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JP7664038B2 - Polymer composition, crosslinked product and tire - Google Patents
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JP7664038B2 - Polymer composition, crosslinked product and tire - Google Patents

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Description

本発明は、重合体組成物、架橋体及びタイヤに関する。 The present invention relates to a polymer composition, a crosslinked body, and a tire.

スチレン-ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体は、耐熱性、耐摩耗性、機械的強度、成形加工性等の各種特性が良好であることから、空気入りタイヤや防振ゴム、ホース等の各種工業製品に広く使用されている。また従来、共役ジエン系重合体が有する不飽和結合の一部を水素化した水添共役ジエン系重合体を用いることにより、高強度かつ低摩耗な加硫ゴムを得ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conjugated diene polymers such as styrene-butadiene copolymers have good properties such as heat resistance, abrasion resistance, mechanical strength, and moldability, and are therefore widely used in various industrial products such as pneumatic tires, anti-vibration rubber, and hoses. It has also been proposed to obtain high-strength, low-abrasion vulcanized rubber by using hydrogenated conjugated diene polymers in which some of the unsaturated bonds in the conjugated diene polymers have been hydrogenated (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2015/064646号International Publication No. 2015/064646

冬用タイヤやオールシーズンタイヤの製造では、加硫ゴムに低温下での柔軟性を付与するために、ガラス転移温度(Tg)が比較的低い重合体が一般に用いられる。ここで、Tgが低い重合体を用いて得られる加硫ゴムにおいて、耐摩耗性と氷上グリップ性能とは二律背反の関係にあり、Tgが低い重合体を用いて得られる加硫ゴムに氷上グリップ性能を付与しようとすると耐摩耗性が低下してしまう傾向がある。耐摩耗性と氷上グリップ性能とをバランス良く兼ね備える冬用タイヤ又はオールシーズンタイヤのゴム材料を開発するべく、本発明者らは、高強度であって高い耐摩耗性を示す水添共役ジエン系重合体を使用することを検討した。 In the manufacture of winter tires or all-season tires, polymers with a relatively low glass transition temperature (Tg) are generally used to impart flexibility to vulcanized rubber at low temperatures. In vulcanized rubber obtained using a polymer with a low Tg, there is a trade-off between abrasion resistance and grip performance on ice, and there is a tendency for abrasion resistance to decrease when attempting to impart grip performance on ice to vulcanized rubber obtained using a polymer with a low Tg. In order to develop a rubber material for winter tires or all-season tires that has a good balance between abrasion resistance and grip performance on ice, the present inventors have investigated the use of a hydrogenated conjugated diene polymer that is high in strength and exhibits high abrasion resistance.

しかしながら、水添共役ジエン系重合体を配合した加硫ゴムは、Tgが同程度である未水添の共役ジエン系重合体に比べて氷上グリップ性能に劣る傾向がある。また、加硫ゴムは、経年劣化により硬化が進行するため、硬化の進行に起因して氷上グリップ性能が低下することが懸念される。 However, vulcanized rubber containing hydrogenated conjugated diene polymers tends to have inferior grip performance on ice compared to unhydrogenated conjugated diene polymers with similar Tg. In addition, vulcanized rubber hardens with age, and there is concern that the hardening process will lead to a decline in grip performance on ice.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性を高く維持しながら氷上グリップ性能を改善でき、しかも経時変化による硬度の上昇が抑制された加硫ゴムを得ることができる重合体組成物を提供することを主たる目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its main objective is to provide a polymer composition that can improve grip performance on ice while maintaining high abrasion resistance, and can produce vulcanized rubber that suppresses increases in hardness over time.

本発明者らは、上記課題を解決するべく検討した。そして、特定の共役ジエン系重合体と特定の添加剤とを組み合わせて用いることにより上記課題を解決できることを見出した。本発明によれば、以下の手段が提供される。 The present inventors have conducted research to solve the above problems. They have found that the above problems can be solved by using a specific conjugated diene polymer in combination with a specific additive. The present invention provides the following means.

[1] (A)共役ジエン系重合体、及び、(B)発泡剤、熱膨張性カプセル及び熱膨張性黒鉛よりなる群から選択される少なくとも1種である熱膨張性成分、を含有し、前記(A)共役ジエン系重合体は、下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位、下記式(3)で表される構造単位、及び下記式(4)で表される構造単位の重合体中の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、下記数式(i)の条件を満たす重合体である(A1)重合体を含む、重合体組成物。
数式(i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97

Figure 0007664038000001
[2] 上記[1]の重合体組成物を用いて得られる架橋体。
[3] 上記[1]の重合体組成物によりトレッド及びサイドウォールの一方又は両方が形成されたタイヤ。 [1] A polymer composition comprising: (A) a conjugated diene polymer; and (B) at least one thermally expandable component selected from the group consisting of a foaming agent, a thermally expandable capsule, and a thermally expandable graphite, wherein the conjugated diene polymer (A) includes a polymer (A1) which satisfies the condition of the following mathematical formula (i) when the constituent ratios (molar ratios) in the polymer of a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), a structural unit represented by the following formula (3), and a structural unit represented by the following formula (4) are p, q, r, and s, respectively:
Formula (i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97
Figure 0007664038000001
[2] A crosslinked product obtained by using the polymer composition of [1] above.
[3] A tire having a tread and/or a sidewall formed from the polymer composition according to [1] above.

本発明によれば、耐摩耗性を高く維持しながら氷上グリップ性能が改善された加硫ゴムを得ることができる。当該加硫ゴムは更に、経時変化による硬度の上昇が抑制されており、優れた氷上グリップ性能を保持することができる。すなわち、本発明によれば、耐摩耗性及び氷上グリップ性能において高度にバランスの取れた加硫ゴムを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain vulcanized rubber that has improved grip performance on ice while maintaining high abrasion resistance. Furthermore, the vulcanized rubber is inhibited from increasing in hardness over time, and is able to maintain excellent grip performance on ice. In other words, according to the present invention, it is possible to obtain vulcanized rubber that is highly balanced in terms of abrasion resistance and grip performance on ice.

≪重合体組成物≫
本発明の重合体組成物(以下、単に「本組成物」ともいう)は、(A)共役ジエン系重合体と、(B)発泡剤、熱膨張性カプセル及び熱膨張性黒鉛よりなる群から選択される少なくとも1種である熱膨張性成分(以下、「(B)熱膨張性成分」ともいう)と、を含有する。以下に、本組成物に含まれる各成分、及び必要に応じて配合される成分について説明する。なお、本明細書において、「~」を用いて記載された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味である。
<Polymer composition>
The polymer composition of the present invention (hereinafter also simply referred to as "the composition") contains (A) a conjugated diene-based polymer and (B) a thermally expandable component (hereinafter also referred to as "thermally expandable component (B)") which is at least one selected from the group consisting of a foaming agent, a thermally expandable capsule, and a thermally expandable graphite. Each component contained in the composition and components blended as necessary will be described below. In this specification, a numerical range described using "to" means that the numerical values before and after "to" are included as the lower and upper limits.

<(A)共役ジエン系重合体>
本組成物は、共役ジエン系重合体として、下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位、下記式(3)で表される構造単位、及び下記式(4)で表される構造単位の重合体中の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、下記数式(i)の条件を満たす重合体(以下、「(A1)重合体」ともいう)を含有する。
数式(i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97

Figure 0007664038000002
<(A) Conjugated Diene Polymer>
The present composition contains, as a conjugated diene polymer, a polymer (hereinafter also referred to as “polymer (A1)”) that satisfies the condition of the following mathematical formula (i), where p, q, r, and s are the constituent ratios (molar ratios) in the polymer of a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), a structural unit represented by the following formula (3), and a structural unit represented by the following formula (4), respectively.
Formula (i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97
Figure 0007664038000002

(A1)重合体としては、共役ジエン化合物に由来する構造単位を有する重合体の水添物を用いることができる。水添物としての(A1)重合体は、まず、共役ジエン化合物を含む単量体を重合することにより未水添の共役ジエン系重合体を得て、次いで、得られた重合体に対して水素添加反応を行うことにより製造することができる。 As the (A1) polymer, a hydrogenated product of a polymer having a structural unit derived from a conjugated diene compound can be used. The (A1) polymer as a hydrogenated product can be produced by first polymerizing a monomer containing a conjugated diene compound to obtain an unhydrogenated conjugated diene polymer, and then subjecting the obtained polymer to a hydrogenation reaction.

(A1)重合体を構成する共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエンを好ましく用いることができる。また、(A1)重合体を得るための重合では、1,3-ブタジエンの他、1,3-ブタジエン以外の共役ジエン化合物を用いてもよい。1,3-ブタジエン以外の共役ジエン化合物の具体例としては、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン等が挙げられる。1,3-ブタジエン以外の共役ジエン化合物としては、これらの中でもイソプレンが好ましい。なお、共役ジエン化合物としては、1種の化合物が単独で使用されてもよく、2種以上の化合物が組み合わされて使用されてもよい。 As the conjugated diene compound constituting the (A1) polymer, 1,3-butadiene can be preferably used. In addition to 1,3-butadiene, conjugated diene compounds other than 1,3-butadiene may be used in the polymerization to obtain the (A1) polymer. Specific examples of conjugated diene compounds other than 1,3-butadiene include isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 1,3-pentadiene. Of these, isoprene is preferred as the conjugated diene compound other than 1,3-butadiene. Note that as the conjugated diene compound, one type of compound may be used alone, or two or more types of compounds may be used in combination.

(A1)重合体は、本組成物を用いて得られる架橋体の強度を高める観点から、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体であることが好ましい。重合に使用する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、N,N-ジメチルアミノエチルスチレン、ジフェニルエチレン等が挙げられる。芳香族ビニル化合物は、これらの中でも、スチレン及びα-メチルスチレンのうち少なくともいずれかであることが特に好ましい。なお、芳香族ビニル化合物としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The polymer (A1) is preferably a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, from the viewpoint of increasing the strength of the crosslinked body obtained using the present composition. Examples of aromatic vinyl compounds used in the polymerization include styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, N,N-dimethylaminoethylstyrene, and diphenylethylene. Among these, it is particularly preferable that the aromatic vinyl compound is at least one of styrene and α-methylstyrene. The aromatic vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more.

(A1)重合体が、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体である場合、アニオン重合におけるリビング性が高い点で、中でも、1,3-ブタジエンとスチレンとの共重合体であることが好ましい。重合体組成物に配合されるフィラーの分散性をより良好にすることができる点で、(A1)重合体は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との分布が不規則なランダム共重合体であることが好ましい。なお、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのランダム共重合体は、本発明の効果が得られる限り、共役ジエン化合物又は芳香族ビニル化合物からなるブロック部分を更に有していてもよい。 When the (A1) polymer is a copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, it is preferably a copolymer of 1,3-butadiene and styrene, because it has high living properties in anionic polymerization. In order to improve the dispersibility of the filler blended in the polymer composition, it is preferable that the (A1) polymer is a random copolymer in which the distribution of the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound is irregular. The random copolymer of the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound may further have a block portion made of the conjugated diene compound or the aromatic vinyl compound, as long as the effects of the present invention are obtained.

共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体において、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位の含有量は、本組成物を用いて得られる架橋体の強度、耐摩耗性及び低ヒステリシスロス特性を良好にするとともに、氷上グリップ性能を高くする観点から、共重合体を構成する単量体単位の全量に対して、3~45質量%であることが好ましい。芳香族ビニル化合物に由来する構造単位の含有量は、共重合体を構成する単量体単位の全量に対して、4質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが更に好ましい。 In the copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, the content of structural units derived from the aromatic vinyl compound is preferably 3 to 45 mass% based on the total amount of monomer units constituting the copolymer, from the viewpoint of improving the strength, abrasion resistance, and low hysteresis loss properties of the crosslinked body obtained using the composition, as well as improving grip performance on ice. The content of structural units derived from the aromatic vinyl compound is more preferably 4 mass% or more, and even more preferably 5 mass% or more, based on the total amount of monomer units constituting the copolymer.

また、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位の含有量は、氷上グリップ性能を十分に高くできる点で、共重合体を構成する単量体単位の全量に対して、40質量%以下であることがより好ましく、35質量%以下であることが更に好ましく、30質量%以下であることがより更に好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。芳香族ビニル化合物単位の含有量を上記範囲内にすることで、生産性と、強度及び耐摩耗性との両立が可能となる。(A1)重合体は、(A1)重合体を構成する単量体単位の全量100質量%に対し、1,3-ブタジエン単位を50~97質量%、芳香族ビニル化合物単位を3~45質量%、及び、1,3-ブタジエン以外の共役ジエン化合物単位を0~30質量%含むことが好ましい。このような配合比とすることにより、架橋体の強度及び耐摩耗性を高く維持しつつ、氷上グリップ性能をバランス良く改善できる点で好適である。 The content of the structural units derived from aromatic vinyl compounds is more preferably 40% by mass or less, even more preferably 35% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less, based on the total amount of monomer units constituting the copolymer, in order to sufficiently improve grip performance on ice. By setting the content of aromatic vinyl compound units within the above range, it is possible to achieve both productivity, strength, and abrasion resistance. The (A1) polymer preferably contains 50 to 97% by mass of 1,3-butadiene units, 3 to 45% by mass of aromatic vinyl compound units, and 0 to 30% by mass of conjugated diene compound units other than 1,3-butadiene, based on 100% by mass of the total amount of monomer units constituting the (A1) polymer. This blending ratio is advantageous in that it maintains high strength and abrasion resistance of the crosslinked body while improving grip performance on ice in a well-balanced manner.

なお、上記で例示した共役ジエン化合物及び芳香族ビニル化合物は、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得ることが可能である点において、いずれも同様の作用を有するものである。したがって、後述の実施例に記載されていないものであっても、本発明において使用することが可能である。 The conjugated diene compounds and aromatic vinyl compounds exemplified above all have the same effect in that they can produce a conjugated diene polymer having an active end. Therefore, even if a compound is not described in the examples below, it can be used in the present invention.

重合に際しては、共役ジエン化合物及び芳香族ビニル化合物以外の他のモノマーを使用することができる。他のモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等を挙げることができる。他のモノマーに由来する構造単位の含有量は、(A1)重合体を構成するモノマーの全量に対して、30質量%以下とすることが好ましく、20質量%以下とすることがより好ましく、10質量%以下とすることが更に好ましい。 In the polymerization, other monomers than the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound can be used. Examples of other monomers include acrylonitrile, methyl (meth)acrylate, and ethyl (meth)acrylate. The content of structural units derived from other monomers is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less, based on the total amount of monomers constituting the (A1) polymer.

(A1)重合体を得るための重合法としては、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法のいずれを用いてもよいが、溶液重合法が特に好ましい。また、重合形式としては、回分式及び連続式のいずれを用いてもよい。溶液重合法を用いる場合、具体的な重合方法の一例としては、有機溶媒中において、共役ジエン化合物を含むモノマーを、重合開始剤及び必要に応じて用いられるランダマイザーの存在下、重合を行う方法が挙げられる。 As the polymerization method for obtaining the (A1) polymer, any of solution polymerization, gas phase polymerization, and bulk polymerization may be used, but solution polymerization is particularly preferred. Furthermore, as the polymerization format, any of batch and continuous methods may be used. When using the solution polymerization method, a specific example of the polymerization method is a method in which a monomer containing a conjugated diene compound is polymerized in an organic solvent in the presence of a polymerization initiator and a randomizer that is used as needed.

重合開始剤としては、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物のうち少なくともいずれかを用いることができる。アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、アニオン重合の開始剤として通常用いるものを使用することができる。重合開始剤の具体例としては、メチルリチウム、エチルリチウム、n-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、1,4-ジリチオブタン、フェニルリチウム、スチルベンリチウム、ナフチルリチウム、ナフチルナトリウム、ナフチルカリウム、ジ-n-ブチルマグネシウム、ジ-n-ヘキシルマグネシウム、エトキシカリウム、ステアリン酸カルシウム等を挙げることができる。これらの中でも、重合開始剤としてはリチウム化合物を好ましく使用することができる。 As the polymerization initiator, at least one of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound can be used. As the alkali metal compound and the alkaline earth metal compound, those usually used as initiators for anionic polymerization can be used. Specific examples of the polymerization initiator include methyl lithium, ethyl lithium, n-propyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, 1,4-dilithiobutane, phenyl lithium, stilbene lithium, naphthyl lithium, naphthyl sodium, naphthyl potassium, di-n-butyl magnesium, di-n-hexyl magnesium, ethoxy potassium, calcium stearate, and the like. Among these, lithium compounds can be preferably used as the polymerization initiator.

重合反応は、上記のアルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物のうち少なくともいずれかと、シリカと相互作用する官能基を有する化合物とを混合して得られる化合物(以下、「開始変性剤」ともいう)」の存在下で行ってもよい。開始変性剤の存在下で重合を行うことにより、(A1)重合体の重合開始末端に、シリカと相互作用を有する官能基を導入することができる。また、シリカと相互作用する官能基を(A1)重合体の開始末端に導入することにより、加硫ゴムの低ヒステリシスロス性能(低燃費性能)を向上できる点で好適である。 The polymerization reaction may be carried out in the presence of a compound (hereinafter also referred to as "initiation modifier") obtained by mixing at least one of the above-mentioned alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds with a compound having a functional group that interacts with silica. By carrying out the polymerization in the presence of the initiation modifier, a functional group that interacts with silica can be introduced to the polymerization initiation terminal of the (A1) polymer. In addition, by introducing a functional group that interacts with silica to the initiation terminal of the (A1) polymer, it is advantageous in that the low hysteresis loss performance (low fuel consumption performance) of the vulcanized rubber can be improved.

なお、本明細書において「相互作用」とは、分子間で共有結合を形成するか、又は共有結合よりも弱い分子間力(例えば、イオン-双極子相互作用、双極子-双極子相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等といった分子間に働く電磁気学的な力)を形成することを意味する。「シリカと相互作用する官能基」とは、シリカと相互作用する原子(例えば、窒素原子、硫黄原子、リン原子、酸素原子、ケイ素原子等)を少なくとも1個有する基である。なお、「シリカと相互作用する官能基」が有するケイ素原子は、ヒドロカルビルオキシシリル基中のケイ素原子である。 In this specification, "interaction" means forming a covalent bond between molecules or forming an intermolecular force weaker than a covalent bond (for example, an electromagnetic force acting between molecules such as an ion-dipole interaction, a dipole-dipole interaction, a hydrogen bond, or a van der Waals force). A "functional group that interacts with silica" is a group having at least one atom that interacts with silica (for example, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, an oxygen atom, a silicon atom, etc.). The silicon atom in the "functional group that interacts with silica" is a silicon atom in a hydrocarbyloxysilyl group.

開始変性剤としては、アルキルリチウム等のリチウム化合物と、第2級アミン化合物などの窒素含有化合物との反応生成物を使用することができる。窒素含有化合物としては、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、ジブチルアミン、ドデカメチレンイミン、N,N’-ジメチル-N’-トリメチルシリル-1,6-ジアミノヘキサン、ピペリジン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、ヘプタメチレンイミン、ジシクロヘキシルアミン、N-メチルベンジルアミン、ジ-(2-エチルヘキシル)アミン、ジアリルアミン、モルホリン、N-(トリメチルシリル)ピペラジン、N-(tert-ブチルジメチルシリル)ピペラジン、1,3-ジトリメチルシリル-1,3,5-トリアジナン等が挙げられる。 As the initiating modifier, a reaction product of a lithium compound such as an alkyl lithium with a nitrogen-containing compound such as a secondary amine compound can be used. Examples of the nitrogen-containing compound include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dodecamethyleneimine, N,N'-dimethyl-N'-trimethylsilyl-1,6-diaminohexane, piperidine, pyrrolidine, hexamethyleneimine, heptamethyleneimine, dicyclohexylamine, N-methylbenzylamine, di-(2-ethylhexyl)amine, diallylamine, morpholine, N-(trimethylsilyl)piperazine, N-(tert-butyldimethylsilyl)piperazine, 1,3-ditrimethylsilyl-1,3,5-triazinane, etc.

なお、開始変性剤の存在下で重合を行う場合、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と、窒素含有化合物とを予め混合することにより開始変性剤を調製し、調製物を重合系中に添加して重合を行ってもよい。あるいは、重合系中に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物と、窒素含有化合物とを添加し、重合系中で両者を混合することにより開始変性剤を調製して重合を行ってもよい。 When polymerization is carried out in the presence of an initiating modifier, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound may be mixed with a nitrogen-containing compound in advance to prepare the initiating modifier, and the prepared modifier may be added to the polymerization system to carry out polymerization. Alternatively, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound and a nitrogen-containing compound may be added to the polymerization system, and the two may be mixed in the polymerization system to prepare an initiating modifier, and then polymerization may be carried out.

ランダマイザーは、上記重合により得られる重合体における1,2-ビニル結合の含有率(ビニル含量)の調整等を目的として用いることができる。ランダマイザーの例としては、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、2,2-ジ(テトラヒドロフリル)プロパン、2-(2-エトキシエトキシ)-2-メチルプロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられる。ランダマイザーとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The randomizer can be used for the purpose of adjusting the content of 1,2-vinyl bonds (vinyl content) in the polymer obtained by the above polymerization. Examples of randomizers include dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2,2-di(tetrahydrofuryl)propane, 2-(2-ethoxyethoxy)-2-methylpropane, triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, and tetramethylethylenediamine. The randomizer can be used alone or in combination of two or more.

重合に使用する有機溶媒としては、反応に不活性な有機溶剤であればよく、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等を用いることができる。中でも、炭素数3~8の炭化水素が好ましく、その具体例としては、例えばn-ペンタン、イソペンタン、n-へキサン、シクロへキサン、プロペン、1-ブテン、イソブテン、トランス-2-ブテン、シス-2-ブテン、1-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、n-ヘプタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、1-ペンテン、2-ペンテン、シクロヘキセン等を挙げることができる。なお、有機溶媒としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The organic solvent used in the polymerization may be any organic solvent that is inert to the reaction, and may be, for example, an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, or an aromatic hydrocarbon. Among these, hydrocarbons having 3 to 8 carbon atoms are preferred, and specific examples thereof include n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, isobutene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, n-heptane, cyclopentane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, 1-pentene, 2-pentene, and cyclohexene. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more.

溶液重合を用いる場合、反応溶媒中のモノマー濃度は、生産性と重合コントロールの容易性とのバランスを維持する観点から、5~50質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましい。重合反応の温度は、-20~150℃であることが好ましく、0~120℃であることがより好ましく、20~100℃であることが特に好ましい。また、重合反応は、モノマーを実質的に液相に保つのに十分な圧力の下で行うことが好ましい。このような圧力は、重合反応に対して不活性なガスによって、反応器内を加圧する等の方法によって得ることができる。 When solution polymerization is used, the monomer concentration in the reaction solvent is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, from the viewpoint of maintaining a balance between productivity and ease of polymerization control. The temperature of the polymerization reaction is preferably -20 to 150°C, more preferably 0 to 120°C, and particularly preferably 20 to 100°C. In addition, the polymerization reaction is preferably carried out under a pressure sufficient to keep the monomer substantially in a liquid phase. Such a pressure can be obtained by a method such as pressurizing the inside of a reactor with a gas inert to the polymerization reaction.

上記重合により得られる共役ジエン系重合体の1,2-ビニル含量(ビニル含量)は、5~70モル%であることが好ましい。ビニル含量が5モル%以上であると、グリップ特性が良好になる傾向があり、70モル%以下であると、良好な耐摩耗性を示す傾向にある。こうした観点から、ビニル含量は、10モル%以上であることがより好ましく、15モル%以上であることが更に好ましい。また、ビニル含量は、60モル%以下であることがより好ましく、50モル%以下であることが更に好ましい。なお、ビニル含量はH-NMR装置によって測定した値である。 The 1,2-vinyl content (vinyl content) of the conjugated diene polymer obtained by the above polymerization is preferably 5 to 70 mol%. When the vinyl content is 5 mol% or more, the grip properties tend to be good, and when it is 70 mol% or less, the abrasion resistance tends to be good. From this viewpoint, the vinyl content is more preferably 10 mol% or more, and even more preferably 15 mol% or more. Moreover, the vinyl content is more preferably 60 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less. The vinyl content is a value measured by a 1 H-NMR device.

上記重合により、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得ることができる。重合を停止させる際には、活性末端を有する重合体とアルコールや水素とを反応させてもよいが、シリカと相互作用する官能基を有する化合物(以下、「末端変性剤」ともいう)やカップリング剤と反応させてもよい。活性末端を有する共役ジエン系重合体と末端変性剤とを反応させることにより、(A1)重合体として、シリカと相互作用する官能基により重合終了末端が変性された変性共役ジエン系重合体を得ることができる。また、(A1)重合体として、シリカと相互作用する官能基が重合末端に導入された重合体を用いることにより、低ヒステリシスロス性能を改善できる点で好適である。中でも特に、(A1)重合体は、アミノ基、窒素含有複素環基、ホスフィノ基、水酸基、チオール基及びヒドロカルビルオキシシリル基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有することが好ましい。なお、本明細書において「活性末端」とは、分子鎖の端に存在する、炭素-炭素二重結合を有するモノマーに由来する構造以外の部分(より具体的には、金属末端)を意味する。 The above polymerization can produce a conjugated diene polymer having an active end. When terminating the polymerization, the polymer having an active end may be reacted with alcohol or hydrogen, or may be reacted with a compound having a functional group that interacts with silica (hereinafter also referred to as a "terminal modifier") or a coupling agent. By reacting a conjugated diene polymer having an active end with a terminal modifier, a modified conjugated diene polymer in which the polymerization termination end is modified with a functional group that interacts with silica can be obtained as the (A1) polymer. In addition, by using a polymer in which a functional group that interacts with silica is introduced into the polymerization end as the (A1) polymer, it is preferable in that low hysteresis loss performance can be improved. In particular, it is preferable that the (A1) polymer has at least one functional group selected from the group consisting of an amino group, a nitrogen-containing heterocyclic group, a phosphino group, a hydroxyl group, a thiol group, and a hydrocarbyloxysilyl group. In this specification, the "active end" means a portion (more specifically, a metal end) other than the structure derived from a monomer having a carbon-carbon double bond that is present at the end of the molecular chain.

末端変性剤としては、シリカと相互作用する官能基を有し、かつ共役ジエン系重合体の活性末端と反応し得る化合物であれば特に限定されない。末端変性剤としては、中でも、窒素原子、硫黄原子、リン原子、酸素原子及びケイ素原子よりなる群から選択される1種の原子を有し、かつ当該原子に活性水素が結合していない化合物を好ましく使用することができる。末端変性剤は特に、アミノ基、炭素-窒素二重結合を有する基、窒素含有複素環基、ホスフィノ基、環状エーテル基、環状チオエーテル基、保護された水酸基、保護されたチオール基及びヒドロカルビルオキシシリル基よりなる群から選択される1種以上の官能基を有し、かつ重合活性末端と反応し得る化合物であることが好ましい。アミノ基は、保護された1級アミノ基若しくは2級アミノ基、又は3級アミノ基であることが好ましい。 The terminal modifier is not particularly limited as long as it has a functional group that interacts with silica and can react with the active terminal of the conjugated diene polymer. As the terminal modifier, a compound having one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, an oxygen atom, and a silicon atom, and having no active hydrogen bonded to the atom, can be preferably used. In particular, the terminal modifier is preferably a compound having one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, a group having a carbon-nitrogen double bond, a nitrogen-containing heterocyclic group, a phosphino group, a cyclic ether group, a cyclic thioether group, a protected hydroxyl group, a protected thiol group, and a hydrocarbyloxysilyl group, and capable of reacting with the polymerization active terminal. The amino group is preferably a protected primary amino group, a secondary amino group, or a tertiary amino group.

末端変性剤としては、下記式(5)で表される化合物及び下記式(6)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を好ましく使用することができる。

Figure 0007664038000003
(式(5)中、Aは、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有さず、かつRに対して窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、若しくはカルボニル基に含まれる炭素原子で結合する1価の官能基であるか、又は(チオ)エポキシ基である。R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロカルビル基である。Rは、ヒドロカルビレン基である。rは、0~2の整数である。ただし、rが2の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。rが0又は1の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。)
Figure 0007664038000004
(式(6)中、Aは、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有さず、かつRに対して窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子若しくはケイ素原子で結合する1価の官能基であるか、又は炭素数1~20のヒドロカルビル基である。R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロカルビル基である。Rは、ヒドロカルビレン基である。Rは、単結合又はヒドロカルビレン基である。mは0又は1である。ただし、mが0の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。) As the terminal modifying agent, at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (5) and compounds represented by the following formula (6) can be preferably used.
Figure 0007664038000003
(In formula (5), A 1 is a monovalent functional group having at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon, having no active hydrogen, and bonded to R 5 via a nitrogen atom, a phosphorus atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, or a carbon atom contained in a carbonyl group, or is a (thio)epoxy group. R 3 and R 4 are each independently a hydrocarbyl group. R 5 is a hydrocarbylene group. r is an integer of 0 to 2. However, when r is 2, multiple R 3s in the formula are the same group or different groups. When r is 0 or 1, multiple R 4s in the formula are the same group or different groups.)
Figure 0007664038000004
(In formula (6), A2 is a monovalent functional group having at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon, having no active hydrogen, and bonded to R9 via a nitrogen atom, phosphorus atom, oxygen atom, sulfur atom, or silicon atom, or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms. R6 and R7 are each independently a hydrocarbyl group. R8 is a hydrocarbylene group. R9 is a single bond or a hydrocarbylene group. m is 0 or 1. However, when m is 0, the multiple R7s in the formula are the same group or different groups.)

上記式(5)及び式(6)中、R、R、R、R、及びヒドロカルビル基である場合のAについて、ヒドロカルビル基は、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基又は炭素数6~20のアリール基であることが好ましい。
及びRのヒドロカルビレン基は、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルカンジイル基、炭素数3~20のシクロアルキレン基又は炭素数6~20のアリーレン基が好ましい。Rのヒドロカルビレン基は、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルカンジイル基が好ましい。
rは、共役ジエン系重合体との反応性を高める観点から、0又は1が好ましい。
が上記1価の官能基である場合にAが有する、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素からなる群より選択される少なくとも1種の原子は、保護基(例えば3置換のヒドロカルビルシリル基等)で保護されていてもよい。また、Aが上記1価の官能基である場合にAが有する、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素からなる群より選択される少なくとも1種の原子は、保護基(例えば3置換のヒドロカルビルシリル基等)で保護されていてもよい。なお、本明細書において活性水素とは、炭素原子以外の原子に結合した水素原子をいい、好ましくはポリメチレンの炭素-水素結合よりも結合エネルギーが低いものを指す。保護基とは、A、Aを重合活性末端に対して不活性な官能基に変換しておく官能基である。(チオ)エポキシ基とは、エポキシ基及びチオエポキシ基を包含する意味である。
In the above formulas (5) and (6), with respect to R 3 , R 4 , R 6 , R 7 , and A 2 when it is a hydrocarbyl group, the hydrocarbyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
The hydrocarbylene group of R5 and R9 is preferably a linear or branched alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms. The hydrocarbylene group of R8 is preferably a linear or branched alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms.
In order to enhance the reactivity with the conjugated diene polymer, r is preferably 0 or 1.
When A 1 is the monovalent functional group, at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon contained in A 1 may be protected with a protective group (e.g., a tri-substituted hydrocarbylsilyl group, etc.). When A 2 is the monovalent functional group, at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon contained in A 2 may be protected with a protective group (e.g., a tri-substituted hydrocarbylsilyl group, etc.). In this specification, active hydrogen refers to a hydrogen atom bonded to an atom other than a carbon atom, and preferably refers to one having a bond energy lower than that of the carbon-hydrogen bond of polymethylene. The protective group is a functional group that converts A 1 and A 2 into functional groups that are inactive against the polymerization active terminal. The (thio)epoxy group means an epoxy group and a thioepoxy group.

は、オニウム塩生成剤によってオニウムイオンになり得る基であってもよい。末端変性剤がこのような基(A)を有することにより、(A1)重合体に対して優れた形状保持性を付与することができる。Aの具体例としては、例えば1級アミノ基の2つの水素原子が2つの保護基によって置換されてなる窒素含有基、2級アミノ基の1つの水素原子が1つの保護基によって置換されてなる窒素含有基、3級アミノ基、イミノ基、ピリジル基、1級ホスフィノ基の2つの水素原子が2つの保護基によって置換されてなるリン含有基、2級ホスフィノ基の1つの水素原子が1つの保護基によって置換されてなるリン含有基、3級ホスフィノ基、エポキシ基、チオエポキシ基、水酸基の水素原子が保護基によって置換されてなる基、チオール基の水素原子が保護基によって置換されてなる硫黄含有基、ヒドロカルビルオキシカルボニル基等が挙げられる。これらの中でも、シリカとの親和性が良好である点で、窒素原子を有する基であることが好ましく、3級アミノ基、又は1級アミノ基の2つの水素原子が2つの保護基によって置換されてなる窒素含有基であることがより好ましい。 A 1 may be a group that can be turned into an onium ion by an onium salt generating agent. The terminal modifying agent has such a group (A 1 ), and thus can impart excellent shape retention to the polymer (A1). Specific examples of A 1 include, for example, a nitrogen-containing group in which two hydrogen atoms of a primary amino group are replaced by two protective groups, a nitrogen-containing group in which one hydrogen atom of a secondary amino group is replaced by one protective group, a tertiary amino group, an imino group, a pyridyl group, a phosphorus-containing group in which two hydrogen atoms of a primary phosphino group are replaced by two protective groups, a phosphorus-containing group in which one hydrogen atom of a secondary phosphino group is replaced by one protective group, a tertiary phosphino group, an epoxy group, a thioepoxy group, a group in which the hydrogen atom of a hydroxyl group is replaced by a protective group, a sulfur-containing group in which the hydrogen atom of a thiol group is replaced by a protective group, and a hydrocarbyloxycarbonyl group. Among these, a group having a nitrogen atom is preferable because of its good affinity with silica, and a nitrogen-containing group in which two hydrogen atoms of a tertiary amino group or a primary amino group are substituted with two protecting groups is more preferable.

末端変性剤の具体例としては、上記式(5)で表される化合物として、例えば、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)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N’,N’-トリス(トリメチルシリル)-N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N-ジメチル-3-(トリエトキシシリル)プロピルアミン、3-(4-トリメチルシリル-1-ピペラジノ)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メチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of terminal modifiers include compounds represented by the above formula (5), such as N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxysilane, N,N',N'-tris(trimethylsilyl)-N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, N,N-dimethyl-3-(triethoxysilyl)propylamine, 3-(4-trimethylsilyl-1-piperazino)propylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.

上記式(6)で表される化合物の具体例としては、例えば、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,2-アザシロリジン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,2-アザシロリジン、2,2-ジメトキシ-1-フェニル-1,2-アザシロリジン、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、2-(2,2-ジメトキシ-1,2-アザシロリジン-1-イル)-N,N-ジエチルエタン-1-アミン、2-(2,2-ジメトキシ-1,2-アザシロリジン-1-イル)-N,N-ジメチルエタン-1-アミン、3-(2,2-ジメトキシ-1,2-アザシロリジン-1-イル)-N,N-ジエチルプロパン-1-アミン等が挙げられる。末端変性剤としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the compound represented by the above formula (6) include, for example, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,2-azasilolidine, 2,2-diethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,2-azasilolidine, 2,2-dimethoxy-1-phenyl-1,2-azasilolidine, 1-trimethylsilyl-2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane, 2-(2,2-dimethoxy-1,2-azasilolidine-1-yl)-N,N-diethylethane-1-amine, 2-(2,2-dimethoxy-1,2-azasilolidine-1-yl)-N,N-dimethylethane-1-amine, and 3-(2,2-dimethoxy-1,2-azasilolidine-1-yl)-N,N-diethylpropane-1-amine. The terminal modifying agent may be used alone or in combination of two or more.

上記の末端変性反応は、例えば溶液反応として行うことができる。この溶液反応は、重合反応の終了後の未反応モノマーを含む溶液を用いて行ってもよく、当該溶液に含まれる共役ジエン系重合体を単離し、シクロヘキサン等の適当な溶媒に溶解した上で行ってもよい。また、末端変性反応は、回分式及び連続式のいずれを用いて行ってもよい。このとき、末端変性剤の添加方法は特に制限されず、一括して添加する方法、分割して添加する方法、連続的に添加する方法等が挙げられる。 The above-mentioned terminal modification reaction can be carried out, for example, as a solution reaction. This solution reaction may be carried out using a solution containing unreacted monomers after the completion of the polymerization reaction, or the conjugated diene polymer contained in the solution may be isolated and dissolved in an appropriate solvent such as cyclohexane before the reaction. The terminal modification reaction may be carried out either batchwise or continuously. In this case, the method of adding the terminal modifier is not particularly limited, and examples of the method include a method of adding the terminal modifier all at once, a method of adding the terminal modifier in portions, and a method of adding the terminal modifier continuously.

使用する末端変性剤の量は、反応に使用する化合物の種類に応じて適宜設定すればよいが、重合開始剤が有する重合反応に関与する金属原子に対して、好ましくは0.1モル当量以上、より好ましくは0.3モル当量以上である。末端変性剤の使用量を0.1モル当量以上とすることにより、変性反応を十分に進行させることができ、無機フィラーの分散性を好適に改良することができる。末端変性の際の反応温度は、通常、重合反応の温度と同じであり、-20~150℃であることが好ましく、0~120℃であることがより好ましく、20~100℃であることが特に好ましい。変性反応の温度が低いと、重合体溶液の粘度が上昇する傾向がある。また、変性反応の温度が高いと、重合活性末端が失活しやすくなる。末端変性の際の反応時間は、好ましくは1分~5時間であり、より好ましくは2分~1時間である。 The amount of the terminal modification agent used may be appropriately set according to the type of compound used in the reaction, but is preferably 0.1 molar equivalent or more, more preferably 0.3 molar equivalent or more, relative to the metal atom of the polymerization initiator involved in the polymerization reaction. By using an amount of the terminal modification agent of 0.1 molar equivalent or more, the modification reaction can be sufficiently advanced, and the dispersibility of the inorganic filler can be suitably improved. The reaction temperature during terminal modification is usually the same as the temperature of the polymerization reaction, and is preferably -20 to 150°C, more preferably 0 to 120°C, and particularly preferably 20 to 100°C. If the temperature of the modification reaction is low, the viscosity of the polymer solution tends to increase. Also, if the temperature of the modification reaction is high, the polymerization active terminals are easily deactivated. The reaction time during terminal modification is preferably 1 minute to 5 hours, more preferably 2 minutes to 1 hour.

なお、(A1)重合体のムーニー粘度の調整等を目的として、末端変性剤を用いた変性反応の前若しくは後、又は末端変性剤による変性反応と同時に、四塩化ケイ素や多官能エポキシ化合物(例えば、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサンなど)等のカップリング剤と、活性末端を有する共役ジエン系重合体とを反応させてもよい。カップリング剤の使用量は、所望とする(A1)重合体のムーニー粘度や、反応に使用する化合物等に応じて適宜設定できるが、重合開始剤が有する重合反応に関与する金属原子に対し、0.01~0.8モル当量とすることが好ましい。カップリング剤としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 For the purpose of adjusting the Mooney viscosity of the (A1) polymer, a coupling agent such as silicon tetrachloride or a polyfunctional epoxy compound (e.g., tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane) may be reacted with the conjugated diene polymer having an active terminal before or after the modification reaction using the terminal modifier, or simultaneously with the modification reaction using the terminal modifier. The amount of the coupling agent used can be appropriately set depending on the desired Mooney viscosity of the (A1) polymer and the compounds used in the reaction, but it is preferable to use 0.01 to 0.8 molar equivalents relative to the metal atoms of the polymerization initiator that participate in the polymerization reaction. The coupling agent may be used alone or in combination of two or more.

続いて、上記で得られた変性又は未変性の共役ジエン系重合体を水添することにより、(A1)重合体を得ることができる。水添反応の方法及び条件は、所望の水素添加率(水添率)の共役ジエン系重合体が得られればよく、いずれの方法及び条件を用いてもよい。水添方法の例としては、チタンの有機金属化合物を主成分とする触媒を水添触媒として使用する方法、鉄、ニッケル、コバルトの有機化合物とアルキルアルミニウム等の有機金属化合物からなる触媒を使用する方法、ルテニウム、ロジウム等の有機金属化合物の有機錯体を使用する方法、パラジウム、白金、ルテニウム、コバルト、ニッケル等の金属を、カーボン、シリカ、アルミナ等の担体に担持した触媒を使用する方法等がある。各種の方法の中では、チタンの有機金属化合物単独、又はチタンの有機金属化合物とリチウム、マグネシウム、アルミニウムの有機金属化合物とから成る均一触媒(特公昭63-4841号公報、特公平1-37970号公報)を用い、低圧、低温の穏和な条件で水添する方法が工業的に好ましい。また、ブタジエンの二重結合への水添選択性も高く、本発明の目的に適している。 The modified or unmodified conjugated diene polymer obtained above can be hydrogenated to obtain the polymer (A1). The hydrogenation reaction method and conditions may be any method and conditions that can obtain a conjugated diene polymer with the desired hydrogenation rate (hydrogenation rate). Examples of hydrogenation methods include a method using a catalyst mainly composed of an organometallic compound of titanium as a hydrogenation catalyst, a method using a catalyst composed of an organic compound of iron, nickel, or cobalt and an organometallic compound such as an alkylaluminum, a method using an organic complex of an organometallic compound such as ruthenium or rhodium, and a method using a catalyst in which a metal such as palladium, platinum, ruthenium, cobalt, or nickel is supported on a carrier such as carbon, silica, or alumina. Among the various methods, a method in which a titanium organometallic compound alone or a homogeneous catalyst composed of a titanium organometallic compound and an organometallic compound of lithium, magnesium, or aluminum (JP-B-63-4841, JP-B-1-37970) is used to hydrogenate the polymer under mild conditions of low pressure and low temperature is industrially preferred. It also has high hydrogenation selectivity to the double bonds of butadiene, making it suitable for the purposes of the present invention.

共役ジエン系重合体の水添は、触媒に不活性であって、かつ共役ジエン系重合体が可溶な溶剤中で実施される。好ましい溶媒としては、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-オクタンのような脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、シクロヘプタンのような脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエンのような芳香族炭化水素;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類の単独又はそれらを主成分とする混合物である。 Hydrogenation of the conjugated diene polymer is carried out in a solvent that is inactive to the catalyst and in which the conjugated diene polymer is soluble. Preferred solvents include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, and n-octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cycloheptane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; and ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, either alone or as a mixture containing these as the main components.

水添反応は、一般には共役ジエン系重合体を水素又は不活性雰囲気下、所定の温度に保持し、攪拌下又は不攪拌下にて水添触媒を添加し、次いで水素ガスを導入して所定圧に加圧することによって実施される。不活性雰囲気とは、水添反応の関与体と反応しない雰囲気を意味し、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン等が挙げられる。空気や酸素は、触媒を酸化等して触媒の失活を招くため好ましくない。また、窒素は、水添反応時に触媒毒として作用し、水添活性を低下させるため好ましくない。特に、水添反応器内が水素ガス単独の雰囲気であることが最も好適である。 The hydrogenation reaction is generally carried out by maintaining the conjugated diene polymer at a predetermined temperature in a hydrogen or inert atmosphere, adding a hydrogenation catalyst with or without stirring, and then introducing hydrogen gas to pressurize to a predetermined pressure. An inert atmosphere means an atmosphere that does not react with the participants in the hydrogenation reaction, and examples of such an atmosphere include helium, neon, and argon. Air and oxygen are not preferred because they oxidize the catalyst and cause it to become inactive. Nitrogen is also not preferred because it acts as a catalyst poison during the hydrogenation reaction and reduces the hydrogenation activity. In particular, it is most preferable that the hydrogenation reactor be filled with an atmosphere of hydrogen gas alone.

水添された共役ジエン系重合体を得る水添反応プロセスは、バッチプロセス、連続プロセス、それらの組合せのいずれでも用いることができる。また、水添触媒としてチタノセンジアリール系化合物を用いる場合は、単独でそのまま反応溶液に加えてもよいし、不活性有機溶媒の溶液として加えてもよい。触媒を溶液として用いる場合に使用する不活性有機溶媒は、水添反応の関与体と反応しない各種溶媒を用いることができる。好ましくは、水添反応に用いる溶媒と同一の溶媒である。また、触媒の添加量は、水添前の共役ジエン系重合体100g当たり0.02~20ミリモルである。 The hydrogenation reaction process for obtaining a hydrogenated conjugated diene polymer can be a batch process, a continuous process, or a combination of both. When a titanocene diaryl compound is used as the hydrogenation catalyst, it may be added to the reaction solution alone or as a solution in an inert organic solvent. When the catalyst is used as a solution, the inert organic solvent used can be any solvent that does not react with the participants in the hydrogenation reaction. Preferably, the inert organic solvent used is the same solvent as that used in the hydrogenation reaction. The amount of catalyst added is 0.02 to 20 mmol per 100 g of the conjugated diene polymer before hydrogenation.

(A1)重合体は、上記数式(i)を満たす共役ジエン系重合体である。すなわち、(A1)重合体は、下記数式(ii)により規定される値(以下、「値θ」ともいう)が0.75以上0.97以下である。θを0.75以上とすることにより、耐摩耗性が十分に高く、熱老化による硬度変化が十分に抑制された架橋体を得ることができる。こうした理由から、θは0.78以上であることが好ましく、0.80以上であることがより好ましく、0.85以上であることが更に好ましい。また、θは、架橋反応を十分に行わせる観点から、0.97以下であり、好ましくは0.95以下である。
数式(ii):
θ=(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)
The polymer (A1) is a conjugated diene-based polymer that satisfies the above formula (i). That is, the polymer (A1) has a value (hereinafter also referred to as "value θ") defined by the following formula (ii) of 0.75 or more and 0.97 or less. By making θ 0.75 or more, a crosslinked body having sufficiently high abrasion resistance and sufficiently suppressed hardness change due to heat aging can be obtained. For these reasons, θ is preferably 0.78 or more, more preferably 0.80 or more, and even more preferably 0.85 or more. In addition, θ is 0.97 or less, preferably 0.95 or less, from the viewpoint of sufficiently carrying out the crosslinking reaction.
Formula (ii):
θ=(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)

なお、上記数式(ii)により規定される値θは、(A1)重合体の水添率に相当する。例えば、θが0.75の場合、(A1)重合体の水添率は75%である。θが0.97の場合、(A1)重合体の水添率は97%である。重合体中の水添率は、例えば、水添反応の時間を調整して、供給する水素の積算量を制御することにより調整することができる。本明細書において水添率は、H-NMR装置により測定された値である。 The value θ defined by the above formula (ii) corresponds to the hydrogenation rate of the polymer (A1). For example, when θ is 0.75, the hydrogenation rate of the polymer (A1) is 75%. When θ is 0.97, the hydrogenation rate of the polymer (A1) is 97%. The hydrogenation rate in the polymer can be adjusted, for example, by adjusting the time of the hydrogenation reaction to control the cumulative amount of hydrogen supplied. In this specification, the hydrogenation rate is a value measured by a 1 H-NMR device.

(A1)重合体を得る好ましい方法は、1,3-ブタジエンを含むモノマーをアルカリ金属化合物の存在下で溶液重合し、得られた重合体溶液をそのまま用いて末端変性反応を行い、次いで水添反応に供する方法であり、工業的にも有用である。この場合、(A1)重合体は、上記で得られた溶液から溶媒を除去し、重合体を単離することにより得ることができる。重合体の単離は、例えばスチームストリッピング等の公知の脱溶媒方法及び熱処理等の乾燥の操作によって行うことができる。 The preferred method for obtaining polymer (A1) is to solution polymerize a monomer containing 1,3-butadiene in the presence of an alkali metal compound, and then use the resulting polymer solution as is to carry out a terminal modification reaction, followed by a hydrogenation reaction. This method is also useful industrially. In this case, polymer (A1) can be obtained by removing the solvent from the solution obtained above and isolating the polymer. The isolation of the polymer can be carried out by a known method for removing the solvent, such as steam stripping, and a drying operation such as heat treatment.

(A1)重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1.0×10~2.0×10である。Mwが1.0×10以上であると、得られる架橋体の耐摩耗性及び低燃費性能を十分に高くすることができる。また、重量平均分子量が2.0×10以下であると、本組成物の加工性を良好にできる点で好適である。(A1)重合体の重量平均分子量は、より好ましくは1.1×10以上であり、更に好ましくは1.2×10以上である。また、(A1)重合体の重量平均分子量は、より好ましくは1.5×10以下であり、更に好ましくは1.2×10以下である。なお、本明細書において、重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、「GPC」ともいう)により測定したポリスチレン換算値であり、全ピークによる重量平均分子量(トータル重量平均分子量)を表す。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A1) is preferably 1.0×10 5 to 2.0×10 6. When the Mw is 1.0×10 5 or more, the abrasion resistance and fuel economy of the crosslinked body obtained can be sufficiently increased. In addition, when the weight average molecular weight is 2.0×10 6 or less, it is preferable in that the processability of the present composition can be improved. The weight average molecular weight of the polymer (A1) is more preferably 1.1×10 5 or more, and even more preferably 1.2×10 5 or more. In addition, the weight average molecular weight of the polymer (A1) is more preferably 1.5×10 6 or less, and even more preferably 1.2×10 6 or less. In this specification, the weight average molecular weight of the polymer is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as "GPC"), and represents the weight average molecular weight by all peaks (total weight average molecular weight).

氷上グリップ性能に優れた架橋体を得る観点から、(A1)重合体のガラス転移温度(Tg)は、-20℃以下であることが好ましく、-30℃以下であることがより好ましく、-35℃以下であることが更に好ましく、-40℃以下であることがより更に好ましく、-45℃以下であることが特に好ましい。また、(A1)重合体のTgは、高強度かつ耐摩耗性が高い架橋ゴムを得る観点から、-70℃以上であることが好ましい。本明細書において、重合体のTgは、ASTM D3418に準拠して示差走査熱量測定(DSC)装置により測定した値である。 From the viewpoint of obtaining a crosslinked product with excellent grip performance on ice, the glass transition temperature (Tg) of the (A1) polymer is preferably -20°C or lower, more preferably -30°C or lower, even more preferably -35°C or lower, even more preferably -40°C or lower, and particularly preferably -45°C or lower. Furthermore, from the viewpoint of obtaining a crosslinked rubber with high strength and high abrasion resistance, the Tg of the (A1) polymer is preferably -70°C or higher. In this specification, the Tg of the polymer is a value measured by a differential scanning calorimetry (DSC) device in accordance with ASTM D3418.

本組成物は、(A)共役ジエン系重合体として(A1)重合体のみを含有していてもよいが、(A1)重合体とは異なる重合体、好ましくは未水添の共役ジエン系重合体(以下、「(A2)重合体」ともいう)を更に含有していてもよい。(A2)重合体としては、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR。例えば、シス-1,4結合90%以上のハイシスBR、シンジオタクチック-1,2-ポリブタジエン(SPB)含有BR等)、イソプレンゴム(IR)、スチレンイソプレン共重合体ゴム、ブタジエンイソプレン共重合体ゴム等が挙げられる。これらのうち、(A2)重合体は、好ましくはNR、BR及びSBRである。 The composition may contain only the (A1) polymer as the (A) conjugated diene polymer, but may further contain a polymer different from the (A1) polymer, preferably a non-hydrogenated conjugated diene polymer (hereinafter also referred to as the "(A2) polymer"). Examples of the (A2) polymer include natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR; for example, high cis BR having 90% or more cis-1,4 bonds, BR containing syndiotactic-1,2-polybutadiene (SPB), etc.), isoprene rubber (IR), styrene isoprene copolymer rubber, butadiene isoprene copolymer rubber, etc. Of these, the (A2) polymer is preferably NR, BR, or SBR.

(A2)重合体は、(A1)重合体の製造方法において水添反応を行わない点以外は(A1)重合体について説明した方法と同様の方法により製造することができる。(A2)重合体を構成するモノマー単位、及び(A2)重合体の重量平均分子量や芳香族ビニル化合物単位の含有量、ビニル含量、ガラス転移温度等の各物性値の好ましい範囲については(A1)重合体の説明を援用することができる。 The (A2) polymer can be produced by the same method as that described for the (A1) polymer, except that no hydrogenation reaction is performed in the production method for the (A1) polymer. The description of the (A1) polymer can be used for the preferred ranges of the monomer units constituting the (A2) polymer, and the weight average molecular weight, aromatic vinyl compound unit content, vinyl content, glass transition temperature, and other physical property values of the (A2) polymer.

本組成物中の(A1)重合体の含有量は、強度及び耐摩耗性に優れた架橋体を得る観点から、本組成物に含まれる(A)共役ジエン系重合体の全量に対して、50質量%以上であることが好ましい。上記観点から、(A1)重合体の含有量は、(A)共役ジエン系重合体の全量に対して、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、80質量%以上であることがより更に好ましい。また、(A1)重合体の含有量は、重合体組成物に含まれるゴム成分の全量に対して、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、80質量%以上であることがより更に好ましい。(A)共役ジエン系重合体としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 From the viewpoint of obtaining a crosslinked body having excellent strength and abrasion resistance, the content of the (A1) polymer in the composition is preferably 50% by mass or more based on the total amount of the (A) conjugated diene polymer contained in the composition. From the above viewpoint, the content of the (A1) polymer is more preferably 60% by mass or more based on the total amount of the (A) conjugated diene polymer, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more. In addition, the content of the (A1) polymer is preferably 30% by mass or more based on the total amount of the rubber component contained in the polymer composition, more preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more. As the (A) conjugated diene polymer, one type can be used alone or two or more types can be used in combination.

なお、本明細書において、重合体組成物に含まれる「ゴム成分」とは、熱硬化によりゴム弾性を示す硬化物を得ることが可能な重合体をいう。当該硬化物は、室温において小さな力で大きな変形(例えば、室温で伸ばすと2倍以上に伸びる変形)を起こし、力を取り除くと急速にほぼ元の形状に戻る性質を示す。 In this specification, the "rubber component" contained in the polymer composition refers to a polymer that can be thermally cured to obtain a cured product that exhibits rubber elasticity. The cured product exhibits the property of undergoing large deformation with a small force at room temperature (for example, deformation that stretches to more than twice its original size when stretched at room temperature) and rapidly returning to almost its original shape when the force is removed.

<(B)熱膨張性成分>
本組成物に配合される(B)熱膨張性成分は、発泡剤、熱膨張性カプセル及び熱膨張性黒鉛よりなる群から選択される少なくとも1種である。このような成分を(A1)重合体と共に重合体組成物に配合することにより、加硫後のゴム表面に形成される表面凹凸によって氷上摩擦力の向上を図ることが可能となる。このため、(A1)重合体と共に(B)熱膨張性成分が配合された本組成物は、冬用タイヤ又はオールシーズンタイヤの製造用として特に好適である。
<(B) Thermally Expandable Component>
The thermally expandable component (B) blended in this composition is at least one selected from the group consisting of a foaming agent, a thermally expandable capsule, and a thermally expandable graphite. By blending such a component in the polymer composition together with the polymer (A1), it becomes possible to improve the friction force on ice due to the surface irregularities formed on the rubber surface after vulcanization. Therefore, this composition blended with the thermally expandable component (B) together with the polymer (A1) is particularly suitable for manufacturing winter tires or all-season tires.

発泡剤としては特に限定されず、有機系発泡剤、無機系発泡剤等の種々の化学発泡剤を用いることができる。これらの具体例としては、無機系発泡剤として、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム等を;有機系発泡剤として、例えば、ジアゾアミンベンゼン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル又はバリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系発泡剤、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ系発泡剤、p,p’-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド又はヒドラゾジカルボンアミド等のヒドラジド系発泡剤等が挙げられる。また、有機系発泡剤として、アゾ化合物やニトロソ化合物、ヒドラジド化合物、炭酸水素塩等の化学発泡成分と樹脂との複合体材料である化学発泡剤含有樹脂を使用してもよい。 The foaming agent is not particularly limited, and various chemical foaming agents such as organic foaming agents and inorganic foaming agents can be used. Specific examples of these include inorganic foaming agents such as sodium bicarbonate and ammonium carbonate; organic foaming agents such as azo foaming agents such as diazoaminebenzene, azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, and barium azodicarboxylate; nitroso foaming agents such as N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine; and hydrazide foaming agents such as p,p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, benzenesulfonylhydrazide, toluenesulfonylhydrazide, and hydrazodicarbonamide. In addition, as an organic foaming agent, a chemical foaming agent-containing resin, which is a composite material of a chemical foaming component such as an azo compound, a nitroso compound, a hydrazide compound, or a hydrogen carbonate salt and a resin, may be used.

本組成物の調製に使用する発泡剤は市販品として入手することができる。具体的には、製品名で、セルパウダーF-10、同F-35、同F-35L、同F-50、セルラーD、ビニホールAC、同AZ、ネオセルボン(以上、永和化成工業社製);セルマイクA、セルマイクA-1、セルマイクAN、セルマイクC、セルマイクS、セルマイクSX、セルマイクSX-H、セルマイク266、セルマイク494(以上、三協化成社製);スポンジペーストNo4(大内新興化学工業社製);ユニフォームAZ(大塚化学社製)等が挙げられる。 The foaming agent used in the preparation of this composition is commercially available. Specific examples of the foaming agent include Cellpowder F-10, F-35, F-35L, F-50, Cellular D, Vinihol AC, AZ, and Neo Cellvon (all manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.); Cellmic A, Cellmic A-1, Cellmic AN, Cellmic C, Cellmic S, Cellmic SX, Cellmic SX-H, Cellmic 266, and Cellmic 494 (all manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.); Sponge Paste No. 4 (manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.); and Uniform AZ (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.).

本組成物に発泡剤を配合する場合、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛等の発泡助剤を発泡剤の特性に応じて適宜選択し、併用してもよい。発泡助剤の市販品としては、例えば、永和化成工業社製のセルペーストシリーズ、三協化成社製のセルトンシリーズ等が挙げられる。発泡助剤を配合する場合、その配合量は、本組成物に含有させる発泡剤100質量部に対して、20~300質量部が好ましく、50~250質量部がより好ましい。 When a foaming agent is blended in the composition, a foaming assistant such as urea, zinc stearate, or zinc benzenesulfinate may be appropriately selected and used in combination depending on the characteristics of the foaming agent. Examples of commercially available foaming assistants include the Cellpaste series manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd. and the Celton series manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd. When a foaming assistant is blended, the blending amount is preferably 20 to 300 parts by mass, more preferably 50 to 250 parts by mass, per 100 parts by mass of the foaming agent contained in the composition.

熱膨張性カプセルは、熱可塑性樹脂により形成された外殻の内部に熱膨張性物質(例えば、脂肪族炭化水素)を含有する成分である。このような熱膨張性カプセルとしては、製品名で、例えば、マイクロスフェアーF-50D、F-85D、同F100D(以上、松本油脂製薬社製);EXPANCEL 091DU-80、同092DU-120(以上、エクスパンセル社製)、アドバンセルEMシリーズ(積水化学社製)等が挙げられる。 Thermal expansion capsules are components that contain a thermal expansion substance (e.g., aliphatic hydrocarbons) inside an outer shell formed from a thermoplastic resin. Examples of such thermal expansion capsules include product names such as Microsphere F-50D, F-85D, and F100D (all manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.); EXPANCEL 091DU-80 and 092DU-120 (all manufactured by Expancel Co., Ltd.), and Advancel EM series (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.).

熱膨張性黒鉛は、熱により気化する物質を層間に内包する粒子である。このような熱膨張性黒鉛としては従来公知のものを使用できる。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、グラフカード160-50N、同160-80N(以上、巴工業社製)等の市販品が挙げられる。本組成物に配合される(B)熱膨張性成分は、氷上グリップ性能の改善効果がより高い点で、中でも、発泡剤及び熱膨張性カプセルよりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、発泡剤がより好ましい。 Thermally expandable graphite is a particle that contains a substance between layers that vaporizes when heated. Conventionally known thermally expandable graphite can be used. Examples of commercially available thermally expandable graphite include Graphcard 160-50N and Graphcard 160-80N (both manufactured by Tomoe Engineering Co., Ltd.). The thermally expandable component (B) blended in the present composition is preferably at least one selected from the group consisting of foaming agents and thermally expandable capsules, with foaming agents being more preferred, in that they have a greater effect of improving grip performance on ice.

本組成物中の(B)熱膨張性成分の量は、本発明の効果が得られる限り特に限定されるものではないが、気泡の形成により氷上グリップ性能の改善効果を十分に得る観点から、(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して、0.1質量%以上であることが好ましい。(B)熱膨張性成分の含有量が上記範囲にあると、良好な氷上グリップ性能を発現できる架橋体を得ることができる点で好適である。こうした観点から(B)熱膨張性成分の含有量は、0.2質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上が更に好ましい。また、架橋体の製造に際し欠陥の発生を抑制する観点から、(B)熱膨張性成分の含有量は、(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。なお、(B)熱膨張性成分としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The amount of the (B) thermally expandable component in the composition is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but from the viewpoint of obtaining a sufficient effect of improving grip performance on ice by forming bubbles, it is preferable that the amount is 0.1% by mass or more relative to 100 parts by mass of the (A) conjugated diene polymer. If the content of the (B) thermally expandable component is in the above range, it is preferable in that a crosslinked body that can exhibit good grip performance on ice can be obtained. From this viewpoint, the content of the (B) thermally expandable component is more preferably 0.2% by mass or more, and even more preferably 0.5% by mass or more. In addition, from the viewpoint of suppressing the occurrence of defects during the production of the crosslinked body, the content of the (B) thermally expandable component is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less relative to 100 parts by mass of the (A) conjugated diene polymer. Note that, as the (B) thermally expandable component, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

ここで、氷上グリップ性能に優れた加硫ゴムを得る観点からすると、重合体組成物に配合される(A)共役ジエン系重合体のTgは低いことが好ましい。その一方で、上記数式(ii)により規定される値θが0.75以上である高水添率の共役ジエン系重合体は、同程度のTgを持つ非水添の共役ジエン系重合体と比較して、耐摩耗性は良好であるものの氷上グリップ力が低く、氷上グリップ性能において改善の余地がある。この点、高水添率の共役ジエン系重合体と共に(B)熱膨張性成分が配合された本組成物によれば、高水添率の共役ジエン系重合体としてTgが比較的低い重合体を用いた場合にも、高い耐摩耗性と優れた氷上グリップ性能とを兼ね備える加硫ゴムを得ることができる点で好適である。 Here, from the viewpoint of obtaining a vulcanized rubber with excellent grip performance on ice, it is preferable that the Tg of the conjugated diene polymer (A) blended in the polymer composition is low. On the other hand, a highly hydrogenated conjugated diene polymer in which the value θ defined by the above formula (ii) is 0.75 or more has good abrasion resistance but low grip force on ice compared to a non-hydrogenated conjugated diene polymer with a similar Tg, and there is room for improvement in grip performance on ice. In this respect, the present composition in which a thermally expandable component (B) is blended together with a highly hydrogenated conjugated diene polymer is preferable in that it is possible to obtain a vulcanized rubber that combines high abrasion resistance and excellent grip performance on ice, even when a polymer with a relatively low Tg is used as the highly hydrogenated conjugated diene polymer.

<その他の成分>
本組成物は(A)共役ジエン系重合体及び(B)熱膨張性成分に加え、更に以下の成分を含有してもよい。
<Other ingredients>
In addition to (A) the conjugated diene polymer and (B) the thermally expandable component, the present composition may further contain the following components.

・(C)水溶性成分
本組成物は、水溶性粒子及び水溶性繊維よりなる群から選択される少なくとも1種の成分(以下、「(C)水溶性成分」ともいう)を更に含有していてもよい。本組成物が(C)水溶性成分を含有することにより、氷上グリップ性能を更に向上させることができる点で好適である。(C)水溶性成分としては、室温で水に溶解又は膨潤可能なものであれば特に限定されないが、例えば、25℃の水に対する溶解度が1.2g/100g-HO以上である物質を使用することができる。
- (C) Water-soluble component The present composition may further contain at least one component selected from the group consisting of water-soluble particles and water-soluble fibers (hereinafter also referred to as "(C) water-soluble component"). The present composition is suitable in that the inclusion of the (C) water-soluble component can further improve the grip performance on ice. The (C) water-soluble component is not particularly limited as long as it is soluble or swellable in water at room temperature, but for example, a substance having a solubility in water at 25°C of 1.2 g/100 g-H 2 O or more can be used.

水溶性粒子としては、水溶性の無機粒子及び有機粒子が挙げられる。これらのうち、水溶性無機粒子としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム等の塩化物;硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム等の硫化物;炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の炭酸塩;リン酸水素ナトリウム等のリン酸塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物;等の粒子が挙げられる。 Examples of water-soluble particles include water-soluble inorganic particles and organic particles. Among these, examples of water-soluble inorganic particles include particles of chlorides such as sodium chloride, potassium chloride, and magnesium chloride; sulfides such as sodium sulfate, potassium sulfate, and magnesium sulfate; carbonates such as sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate; phosphates such as sodium hydrogen phosphate; and hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.

水溶性有機粒子としては、例えば、リグニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸カリウム、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸マグネシウム、リグニンスルホン酸アンモニウム等のリグニンスルホン酸塩;ポリビニルアルコール又はその誘導体(例えば、部分酢酸化物、カルボン酸変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール等)、ポリ(メタ)アクリル酸アルカリ塩、(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重合体のアルカリ塩等の樹脂;単糖類、少糖類、多糖類等の糖類;等の粒子が挙げられる。 Examples of water-soluble organic particles include lignin sulfonates such as sodium lignin sulfonate, potassium lignin sulfonate, calcium lignin sulfonate, magnesium lignin sulfonate, and ammonium lignin sulfonate; resins such as polyvinyl alcohol or its derivatives (e.g., partial acetates, carboxylic acid-modified polyvinyl alcohol, sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol, etc.), alkali salts of poly(meth)acrylic acid, and alkali salts of (meth)acrylic acid/(meth)acrylic acid ester copolymers; and sugars such as monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides.

糖類の具体例としては、単糖類として、グルコース、フルクトース、ガラクトース等を;少糖類として、スクロース、ラクトース、マルトース、ラフィノース、マルトトリオース、トレハロース、パラチノース等を;多糖類として、でんぷん、デキストリン、グリコーゲン、グルカン、キサンタンガム、ガラクトマンナン(グアーガム、フェヌグリークガム等)、シクロデキストリン(α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン、γ-シクロデキストリン等)、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を、それぞれ挙げることができる。水溶性粒子としては、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of sugars include monosaccharides such as glucose, fructose, and galactose; oligosaccharides such as sucrose, lactose, maltose, raffinose, maltotriose, trehalose, and palatinose; and polysaccharides such as starch, dextrin, glycogen, glucan, xanthan gum, galactomannan (guar gum, fenugreek gum, and the like), cyclodextrin (α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and the like), methylcellulose, ethylcellulose, and carboxymethylcellulose. As the water-soluble particles, one of these can be used alone, or two or more can be used in combination.

水溶性粒子は、粉末状、顆粒状、マイクロビーズ等といった種々の形態のものを用いることができる。(C)水溶性成分として使用する水溶性粒子は、中実状の水溶性粒子であることが好ましい。氷上グリップ性能の改善効果を十分に得る観点から、水溶性粒子は、中央値粒度が1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。また、氷上グリップ性能と耐摩耗性とをバランスよく発現させる観点から、中央値粒度は1000μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましい。なお、本明細書において、水溶性粒子の中央値粒度はメジアン径(D50)であり、レーザー回折・散乱法により測定される値である。 The water-soluble particles may be in various forms, such as powder, granules, microbeads, etc. (C) The water-soluble particles used as the water-soluble component are preferably solid water-soluble particles. From the viewpoint of obtaining a sufficient effect of improving grip performance on ice, the water-soluble particles preferably have a median particle size of 1 μm or more, more preferably 2 μm or more. Also, from the viewpoint of achieving a good balance between grip performance on ice and abrasion resistance, the median particle size is preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less. In this specification, the median particle size of the water-soluble particles is the median diameter (D50), which is a value measured by a laser diffraction/scattering method.

水溶性繊維としては、水に溶解又は膨潤可能な短繊維を用いることができる。具体的には、水溶性繊維の繊維長は、氷上グリップ性能の改善効果を十分に得る観点から、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましく、4mm以上が更に好ましい。また、繊維長は、耐摩耗性及び加工性の低下を抑制する観点から、30mm以下が好ましく、20mm以下がより好ましく、15mm以下が更に好ましい。水溶性繊維の直径(平均直径)は、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上である。また、水溶性繊維の平均直径は、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは30μm以下であり、更に好ましくは20μm以下である。 As the water-soluble fiber, short fibers that can dissolve or swell in water can be used. Specifically, the fiber length of the water-soluble fiber is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and even more preferably 4 mm or more, from the viewpoint of obtaining a sufficient effect of improving grip performance on ice. Furthermore, the fiber length is preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, and even more preferably 15 mm or less, from the viewpoint of suppressing a decrease in abrasion resistance and processability. The diameter (average diameter) of the water-soluble fiber is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more. Furthermore, the average diameter of the water-soluble fiber is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and even more preferably 20 μm or less.

水溶性繊維としては、例えば、水溶性有機粒子の説明において例示した物質を主要成分とする繊維が挙げられる。水溶性繊維としては、中でも、ポリビニルアルコール系繊維及び多糖類繊維よりなる群から選択される少なくとも1種を好ましく使用することができる。水溶性繊維としては、これらのうちの1種を単独で使用してもよく、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of water-soluble fibers include fibers whose main components are the substances exemplified in the description of water-soluble organic particles. As the water-soluble fiber, at least one type selected from the group consisting of polyvinyl alcohol-based fibers and polysaccharide fibers can be preferably used. As the water-soluble fiber, one of these may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本組成物における(C)水溶性成分の含有量は、本発明の効果が得られる限り特に限定されないが、(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して、0.1質量部以上40質量部以下であることが好ましい。(C)水溶性成分の含有量が上記範囲にあると、耐摩耗性を確保しつつ良好な氷上グリップ性能を発現する加硫ゴムを得ることができる点で好適である。こうした観点から、(C)水溶性成分の含有量は、(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。また、架橋体の耐摩耗性の低下を抑制する観点から、(C)水溶性成分の含有量は、(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、25質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下がより更に好ましい。 The content of the water-soluble component (C) in the composition is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but is preferably 0.1 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conjugated diene polymer (A). If the content of the water-soluble component (C) is in the above range, it is preferable that a vulcanized rubber that exhibits good grip performance on ice while maintaining abrasion resistance can be obtained. From this viewpoint, the content of the water-soluble component (C) is more preferably 0.5 parts by mass or more and even more preferably 1 part by mass or more per 100 parts by mass of the conjugated diene polymer (A). In addition, from the viewpoint of suppressing the decrease in the abrasion resistance of the crosslinked body, the content of the water-soluble component (C) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conjugated diene polymer (A).

・他のゴム成分
本組成物は、ゴム成分として(A)共役ジエン系重合体のみを含有していてもよいが、(A)共役ジエン系重合体に加えて、本発明の効果を損なわない範囲において、(A)共役ジエン系重合体とは異なるゴム成分(以下、「他のゴム成分」ともいう)を含有していてもよい。かかる他のゴム成分の種類は特に限定されないが、例えば、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。他のゴム成分の配合量は、重合体組成物に含まれるゴム成分((A)共役ジエン系重合体及び他のゴム成分)の合計量に対して、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下である。
Other Rubber Components The present composition may contain only the conjugated diene polymer (A) as a rubber component, but may also contain a rubber component (hereinafter also referred to as "other rubber component") different from the conjugated diene polymer (A) in addition to the conjugated diene polymer (A) within a range that does not impair the effects of the present invention. The type of such other rubber component is not particularly limited, but examples include halogenated butyl rubber and the like. The amount of the other rubber component is preferably 60 mass% or less, more preferably 40 mass% or less, based on the total amount of the rubber components (the conjugated diene polymer (A) and the other rubber components) contained in the polymer composition.

・シリカ等
本組成物は、シリカ及びカーボンブラックよりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「シリカ等」ともいう)を含むことが好ましい。シリカは、静動比及び良好な低ヒステリシスロス特性が得られる点で好ましく、カーボンブラックは、重合体組成物及び加硫ゴムの強度の改善効果が高い点で好ましい。シリカとしては、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、コロイダルシリカ等が挙げられ、中でも湿式シリカが好ましい。カーボンブラックとしては、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、グラファイト等が挙げられ、中でもファーネスブラックが好ましい。
Silica, etc. The present composition preferably contains at least one selected from the group consisting of silica and carbon black (hereinafter also referred to as "silica, etc."). Silica is preferred in that it provides a good static-dynamic ratio and low hysteresis loss characteristics, and carbon black is preferred in that it has a high effect of improving the strength of the polymer composition and vulcanized rubber. Examples of silica include wet silica (hydrated silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), colloidal silica, etc., and among these, wet silica is preferred. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, graphite, etc., and among these, furnace black is preferred.

本組成物において、シリカ及びカーボンブラックの合計量は、重合体組成物に含まれるゴム成分100質量部に対して、40~150質量部であることが好ましい。シリカ等の配合量が40質量部以上であると、加硫ゴムの強度を良好にする効果を十分に得ることができる点で好ましい。また、シリカ等の配合量が150質量部以下であると、加硫ゴムの耐摩耗性を十分に確保できる点で好ましい。シリカ等の配合量は、ゴム成分の全量100質量部に対して、好ましくは50質量部以上であり、より好ましくは55質量部以上である。また、シリカ等の配合量は、ゴム成分の全量100質量部に対し、好ましくは150質量部以下であり、より好ましくは140質量部以下である。 In this composition, the total amount of silica and carbon black is preferably 40 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component contained in the polymer composition. If the amount of silica, etc. is 40 parts by mass or more, it is preferable in that the effect of improving the strength of the vulcanized rubber can be sufficiently obtained. Also, if the amount of silica, etc. is 150 parts by mass or less, it is preferable in that the abrasion resistance of the vulcanized rubber can be sufficiently ensured. The amount of silica, etc. is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 55 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total rubber component. Also, the amount of silica, etc. is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 140 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total rubber component.

・架橋剤
本組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。使用する架橋剤の種類は特に限定されない。架橋剤の具体例としては、有機過酸化物、フェノール樹脂、硫黄、硫黄化合物、p-キノン、p-キノンジオキシムの誘導体、ビスマレイミド化合物、エポキシ化合物、シラン化合物、アミノ樹脂、ポリオール、ポリアミン、トリアジン化合物、金属石鹸等を挙げることができる。これらのうち、使用する架橋剤は、有機過酸化物、フェノール樹脂及び硫黄よりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。なお、架橋剤としては、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Crosslinking Agent The present composition preferably contains a crosslinking agent. The type of crosslinking agent used is not particularly limited. Specific examples of the crosslinking agent include organic peroxides, phenolic resins, sulfur, sulfur compounds, p-quinone, p-quinone dioxime derivatives, bismaleimide compounds, epoxy compounds, silane compounds, amino resins, polyols, polyamines, triazine compounds, metal soaps, and the like. Of these, the crosslinking agent used is preferably at least one selected from the group consisting of organic peroxides, phenolic resins, and sulfur. The crosslinking agent may be used alone or in combination of two or more.

有機過酸化物としては、例えば、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキセン-3、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,2’-ビス(t-ブチルパーオキシ)-p-イソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルパーオキシド等を挙げることができる。 Examples of organic peroxides include 1,3-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexyne-3, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexene-3, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexane, 2,2'-bis(t-butylperoxy)-p-isopropylbenzene, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and t-butyl peroxide.

フェノール樹脂としては、例えば、下記式(7)で表されるp-置換フェノール系化合物、o-置換フェノール・アルデヒド縮合物、m-置換フェノール・アルデヒド縮合物、臭素化アルキルフェノール・アルデヒド縮合物等を挙げることができる。これらの中でも、p-置換フェノール系化合物が好ましい。なお、p-置換フェノール系化合物は、アルカリ触媒の存在下における、p-置換フェノールとアルデヒド(好ましくは、ホルムアルデヒド)との縮合反応により得ることができる。

Figure 0007664038000005
(式(7)中、Xは、ヒドロキシル基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン原子である。Rは、炭素数1~15の1価の飽和炭化水素基である。nは、0~10の整数である。) Examples of the phenol resin include p-substituted phenol compounds represented by the following formula (7), o-substituted phenol-aldehyde condensates, m-substituted phenol-aldehyde condensates, and brominated alkylphenol-aldehyde condensates. Among these, p-substituted phenol compounds are preferred. The p-substituted phenol compounds can be obtained by a condensation reaction between p-substituted phenol and an aldehyde (preferably formaldehyde) in the presence of an alkali catalyst.
Figure 0007664038000005
(In formula (7), X is a hydroxyl group, a halogenated alkyl group, or a halogen atom. R is a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. n is an integer from 0 to 10.)

フェノール樹脂の市販品としては、製品名「タッキロール201」(アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、田岡化学工業社製)、製品名「タッキロール250-I」(臭素化率4%の臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、田岡化学工業社製)、製品名「タッキロール250-III」(臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、田岡化学工業社製)、製品名「PR-4507」(群栄化学工業社製)、製品名「ST137X」(ローム&ハース社製)、製品名「スミライトレジンPR-22193」(住友デュレズ社製)、製品名「タマノル531」(荒川化学工業社製)、製品名「SP1059」、製品名「SP1045」、製品名「SP1055」、製品名「SP1056」(以上、スケネクタディ社製)、製品名「CRM-0803」(昭和ユニオン合成社製)を挙げることができる。フェノール樹脂の市販品としては、これらのうち「タッキロール201」を好ましく使用することができる。 Commercially available phenolic resins include "Tackirol 201" (alkylphenol formaldehyde resin, manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), "Tackirol 250-I" (brominated alkylphenol formaldehyde resin with a bromination rate of 4%, manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), "Tackirol 250-III" (brominated alkylphenol formaldehyde resin, manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), and "PR-4507" (group Examples of commercially available phenolic resins include "ST137X" (manufactured by Rohm & Haas Co.), "Sumilite Resin PR-22193" (manufactured by Sumitomo Durez Co.), "Tamanol 531" (manufactured by Arakawa Chemical Industries Co.), "SP1059", "SP1045", "SP1055", "SP1056" (all manufactured by Schenectady Co.), and "CRM-0803" (manufactured by Showa Union Synthetic Co.). Of these, "Tackirol 201" is a commercially available phenolic resin that can be preferably used.

架橋剤の配合量は、重合体組成物に含まれるゴム成分の合計100質量部に対して、0.01~20質量部とすることが好ましく、0.1~15質量部とすることがより好ましく、0.5~10質量部とすることが更に好ましい。 The amount of the crosslinking agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 15 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the total rubber components contained in the polymer composition.

・樹脂成分
本組成物には、ゴム成分と共に樹脂成分が更に配合されてもよい。樹脂成分の種類は特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。樹脂成分を配合する場合の配合量は、重合体組成物に含まれるゴム成分の全量100質量部に対して、好ましくは1~50質量部、より好ましくは5~40質量部である。
Resin Component The composition may further contain a resin component together with the rubber component. The type of the resin component is not particularly limited, but examples include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene. When a resin component is added, the amount of the resin component is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the rubber components contained in the polymer composition.

本組成物には、上記した成分の他に、タイヤ用、ホース用、防振用、ベルト用等の各種用途の加硫ゴムを得るためのゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。当該添加剤としては、例えば、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、硫黄、加硫促進剤等が挙げられる。これら各添加剤の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲において、添加剤の種類に応じて適宜選択することができる。 In addition to the above-mentioned components, the present composition can contain various additives that are generally used in rubber compositions for obtaining vulcanized rubber for various applications such as tires, hoses, vibration-proofing, and belts. Examples of such additives include antioxidants, zinc oxide, stearic acid, softeners, sulfur, and vulcanization accelerators. The amount of each of these additives can be appropriately selected according to the type of additive within a range that does not impair the effects of the present invention.

≪架橋体及びタイヤ≫
本発明の架橋体は、上記重合体組成物を架橋処理することにより得ることができる。架橋体としてゴム成形品を得る場合、通常、重合体組成物を所定形状に成形した後、架橋処理を行う。ゴム成形品の製造は、常法に従い行うことができる。例えば、タイヤの製造は、上述した重合体組成物を、ロールやミキサー等の混合機で混合し、所定の形状に成形したものを常法に従い所定の位置に配して加硫成形する。これにより、トレッド及びサイドウォールの一方又は両方が形成され、空気入りタイヤを得ることができる。
<Cross-linked body and tire>
The crosslinked body of the present invention can be obtained by subjecting the above-mentioned polymer composition to a crosslinking treatment. When obtaining a rubber molded article as a crosslinked body, the polymer composition is usually molded into a predetermined shape and then crosslinked. The rubber molded article can be produced according to a conventional method. For example, a tire is produced by mixing the above-mentioned polymer composition in a mixer such as a roll or a mixer, molding the mixture into a predetermined shape, and disposing the mixture in a predetermined position according to a conventional method to perform vulcanization molding. This forms one or both of a tread and a sidewall, and a pneumatic tire can be obtained.

本発明の架橋体(具体的には加硫ゴム)は、機械的強度に優れていることから、各種ゴム成型品に適用することができる。具体的には、タイヤのトレッド、サイドウォール用の材料;産業機械用や設備用などのロール、防振ゴム類;ダイヤフラム、ラジエータホース、エアーホース等の各種ホース及びホースカバー類;パッキン、ガスケット、ウェザーストリップ、O-リング、オイルシール等のシール類;動力伝達用ベルトなどのベルト類;ライニング、ダストブーツ、ワイヤーハーネス、靴底等の材料として用いることができる。これらの中でも、タイヤ用部材、防振用部材、ベルト用部材、ロール用部材、ホース用部材、ワイヤーハーネス用部材及び靴底用部材として好適であり、タイヤ用部材、防振用部材、ロール用部材及びベルト用部材として更に好適である。 The crosslinked product of the present invention (specifically, vulcanized rubber) has excellent mechanical strength and can be applied to various rubber molded products. Specifically, it can be used as a material for tire treads and sidewalls; rolls and anti-vibration rubbers for industrial machinery and equipment; various hoses and hose covers such as diaphragms, radiator hoses, and air hoses; seals such as packing, gaskets, weather strips, O-rings, and oil seals; belts such as power transmission belts; linings, dust boots, wire harnesses, shoe soles, and the like. Among these, it is suitable as a tire component, anti-vibration component, belt component, roll component, hose component, wire harness component, and shoe sole component, and is even more suitable as a tire component, anti-vibration component, roll component, and belt component.

また、本発明の架橋体は、高い耐摩耗性を備えることに加え、氷上グリップ性能に優れていることから、タイヤ用部材に特に適しており、タイヤ用部材の中でも特に、冬用タイヤ及びオールシーズンタイヤに適している。中でも特に、タイヤのトレッド及びサイドウォールのうち一方又は両方の材料として好適である。 The crosslinked body of the present invention is particularly suitable for tire components, as it has high abrasion resistance and excellent grip performance on ice, and is particularly suitable for winter tires and all-season tires. It is particularly suitable as a material for either or both of the tread and sidewall of tires.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。各種物性値の測定方法を以下に示す。 The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Note that "parts" and "%" in the examples and comparative examples are based on mass unless otherwise specified. The measurement methods for various physical properties are shown below.

[結合スチレン含量(質量%)]:400MHzのH-NMR装置により求めた。
[ビニル含量(モル%)]:400MHzのH-NMR装置により求めた。
[水添率(%)]及び[θ]:500MHzのH-NMR装置により求めた。
[1stピーク重量平均分子量]:ゲルパーミエーションクロマトグラフ(HLC-8120GPC(製品名(東ソー社製)))を使用して下記の測定条件により得られたGPC曲線の最大ピークの頂点に相当する保持時間から、ポリスチレン換算で求めた。
[トータル重量平均分子量]:ゲルパーミエーションクロマトグラフ(HLC-8120GPC(製品名(東ソー社製)))を使用して下記の測定条件により得られたGPC曲線から、ポリスチレン換算で求めた。
(GPCの測定条件)
カラム;製品名「GMHXL」(東ソー社製)2本
カラム温度;40℃
移動相;テトラヒドロフラン
流速;1.0ml/分
サンプル濃度;10mg/20ml
[ガラス転移温度Tg(℃)]:ASTM D3418に準拠して示差走査熱量測定(DSC)装置により測定した。
[Bound styrene content (mass %)]: determined by a 400 MHz 1 H-NMR apparatus.
[Vinyl content (mol %)]: Measured by a 400 MHz 1 H-NMR apparatus.
[Hydrogenation rate (%)] and [θ]: Measured by a 500 MHz 1 H-NMR apparatus.
[1st peak weight average molecular weight]: It was calculated in terms of polystyrene from the retention time corresponding to the apex of the maximum peak of the GPC curve obtained under the following measurement conditions using a gel permeation chromatograph (HLC-8120GPC (product name (manufactured by Tosoh Corporation))).
[Total weight average molecular weight]: The total weight average molecular weight was determined in terms of polystyrene from a GPC curve obtained under the following measurement conditions using a gel permeation chromatograph (HLC-8120GPC (product name, manufactured by Tosoh Corporation)).
(GPC Measurement Conditions)
Column: Product name "GMHXL" (manufactured by Tosoh Corporation) x 2 Column temperature: 40°C
Mobile phase: tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 ml/min Sample concentration: 10 mg/20 ml
[Glass transition temperature Tg (° C.)]: Measured by a differential scanning calorimetry (DSC) device in accordance with ASTM D3418.

<水添触媒の製造>
〔触媒Eの合成〕
撹拌機、滴下漏斗を備えた1L容量の三つ口フラスコを乾燥窒素で置換し、無水テトラヒドロフラン200ml及びテトラヒドロフルフリルアルコール0.2モルを加えた。その後、n-ブチルリチウム/シクロヘキサン溶液(0.2モル)を三つ口フラスコ中に15℃にて滴下して反応を行い、テトラヒドロフルフリルオキシリチウムのテトラヒドロフラン溶液を得た。
次に、撹拌機、滴下漏斗を備えた1L容量の三つ口フラスコを乾燥窒素で置換し、ビス(η5-シクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド49.8g(0.2モル)及び無水テトラヒドロフラン250mlを加えた。そして、上記記載の方法により得られたテトラフルフリルオキシリチウムのテトラヒドロフラン溶液を室温撹拌下にて約1時間で滴下した。約2時間後、赤褐色液を濾過し、不溶部をジクロロメタンで洗浄した。
その後、ろ液及び洗浄液を合わせて減圧下にて溶媒を除去することにより、触媒E[ビス(η5-シクロペンタジエニル)チタニウム(テトラヒドロフルフリルオキシ)クロライド](「[クロロビス(2,4-シクロペンタジエニル)チタン(IV)テトラヒドロフルフリルアルコキシド]」ともいう。)を得た。なお、収率は95%であった。
<Production of hydrogenation catalyst>
Synthesis of Catalyst E
A 1 L three-neck flask equipped with a stirrer and a dropping funnel was purged with dry nitrogen, and 200 ml of anhydrous tetrahydrofuran and 0.2 mol of tetrahydrofurfuryl alcohol were added. Then, a n-butyllithium/cyclohexane solution (0.2 mol) was added dropwise to the three-neck flask at 15° C. to carry out a reaction, thereby obtaining a tetrahydrofurfuryloxylithium solution in tetrahydrofuran.
Next, a 1 L three-neck flask equipped with a stirrer and a dropping funnel was purged with dry nitrogen, and 49.8 g (0.2 mol) of bis(η5-cyclopentadienyl)titanium dichloride and 250 ml of anhydrous tetrahydrofuran were added. Then, the tetrahydrofuran solution of tetrafurfuryloxylithium obtained by the method described above was added dropwise at room temperature with stirring for about 1 hour. After about 2 hours, the reddish brown liquid was filtered, and the insoluble portion was washed with dichloromethane.
Thereafter, the filtrate and the washings were combined and the solvent was removed under reduced pressure to obtain catalyst E [bis(η5-cyclopentadienyl)titanium(tetrahydrofurfuryloxy)chloride] (also referred to as "[chlorobis(2,4-cyclopentadienyl)titanium(IV) tetrahydrofurfurylalkoxide]"). The yield was 95%.

<共役ジエン系重合体の製造>
〔製造例1:共役ジエン系重合体A-1の合成〕
窒素置換された内容積50リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン25900g、テトラヒドロフラン26g、スチレン1273g、1,3-ブタジエン2361gを仕込んだ。反応器内容物の温度を45℃に調整した後、n-ブチルリチウム(39mmol)を含むシクロヘキサン溶液を添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は80℃に達した。
重合転化率が99%に達したことを確認した後、ブタジエン111gを追加し、更に5分重合させ、重合体を含む反応液を得た。得られた反応液に四塩化ケイ素2mmolを加えて10分間反応させ、さらにN,N-ジメチル-3-(トリエトキシシリル)プロピルアミン28mmolを加え、20分間反応させた。
次いで、反応液を80℃以上にして系内に水素を導入した後、ジエチルアルミニウムクロライドを3.2g、触媒E2.4g、n-ブチルリチウム(15mmol)を加え、水素圧0.7MPa以上を保つようにして、所定の水素積算値となるまで水素を供給して水添反応させた後、反応液を常温、常圧に戻して反応容器より抜き出し、水添共役ジエン系重合体を含む重合体溶液を得た。
得られた重合体溶液に、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを1.4g添加した。次いで、pH調整剤であるアンモニアによりpH8.5(ガラス電極法による、80℃におけるpH)に調整した水溶液(温度:80℃)を脱溶媒槽に入れ、更に上記重合体溶液を加え(重合体溶液100質量部に対して、上記水溶液1000質量部の割合)、脱溶媒槽の液相の温度95℃で2時間スチームストリッピング(スチーム温度:190℃)を行うことにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥を行うことで、共役ジエン系重合体A-1を得た。得られた共役ジエン系重合体A-1の分析値を表2に示す。共役ジエン系重合体A-1の1stピーク重量平均分子量は20×10、重量平均分子量(トータル重量平均分子量)は34×10、水添率は93%(θ=0.93)、ガラス転移温度は-34℃であった。
<Production of Conjugated Diene Polymer>
[Production Example 1: Synthesis of Conjugated Diene Polymer A-1]
A nitrogen-purged 50-liter autoclave reactor was charged with 25,900 g of cyclohexane, 26 g of tetrahydrofuran, 1,273 g of styrene, and 2,361 g of 1,3-butadiene. After adjusting the temperature of the reactor contents to 45°C, a cyclohexane solution containing n-butyllithium (39 mmol) was added to initiate polymerization. The polymerization was carried out under adiabatic conditions, and the maximum temperature reached 80°C.
After confirming that the polymerization conversion rate had reached 99%, 111 g of butadiene was added and polymerization was continued for another 5 minutes to obtain a reaction liquid containing a polymer. 2 mmol of silicon tetrachloride was added to the reaction liquid obtained and reacted for 10 minutes, and 28 mmol of N,N-dimethyl-3-(triethoxysilyl)propylamine was added and reacted for 20 minutes.
Next, the reaction solution was heated to 80° C. or higher and hydrogen was introduced into the system, after which 3.2 g of diethylaluminum chloride, 2.4 g of catalyst E, and n-butyllithium (15 mmol) were added, and hydrogen was supplied until a predetermined hydrogen accumulation value was reached while maintaining a hydrogen pressure of 0.7 MPa or higher to carry out a hydrogenation reaction. Thereafter, the reaction solution was returned to room temperature and pressure and withdrawn from the reaction vessel to obtain a polymer solution containing a hydrogenated conjugated diene-based polymer.
To the obtained polymer solution, 1.4 g of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol was added. Next, an aqueous solution (temperature: 80°C) adjusted to pH 8.5 (pH at 80°C by glass electrode method) with ammonia as a pH adjuster was placed in a desolvation tank, and the above polymer solution was further added (ratio of 1000 parts by mass of the above aqueous solution to 100 parts by mass of the polymer solution), and the solvent was removed by steam stripping (steam temperature: 190°C) for 2 hours at a liquid phase temperature of 95°C in the desolvation tank, and drying was performed with a heat roll adjusted to 110°C to obtain a conjugated diene polymer A-1. Table 2 shows the analytical values of the obtained conjugated diene polymer A-1. The 1st peak weight average molecular weight of the conjugated diene polymer A-1 was 20 x 10 4 , the weight average molecular weight (total weight average molecular weight) was 34 x 10 4 , the hydrogenation rate was 93% (θ = 0.93), and the glass transition temperature was -34°C.

〔製造例2~7、9:共役ジエン系重合体A-2~A-7、A-9の合成〕
使用する原料を表1に記載のとおり変更し、水素供給量を変更した以外は製造例1と同様にして重合を行い、共役ジエン系重合体A-2~A-7、A-9をそれぞれ得た。共役ジエン系重合体A-2~A-7、A-9の分析値を表2に示す。
[Production Examples 2 to 7, 9: Synthesis of Conjugated Diene Polymers A-2 to A-7, A-9]
Conjugated diene polymers A-2 to A-7 and A-9 were obtained by polymerization in the same manner as in Production Example 1, except that the raw materials used were changed as shown in Table 1 and the hydrogen supply amount was changed. The analytical values of the conjugated diene polymers A-2 to A-7 and A-9 are shown in Table 2.

〔製造例8:共役ジエン系重合体A-8の合成〕
窒素置換された内容積50リットルのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン25900g、テトラヒドロフラン26g、スチレン1273g、1,3-ブタジエン2361gを仕込んだ。反応器内容物の温度を45℃に調整した後、n-ブチルリチウム(39mmol)を含むシクロヘキサン溶液を添加して重合を開始した。重合は断熱条件で実施し、最高温度は80℃に達した。
重合転化率が99%に達したことを確認した後、ブタジエン111gを追加し、更に5分重合させ、重合体を含む反応液を得た。得られた反応液に四塩化ケイ素2mmolを加えて10分間反応させ、更にN,N-ジメチル-3-(トリエトキシシリル)プロピルアミン28mmolを加え、20分間反応させた。次いで、反応液を80℃以上にして系内に水素を導入した後、反応液を常温、常圧に戻して反応容器より抜き出し、共役ジエン系共重合体を含む重合体溶液を得た。
得られた重合体溶液に、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを1.4g添加した。次いで、pH調整剤であるアンモニアによりpH8.5(ガラス電極法による、80℃におけるpH)に調整した水溶液(温度:80℃)を脱溶媒槽に入れ、更に上記重合体溶液を加え(重合体溶液100質量部に対して、上記水溶液1000質量部の割合)、脱溶媒槽の液相の温度95℃で2時間スチームストリッピング(スチーム温度:190℃)を行うことにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥を行うことで、共役ジエン系重合体A-8を得た。得られた共役ジエン系重合体A-8の1stピーク重量平均分子量は20×10、重量平均分子量(トータル重量平均分子量)は34×10であり、ガラス転移温度は-40℃であった。なお、共役ジエン系重合体A-8は、水添率=0%、θ=0である。
[Production Example 8: Synthesis of conjugated diene polymer A-8]
A nitrogen-purged 50-liter autoclave reactor was charged with 25,900 g of cyclohexane, 26 g of tetrahydrofuran, 1,273 g of styrene, and 2,361 g of 1,3-butadiene. After adjusting the temperature of the reactor contents to 45°C, a cyclohexane solution containing n-butyllithium (39 mmol) was added to initiate polymerization. The polymerization was carried out under adiabatic conditions, and the maximum temperature reached 80°C.
After confirming that the polymerization conversion rate had reached 99%, 111 g of butadiene was added and polymerization was continued for an additional 5 minutes to obtain a reaction solution containing a polymer. 2 mmol of silicon tetrachloride was added to the resulting reaction solution and reacted for 10 minutes, and 28 mmol of N,N-dimethyl-3-(triethoxysilyl)propylamine was added and reacted for 20 minutes. Next, the reaction solution was heated to 80° C. or higher and hydrogen was introduced into the system, after which the reaction solution was returned to room temperature and pressure and withdrawn from the reaction vessel to obtain a polymer solution containing a conjugated diene copolymer.
To the obtained polymer solution, 1.4 g of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol was added. Next, an aqueous solution (temperature: 80°C) adjusted to pH 8.5 (pH at 80°C by glass electrode method) with ammonia as a pH adjuster was placed in a desolvation tank, and the polymer solution was further added (ratio of 1000 parts by mass of the aqueous solution to 100 parts by mass of the polymer solution), and the solvent was removed by steam stripping (steam temperature: 190°C) for 2 hours at a liquid phase temperature of 95°C in the desolvation tank, and drying was performed with a heat roll adjusted to 110°C to obtain a conjugated diene polymer A-8. The obtained conjugated diene polymer A-8 had a 1st peak weight average molecular weight of 20 x 10 4 , a weight average molecular weight (total weight average molecular weight) of 34 x 10 4 , and a glass transition temperature of -40°C. The conjugated diene polymer A-8 had a hydrogenation rate of 0% and θ of 0.

Figure 0007664038000006
Figure 0007664038000006

表1中、化合物の略称は以下の化合物を表す。
化合物A:ピペリジン
化合物B:N,N-ジメチル-3-(トリエトキシシリル)プロピルアミン
化合物C:四塩化ケイ素
表1中、「-」は、該当する欄の化合物を使用しなかったことを表す。
In Table 1, the abbreviations of the compounds represent the following compounds.
Compound A: piperidine Compound B: N,N-dimethyl-3-(triethoxysilyl)propylamine Compound C: silicon tetrachloride In Table 1, "-" indicates that the compound in the corresponding column was not used.

Figure 0007664038000007
Figure 0007664038000007

<重合体組成物の製造及び特性評価>
[実施例1~15及び比較例1~4]
温度制御装置を付属したプラストミル(内容量250cc)を使用し、1段目の混練として、充填率72%、回転数60rpmの条件で、表3及び表4の配合処方により、共役ジエン系重合体、(C)水溶性成分、シリカ、シランカップリング剤、伸展油、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤を混練した。次いで、2段目の混練として、上記で得た配合物を室温まで冷却後、表3及び表4の配合処方により、(B)熱膨張性成分、硫黄、加硫促進剤を混練した。これを成型し、160℃で所定時間、加硫プレスにて加硫した。加硫ゴムを用いて、以下の(1)~(3)の特性評価を実施した。なお、各実施例及び比較例において使用した共役ジエン系重合体、(B)熱膨張性成分及び(C)水溶性成分の種類及び割合は表3及び表4に記載のとおりである。実施例8では、(B)熱膨張性成分である発泡剤と共に、2段目の混錬時に発泡助剤を配合した。表3及び表4の数値は、各成分の配合割合(質量部)を表す。
<Production and Characterization of Polymer Compositions>
[Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 4]
In the first stage of kneading, a conjugated diene polymer, (C) water-soluble component, silica, a silane coupling agent, extender oil, stearic acid, zinc oxide, and antioxidant were kneaded according to the formulations in Tables 3 and 4 at a filling rate of 72% and a rotation speed of 60 rpm using a plastomill equipped with a temperature control device. Next, in the second stage of kneading, the mixture obtained above was cooled to room temperature, and then (B) thermally expandable component, sulfur, and vulcanization accelerator were kneaded according to the formulations in Tables 3 and 4. This was molded and vulcanized at 160°C for a predetermined time in a vulcanization press. The following characteristic evaluations (1) to (3) were performed using the vulcanized rubber. The types and proportions of the conjugated diene polymer, (B) thermally expandable component, and (C) water-soluble component used in each example and comparative example are as shown in Tables 3 and 4. In Example 8, a foaming assistant was blended together with the foaming agent, which is the thermally expandable component (B), during the second stage of kneading. The values in Tables 3 and 4 represent the blending ratio (parts by mass) of each component.

≪特性評価≫ ≪Characteristics evaluation≫

(1)耐摩耗性
加硫ゴムを測定用試料とし、DIN摩耗試験機(東洋精機社製)を使用して、JIS K6264-2:2005に準拠し、荷重10Nで25℃にて測定した。比較例2の値が100となるように規格化した値で表し、数値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを表す。
(2)氷上グリップ性能
直径50mm、厚さ10mmの加硫ゴムを測定用試料とし、固定した氷上に押し付けて、-2℃の環境で、面圧を12kgf/cm、サンプル回転主速度を20cm/秒で回転させるときに生じる摩擦力をロードセルで検出し、動摩擦係数μを算出した。評価は動摩擦係数μにより行い、比較例2の動摩擦係数μが100となるように規格化した値により結果を示した。
(3)硬度変化(Δ硬度)
熱老化前、熱老化後の各加硫ゴムシートからなる各試験片について、JIS K6253に準拠して硬度(Duro-A硬度)を測定し、熱老化前後の硬度の差により加硫ゴムの経時劣化のしにくさを評価した。評価は、熱老化前後の硬度の差が3未満のものを「A」、3以上6未満のものを「B」、6以上のものを「C」とする3段階により行った。なお、ここでいう「熱老化」とは、新品の加硫ゴムについてJIS K6257:2010に準じて熱老化(100℃、70時間)を実施し、熱老化された加硫ゴムを得る工程のことをいう。
(1) Abrasion Resistance Using vulcanized rubber as a measurement sample, a DIN abrasion tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) was used in accordance with JIS K6264-2:2005, and measurements were performed at 25°C under a load of 10 N. The abrasion resistance was expressed as a standardized value such that the value of Comparative Example 2 was 100, and a larger value indicates better abrasion resistance.
(2) Grip performance on ice A vulcanized rubber sample with a diameter of 50 mm and a thickness of 10 mm was used as the measurement sample, which was pressed against fixed ice and rotated at a surface pressure of 12 kgf/ cm2 and a main sample rotation speed of 20 cm/sec in an environment of -2°C. The frictional force generated when the sample was rotated at this pressure was detected with a load cell, and the dynamic friction coefficient μ was calculated. Evaluation was performed based on the dynamic friction coefficient μ, and the results were shown as values normalized so that the dynamic friction coefficient μ of Comparative Example 2 was 100.
(3) Hardness change (Δ hardness)
For each test piece made of each vulcanized rubber sheet before and after heat aging, the hardness (Duro-A hardness) was measured in accordance with JIS K6253, and the resistance of the vulcanized rubber to deterioration over time was evaluated based on the difference in hardness before and after heat aging. The evaluation was performed in three stages, with a difference in hardness before and after heat aging of less than 3 being "A", a difference of 3 to less than 6 being "B", and a difference of 6 or more being "C". Note that "heat aging" here refers to a process in which heat aging (100°C, 70 hours) is performed on a new vulcanized rubber in accordance with JIS K6257:2010 to obtain a heat-aged vulcanized rubber.

実施例1~15及び比較例1~4の特性評価の結果を表3及び表4に示す。

Figure 0007664038000008
The results of the characteristic evaluation of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Tables 3 and 4.
Figure 0007664038000008

Figure 0007664038000009
Figure 0007664038000009

表3及び表4中、B成分及びC成分の詳細は以下のとおりである。
B-1:ジニトロソペンタメチレンテトラミン、製品名「セルマイクAN」、三協化成社製
B-2:アゾジカルボンアミド、製品名「ビニホールAC#3」、永和化成工業社製
B-3:炭酸水素ナトリウム、製品名「セルマイク266」、三協化成社製
B-4:熱膨張カプセル、製品名「アドバンセルEM(グレードEML101)」、積水化学社製
C-1:硫酸マグネシウム、製品名「MN-00」、馬居化成工業社製
C-2:ポリビニルアルコール短繊維、製品名「Kuralon 1239」、クラレ社製
C-3:リグニンスルホン酸ナトリウム、東京化成工業社製
なお、B-1~B-4は(B)熱膨張性成分、C-1~C-3は(C)水溶性成分である。
In Tables 3 and 4, details of Components B and C are as follows.
B-1: Dinitrosopentamethylenetetramine, product name "Cellmike AN", manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd. B-2: Azodicarbonamide, product name "Vinihol AC #3", manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd. B-3: Sodium bicarbonate, product name "Cellmike 266", manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd. B-4: Thermal expansion capsule, product name "Advancell EM (Grade EML101)", manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. C-1: Magnesium sulfate, product name "MN-00", manufactured by Mai Kasei Kogyo Co., Ltd. C-2: Polyvinyl alcohol short fiber, product name "Kuralon 1239", manufactured by Kuraray Co., Ltd. C-3: Sodium lignin sulfonate, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Note that B-1 to B-4 are (B) thermal expansion components, and C-1 to C-3 are (C) water-soluble components.

表3及び表4中、使用した各成分*1)~*)の詳細は以下のとおりである。
*1)ローディア社製 ZEOSIL 1165MP
*2)三菱化学社製、ダイアブラックN339
*3)エボニック社製 Si75
*4)JX日鉱日石エネルギー社製 プロセスオイル T-DAE
*5)精工化学社製 オゾノン6C
*6)大内新興化学工業社製 ノクセラーCZ-G
*7)大内新興化学工業社製 ノクセラーD
*8)永和化成工業社製 尿素(製品名「セルペーストM3」)
表3及び表4中、配合処方における数値は、重合体組成物を調製した際の配合量(質量部)を表す。
Details of each component *1) to * 8 ) used in Tables 3 and 4 are as follows:
*1) Rhodia ZEOSIL 1165MP
*2) Diablack N339, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
*3) Evonik Si75
*4) JX Nippon Oil & Energy Corporation process oil T-DAE
*5) Ozonone 6C manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.
*6) Noccela CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
*7) Noccela D manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
*8) Urea manufactured by Eiwa Chemical Industry Co., Ltd. (product name "Cell Paste M3")
In Tables 3 and 4, the numerical values in the formulations represent the amounts (parts by mass) blended when the polymer compositions were prepared.

表3及び表4に示すように、(A)共役ジエン系重合体として水添率が75%以上である(A1)重合体と、(B)熱膨張性成分とを含有する重合体組成物(実施例1~15)は、比較例1~4との対比で、耐摩耗性及び氷上グリップ性能がバランス良く改善されていた。特に、Tgが-45℃以下である(A1)重合体を用いた実施例2~6、8、9では、Tgが-34℃、-28℃の(A1)重合体を用いた実施例1、7に比べて、耐摩耗性及び氷上グリップ性能がより高度にバランス良く改善された。さらに、実施例11~13と実施例4との対比から、(C)水溶性成分を更に含有させることにより、氷上グリップ性能が更に向上された。また、実施例1~15の重合体組成物を用いて得られた加硫ゴムは、熱老化による硬度の上昇が小さく、いずれも「A」の評価であった。 As shown in Tables 3 and 4, the polymer compositions (Examples 1 to 15) containing (A) a conjugated diene polymer having a hydrogenation rate of 75% or more and (B) a thermally expandable component showed a well-balanced improvement in abrasion resistance and grip performance on ice compared to Comparative Examples 1 to 4. In particular, Examples 2 to 6, 8, and 9, which used the (A1) polymer having a Tg of -45°C or less, showed a more highly balanced improvement in abrasion resistance and grip performance on ice compared to Examples 1 and 7, which used the (A1) polymer having a Tg of -34°C and -28°C. Furthermore, a comparison between Examples 11 to 13 and Example 4 shows that the inclusion of the water-soluble component (C) further improved the grip performance on ice. In addition, the vulcanized rubber obtained using the polymer compositions of Examples 1 to 15 showed a small increase in hardness due to heat aging, and all were rated "A".

以上の結果から、(A1)重合体と(B)熱膨張性成分とが配合された重合体組成物によれば、良好な氷上グリップ性能を示しながら、耐摩耗性に優れ、かつ熱老化による硬度の上昇が抑制された加硫ゴムを製造できることが分かった。また、(C)水溶性成分を更に配合することにより、加硫ゴムの氷上グリップ性能を更に改善できることが分かった。 These results show that a polymer composition containing the (A1) polymer and the (B) thermally expandable component can produce a vulcanized rubber that exhibits good grip performance on ice, has excellent abrasion resistance, and exhibits reduced increase in hardness due to thermal aging. It was also found that the ice grip performance of the vulcanized rubber can be further improved by further adding the (C) water-soluble component.

Claims (12)

(A)共役ジエン系重合体、及び、
(B)発泡剤、熱膨張性カプセル及び熱膨張性黒鉛よりなる群から選択される少なくとも1種である熱膨張性成分、
を含有し、
前記(A)共役ジエン系重合体は、下記式(1)で表される構造単位、下記式(2)で表される構造単位、下記式(3)で表される構造単位、及び下記式(4)で表される構造単位の重合体中の構成比(モル比)をそれぞれp、q、r、sとしたとき、下記数式(i)の条件を満たす重合体である(A1)重合体を含み、
前記(A1)重合体は、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのランダム共重合体であり、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を、前記(A1)重合体が有する構造単位の全量に対して、3~45質量%含む、重合体組成物。
数式(i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97
Figure 0007664038000010
(A) a conjugated diene polymer, and
(B) a thermally expandable component which is at least one selected from the group consisting of a foaming agent, a thermally expandable capsule, and a thermally expandable graphite;
Contains
The conjugated diene polymer (A) includes a polymer (A1) which satisfies the condition of the following mathematical formula (i) when the constituent ratios (molar ratios) in the polymer of a structural unit represented by the following formula (1), a structural unit represented by the following formula (2), a structural unit represented by the following formula (3), and a structural unit represented by the following formula (4) are p, q, r, and s, respectively :
The polymer (A1) is a random copolymer of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, and contains structural units derived from an aromatic vinyl compound in an amount of 3 to 45 mass% based on the total amount of structural units contained in the polymer (A1) .
Formula (i):
0.75≦(p+(0.5×r))/(p+q+(0.5×r)+s)≦0.97
Figure 0007664038000010
前記(A)共役ジエン系重合体中の前記(A1)重合体の割合が50質量%以上である、請求項1に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to claim 1, wherein the proportion of the (A1) polymer in the (A) conjugated diene polymer is 50% by mass or more. 前記(A1)重合体のガラス転移温度が-40℃以下である、請求項1又は2に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to claim 1 or 2, wherein the glass transition temperature of the polymer (A1) is -40°C or lower. 前記(A1)重合体におけるゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1.0×10~2.0×10である、請求項1~3のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the (A1) polymer has a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography of 1.0 x 10 5 to 2.0 x 10 6 . 前記(A1)重合体は、アミノ基、窒素含有複素環基、ホスフィノ基、水酸基、チオール基及びヒドロカルビルオキシシリル基よりなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the polymer (A1) has at least one functional group selected from the group consisting of an amino group, a nitrogen-containing heterocyclic group, a phosphino group, a hydroxyl group, a thiol group, and a hydrocarbyloxysilyl group. 前記(A1)重合体は、下記式(5)で表される化合物及び下記式(6)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物に由来する部分構造を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。
Figure 0007664038000011
(式(5)中、Aは、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有さず、かつRに対して窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、若しくはカルボニル基に含まれる炭素原子で結合する1価の官能基であるか、又は(チオ)エポキシ基である。R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロカルビル基である。Rは、ヒドロカルビレン基である。rは、0~2の整数である。ただし、rが2の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。rが0又は1の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。)
Figure 0007664038000012
(式(6)中、Aは、窒素、リン、酸素、硫黄及びケイ素よりなる群から選択される少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有さず、かつRに対して窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子若しくはケイ素原子で結合する1価の官能基であるか、又は炭素数1~20のヒドロカルビル基である。R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロカルビル基である。Rは、ヒドロカルビレン基である。Rは、単結合又はヒドロカルビレン基である。mは0又は1である。ただし、mが0の場合、式中の複数のRは、互いに同一の基又は異なる基である。)
The polymer composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer (A1) has a partial structure derived from at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (5) and compounds represented by the following formula ( 6 ):
Figure 0007664038000011
(In formula (5), A 1 is a monovalent functional group having at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon, having no active hydrogen, and bonded to R 5 via a nitrogen atom, a phosphorus atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, or a carbon atom contained in a carbonyl group, or is a (thio)epoxy group. R 3 and R 4 are each independently a hydrocarbyl group. R 5 is a hydrocarbylene group. r is an integer of 0 to 2. However, when r is 2, multiple R 3s in the formula are the same group or different groups. When r is 0 or 1, multiple R 4s in the formula are the same group or different groups.)
Figure 0007664038000012
(In formula (6), A2 is a monovalent functional group having at least one atom selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, and silicon, having no active hydrogen, and bonded to R9 via a nitrogen atom, phosphorus atom, oxygen atom, sulfur atom, or silicon atom, or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms. R6 and R7 are each independently a hydrocarbyl group. R8 is a hydrocarbylene group. R9 is a single bond or a hydrocarbylene group. m is 0 or 1. However, when m is 0, the multiple R7s in the formula are the same group or different groups.)
前記(B)熱膨張性成分の含有量が、前記(A)共役ジエン系重合体100質量部に対して0.1~50質量部である、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein the content of the thermally expandable component (B) is 0.1 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the conjugated diene polymer (A). (C)水溶性粒子及び水溶性繊維よりなる群から選択される少なくとも1種の成分を更に含有する、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 7 , further comprising (C) at least one component selected from the group consisting of water-soluble particles and water-soluble fibers. シリカ及びカーボンブラックよりなる群から選択される少なくとも1種を更に含有する、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 8 , further comprising at least one selected from the group consisting of silica and carbon black. 更に架橋剤を含有する、請求項1~のいずれか一項に記載の重合体組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a crosslinking agent. 請求項1~10のいずれか一項に記載の重合体組成物を用いて得られる架橋体。 A crosslinked product obtained by using the polymer composition according to any one of claims 1 to 10 . 請求項1~10のいずれか一項に記載の重合体組成物によりトレッド及びサイドウォールの一方又は両方が形成されたタイヤ。 A tire having a tread and/or a sidewall formed from the polymer composition according to any one of claims 1 to 10 .
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