品が製造される。
【００７６】
本発明のジオレフィン系重合体組成物およびそれを用いた加硫用配合ゴムは、トレッド、サイドウォール、カーカスなどのタイヤ用途に好適に使用され、またベルト、ホース、防振ゴム、履き物その他の工業用品にも好適に使用することができる。
【００７７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
実施例中の各種の測定は下記の方法に拠って行った。
（１）共役ジオレフィン部分のビニル含量
赤外吸収スペクトル法（モレロ法）によって求めた。
（２）スチレン成分含量
赤外吸収スペクトル法により、検量線を作製し求めた。
（３）重量平均分子量（Ｍｗ）
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（ウオーターズ社製、２４４型）を用いて、重量平均分子量（Ｍｗ）をポリスチレン換算で測定した。
（４）ムーニー粘度（ＭＬ1+4,１００℃）
ＪＩＳ Ｋ６３００に準じ、Ｌローター、予熱１分、ローター作動時間４分、温度１００℃で測定した。
【００７８】
（５）アミノ基含有量
ロバート・Ｔ・キーン、ジェイムズ・Ｓ・フリッツ，Ｊ. Ａｎａｌ． Ｃｈｅｍ．，２４巻、５６４ページ（１９５２年）に記載された「過塩素酸−酢酸溶液を用いた、有機溶剤中での酸−塩基滴定法」により以下の方法で定量し、求めた。試料を溶解させる溶媒にはクロロホルムを使用、滴定指示薬にはメチルバイオレットを使用して、あらかじめ濃度既知のトリ−ｎ−オクチルアミン溶液により作成した検量線により定量した。
（６）アルコキシシリル基含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、赤外吸収スペクトルにより、Ｓｉ−Ｃ結合に起因する１，１６０ｃｍ −１ 付近の吸収量により作成した検量線から定量した。
（７）水酸基含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、元素分析を行い、酸素含有量から算出した。
（８）スズ原子含量
共重合体をトルエンに溶解し、メタノールで再沈殿精製を２回行い、真空乾燥後、原子吸光分析を行い、スズ含有量を求めた。
【００７９】
（９）加硫物の物性評価原料ゴムを用い、表２に示す配合処方に従って、２５０ｃｃラボプラストミルで混練りしたのち、１４５℃で所定時間、加硫を行った加硫物を用いて各種測定を行った。
（イ）ｔａｎδ（５０℃）、ｔａｎδ（０℃）
ｔａｎδ（５０℃）は、米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを使用し、引張動歪１％、周波数１０Ｈｚ、５０℃の条件で測定した。指数で表示し、数値が大きいほど、転がり抵抗が小さく、良好である。また、ｔａｎδ（０℃）は、同機器を使用し、引張動歪０．１％、周波数１０Ｈｚ、０℃で測定した。指数で表示し、数値が大きいほど、ウエットスキッド抵抗が大きく良好である。
（ロ）ランボーン摩耗指数
ランボーン型摩耗試験機を用い、スリップ率が２５％の摩耗量で表し、また測定温度は室温とした。指数が大きいほど、耐摩耗性は良好である。
【００８０】
実施例１（重合体組成物Ａ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇ、ピペリジン３．１５ｍｍｏｌを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。
重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メチルトリフェノキシシラン５．０４ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行い、四塩化ケイ素１．８９ｍｍｏｌを加えた。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。重合により生成したゴムを重合体組成物Ａとし、この重合体組成物Ａの組成などを表１に示す。
上記で調製した油展ゴムを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８１】
実施例２（重合体組成物Ｂおよびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇ、ピペリジン３．９２ｍｍｏｌを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．９２ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．９２ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、四塩化スズ１．５７ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し重合体組成物Ｂを得た。この重合体組成物Ｂの組成などを表１に示す。上記で調製した重合体組成物Ｂを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８２】
実施例３（重合体組成物Ｃ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ピペリジンリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン５．４６ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。重合により生成したゴムを重合体組成物Ｃとし、この重合体組成物Ｃおよび油展ゴムの組成などを表１に示す。上記で調製した油展ゴムを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８３】
比較例１（重合体Ｄ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム２．７３ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メタノール５．４６ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行った。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。この重合体Ｄの組成などを表１に示す。この重合体Ｄは極性基を持たず、重量平均分子量が４４．５×１０4の共重合体であり、本発明のジオレフィン系重合体組成物とは異なる。上記で調製した重合体Ｄを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８４】
比較例２（重合体Ｅ、その油展ゴムの調製、およびその評価）
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２，５００ｇ、テトラヒドロフラン７５ｇ、スチレン１２５ｇ、１，３−ブタジエン３６５ｇを仕込んだ。反応容器内容物の温度を５℃に調整した後、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加して重合を開始した。反応転化率が８０％のところで、ｎ−ブチルリチウム３．１５ｍｍｏｌを添加した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は８０℃に達した。重合転化率が１００％に達した後、ブタジエン１０ｇを追加、重合した後、メチルトリフェノキシシラン５．０４ｍｍｏｌを加えて１５分間変性反応を行い、四塩化ケイ素１．８９ｍｍｏｌを加えた。反応後の重合体溶液に、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを添加し、さらに伸展油（商品名：フッコール・アロマックス＃３，富士興産社製）を１８７．５ｇ（ゴム１００重量部に対して３７．５重量部）添加して、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、１１５℃熱ロールでゴムを乾燥し油展ゴムを得た。この重合体Ｅの組成などを表１に示す。この重合体Ｅは、極性基としてアルコキシシリル基を有するものであり、本発明のジオレフィン系重合体組成物とは異なる。重量平均分子量は４２．１×１０4であった。上記で調製した重合体Ｅを用いて、表２に示される配合処方により調製された配合ゴムを加硫して、物性評価を行った。その結果を表３に示す。
【００８５】
【表１】
（表１の説明）
（１）Ｍｗ：重量平均分子量
（２）極性基等含量の単位：ｍｍｏｌ／１００ｇポリマー
（３）ＳｉＯＲ：アルコキシシリル基
（４）油展されているときは油展ゴムの粘度
【００８７】
【表２】
（表２の説明）
（１）油展されているときは伸展油をも含んだ量
（２）日本合成ゴム株式会社製 ＡＲＯＭＡ
（３）日本シリカ社製 ニプシールＡＱ
（４）東海カーボン社製 シーストＫＨ
（５）デグサ社製 Ｓｉ６９
物質名：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド
（６）大内新興社製 ノクラック８１０ＮＡ
物質名：Ｎ−フェニル−Ｎ'−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン
（７）大内新興社製 ノクセラーＣＺ
物質名：Ｎ−シクロヘキサン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
（８）大内新興社製 ノクセラーＤ
物質名：ジフェニルグアニジン
【００８９】
【表３】
表３に示された結果から以下のことが明らかである。
実施例１〜３の本発明で特定されるジオレフィン系重合体組成物から加工性良好に形成された加硫物は、０℃におけるｔａｎδが大きく（ウエットスキッド抵抗が大きく）、かつ６０℃におけるｔａｎδが大きく（転がり抵抗が小さく）、しかもランボーン摩耗が大で耐摩耗性に優れる。
一方、本発明で特定されるジオレフィン系重合体組成物を用いない比較例１、２の場合、その加硫物は上記特性に劣る。
【００９１】
【発明の効果】
本発明のジオレフィン系重合体組成物は、カーボンブラック配合、シリカ配合、カーボン−シリカデュアル・フェイズ・フィラー配合、これらを併用した配合であっても、加工性良好に加硫用ゴム組成物を与え、しかも該加硫用ゴム組成物から得られる加硫物は耐摩耗性、耐ウエットスキッド性に優れ、転がり抵抗が小さいので、タイヤ用途、特に低燃費性かつ安全性重視のタイヤトレッド用として好適である。また、本発明の製造方法は、上記特性に優れた加硫用ゴム組成物や加硫物を与えるジオレフィン系重合体組成物を低コストで製造し得る。
Claims (8)
- 〔Ｉ〕（ａ）アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種を有する、共役ジオレフィン重合体または共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体５〜９５重量％、ならびに（ｂ）アミノ基と、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズからなる群より選ばれる少なくとも１種とを有する共役ジオレフィン重合体もしくは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物との共重合体９５〜５重量％（ここで、（ａ）（共）重合体と（ｂ）（共）重合体との合計量は１００重量％である）からなり、〔II〕上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体のいずれか一方の重量平均分子量が１，０００〜９０，０００であり、他方の重量平均分子量が９０，０００〜２，０００，０００である（ただし、上記（ａ）（共）重合体と上記（ｂ）（共）重合体は、異なる重量平均分子量を有する。）ことを特徴とするジオレフィン系重合体組成物。
- 上記（ａ）（共）重合体および上記（ｂ）（共）重合体の各々は、共役ジオレフィン成分が９５〜５０重量％、芳香族ビニル化合物成分が５〜５０重量％を占める共重合体である請求項１に記載のジオレフィン系重合体組成物。
- 上記（ａ）（共）重合体および（ｂ）（共）重合体の各々は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアルコキシシリル基、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーの水酸基、および、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのスズからなる群より選ばれる少なくとも１種（ただし、これらの２種以上を含む場合、アルコキシシリル基、水酸基、およびスズの合計含有量は、０．０１〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーである。）を有し、かつ、上記（ｂ）（共）重合体は、０．２５〜２０ｍｍｏｌ／１００ｇポリマーのアミノ基を有する請求項１または２に記載のジオレフィン系重合体組成物。
- 上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含まず、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が５０〜２００の組成物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のジオレフィン系重合体組成物。
- 上記ジオレフィン系重合体組成物は、伸展油を含み、かつ、ムーニー粘度（ＭＬ1+4，１００℃）が２０〜１００の組成物である請求項１〜３のいずれか１項に記載のジオレフィン系重合体組成物。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とを有機アルカリ金属アミドを開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところでアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載のジオレフィン系重合体組成物の製造方法であって、炭化水素系溶媒中で、共役ジオレフィンまたは共役ジオレフィンと芳香族ビニル化合物とをアミノ基を含有しない有機アルカリ金属を開始剤として（共）重合し、反応転化率が１０〜９０％のところで有機アルカリ金属アミドを添加して重合を続行し、重合終了後にアルコキシシラン化合物、カルボニル含有化合物、およびスズ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を反応させることを特徴とするジオレフィン系重合体組成物の製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載のジオレフィン系重合体組成物と、シリカ、カーボンブラックおよびカーボン−シリカ デュアル・フェイズ・フィラーから選ばれる少なくとも１種とを含有していることを特徴とする加硫用ゴム組成物。
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