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JP7315409B2 - rubber composition - Google Patents

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JP7315409B2 JP2019146542A JP2019146542A JP7315409B2 JP 7315409 B2 JP7315409 B2 JP 7315409B2 JP 2019146542 A JP2019146542 A JP 2019146542A JP 2019146542 A JP2019146542 A JP 2019146542A JP 7315409 B2 JP7315409 B2 JP 7315409B2
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Description

本発明は、ゴム組成物に関する。 The present invention relates to rubber compositions.

近年、自動車に対する低燃費化要求が高まり、自動車用タイヤ、特に地面と接するタイヤトレッドに用いられる材料の改良が求められており、従来から、転がり抵抗が小さい、すなわち低ヒステリシスロス性を有する材料の開発が求められてきている。
また、タイヤを軽量化するため、タイヤのトレッド部の厚みを減らす必要があり、さらに耐摩耗性の高い材料も求められている。
一方で、タイヤトレッド用に用いられる材料は、安全性の観点から、ウェットスキッド抵抗性に優れること、及び実用上十分な破壊特性を有していることが要求される。
In recent years, the demand for low fuel consumption of automobiles has increased, and improvement of materials used for automobile tires, especially tire treads that come into contact with the ground, has been demanded.
In addition, in order to reduce the weight of the tire, it is necessary to reduce the thickness of the tread portion of the tire, and materials with high wear resistance are also required.
On the other hand, from the viewpoint of safety, materials used for tire treads are required to have excellent wet skid resistance and practically sufficient breaking properties.

このような要求に応える材料として、ゴム状重合体と、カーボンブラック、シリカ等の補強性充填剤とを含む材料がある。
例えば、シリカを含む材料を用いると、低ヒステリシスロス性及びウェットスキッド抵抗性とのバランス向上を図ることができる。
また、運動性の高いゴム状重合体の分子末端部に、シリカとの親和性又は反応性を有する官能基を導入することによって、材料中におけるシリカの分散性を改良して、さらには、シリカ粒子との結合によりゴム状重合体分子末端部の運動性を低減して、ヒステリシスロスを低減化する試みがなされている。
Materials that meet such demands include materials containing rubber-like polymers and reinforcing fillers such as carbon black and silica.
For example, using a material containing silica can improve the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance.
Attempts have also been made to improve the dispersibility of silica in the material by introducing a functional group having affinity or reactivity with silica to the molecular terminal of a highly mobile rubber-like polymer, and to reduce the hysteresis loss by reducing the mobility of the molecular terminal of the rubber-like polymer by bonding with silica particles.

例えば、特許文献1及び2には、環式アザシラサイクル化合物を重合体活性末端と反応させて官能化したポリマーが提案されている。
また、特許文献3には、重合体活性末端と多官能性シラン化合物をカップリング反応させて得られるジエン系ゴムが提案されている。
For example, Patent Documents 1 and 2 propose a polymer functionalized by reacting a cyclic azasilacycle compound with a polymer active terminal.
Further, Patent Document 3 proposes a diene rubber obtained by a coupling reaction between an active terminal of a polymer and a polyfunctional silane compound.

特表2008-527150号公報Japanese Patent Publication No. 2008-527150 国際公開第11/129425号パンフレットWO 11/129425 pamphlet 国際公開第07/114203号パンフレットWO 07/114203 pamphlet

上述のように、低ヒステリシスロス性及びウェットスキッド抵抗性とのバランス向上を目指して充填剤としてシリカが配合されるが、シリカが親水性の表面を有しているため、疎水性の表面を有するカーボンブラックに対して、共役ジエン系ゴムと充填剤との親和性が低くなり、カーボンブラックに比較し、分散性が悪い。そのため、シリカを含む共役ジエン系ゴム材料には、シリカとゴム間の結合を付与し、分散性を改良するために、別途シランカップリング剤等を含有させたり、シリカとの親和性を有する変性基を重合体に導入したりすることで、シリカの分散性向上が図られている。最近では重合体を分岐型にして末端変性基の数を増やしたり、より親和性の高い変性基を採用したりすることで、シリカの分散性を高めたり、また、タイヤの耐摩耗性を向上させるために重合体の分子量を高める等の改良が検討されてきている。
一方において、ゴムの分子末端にシリカとの反応性の高い官能基を導入した共役ジエン系ゴム材料は、混練工程中にシリカ粒子との反応が進行するが、反応の進行が遅い場合にはトルク上昇に時間がかかるため混練りが不十分になったり、又は、混練り後にシートにする際の肌荒れやシート切れが生じやすくなったりするといった、加工性が悪化する傾向があるという問題を有している。
このような共役ジエン系ゴム材料を加硫物としたとき、特にシリカ等の無機充填剤を含む加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス、及び耐摩耗性に関して改良の余地がある。
As described above, silica is blended as a filler with the aim of improving the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, but since silica has a hydrophilic surface, the affinity between the conjugated diene rubber and the filler with respect to carbon black having a hydrophobic surface is low, and the dispersibility is poor compared to carbon black. Therefore, silica-containing conjugated diene-based rubber materials are provided with a bond between silica and rubber, and in order to improve dispersibility, a silane coupling agent or the like is added separately, or a modified group having an affinity with silica is introduced into the polymer to improve the dispersibility of silica. Recently, improvements such as increasing the molecular weight of the polymer in order to increase the dispersibility of silica by branching the polymer and increasing the number of terminal modified groups or adopting a modified group with higher affinity, and to improve the wear resistance of the tire have been investigated.
On the other hand, a conjugated diene rubber material in which a functional group highly reactive with silica is introduced at the molecular end of the rubber has a problem that the reaction with silica particles progresses during the kneading process, but if the progress of the reaction is slow, it takes time for the torque to rise.
When such a conjugated diene rubber material is used as a vulcanizate, particularly when it is used as a vulcanizate containing an inorganic filler such as silica, there is room for improvement in terms of the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, and abrasion resistance.

そこで、本発明においては、加工性、特にゴム状重合体と充填剤とをミキサーで混練りする際に、トルク上昇速度が比較的速く、混練りし易い組成物とすることで、充填剤の分散性が良好で、低ヒステリシスロス性に優れるゴム組成物を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, it is an object of the present invention to provide a rubber composition having good dispersibility of fillers and excellent low hysteresis loss by making it a composition that has relatively high torque increase rate and is easy to knead when kneading a rubber-like polymer and a filler with a mixer.

本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、重量平均分子量と分子量分布と、収縮因子とが特定範囲内にあり、変性率が特定の値以上である変性共役ジエン系重合体(A)と、GPCによる分子量曲線においてピークトップを2つ以上有しており低分子量側のピークの分子量分布とピーク面積とが特定範囲内にあり、変性率が特定の値以上である変性共役ジエン系重合体(B)とを含むゴム組成物が、上述した従来技術の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above-described problems of the prior art, the present inventors have found that a modified conjugated diene polymer (A) having a weight average molecular weight, a molecular weight distribution, and a shrinkage factor within specific ranges and a modification rate of not less than a specific value, and a modified conjugated diene polymer (B) having two or more peak tops in a molecular weight curve by GPC, having a molecular weight distribution and a peak area of a low molecular weight peak within a specific range, and having a modification rate not less than a specific value. The inventors have found that the rubber composition containing the above-mentioned compound can solve the above-described problems of the prior art, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

[1]
ゴム状重合体100質量部と、充填剤5~150質量部とを含むゴム組成物であって、
ゴム状重合体が、少なくとも2種類の変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含み、ゴム状重合体における変性共役ジエン系重合体(A)の含有量が30質量%以上であり、前記変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)がそれぞれ以下の特徴を有するゴム組成物。
〔変性共役ジエン系重合体(A):
重量平均分子量が20×104以上300×104以下であり、分子量分布Mw/Mnが1.6以上4.0以下であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上であり、粘度検出器付きゲルパーミエーションクロマトグラフィー-光散乱法測定(3D-GPC)による収縮因子(g’)が0.86未満である、変性共役ジエン系重合体。〕
〔変性共役ジエン系重合体(B):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線において、ピークトップを2つ以上有しており、分子量が最も小さいピークの分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満かつそのピーク面積が全ピーク面積に対して2~50%であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上である、変性共役ジエン系重合体。〕
[2]
変性共役ジエン系重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分の変性率が、前記共役ジエン系重合体(A)の総量に対する変性率の1/2以上である[1]に記載のゴム組成物。
[3]
変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が窒素及びケイ素を含有し、変性共役ジエン系重合体中の窒素及びケイ素の含有量がそれぞれ3質量ppm以上である[1]又は[2]に記載のゴム組成物。
[4]
変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が窒素を含有し、変性共役ジエン系重合体中の窒素の含有量が25質量ppm以上である[1]~[3]のいずれかに記載のゴム組成物。
[5]
変性共役ジエン系重合体(A)の重合開始剤残基が窒素を含まない、[1]~[4]のいずれかに記載のゴム組成物。
[6]
変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)の3D-GPCによる収縮因子(g’)が、0.70以下である[1]~[5]のいずれかに記載のゴム組成物。
[7]
変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が、下記一般式(I)で表される[1]~[6]のいずれかに記載のゴム組成物。
(式(I)中、D1はジエン系重合体鎖を表し、R1~R3は、各々独立に、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、R4及びR7は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表し、R5、R8、及びR9は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表し、R6及びR10は、各々独立に、炭素数1~20のアルキレン基を表し、R11は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。
m及びxは、1~3の整数を表し、x≦mであり、pは、1又は2を表し、yは1~3の整数を表し、y≦(p+1)であり、zは、1又は2の整数を表す。
複数存在する場合のD1、R1~R11、m、p、x、y、及びzは、各々独立している。
iは、0~6の整数を表し、jは0~6の整数を表し、kは0~6の整数を表し、(i+j+k)は1~10の整数であり、((x×i)+(y×j)+(z×k))は、1~30の整数である。
Aは、炭素数1~20の炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、かつ、活性水素を有しない有機基を表す。ただし、(i+j+k)が1の場合は、Aは無いものとしてよい。)
[1]
A rubber composition containing 100 parts by mass of a rubber-like polymer and 5 to 150 parts by mass of a filler,
A rubber composition in which the rubber-like polymer contains at least two types of modified conjugated diene-based polymers (A) and (B), the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber-like polymer is 30% by mass or more, and the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) each have the following characteristics.
[Modified conjugated diene polymer (A):
A modified conjugated diene polymer having a weight average molecular weight of 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.6 or more and 4.0 or less, a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene polymer, and a shrinkage factor (g′) measured by gel permeation chromatography with a viscosity detector-light scattering method measurement (3D-GPC) of less than 0.86. ]
[Modified conjugated diene polymer (B):
A modified conjugated diene-based polymer having two or more peak tops in a gel permeation chromatography (GPC) curve, having a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.0 or more and less than 1.6 for the peak with the lowest molecular weight and having a peak area of 2 to 50% relative to the total peak area, and a modified conjugated diene-based polymer having a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer. ]
[2]
The rubber composition according to [1], wherein the modification rate of the peak top in the gel permeation chromatography (GPC) curve of the modified conjugated diene-based polymer (A), or the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight when there are a plurality of peak tops, is 1/2 or more of the modification rate of the component with a molecular weight of 1/2 or more relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer (A).
[3]
The modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) contains nitrogen and silicon, and the nitrogen and silicon contents in the modified conjugated diene polymer are each 3 mass ppm or more [1] or [2] The rubber composition according to.
[4]
The rubber composition according to any one of [1] to [3], wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) contains nitrogen, and the nitrogen content in the modified conjugated diene polymer is 25 ppm by mass or more.
[5]
The rubber composition according to any one of [1] to [4], wherein the polymerization initiator residue of the modified conjugated diene polymer (A) does not contain nitrogen.
[6]
The rubber composition according to any one of [1] to [5], wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) has a 3D-GPC shrinkage factor (g') of 0.70 or less.
[7]
The rubber composition according to any one of [1] to [6], wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) is represented by the following general formula (I).
(In formula (I), D 1 represents a diene polymer chain, R 1 to R 3 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 4 and R 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 5 , R 8 , and R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 10 each independently It represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
m and x represent an integer of 1 to 3, x≦m, p represents 1 or 2, y represents an integer of 1 to 3, y≦(p+1), and z represents an integer of 1 or 2.
D 1 , R 1 to R 11 , m, p, x, y, and z when there are a plurality of them are each independent.
i represents an integer of 0 to 6, j represents an integer of 0 to 6, k represents an integer of 0 to 6, (i + j + k) is an integer of 1 to 10, and ((x x i) + (y x j) + (z x k)) is an integer of 1 to 30.
A represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an organic group having at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a phosphorus atom and having no active hydrogen. However, when (i+j+k) is 1, A may be absent. )

本発明によれば加工性、特にゴム状重合体と充填剤とをミキサーで混練りする際に、トルク上昇速度が比較的速く、混練りし易い組成物となるため、充填剤の分散性が良好で、低ヒステリシスロス性に優れるゴム組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition having good processability, especially when kneading a rubber-like polymer and a filler with a mixer, the torque increase rate is relatively high and the composition is easy to knead, so that the dispersibility of the filler is good and the rubber composition is excellent in low hysteresis loss.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.

本実施形態のゴム組成物は、ゴム状重合体100質量部と、充填剤5~150質量部とを含むゴム組成物であって、ゴム状重合体が、少なくとも2種類の変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含み、ゴム状重合体における変性共役ジエン系重合体(A)の含有量が30質量%以上であり、前記変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)がそれぞれ以下の特徴を有する。
〔変性共役ジエン系重合体(A):
重量平均分子量が20×104以上300×104以下であり、分子量分布Mw/Mnが1.6以上4.0以下であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上であり、粘度検出器付きゲルパーミエーションクロマトグラフィー-光散乱法測定(3D-GPC)による収縮因子(g’)が0.86未満である、変性共役ジエン系重合体。〕
〔変性共役ジエン系重合体(B):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線において、ピークトップを2つ以上有しており、分子量が最も小さいピークの分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満かつそのピーク面積が全ピーク面積に対して2~50%であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上である、変性共役ジエン系重合体。〕
The rubber composition of the present embodiment is a rubber composition containing 100 parts by mass of a rubber-like polymer and 5 to 150 parts by mass of a filler, wherein the rubber-like polymer contains at least two modified conjugated diene-based polymers (A) and (B), the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber-like polymer is 30% by mass or more, and the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) each have the following characteristics.
[Modified conjugated diene polymer (A):
A modified conjugated diene polymer having a weight average molecular weight of 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.6 or more and 4.0 or less, a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene polymer, and a shrinkage factor (g′) measured by gel permeation chromatography with a viscosity detector-light scattering method measurement (3D-GPC) of less than 0.86. ]
[Modified conjugated diene polymer (B):
A modified conjugated diene-based polymer having two or more peak tops in a gel permeation chromatography (GPC) curve, having a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.0 or more and less than 1.6 for the peak with the lowest molecular weight and having a peak area of 2 to 50% relative to the total peak area, and a modified conjugated diene-based polymer having a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer. ]

〔変性共役ジエン系重合体(A)〕
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、重量平均分子量が、20×104以上300×104以下であり、分子量分布Mw/Mnが1.6以上4.0以下である、変性共役ジエン系重合体であって、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上であり、3D-GPCによる収縮因子(g’)が、0.86未満の、変性共役ジエン系重合体である。
[Modified conjugated diene polymer (A)]
The modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment is a modified conjugated diene polymer having a weight average molecular weight of 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.6 or more and 4.0 or less, a modified conjugated diene having a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene polymer, and a shrinkage factor (g′) by 3D-GPC of less than 0.86. It is a system polymer.

(重量平均分子量)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量は、20×104以上300×104以下であり、好ましくは30×104以上270×104以下であり、より好ましくは、40×104以上250×104以下であり、さらにより好ましくは50×104より大きく250×104以下である。
変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量が20×104以上300×104以下であることにより、加硫物としたときの低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性に優れる。
また、変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量が300×104以下であることにより、加硫物とする際の充填剤の分散性に優れ、優れた破壊特性が得られる。
さらに、変性共役ジエン系重合体(A)が高分子量、すなわち、変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量が50×104より大きくなると、使用する重合開始剤の添加量が少なくなる。そのため、成長反応の停止又は連鎖移動が、GPC曲線におけるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分の変性率に与える影響が大きくなる。この場合、重合反応器に導入するモノマー及び溶媒の超高純度化、低温重合及び99質量%未満のモノマー転化率を達成することにより、所望の変性率である変性共役ジエン系重合体を得ることができる。
変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量は、モノマーに対する重合開始剤の量を調整することより上記数値範囲に制御することができる。具体的には、モノマーに対する重合開始剤の量を増大させることにより、重量平均分子量を低下させることができる。
変性共役ジエン系重合体(A)の重量平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight of the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment is 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, preferably 30×10 4 or more and 270×10 4 or less, more preferably 40× 10 4 or more and 250×10 4 or less, and even more preferably 50× 10 4 or more and 250×10 4 or less.
When the modified conjugated diene polymer (A) has a weight average molecular weight of 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, the resulting vulcanizate has an excellent balance between low hysteresis loss and wet skid resistance and abrasion resistance.
Further, when the modified conjugated diene-based polymer (A) has a weight average molecular weight of 300×10 4 or less, the vulcanizate has excellent filler dispersibility and excellent breaking properties.
Furthermore, when the modified conjugated diene-based polymer (A) has a high molecular weight, that is, when the weight-average molecular weight of the modified conjugated diene-based polymer (A) is greater than 50×10 4 , the amount of polymerization initiator to be used is reduced. Therefore, termination of the growth reaction or chain transfer has a greater effect on the denaturation rate of the component with a molecular weight that is 1/2 the molecular weight at the top of the peak in the GPC curve. In this case, a modified conjugated diene polymer with a desired modification rate can be obtained by achieving ultra-high purity of the monomer and solvent introduced into the polymerization reactor, low-temperature polymerization, and a monomer conversion rate of less than 99% by mass.
The weight average molecular weight of the modified conjugated diene polymer (A) can be controlled within the above numerical range by adjusting the amount of the polymerization initiator relative to the monomer. Specifically, the weight average molecular weight can be lowered by increasing the amount of polymerization initiator relative to the monomer.
The weight average molecular weight of the modified conjugated diene-based polymer (A) can be measured by the method described in Examples below.

(分子量分布)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比で表される分子量分布Mw/Mnが1.6以上4.0以下である。この範囲の分子量分布である変性共役ジエン系重合体(A)は、同程度の分子量及び変性率の重合体と比較して加硫物とする際の加工性により優れる傾向にある。好ましくは1.8以上3.0以下であり、より好ましくは1.9以上2.5以下である。
このような分子量分布の変性共役ジエン系重合体(A)は、好ましくは連続重合で得ることができる。
分子量分布は、GPCによる分子量曲線が一山(モノモーダル)の形状、又は複数ピークの場合は台形若しくは連峰型の形状であることが好ましい。連峰型としては、ピークとピークとの間の最下部の高さが両側のピーク高さの50%以上である形を意味する。このような分子量分布を有する変性共役ジエン系重合体(A)は、加硫物とする際の加工性により優れる傾向にある。
(Molecular weight distribution)
The modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment has a molecular weight distribution Mw/Mn, which is represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn), of 1.6 or more and 4.0 or less. The modified conjugated diene-based polymer (A) having a molecular weight distribution within this range tends to be more excellent in workability when forming a vulcanizate compared to polymers having similar molecular weights and modification ratios. It is preferably 1.8 or more and 3.0 or less, more preferably 1.9 or more and 2.5 or less.
The modified conjugated diene-based polymer (A) having such a molecular weight distribution can be preferably obtained by continuous polymerization.
The molecular weight distribution is preferably such that the molecular weight curve by GPC has a monomodal shape, or a trapezoidal or mountain range shape in the case of multiple peaks. A mountain range means a shape in which the height of the bottom between peaks is 50% or more of the height of the peaks on both sides. The modified conjugated diene-based polymer (A) having such a molecular weight distribution tends to be more excellent in workability when forming a vulcanizate.

また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、分子量が200万以上500万以下の変性共役ジエン系重合体(以下、「特定の高分子量成分」ともいう。)を、0.3質量%以上20質量%以下含むものであることが好ましい。これにより、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性により優れる傾向にある。
前記特定の高分子量成分の含有量は、より好ましくは1.0質量%以上18質量%以下、さらに好ましくは2.0質量%以上15質量%以下である。
前記特定の高分子量成分の含有量がこのような範囲にある変性共役ジエン系重合体(A)を得るためには、例えば、後述する有機モノリチウム化合物の重合開始剤としての使用量を調整すればよく、後述する重合工程において、連続式、回分式のいずれの重合様式においても、滞留時間分布を有する方法、すなわち、成長反応の時間分布を広げる方法を選択することが好ましい。
連続式における具体的な方法としては、特に限定されないが、例えば、攪拌機付槽型反応器を用い、これを攪拌機で激しく混合する形式のバックミックス反応器として用いる方法、好ましくは完全混合型反応器として用いる方法や、管型反応器を用い、一部をリサーキュレーションする方法、重合開始剤のフィード場所として単量体入口又はその付近の他に重合器途中に入り口を設ける方法や、槽型と管型との反応器を組み合わせて用いる方法が挙げられる。
これらの方法によれば、滞留時間分布を大きくすることができ、滞留時間の長い重合体成分を高分子量成分とすることができる。
また、回分式における具体的な方法としては、特に限定されないが、例えば、重合開始剤のフィード方法を、重合開始時から重合途中の間で連続的若しくは断続的に、重合開始時、及び/又は重合途中で連続的若しくは断続的にフィードする方法が挙げられる。
この方法によると、最初に重合開始剤をフィードした重合開始時点から重合した重合体が高分子量成分となり、後で重合を開始した重合体との間で分子量の差が生じる。より具体的には、単量体に対し、目標分子量に相当する重合開始剤の量を、例えば転化率0質量%~95質量%までの間、連続的にフィードすれば、拡大した分子量分布を有する重合体とすることができる傾向にある。
上述した方法を用いることにより、変性工程前の共役ジエン系重合体のリビング末端の活性比率が高くなる傾向にあり、カップリング後のカップリング率、すなわち、変性率が高い変性共役ジエン系重合体が得られる傾向にある。これらの方法の中で、さらに好ましくは、攪拌機付槽型反応器を用い、攪拌機で激しく混合する形式のバックミックス反応器として用いる方法である。
Further, the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment preferably contains a modified conjugated diene-based polymer having a molecular weight of 2,000,000 or more and 5,000,000 or less (hereinafter also referred to as "specific high molecular weight component") in an amount of 0.3% by mass or more and 20% by mass or less. As a result, the vulcanizate tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, and better wear resistance.
The content of the specific high molecular weight component is more preferably 1.0% by mass or more and 18% by mass or less, and still more preferably 2.0% by mass or more and 15% by mass or less.
In order to obtain a modified conjugated diene-based polymer (A) in which the content of the specific high-molecular-weight component is within such a range, for example, the amount of the organic monolithium compound used as a polymerization initiator, which will be described later, may be adjusted.
Specific methods in the continuous system are not particularly limited, but examples thereof include a method of using a tank-type reactor with a stirrer and using it as a back-mixing reactor in which the reactor is vigorously mixed with a stirrer, preferably a method of using a complete mixing-type reactor, a method of using a tubular reactor and partly recirculating it, a method of providing an inlet in the middle of the polymerization vessel in addition to the monomer inlet or its vicinity as a feed location for the polymerization initiator, and a method of using a combination of tank-type and tubular-type reactors.
According to these methods, the residence time distribution can be widened, and a polymer component having a long residence time can be made into a high molecular weight component.
Further, the specific method in the batch system is not particularly limited, but examples thereof include a method of feeding the polymerization initiator continuously or intermittently from the start of polymerization to the middle of polymerization, and a method of continuously or intermittently feeding at the start of polymerization and/or during polymerization.
According to this method, the polymer polymerized from the start of polymerization when the polymerization initiator is first fed becomes a high-molecular-weight component, and a difference in molecular weight occurs between the polymer that starts polymerization later. More specifically, if the amount of polymerization initiator corresponding to the target molecular weight is continuously fed to the monomer, for example, the conversion rate is from 0% by mass to 95% by mass, there is a tendency that a polymer having an expanded molecular weight distribution can be obtained.
By using the above-described method, the active ratio of the living terminal of the conjugated diene-based polymer before the modification step tends to increase, and the coupling rate after coupling, that is, the modified conjugated diene-based polymer with a high modification rate tends to be obtained. Among these methods, more preferred is the method of using a tank-type reactor with a stirrer as a back-mix reactor in which the materials are vigorously mixed with a stirrer.

なお、本明細書において「分子量」とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって得られる、標準ポリスチレン換算分子量である。
数平均分子量、重量平均分子量、分子量分布は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
In addition, in this specification, "molecular weight" is a standard polystyrene conversion molecular weight obtained by GPC (gel permeation chromatography).
The number average molecular weight, weight average molecular weight and molecular weight distribution can be measured by the methods described in Examples below.

(変性率)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上である。当該変性率の上限は特に限定されないが、例えば、98質量%以下である。
変性率が50質量%以上であることにより、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスにより優れる。
また、変性率が50質量%以上であることにより、重合体のムーニー粘度、ミクロ構造、使用された変性剤、混練り条件等が、同一である共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が低い(変性率50質量%未満)重合体と比較して、充填剤と混練りする際にトルクの上がる速度が速く、トルクが到達する最大値が高い傾向にある。
(denaturation rate)
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment has a modification rate of 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer. Although the upper limit of the modification rate is not particularly limited, it is, for example, 98% by mass or less.
When the modification rate is 50% by mass or more, the vulcanizate has a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance.
In addition, when the modification rate is 50% by mass or more, the rate of increase in torque when kneading with a filler tends to be high and the maximum value reached by the torque tends to be high when compared to a polymer with a low modification rate (modification rate of less than 50% by mass) with respect to the total amount of conjugated diene-based polymers having the same Mooney viscosity, microstructure, modifier used, kneading conditions, etc.

変性率は、充填剤に親和性又は結合反応性を有する特定官能基を重合体分子中に有する重合体成分の、共役ジエン系重合体の総量に対する含有率を質量%で表したものである。
充填剤に親和性又は結合反応性を有する特定官能基を重合体分子中に有する重合体成分としては、好ましくは窒素原子、珪素原子、酸素原子を含む官能基を有する重合体が挙げられる。より好ましくは、当該官能基を重合体の末端に有する変性共役ジエン系重合体である。例えば、重合開始末端に窒素原子を有する官能基が結合している重合体及び/又は終了末端に典型的には変性剤残基として窒素原子、珪素原子、酸素原子を含む官能基を有する官能基により変性されている変性共役ジエン系重合体が挙げられる。
変性率は、官能基含有の変性成分と非変性成分とを分離できるクロマトグラフィーによって測定することができる。このクロマトグラフィーを用いた方法としては、特定官能基を吸着するシリカ等の極性物質を充填剤としたゲル浸透クロマトグラフィー用のカラムを使用し、非吸着成分の内部標準を比較に用いて定量する方法が挙げられる。より具体的には、変性率は、測定試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系ゲルカラムで測定したクロマトグラムとシリカ系カラムで測定したクロマトグラムとの差分を算出することから、シリカ系カラムへの吸着量を測定することができる。
変性率は、後述する実施例に記載する方法により測定することができる。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率は、変性剤の添加量、及び反応によって上記数値範囲に制御することができる傾向にあり、具体的には、変性剤の添加量を増大する、及び/又は重合温度を低下させる、及び/又は重合開始剤に後述する分子内に少なくとも1つ窒素原子を有する有機リチウム化合物を用いて重合することにより、変性率が増大する。
The modification rate is the percentage by mass of the content of the polymer component having a specific functional group having affinity or binding reactivity with the filler relative to the total amount of the conjugated diene polymer.
The polymer component having a specific functional group having affinity or bonding reactivity with the filler in the polymer molecule preferably includes a polymer having a functional group containing a nitrogen atom, a silicon atom or an oxygen atom. More preferably, it is a modified conjugated diene polymer having the functional group at the end of the polymer. Examples thereof include a modified conjugated diene-based polymer modified with a functional group having a functional group containing a nitrogen atom, a silicon atom, and an oxygen atom, typically as a modifier residue, at the polymerization initiation end and/or at the end of the polymerization.
Modification rate can be measured by chromatography that can separate functional group-containing modified and non-modified components. As a method using this chromatography, a column for gel permeation chromatography filled with a polar substance such as silica that adsorbs a specific functional group is used, and an internal standard of non-adsorbed components is used for comparison. More specifically, the modification rate is calculated by calculating the difference between the chromatogram measured with a polystyrene gel column and the chromatogram measured with a silica column for a sample solution containing a measurement sample and a low-molecular-weight internal standard polystyrene. Therefore, the adsorption amount to a silica column can be measured.
The modification rate can be measured by the method described in Examples below.
The modification rate of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer tends to be controllable within the above numerical range depending on the amount of the modifier added and the reaction. Specifically, the modification rate increases by increasing the amount of the modifier added, and/or lowering the polymerization temperature, and/or performing polymerization using an organolithium compound having at least one nitrogen atom in the molecule described later as a polymerization initiator.

(低分子量成分の変性率)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、GPC曲線におけるピークが一つ存在する場合にはそのピークのピークトップ、又はピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分(以下、低分子量成分と記載する場合がある。)の変性率(以下、1/2変性率と記載する場合がある。)が、変性共役ジエン系重合体(A)の総量に対する変性率の1/2以上であることがより好ましい。好ましくは0.55以上であり、より好ましくは0.57以上である。変性共役ジエン系重合体(A)における低分子量成分の変性率の上限は特に限定されないが、例えば、変性共役ジエン系重合体(A)の総量に対する変性率の0.95以下である。
これにより、加工性が良好な、特に充填剤と混練りする際に、より短時間で、より充填剤の分散性が良好なゴム組成物が得られる変性共役ジエン系重合体(A)を得ることができる。
混練りが短時間であることで、重合体の熱劣化を最小限に抑えることができ、配合する熱安定材を削減できるという効果が得られる。また、混練りが短時間なため、生産性が向上する。
(Modification rate of low molecular weight component)
In the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment, when there is one peak in the GPC curve, the peak top of that peak, or when there are multiple peak tops, the molecular weight is 1/2 of the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight (hereinafter sometimes referred to as a low molecular weight component). It is more preferable to have It is preferably 0.55 or more, more preferably 0.57 or more. Although the upper limit of the modification rate of the low-molecular-weight component in the modified conjugated diene polymer (A) is not particularly limited, it is, for example, 0.95 or less of the modification rate with respect to the total amount of the modified conjugated diene polymer (A).
As a result, it is possible to obtain a modified conjugated diene polymer (A) that has good processability, particularly when kneaded with a filler, a rubber composition having better filler dispersibility can be obtained in a shorter time.
Since the kneading time is short, the heat deterioration of the polymer can be minimized, and the heat stabilizer to be blended can be reduced. In addition, since the kneading time is short, the productivity is improved.

重合体と充填剤と混練り時におけるトルクの伝わり方として以下のようなメカニズムを推定している。
まず、変性共役ジエン系重合体(A)の共役ジエン系重合体の総量に対する変性率に着目すると、重合体のムーニー粘度、ミクロ構造、使用された変性剤、混練り条件等が、同一であった場合には、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が高い(変性率50%以上)重合体は、変性率が低い重合体と比較して、充填剤と混練りする際にトルクの上がる速度は速いが、一方において、トルクが到達する最大値も高いため、全体としての変性率が変わっても、トルクの最大値に到達するまでにかかる時間はほぼ同じである。つまり、重合体全体としての変性率は、トルクの最大値と、トルクの上昇速度との双方に影響する結果、全体としての変性率が増減しても、トルクの最大値に到達するまでの時間の長短にはあまり影響しないと考えられる。
一方において、前記低分子量成分の変性率、すなわち前記1/2変性率に着目した場合、前記1/2変性率が、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率に対して低いほど、重合体を充填剤と混練りする際にトルクの上昇速度は遅くなり、1/2変性率が、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率に対して高いほどトルクの上昇速度は速くなる。
上述したように、トルクの上昇速度には、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率も影響するが、「共役ジエン系重合体の総量に対する変性率」が高い場合も、低い場合も「1/2変性率」が高い方がトルク上昇速度は速くなる。すなわち、「共役ジエン系重合体の総量に対する変性率」に対する「1/2変性率」の高さの、トルク上昇速度への影響は、「共役ジエン系重合体の総量に対する変性率」によらず一定である。
他方、変性共役ジエン系重合体が一成分のみ(重合体Aのみ)で、重合体と充填剤とを混練りする場合、トルクの最大値は変性共役ジエン系重合体全体の変性率に依存して決まるため、1/2変性率によっては変わらず、すなわち1/2変性率に依存せず、1/2変性率が高いほど、トルクの最大値に到達するまでの時間が短くなる。このため、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率によらず、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率に対する1/2変性率の高さによって、トルクの最大値に到達するまでの時間を制御することができる。
具体的には、1/2変性率を共役ジエン系重合体の総量に対する変性率の1/2以上の高さにすることで、加工性、特に充填剤と混練りする際に、より短時間で充填剤の分散性が良好になる。また、低分子量成分の変性率を、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率の1/2以上とすることにより、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)を含む加硫組成物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスと、破壊特性及び耐摩耗性とに優れ、特にタイヤ用として省燃費性に優れるゴム組成物を得るための組成物の設計の自由度が高くなる。
タイヤ用のゴム組成物を製造する場合に、省燃費性能の向上を図るためには、より分岐度の高い、及び/又は高分子量の変性共役ジエン系重合体を用いることが有効であるが、一方において、充填剤等との混練が難しくなるといった加工上の問題が生じるおそれがある。しかしながら、変性共役ジエン系重合体の加工性を高める技術を採用することで、より分岐度の高い、及び/又は高分子量の変性共役ジエン系重合体を用いても、混練工程等での問題の発生を防止し、結果として、タイヤにより適した組成物を調整しやすくなる。
かかる観点から、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)においては、混練工程でトルクがより短時間でピークに達するように、変性共役ジエン系重合体(A)として、GPC曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分の変性率、すなわち低分子量成分の変性率が、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率の1/2以上とするのが好ましい。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、成長反応の停止又は連鎖移動が極めて少ない重合方法で得ることができ、そのため重合反応器に導入するモノマー及び溶媒の超高純度化、低温重合及び99質量%未満のモノマー転化率で達成することができる。
また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、高分子量である変性共役ジエン系重合体と低分子量である変性共役ジエン系重合体とを混練りすることによっても得ることができる。
分子量成分毎の変性率は、官能基含有の変性成分と非変性成分を分離できるクロマトグラフィーによって測定することができる。このクロマトグラフィーを用いた方法としては、特定官能基を吸着するシリカ等の極性物質を充填剤としたゲル浸透クロマトグラフィー用のカラムを使用し、非吸着成分の内部標準を比較に用いて定量する方法が挙げられる。より具体的には、分子量成分毎の変性率は、測定用試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系ゲルカラムで測定したクロマトグラムとシリカ系カラムで測定したクロマトグラムとの分子量成分毎の差分から、シリカ系カラムへの吸着量を測定することにより得られる。また、変性率は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
GPC曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分の変性率が、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率の1/2以上である変性共役ジエン系重合体(A)とするためには、反応器に導入するモノマー及び溶媒の純度を高めて、重合中に失活する末端の量を低減する方法を採用することが有効である。
The following mechanism is presumed as how the torque is transmitted when the polymer and filler are kneaded.
First, focusing on the modification ratio of the modified conjugated diene-based polymer (A) to the total amount of the conjugated diene-based polymer, when the Mooney viscosity of the polymer, the microstructure, the modifier used, the kneading conditions, etc. are the same, a polymer with a high modification ratio (modification ratio of 50% or more) relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer has a faster rate of torque increase when kneaded with a filler compared to a polymer with a low modification ratio, but on the other hand, the maximum torque reaches is also high. Therefore, the time taken to reach the maximum torque value is almost the same even if the overall transformation rate is changed. In other words, the modification rate of the polymer as a whole affects both the maximum torque value and the rate of increase in torque. As a result, even if the modification rate as a whole increases or decreases, it is thought that the length of time required to reach the maximum torque value is not significantly affected.
On the other hand, when focusing on the modification rate of the low-molecular weight component, that is, the 1/2 modification rate, the lower the 1/2 modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer, the slower the torque increase rate when kneading the polymer with the filler, and the higher the 1/2 modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer, the faster the torque increase rate.
As described above, the rate of increase in torque is also affected by the rate of modification with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer, but regardless of whether the "rate of modification with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer" is high or low, the higher the "1/2 modification rate", the faster the rate of torque increase. That is, the influence of the "1/2 modification rate" relative to the "modification rate relative to the total amount of the conjugated diene polymer" on the torque increase rate is constant regardless of the "modification rate relative to the total amount of the conjugated diene polymer".
On the other hand, when the modified conjugated diene-based polymer is only one component (polymer A only) and the polymer and the filler are kneaded, the maximum value of torque is determined depending on the modification rate of the entire modified conjugated diene-based polymer. Therefore, the time until the torque reaches the maximum value can be controlled by the height of the 1/2 modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer, regardless of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer.
Specifically, by setting the 1/2 modification rate to 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer, processability, particularly when kneading with the filler, the dispersibility of the filler is improved in a short time. In addition, by setting the modification rate of the low-molecular weight component to 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer, when a vulcanized composition containing the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is formed, the composition has a high degree of freedom in designing a composition that has a good balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, excellent fracture characteristics and wear resistance, and is particularly excellent in fuel efficiency for tires.
When producing a rubber composition for tires, it is effective to use a modified conjugated diene-based polymer with a higher degree of branching and/or a higher molecular weight in order to improve fuel efficiency. However, by adopting a technique for improving the processability of the modified conjugated diene-based polymer, even if a modified conjugated diene-based polymer with a higher degree of branching and/or a high molecular weight is used, problems in the kneading process or the like can be prevented from occurring, and as a result, it becomes easier to prepare a composition more suitable for tires.
From this point of view, in the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment, the modified conjugated diene polymer (A) is such that the peak top in the GPC curve, or when there are a plurality of peak tops, the molecular weight of the component having a molecular weight that is 1/2 of the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight, that is, the modification rate of the low molecular weight component, is set to 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene polymer. is preferred.
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment can be obtained by a polymerization method that causes very little termination of the growth reaction or chain transfer, and therefore can be achieved with ultra-high purity of the monomer and solvent introduced into the polymerization reactor, low-temperature polymerization, and a monomer conversion rate of less than 99% by mass.
The modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment can also be obtained by kneading a high molecular weight modified conjugated diene polymer and a low molecular weight modified conjugated diene polymer.
The modification rate for each molecular weight component can be measured by chromatography capable of separating functional group-containing modified components from non-modified components. As a method using this chromatography, a column for gel permeation chromatography filled with a polar substance such as silica that adsorbs a specific functional group is used, and an internal standard of non-adsorbed components is used for comparison. More specifically, the modification rate of each molecular weight component is obtained by measuring the amount of adsorption to a silica-based column from the difference between the chromatogram of a sample solution containing a measurement sample and a low-molecular-weight internal standard polystyrene measured with a polystyrene-based gel column and a chromatogram measured with a silica-based column for each molecular weight component. In addition, the modification rate can be measured by the method described in Examples below.
In order to obtain a modified conjugated diene-based polymer (A) in which the modification rate of the peak top in the GPC curve, or the molecular weight of the component with the molecular weight that is 1/2 of the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight when there are multiple peak tops, is 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer, it is effective to adopt a method of increasing the purity of the monomer and solvent introduced into the reactor and reducing the amount of the terminal deactivated during polymerization.

(窒素含有量)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)においては、微量全窒素分析装置を用いて測定される当該変性共役ジエン系重合体に含まれる窒素の含有量が3質量ppm以上70質量ppm以下であり、好ましくは6質量ppm以上60質量ppm以下であり、より好ましくは10質量ppm以上50質量ppm以下であることが好ましい形態として挙げられる。
窒素の含有量が3質量ppm以上であることにより、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスにより優れる。また、窒素含有量が70質量ppm以下であることにより、配合物にした際にシリカが分散しすぎることによる剛性の低下が抑制できる。変性剤として窒素を含有する化合物を採用することで、窒素の含有量を3質量ppm以上にできる傾向がある。
(Nitrogen content)
In the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, the nitrogen content in the modified conjugated diene-based polymer measured using a trace total nitrogen analyzer is 3 ppm by mass or more and 70 mass ppm or less, preferably 6 mass ppm or more and 60 mass ppm or less, more preferably 10 mass ppm or more and 50 mass ppm or less.
When the nitrogen content is 3 ppm by mass or more, the vulcanizate has a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance. In addition, when the nitrogen content is 70 ppm by mass or less, it is possible to suppress deterioration in rigidity due to excessive dispersion of silica in the formulation. By employing a nitrogen-containing compound as a modifier, there is a tendency that the nitrogen content can be increased to 3 ppm by mass or more.

また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)においては、微量全窒素分析装置を用いて測定される当該変性共役ジエン系重合体に含まれる窒素の含有量が25質量ppm以上であることが好ましい他の形態として挙げられる。変性共役ジエン系重合体(A)に含まれる窒素の含有量は、40質量ppm以上であることがより好ましく、70質量ppm以上であることがさらに好ましく、また、500質量ppm以下であることが好ましく、400質量ppm以下であることがより好ましく、250質量ppm以下であることがさらに好ましい。このような変性共役ジエン系重合体(A)は、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスに、より優れたものになる。窒素の含有量が25質量ppm以上である変性共役ジエン系重合体(A)の例としては、重合開始末端にも、重合終了末端にも窒素を含有する変性基を結合させた重合体が挙げられる。このような重合体は、例えば、分子内に少なくとも1つ窒素原子を有する有機リチウム化合物を重合開始剤として共役ジエン系重合体を連続重合した後、分子内に少なくとも1つ窒素原子を有する変性剤を反応させる方法によって製造できる。
窒素原子を含む重合開始剤を使用し、重合終了末端に窒素原子を有する変性剤を反応させることで、窒素含有量が25質量ppm以上になり易い一方、重合開始末端側も変性されることになるため、低分子量成分の変性率も高くなる。すなわち、窒素を含む重合開始剤を使用することは、上述のように高度に精製された原料を使用しなくても、低分子量成分の変性率が高い重合体を得る方法の一つである。他方、窒素を含む重合開始剤を使用せず、重合終了末端側に窒素原子を有する変性剤を反応させる場合、特に変性剤がカップリング剤として作用して分岐状の重合体を形成する場合には、高分子量成分ほど高変性率になり易いが、この場合(窒素含有量25質量ppm未満の場合)に低分子量成分の変性率を高くすることで得られる効果及びその製造方法については、上述のとおりである。
Further, in the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, another preferred embodiment is that the nitrogen content in the modified conjugated diene-based polymer measured using a trace total nitrogen analyzer is 25 ppm by mass or more. The nitrogen content in the modified conjugated diene-based polymer (A) is more preferably 40 mass ppm or more, more preferably 70 mass ppm or more, and preferably 500 mass ppm or less, more preferably 400 mass ppm or less, and further preferably 250 mass ppm or less. When such a modified conjugated diene polymer (A) is made into a vulcanizate, it has a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance. Examples of the modified conjugated diene-based polymer (A) having a nitrogen content of 25 ppm by mass or more include polymers in which nitrogen-containing modifying groups are bonded to both the polymerization initiation terminal and the polymerization termination terminal. Such a polymer can be produced, for example, by continuously polymerizing a conjugated diene-based polymer using an organolithium compound having at least one nitrogen atom in the molecule as a polymerization initiator, and then reacting with a modifier having at least one nitrogen atom in the molecule.
By using a polymerization initiator containing a nitrogen atom and reacting a modifier having a nitrogen atom at the polymerization termination terminal, the nitrogen content tends to be 25 mass ppm or more, while the polymerization initiation terminal side is also modified. Therefore, the modification rate of the low molecular weight component is also increased. That is, the use of a nitrogen-containing polymerization initiator is one of the methods for obtaining a polymer with a high modification rate of low-molecular-weight components without using highly purified raw materials as described above. On the other hand, when a modifier having a nitrogen atom on the polymerization end side is reacted without using a nitrogen-containing polymerization initiator, particularly when the modifier acts as a coupling agent to form a branched polymer, the higher the molecular weight component, the higher the modification rate.

(収縮因子)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)においては、粘度検出器付きゲルパーミエーションクロマトグラフィー-光散乱法測定(3D-GPC)による収縮因子(g’)(以下、単に収縮因子(g’)とも記載する)が0.86未満である変性共役ジエン系重合体が、好ましい形態として挙げられる。
このような変性共役ジエン系重合体(A)は、充填剤を加えたゴム組成物の粘度が低くなり、加工性が優れたものとなる。
収縮因子(g’)は、変性共役ジエン系共重合体の分岐構造の指標となり、収縮因子(g’)が0.86未満である変性共役ジエン系重合体(A)は、変性ジエン系重合体の1分子における分岐の数が4分岐以上の分子を含む変性共役ジエン系重合体を含むである。
収縮因子(g’)が、前記所定の変性共役ジエン系共重合体(A)を得るためには、例えば、リビング活性末端との反応点を4つ以上有する変性剤を、重合開始剤の総モル数に対して、4分の1以下のモル数で添加して、4分岐以上の変性共役ジエン系共重合体を得る方法が有効である。
(contraction factor)
In the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, a modified conjugated diene-based polymer having a shrinkage factor (g′) measured by gel permeation chromatography with a viscosity detector-light scattering method (3D-GPC) (hereinafter simply referred to as shrinkage factor (g′)) of less than 0.86 is preferred.
Such a modified conjugated diene-based polymer (A) reduces the viscosity of a rubber composition to which a filler is added, and provides excellent workability.
The shrinkage factor (g′) is an index of the branched structure of the modified conjugated diene copolymer, and the modified conjugated diene polymer (A) having a shrinkage factor (g′) of less than 0.86 includes a modified conjugated diene polymer containing a molecule having four or more branches per molecule of the modified diene polymer.
In order to obtain the modified conjugated diene-based copolymer (A) having the predetermined shrinkage factor (g′), for example, it is effective to add a modifying agent having four or more reaction points with the living active terminal at a molar number of 1/4 or less with respect to the total number of moles of the polymerization initiator to obtain a modified conjugated diene-based copolymer having four or more branches.

さらに、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、3D-GPCによる収縮因子(g’)が0.70以下であることがより好ましい。
このような変性共役ジエン系重合体(A)は、充填剤を加えた組成物の粘度がより低くなり、加工性がさらに優れたものとなる。
収縮因子(g’)は、該変性共役ジエン系共重合体の分岐構造の指標となり、収縮因子(g’)が0.70以下である変性共役ジエン系重合体(A)としては、変性ジエン系重合体の1分子における分岐の数が5分岐以上の分子を含む変性共役ジエン系重合体である。
収縮因子(g’)が、前記範囲の変性共役ジエン系共重合体(A)を得るためには、例えば、リビング活性末端との反応点を5つ以上有する変性剤を、重合開始剤の総モル数に対して、5分の1以下のモル数で添加して、5分岐以上の変性共役ジエン系共重合体を得る方法が有効である。
変性共役ジエン系共重合体(A)の収縮因子(g’)の下限は、特に限定されないが、例えば、0.25以上である。
Furthermore, the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment more preferably has a shrinkage factor (g') determined by 3D-GPC of 0.70 or less.
With such a modified conjugated diene polymer (A), the viscosity of the composition to which a filler is added becomes lower, and the workability becomes more excellent.
The shrinkage factor (g′) is an index of the branched structure of the modified conjugated diene copolymer, and the modified conjugated diene polymer (A) having a shrinkage factor (g′) of 0.70 or less is a modified conjugated diene polymer containing a molecule having 5 or more branches per molecule of the modified diene polymer.
In order to obtain a modified conjugated diene copolymer (A) having a shrinkage factor (g') within the above range, for example, a method of adding a modifier having five or more reaction points with living active terminals in a molar number of 1/5 or less of the total number of moles of the polymerization initiator to obtain a modified conjugated diene copolymer having five or more branches is effective.
Although the lower limit of the shrinkage factor (g') of the modified conjugated diene copolymer (A) is not particularly limited, it is, for example, 0.25 or more.

粘度検出器付きGPC-光散乱法測定(以下、単に「粘度検出器付きGPC-光散乱法測定」又は「3D-GPC測定」ともいう。)により測定される収縮因子(g’)は、その変性共役ジエン系重合体の分岐数の指標となる。例えば、収縮因子(g’)が減少するにつれて、変性共役ジエン系重合体の分岐数(例えば、星形高分子の分岐数(「星形高分子の腕数」ともいう。))が増加する傾向にある。
分子量が等しい変性共役ジエン系重合体を比較する場合には、変性共役ジエン系重合体の分岐が多いほど収縮因子(g’)が小さくなるため、この場合の収縮因子(g’)は、分岐度の指標として用いることができる。
収縮因子(g’)は、3D-GPC測定を用いて測定される。
固有粘度と分子量との関係式([η]=KMα([η]:固有粘度、M:分子量)における定数(K、α)を、logK=-3.883、α=0.771として、分子量Mの範囲を1000~20000000まで入力し、標準固有粘度[η]0と分子量Mとの関係のグラフを作成する。
この標準固有粘度[η]0に対して、3D-GPC測定で得られたサンプルの各分子量Mでの固有粘度[η]を標準固有粘度[η]0に対する固有粘度[η]の関係として[η]/[η]0を各分子量Mで算出し、その平均値を収縮因子(g’)とする。
より具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
The shrinkage factor (g′) measured by GPC with a viscosity detector-light scattering method measurement (hereinafter also simply referred to as “GPC with a viscosity detector-light scattering method measurement” or “3D-GPC measurement”) is an index of the number of branches of the modified conjugated diene polymer. For example, as the shrinkage factor (g′) decreases, the number of branches of the modified conjugated diene-based polymer (for example, the number of branches of the star polymer (also referred to as “the arm number of the star polymer”)) tends to increase.
When comparing modified conjugated diene-based polymers having the same molecular weight, the shrinkage factor (g′) decreases as the number of branches of the modified conjugated diene-based polymer increases. Therefore, the shrinkage factor (g′) in this case can be used as an index of the degree of branching.
Contraction factor (g') is measured using 3D-GPC measurements.
Constants (K, α) in the relational expression between intrinsic viscosity and molecular weight ([η] = KMα ([η]: intrinsic viscosity, M: molecular weight) are set to log K = -3.883, α = 0.771. Enter the range of molecular weight M from 1000 to 20000000, and create a graph of the relationship between standard intrinsic viscosity [η] 0 and molecular weight M.
With respect to this standard intrinsic viscosity [η] 0 , the intrinsic viscosity [η] at each molecular weight M of the sample obtained by 3D-GPC measurement is calculated as the relationship between the intrinsic viscosity [η] to the standard intrinsic viscosity [η] 0 [η]/[η] 0 at each molecular weight M, and the average value is taken as the shrinkage factor (g').
More specifically, it can be measured by the method described in Examples below.

(変性共役ジエン系重合体(A)の構成)
変性共役ジエン系重合体(A)は、分岐構造を有していてもよい。
分岐構造を有する変性共役ジエン系重合体(A)において、分岐点は、1か所であっても、1つの重合体中に複数あってもよい。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、好ましくは重合開始剤残基及び/又は変性剤残基に、充填剤に親和性又は反応性の官能基を有する変性共役ジエン系重合体である。
すなわち、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、官能基を有する変性剤残基及び共役ジエン系重合体鎖から成るものであることが好ましい。
変性共役ジエン系重合体(A)において、重合開始剤残基は、窒素を含有していないことが好ましい。変性共役ジエン系重合体(A)において、重合開始剤残基が、窒素を含有していない場合、充填剤と適度な速度で反応するため、多段練りする際の初期の段階においてもシート加工性が良好となる傾向にある。
(Structure of modified conjugated diene polymer (A))
The modified conjugated diene-based polymer (A) may have a branched structure.
The modified conjugated diene-based polymer (A) having a branched structure may have one branch point or a plurality of branch points in one polymer.
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is preferably a modified conjugated diene-based polymer having a functional group having affinity or reactivity with the filler in the polymerization initiator residue and/or the modifier residue.
That is, the modified conjugated diene-based polymer (A) used in this embodiment preferably comprises a modifier residue having a functional group and a conjugated diene-based polymer chain.
In the modified conjugated diene-based polymer (A), the polymerization initiator residue preferably does not contain nitrogen. In the modified conjugated diene-based polymer (A), when the polymerization initiator residue does not contain nitrogen, it reacts with the filler at a moderate rate, so sheet processability tends to be good even in the initial stage of multi-stage kneading.

(変性剤残基)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)における変性剤残基は、共役ジエン系重合体鎖に結合されている、変性共役ジエン系重合体の構成単位であり、例えば、後述する共役ジエン系重合体と変性剤とを反応させることによって生じる、変性剤由来の構造単位である。
変性剤残基は、充填剤に親和性又は結合反応性を有する特定官能基を有することが好ましい。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)が、重合開始末端に官能基が結合している変性共役ジエン系重合体である場合、当該変性共役ジエン系重合体(A)は、官能基を有する重合開始剤を用いて重合反応を行うことにより得ることができる。
(denaturant residue)
The modifier residue in the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is a structural unit of the modified conjugated diene-based polymer that is bonded to the conjugated diene-based polymer chain.
The modifier residue preferably has a specific functional group that has affinity or binding reactivity with the filler.
When the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is a modified conjugated diene-based polymer having a functional group bonded to the polymerization initiation terminal, the modified conjugated diene-based polymer (A) can be obtained by performing a polymerization reaction using a polymerization initiator having a functional group.

<末端>
変性共役ジエン系重合体(A)が、分岐構造を有していない場合、変性共役ジエン系重合体(A)は、直鎖構造であり、「末端」とは、直鎖の両端を意味し、一方は、変性剤残基に結合しており、もう一方は、重合開始剤残基に結合している。
変性共役ジエン系重合体(A)が、分岐構造を有しており、少なくとも分岐点の1つが変性剤残基である場合、変性共役ジエン系重合体(A)における「末端」とは、分岐点、例えば「変性剤残基」に結合していない共役ジエン系重合体鎖の末端のことである。まず、重合開始剤を用いて単量体を重合させ、次に、重合終了末端に変性剤を結合させ、分岐点を形成する場合、変性共役ジエン系重合体(A)において、変性剤残基に結合していない重合体鎖の末端は、重合開始剤残基を有している。変性共役ジエン系重合体(A)が、分岐構造を有しており、変性剤残基による分岐点を有しない場合、変性共役ジエン系重合体(A)における「末端」とは、分岐点に結合していない共役ジエン系重合体鎖の末端のことであり、変性剤残基、あるいは重合開始剤残基を有している。
<Terminal>
When the modified conjugated diene-based polymer (A) does not have a branched structure, the modified conjugated diene-based polymer (A) has a linear structure, and the term "terminal" means both ends of the linear chain, one of which is bound to the modifier residue and the other is bound to the polymerization initiator residue.
When the modified conjugated diene-based polymer (A) has a branched structure and at least one of the branch points is a modifier residue, the "end" in the modified conjugated diene-based polymer (A) refers to the end of the conjugated diene-based polymer chain that is not bonded to the branch point, for example, the "modifier residue". First, a monomer is polymerized using a polymerization initiator, and then a modifying agent is bonded to the terminal end of polymerization to form a branch point. When the modified conjugated diene-based polymer (A) has a branched structure and does not have a branch point due to a modifier residue, the "end" in the modified conjugated diene-based polymer (A) means the end of the conjugated diene-based polymer chain that is not bonded to the branch point, and has a modifier residue or a polymerization initiator residue.

(官能基に関する好ましい実施形態)
前記充填剤に親和性又は結合反応性を有する特定官能基としては、好ましくは、窒素原子、ケイ素原子を含む官能基が挙げられる。
より好ましくは、変性共役ジエン系重合体(A)中の窒素原子(N)のモル数のケイ素原子(Si)のモル数に対する比、すなわちN/Siのモル比が0.1~10.0であることが好ましく、より好ましくは0.2~7.0である。
N/Siが前記範囲であると、特にシリカ系充填剤との親和性が良好であり、シリカ系充填剤を用いたゴム組成物のヒステリシスロスが小さく、低燃費タイヤ用のゴム組成物として良好な性能を発揮する。
ケイ素原子を含む官能基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基等が挙げられる。
また、窒素原子を含む官能基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、二級アミノ基、三級アミノ基等が挙げられる。
また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、窒素原子を含む官能基を重合体分子中に有する変性共役ジエン系重合体であることが好ましい。かかる場合、窒素原子を含む官能基としては、特に窒素原子が少なくとも-NH-型の2級アミンを含むものであることが好ましい。その場合、充填剤としてシリカ系充填剤及びカーボンブラックを用いたゴム組成物のヒステリシスロスが低く、低燃費タイヤ用組成物として良好な性能を発揮する。
変性剤残基がケイ素原子を有する場合、ケイ素原子の少なくとも1個が、炭素数1~20のアルコキシシリル基又はシラノール基を構成することが好ましい。これによって、充填剤の分散性が改良されて省燃費性が向上する傾向にある。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、複数の共役ジエン系重合体鎖の末端が、1個のケイ素原子と結合していてもよい。また、共役ジエン系重合体鎖の末端とアルコキシ基又は水酸基とが、一つのケイ素原子に結合し、その結果として、その1つのケイ素原子がアルコキシシリル基又はシラノール基を構成していてもよい。
(Preferred embodiment for functional groups)
The specific functional group having affinity or bonding reactivity with the filler preferably includes a functional group containing a nitrogen atom or a silicon atom.
More preferably, the ratio of the number of moles of nitrogen atoms (N) to the number of moles of silicon atoms (Si) in the modified conjugated diene polymer (A), that is, the molar ratio of N/Si is preferably 0.1 to 10.0, more preferably 0.2 to 7.0.
When N / Si is in the above range, the affinity with the silica-based filler is particularly good, the hysteresis loss of the rubber composition using the silica-based filler is small, and the rubber composition for fuel-efficient tires exhibits good performance.
Examples of functional groups containing silicon atoms include, but are not limited to, methoxysilyl groups, ethoxysilyl groups, propoxysilyl groups, and the like.
Moreover, the functional group containing a nitrogen atom is not limited to the following, but examples thereof include a secondary amino group and a tertiary amino group.
Moreover, the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment is preferably a modified conjugated diene polymer having a functional group containing a nitrogen atom in the polymer molecule. In such a case, as the functional group containing a nitrogen atom, it is particularly preferred that the nitrogen atom contains at least -NH- type secondary amine. In that case, a rubber composition using a silica-based filler and carbon black as fillers has a low hysteresis loss and exhibits good performance as a fuel-efficient tire composition.
When the modifier residue has a silicon atom, at least one of the silicon atoms preferably constitutes an alkoxysilyl group or silanol group having 1 to 20 carbon atoms. This tends to improve the dispersibility of the filler and improve the fuel economy.
In the modified conjugated diene-based polymer (A) used in this embodiment, a plurality of conjugated diene-based polymer chain terminals may be bonded to one silicon atom. Also, the end of the conjugated diene polymer chain and the alkoxy group or hydroxyl group may be bonded to one silicon atom, and as a result, the one silicon atom may constitute an alkoxysilyl group or a silanol group.

(共役ジエン系重合体を構成する単量体)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の変性前の共役ジエン系重合体は、少なくとも共役ジエン化合物を重合して得られ、必要に応じて共役ジエン化合物とビニル置換芳香族化合物との両方を共重合して得られる。
共役ジエン化合物としては、重合可能な単量体であれば特に限定されないが、1分子当り4~12の炭素原子を含む共役ジエン化合物が好ましく、より好ましくは4~8の炭素原子を含む共役ジエン化合物である。このような共役ジエン化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-ヘプタジエンが挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、1,3-ブタジエン、イソプレンが好ましい。これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ビニル置換芳香族化合物としては、共役ジエン化合物と共重合可能な単量体であれば特に限定されないが、モノビニル芳香族化合物が好ましい。モノビニル芳香族化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレンが挙げられる。これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。これらは1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Monomer constituting conjugated diene polymer)
The conjugated diene-based polymer before modification of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is obtained by polymerizing at least a conjugated diene compound, and optionally by copolymerizing both a conjugated diene compound and a vinyl-substituted aromatic compound.
The conjugated diene compound is not particularly limited as long as it is a polymerizable monomer, but a conjugated diene compound containing 4 to 12 carbon atoms per molecule is preferred, and a conjugated diene compound containing 4 to 8 carbon atoms is more preferred. Examples of such conjugated diene compounds include, but are not limited to, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and 1,3-heptadiene. Among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferred from the viewpoint of industrial availability. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The vinyl-substituted aromatic compound is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with the conjugated diene compound, but a monovinyl aromatic compound is preferred. Examples of monovinyl aromatic compounds include, but are not limited to, styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene, and diphenylethylene. Among these, styrene is preferable from the viewpoint of industrial availability. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(SBRの場合の好ましい実施形態)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)が、ブタジエン-スチレンランダム共重合体(SBR)である場合、結合スチレン量は5質量%~50質量%が好ましく、ビニル結合量は10mоl%~75mоl%が好ましい。この範囲であれば、タイヤ用の他、あらゆる用途に適合しうるSBRが工業的に得られる。
特に、結合スチレン量が25質量%~45質量%であり、ビニル結合量が18mоl%~30mоl%である場合、ヒステリシスロスが小さく、耐摩耗性に優れたゴム組成物が得られる。
また、結合スチレン量が18質量%~28質量であり、ビニル結合量が45mоl%~65mоl%である場合、天然ゴムと配合したゴム組成物において、ヒステリシスロスが小さく、強度が優れる省燃費タイヤ用ゴム組成物が得られる。
なお、結合スチレン量は、全単量体成分中のスチレンの質量%であり、ビニル結合量は、ブタジエン成分中のビニル結合成分のmоl%である。
(preferred embodiment for SBR)
When the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment is a butadiene-styrene random copolymer (SBR), the bound styrene content is preferably 5% by mass to 50% by mass, and the vinyl bond content is preferably 10% to 75% by mass. Within this range, an SBR suitable for all uses other than tires can be industrially obtained.
In particular, when the bound styrene content is 25 mass % to 45 mass % and the vinyl bond content is 18 mol % to 30 mol %, a rubber composition with small hysteresis loss and excellent abrasion resistance can be obtained.
Further, when the bound styrene content is 18% by mass to 28% by mass and the vinyl bond content is 45% by mass to 65% by mass, a rubber composition for a fuel-saving tire having small hysteresis loss and excellent strength in a rubber composition blended with natural rubber can be obtained.
The amount of bound styrene is mass % of styrene in the total monomer components, and the amount of vinyl bonds is mol % of vinyl bond components in the butadiene component.

(ガラス転移温度)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)のガラス転移温度、すなわちTgは、変性共役ジエン系重合体の分子鎖が回転運動を開始する温度であり、省燃費性とウェットグリップ性とに大きく影響する。
Tgが低い場合には省燃費性が良好になり、Tgが高い場合にはウェットグリップ性が向上する。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、Tgが-20℃以上0℃以下であるものが好ましい形態として挙げられる。これにより、ウェットグリップ性、剛性が極めて良好なものとなる。この変性共役ジエン系重合体はハイパフォーマンス用タイヤ、及びウルトラハイパフォーマンス用タイヤに極めて有用である。
(Glass-transition temperature)
The glass transition temperature of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, that is, Tg, is the temperature at which the molecular chains of the modified conjugated diene-based polymer start rotational motion, and greatly affects fuel economy and wet grip performance.
When the Tg is low, the fuel efficiency is improved, and when the Tg is high, the wet grip is improved.
The modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment preferably has a Tg of -20°C or higher and 0°C or lower. As a result, wet grip properties and rigidity become extremely good. This modified conjugated diene-based polymer is extremely useful for high-performance tires and ultra-high-performance tires.

また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、Tgが-50℃以上-20℃未満であるものが、好ましい他の形態として挙げられる。これにより、省燃費性とウェットグリップ性とのバランスに極めて優れているものとなる。この変性共役ジエン系重合体はサマー用タイヤ及びオールシーズン用タイヤに極めて有用である。 Further, the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment has a Tg of -50°C or more and less than -20°C as another preferable form. As a result, the balance between fuel economy and wet grip is extremely excellent. This modified conjugated diene-based polymer is extremely useful for summer tires and all-season tires.

さらに、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、Tgが-70℃以上-50℃未満であるものが、好ましい他の形態として挙げられる。これにより、低温性能性及び耐摩耗性が極めて良好なものとなる。
この変性共役ジエン系重合体はウインター用タイヤに極めて有用である。
また、耐摩耗性を改良するために各種タイヤトレッドの配合に用いられる。
変性共役ジエン系重合体(A)のTgは、スチレン含有量及び/又は1,2-ビニル結合量を調整することにより、上述した所望の範囲に制御することができる。具体的には、スチレン含有量と1,2-ビニル結合量が増大することにより、Tgを高めることができる。
変性共役ジエン系重合体(A)のTgは、ISO 22768:2006に準拠して測定することができる。
Further, the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment has a Tg of −70° C. or more and less than −50° C. as another preferable form. This results in very good low temperature performance and wear resistance.
This modified conjugated diene polymer is extremely useful for winter tires.
It is also used in various tire tread formulations to improve wear resistance.
The Tg of the modified conjugated diene polymer (A) can be controlled within the above desired range by adjusting the styrene content and/or the amount of 1,2-vinyl bonds. Specifically, the Tg can be increased by increasing the styrene content and the amount of 1,2-vinyl bonds.
The Tg of the modified conjugated diene polymer (A) can be measured according to ISO 22768:2006.

(ランダムSBRの好ましい形態)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)が、ブタジエン-スチレンランダム共重合体(SBR)である場合、スチレン単位が単独で存在する割合が多いことが好ましく、スチレンの長い連鎖は少ないものが好ましい。
具体的には、変性共役ジエン系重合体(A)がブタジエン-スチレン共重合体の場合、田中らの方法(Polymer,22,1721(1981))として知られているオゾン分解による方法で、前記変性共役ジエン系重合体(A)を分解し、GPCによりスチレン連鎖分布を分析した場合、全結合スチレン量に対し、単離スチレン量が40質量%以上であり、スチレンの連鎖が8個以上の連鎖スチレン構造が5質量%以下であることが好ましい。この場合、得られる加硫ゴムが特にヒステリシスロスが小さい優れた性能の省燃費タイヤ用のゴム組成物が得られる。
(Preferred form of random SBR)
When the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is a butadiene-styrene random copolymer (SBR), it is preferable that the proportion of styrene units present alone is large, and that the number of long styrene chains is small.
Specifically, when the modified conjugated diene-based polymer (A) is a butadiene-styrene copolymer, the modified conjugated diene-based polymer (A) is decomposed by an ozonolysis method known as the method of Tanaka et al. (Polymer, 22, 1721 (1981)), and the styrene chain distribution is analyzed by GPC. The following are preferred. In this case, the resulting vulcanized rubber is a rubber composition for a fuel-saving tire with excellent performance, particularly small hysteresis loss.

(水素化共役ジエン系重合体)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、当該変性共役ジエン系重合体を、又は、変性前の共役ジエン系重合体を、不活性溶剤中でさらに水素化する処理を施したものであってもよい。これにより二重結合の全部又は一部を飽和炭化水素に変換することができる。かかる場合、耐熱性、耐候性が向上し、高温で加工する場合の製品の劣化を防止することができ、ゴムとしての運動性能が向上する傾向にある。また、その結果、自動車用途等種々の用途で一層優れた性能を発揮する。
共役ジエン化合物に基づく不飽和二重結合の水素化率は、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。加硫物として用いる場合には、共役ジエン部の二重結合が部分的に残存していることが好ましい。かかる観点から、共役ジエン系重合体中の共役ジエン部の水添率は、3.0モル%以上70モル%以下であることが好ましく、5.0モル%以上65モル%以下であることがより好ましく、10モル%以上60モル%以下であることがさらに好ましい。特に、ビニル基を選択的に水素化することで、耐熱性及び運動性能が向上する傾向にある。水素化率は、核磁気共鳴装置(NMR)により求めることができる。
(Hydrogenated conjugated diene polymer)
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment may be obtained by further hydrogenating the modified conjugated diene-based polymer or the conjugated diene-based polymer before modification in an inert solvent. All or part of the double bonds can thereby be converted to saturated hydrocarbons. In such a case, the heat resistance and weather resistance are improved, the deterioration of the product when processed at high temperatures can be prevented, and the movement performance of the rubber tends to be improved. In addition, as a result, it exhibits even better performance in various applications such as automobile applications.
The degree of hydrogenation of the unsaturated double bond based on the conjugated diene compound can be arbitrarily selected according to the purpose and is not particularly limited. When used as a vulcanizate, it is preferred that the double bonds of the conjugated diene part remain partially. From this point of view, the hydrogenation rate of the conjugated diene portion in the conjugated diene polymer is preferably 3.0 mol% or more and 70 mol% or less, more preferably 5.0 mol% or more and 65 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or more and 60 mol% or less. In particular, selective hydrogenation of vinyl groups tends to improve heat resistance and exercise performance. The hydrogenation rate can be determined by a nuclear magnetic resonance spectrometer (NMR).

(油展重合体、ムーニー粘度)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、伸展油を加えた油展重合体としてもよい。
また、ゴム加硫物とする際の加工性と加硫物としたときの耐摩耗性との観点から、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、100℃で測定されるムーニー粘度が、20以上100以下であることが好ましく、30以上80以下であることがより好ましい。ムーニー粘度は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
(Oil-extended polymer, Mooney viscosity)
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in this embodiment may be an oil-extended polymer added with an extender oil.
In addition, from the viewpoint of processability when forming a rubber vulcanizate and wear resistance when forming a vulcanizate, the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment preferably has a Mooney viscosity measured at 100° C. of 20 or more and 100 or less, more preferably 30 or more and 80 or less. The Mooney viscosity can be measured by the method described in Examples below.

(窒素及びケイ素含有量)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系共重合体(A)は、窒素及びケイ素を含有し、窒素及びケイ素の含有量が、省燃費性向上の観点から、それぞれ3質量ppm以上であることが好ましく、7質量ppm以上であることがより好ましく、10質量ppm以上であることがさらに好ましい。窒素及びケイ素の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば、それぞれ500質量ppm以下である。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系共重合体(A)は、充填剤(フィラー)との混練時に窒素により物理吸着し、ケイ素により化学結合すると考えられる。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系共重合体(A)では、含有される窒素とケイ素とのモル比が重要であり、ケイ素に対する窒素のモル比(N/Si)が、1.1以上10未満であることが、混練時にシリカを短時間で分散できる観点から好ましく、1.3以上7以下であることがより好ましく、1.5以上5以下であることがさらに好ましい。N/Siのモル比が、前記範囲であることが好ましい理由については、窒素による物理吸着の方がケイ素による化学結合よりも反応速度が速いため、ケイ素に対する窒素のモル比が等モル以上であることが好ましいと推定される。
(Nitrogen and silicon content)
The modified conjugated diene-based copolymer (A) used in the present embodiment contains nitrogen and silicon, and the contents of nitrogen and silicon are each preferably 3 mass ppm or more from the viewpoint of improving fuel efficiency, more preferably 7 mass ppm or more, and further preferably 10 mass ppm or more. Although the upper limits of the contents of nitrogen and silicon are not particularly limited, they are each 500 mass ppm or less, for example.
It is believed that the modified conjugated diene-based copolymer (A) used in the present embodiment is physically adsorbed by nitrogen during kneading with a filler and chemically bonded by silicon.
In the modified conjugated diene-based copolymer (A) used in the present embodiment, the molar ratio of nitrogen to silicon contained is important, and the molar ratio of nitrogen to silicon (N/Si) is preferably 1.1 or more and less than 10 from the viewpoint of dispersing silica in a short time during kneading, more preferably 1.3 or more and 7 or less, and further preferably 1.5 or more and 5 or less. The reason why the N / Si molar ratio is preferably in the above range is that the physical adsorption by nitrogen has a faster reaction rate than the chemical bond by silicon, so it is presumed that the molar ratio of nitrogen to silicon is equimolar or more.

また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系共重合体(A)は、ケイ素に対する窒素のモル比(N/Si)が、0.1以上0.9未満であるものが他の好ましい形態として挙げられる。これにより、混練時にシリカを短時間で分散できる。かかる場合、0.2以上0.75以下であることがより好ましく、0.3以上0.6以下であることがさらに好ましい。
ケイ素に対する窒素のモル比が0.1以上0.9未満であれば好ましい理由については現時点では明確ではないが、窒素による物理吸着がケイ素による化学結合よりも結合が強固であるため、ケイ素に対する窒素のモル比が等モル未満であることが好ましいと推定される。この場合は、ケイ素の含有量は7質量ppm以上が好ましい。
Another preferred embodiment of the modified conjugated diene-based copolymer (A) used in the present embodiment has a molar ratio of nitrogen to silicon (N/Si) of 0.1 or more and less than 0.9. As a result, silica can be dispersed in a short time during kneading. In such a case, it is more preferably 0.2 or more and 0.75 or less, and further preferably 0.3 or more and 0.6 or less.
The reason why it is preferable that the molar ratio of nitrogen to silicon is 0.1 or more and less than 0.9 is not clear at this time, but it is presumed that the molar ratio of nitrogen to silicon is preferably less than equimolar because the physical adsorption by nitrogen is stronger than the chemical bond by silicon. In this case, the content of silicon is preferably 7 mass ppm or more.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系共重合体(A)において、ケイ素に対する窒素のモル比は、共役ジエン系共重合体の変性反応に使用される変性剤により制御することが可能である。
例えば、変性剤中のケイ素に対する窒素のモル比を高めることにより、変性共役ジエン系共重合体のケイ素に対する窒素のモル比を高めることが可能である。
なお、本実施形態において、窒素及びケイ素の含有量、並びにケイ素に対する窒素のモル比は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
In the modified conjugated diene copolymer (A) used in the present embodiment, the molar ratio of nitrogen to silicon can be controlled by the modifier used in the modification reaction of the conjugated diene copolymer.
For example, it is possible to increase the molar ratio of nitrogen to silicon in the modified conjugated diene-based copolymer by increasing the molar ratio of nitrogen to silicon in the modifier.
In the present embodiment, the contents of nitrogen and silicon, and the molar ratio of nitrogen to silicon can be measured by the methods described in Examples below.

(変性共役ジエン系重合体(A)の好ましい構造)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の構造は、変性剤を中心に複数のジエン系重合体鎖が結合した星形構造が加工性の観点から好ましい。星形構造であることで、直鎖構造の場合と同じ重量平均分子量を有していても粘度が下がり、混練り時の加工性が良好である。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、好ましくは、下記一般式(I)で表される。
(Preferred structure of modified conjugated diene polymer (A))
The structure of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is preferably a star structure in which a plurality of diene-based polymer chains are bonded around a modifier, from the viewpoint of workability. Due to the star structure, the viscosity is lowered even though the weight average molecular weight is the same as that of the straight chain structure, and the processability during kneading is good.
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in this embodiment is preferably represented by the following general formula (I).

式(I)中、D1はジエン系重合体鎖を表し、R1~R3は、各々独立に、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、R4及びR7は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表し、R5、R8、及びR9は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表し、R6及びR10は、各々独立に、炭素数1~20のアルキレン基を表し、R11は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。
m及びxは、1~3の整数を表し、x≦mであり、pは、1又は2を表し、yは1~3の整数を表し、y≦(p+1)であり、zは、1又は2の整数を表す。
複数存在する場合のD1、R1~R11、m、p、x、y、及びzは、各々独立している。
iは、0~6の整数を表し、jは0~6の整数を表し、kは0~6の整数を表し、(i+j+k)は1~10の整数であり、((x×i)+(y×j)+(z×k))は、1~30の整数である。
Aは、炭素数1~20の炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、かつ、活性水素を有しない有機基を表す。ただし、(i+j+k)が1の場合は、Aは無いものとしてよい。これによって、変性された共役ジエン系重合体は、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性により優れる傾向にある。
In formula (I), D 1 represents a diene polymer chain, R 1 to R 3 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 4 and R 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 5 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 10 each independently It represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
m and x represent an integer of 1 to 3, x≦m, p represents 1 or 2, y represents an integer of 1 to 3, y≦(p+1), and z represents an integer of 1 or 2.
D 1 , R 1 to R 11 , m, p, x, y, and z when there are more than one are each independent.
i represents an integer of 0 to 6, j represents an integer of 0 to 6, k represents an integer of 0 to 6, (i + j + k) is an integer of 1 to 10, and ((x x i) + (y x j) + (z x k)) is an integer of 1 to 30.
A represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an organic group having at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a phosphorus atom and having no active hydrogen. However, when (i+j+k) is 1, A may be absent. As a result, the modified conjugated diene-based polymer tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance and wear resistance when vulcanized.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)において、前記式(I)中、Aは、下記一般式(II)~(V)のいずれかを表すことが好ましい。 In the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment, A in the formula (I) preferably represents any one of the following general formulas (II) to (V).

式(II)中、B1は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B1は、複数存在する場合には、各々独立している。 In formula (II), B 1 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 1 are present, each is independent.

式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を表し、aは、1~10の整数を表し、B2及びB3は、それぞれ複数存在する場合には、各々独立している。 In formula (III), B 2 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, B 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and B 2 and B 3 are each independent when there are a plurality of each.

式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B4は、複数存在する場合は、各々独立している。 In formula (IV), B 4 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 4 are present, they are each independent.

式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B5は、複数存在する場合は、各々独立している。これによって、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性により優れる傾向にある。また、実用上入手が容易となる傾向にある。 In formula (V), B 5 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 5 are present, each is independent. As a result, the vulcanizate tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, and better wear resistance. In addition, it tends to be easily available for practical use.

〔変性共役ジエン系重合体(A)の製造方法〕
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の製造方法は、好ましくは、有機モノリチウム化合物を重合開始剤として用い、少なくとも共役ジエン化合物を重合し、共役ジエン系重合体を得る重合工程と、該共役ジエン系重合体と、該共役ジエン系重合体の活性末端と反応する結合基を有し、さらに充填剤に親和性又は結合反応性を有する特定官能基を有する変性剤とを反応させる変性工程と、を有する。
[Method for producing modified conjugated diene polymer (A)]
The method for producing the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment preferably includes a polymerization step of polymerizing at least a conjugated diene compound using an organic monolithium compound as a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer, and a modifying step of reacting the conjugated diene-based polymer with a modifier having a specific functional group having an affinity or binding reactivity with a filler and having a binding group that reacts with the active terminal of the conjugated diene-based polymer.

(重合工程)
本実施形態に用いる変性ジエン系重合体(A)の製造方法において、好ましくは、重合工程は、有機モノリチウム化合物を重合開始剤として、少なくとも共役ジエン化合物を重合し、共役ジエン系重合体を得る。
重合工程は、リビングアニオン重合反応の成長反応による重合を行うことが好ましく、これにより、活性末端を有する共役ジエン系重合体を得ることができ、後述する変性工程において高変性率の変性ジエン系重合体を得ることができる傾向にある。
(Polymerization process)
In the method for producing the modified diene-based polymer (A) used in the present embodiment, preferably, in the polymerization step, at least a conjugated diene compound is polymerized using an organic monolithium compound as a polymerization initiator to obtain a conjugated diene-based polymer.
In the polymerization step, it is preferable to carry out polymerization by the growth reaction of the living anion polymerization reaction, whereby a conjugated diene-based polymer having an active terminal can be obtained, and a modified diene-based polymer with a high modification rate tends to be obtained in the modification step described later.

本実施形態に用いる好ましい変性共役ジエン系重合体(A)は、GPC曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分、すなわち低分子量成分の変性率が、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率の1/2以上である。
かかる変性共役ジエン系重合体(A)を得るためには、成長反応の停止又は連鎖移動が極めて少ない重合方法により共役ジエン系重合体を得ることが有効である。
そのため重合反応器に導入するモノマー及び溶媒の超高純度化は従来以上の水準が必要である。
従って、用いる単量体成分中、不純物総計は30ppm以下であることが好ましく、アレン類、アセチレン類、1級及び2級アミン等の不純物の含有量濃度(質量)は、アレン類が20ppm以下であることが好ましく、10ppm以下であることがより好ましく、アセチレン類は20ppm以下であることが好ましく、10ppm以下であることがより好ましく、1級及び2級アミンは合計窒素含有量として4ppm以下であることが好ましく、2ppm以下であることがより好ましい。
アレン類としては、以下に限定されるものではないが、例えば、プロパジエン、1,2-ブタジエンが挙げられる。アセチレン類としては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチルアセチレン、ビニルアセチレンが挙げられる。1級及び2級アミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、メチルアミン、ジメチルアミンが挙げられる。
The modified conjugated diene-based polymer (A) preferably used in the present embodiment has a peak top in the GPC curve, or when there are a plurality of peak tops, a molecular weight component that is half the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight, that is, the modification rate of the low-molecular-weight component is 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the conjugated diene-based polymer.
In order to obtain such a modified conjugated diene polymer (A), it is effective to obtain a conjugated diene polymer by a polymerization method that causes very little termination of the growth reaction or chain transfer.
Therefore, the monomers and solvents to be introduced into the polymerization reactor must be made to a higher level than before.
Therefore, in the monomer component used, the total amount of impurities is preferably 30 ppm or less, and the content concentration (mass) of impurities such as allenes, acetylenes, primary and secondary amines is preferably 20 ppm or less for allenes, more preferably 10 ppm or less, preferably 20 ppm or less for acetylenes, more preferably 10 ppm or less, and the total nitrogen content of primary and secondary amines is preferably 4 ppm or less and 2 ppm or less. It is more preferable to have
Examples of allenes include, but are not limited to, propadiene and 1,2-butadiene. Examples of acetylenes include, but are not limited to, ethylacetylene and vinylacetylene. Examples of primary and secondary amines include, but are not limited to, methylamine and dimethylamine.

モノマー及び溶媒の超高純度化は、重合に使用するモノマーと溶媒すべてを、十分に精製することにより達成できる。
モノマーであるブタジエンの精製においては、重合禁止剤を除去することはもちろん、アニオン重合に悪影響を与えるおそれがあるジメチルアミン、N-メチル-γ-アミノ酪酸等を除去することが重要である。これらを除去する方法としては、例えば、重合禁止剤を含有する1,3-ブタジエンを、酸素濃度が2mg/L未満である低酸素水を洗浄水として用いて水洗し、その後、1,3-ブタジエン中の重合禁止剤を除去する方法が挙げられる。
モノマーであるスチレンの精製においては、アニオン重合に悪影響を与えるおそれがある、フェニルアセチレン類等を除去することが重要である。フェニルアセチレン類を除去する方法として、例えば、パラジウム担持アルミナ触媒を用いた水添反応を実施する方法が挙げられる。
重合溶媒であるノルマルヘキサンの精製においては、アニオン重合に悪影響を与えるおそれがある水分を除去することが重要である。これを除去する方法としては、特に限定されないが、例えば、γ-アルミナ、合成ゼオライト等を用いる方法が挙げられる。これらの中でも合成ゼオライトを用いる方法が好ましく、合成ゼオライトとしては細孔径が大きいものが好ましく、細孔径が0.35nm以上ものがより好ましく、0.42nm以上のものがさらに好ましい。
好ましい不純物濃度にするために必要な超高純度化処理は、処理前の状態によって異なるので、モノマー及び溶媒の超高純度化処理後、重合反応に先立って、モノマー及び溶媒の不純物濃度を測定するのが好ましい。
所望の不純物量濃度のモノマー及び/又は溶媒が得られなかった場合、いずれかの処理が不十分であったと考えられる。1級及び2級アミンの量を減らしたい場合は、ブタジエンの精製が不十分であるため、例えば、再度、酸素濃度が2mg/L未満である低酸素水を洗浄水として用いて水洗することが好ましい。アセチレン類を減らしたい場合は、スチレンの精製が不十分であるため、例えば、再度、パラジウム担持アルミナ触媒を用いた水添反応を実施することが好ましい。この際、パラジウム担持アルミナ触媒の量を増加させる、若しくは、パラジウム担持アルミナ触媒との接触時間を長くする、等の処理を行うとより好ましい。
Ultra-high purification of monomers and solvents can be achieved by sufficiently purifying all monomers and solvents used in the polymerization.
In the purification of the monomer butadiene, it is important to remove not only polymerization inhibitors but also dimethylamine, N-methyl-γ-aminobutyric acid, etc., which may adversely affect anionic polymerization. Methods for removing these include, for example, washing 1,3-butadiene containing a polymerization inhibitor with low-oxygen water having an oxygen concentration of less than 2 mg/L as washing water, and then removing the polymerization inhibitor in 1,3-butadiene.
In the purification of styrene, which is a monomer, it is important to remove phenylacetylenes and the like, which may adversely affect anionic polymerization. As a method for removing phenylacetylenes, for example, a method of carrying out a hydrogenation reaction using a palladium-supported alumina catalyst can be mentioned.
In refining normal hexane, which is a polymerization solvent, it is important to remove water that may adversely affect anionic polymerization. The method for removing this is not particularly limited, but examples thereof include a method using γ-alumina, synthetic zeolite, and the like. Among these methods, the method using synthetic zeolite is preferred, and the synthetic zeolite preferably has a large pore size, more preferably 0.35 nm or more, and even more preferably 0.42 nm or more.
Since the ultra-high purification treatment required to obtain the desired impurity concentration varies depending on the state before treatment, it is preferable to measure the impurity concentration of the monomer and solvent after the ultra-high purification treatment of the monomer and solvent and prior to the polymerization reaction.
If the desired impurity levels of monomer and/or solvent were not obtained, then either treatment was considered insufficient. When it is desired to reduce the amount of primary and secondary amines, it is preferable to wash again with low-oxygen water having an oxygen concentration of less than 2 mg/L as washing water because the purification of butadiene is insufficient. When it is desired to reduce the amount of acetylenes, it is preferable, for example, to carry out the hydrogenation reaction again using a palladium-supported alumina catalyst because the purification of styrene is insufficient. At this time, it is more preferable to perform a treatment such as increasing the amount of the palladium-supported alumina catalyst or lengthening the contact time with the palladium-supported alumina catalyst.

成長反応の停止又は連鎖移動が極めて少ない重合方法としては、重合温度の制御、及びモノマー転化率の制御を行う方法が有効である。
成長反応の停止又は連鎖移動を抑制する観点からは重合温度は低いほど好ましいが、生産性の観点からは、重合温度はリビングアニオン重合が十分に進行する温度であることが好ましく、具体的には0℃以上であることが好ましく、80℃以下であることが好ましい。より好ましくは、50℃以上75℃以下である。また、単量体全体の転化率は99質量%未満で変性剤と反応させることが好ましい。重合器内に単量体が残っている段階で変性剤を添加し、単量体を消費しきっていないうちに成長中の重合体鎖と変性剤を反応させることにより、重合終了末端が変性されない重合体が生成したり、その他の副反応が起こったりすることを抑制できる。より好ましくは転化率が98質量%未満である。
As a polymerization method that causes very little termination of the growth reaction or chain transfer, it is effective to control the polymerization temperature and the monomer conversion rate.
From the viewpoint of terminating the growth reaction or suppressing chain transfer, the lower the polymerization temperature is, the more preferable it is. However, from the viewpoint of productivity, the polymerization temperature is preferably a temperature at which living anionic polymerization sufficiently proceeds, specifically, preferably 0° C. or higher, and preferably 80° C. or lower. More preferably, it is 50°C or higher and 75°C or lower. In addition, it is preferable to react the modifier with the conversion rate of the entire monomer of less than 99% by mass. By adding the modifier when the monomer remains in the polymerization vessel and allowing the growing polymer chain to react with the modifier before the monomer is completely consumed, it is possible to suppress the formation of a polymer whose end of polymerization is not modified and the occurrence of other side reactions. More preferably the conversion is less than 98% by mass.

共役ジエン系重合体は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。共役ジエン系重合体をゴム状重合体とするためには、共役ジエン系重合体の単量体全体に対して、共役ジエン化合物を40質量%以上用いることが好ましく、55質量%以上用いることがより好ましい。
ランダム共重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブタジエン-イソプレンランダム共重合体等の2種以上の共役ジエン化合物からなるランダム共重合体、ブタジエン-スチレンランダム共重合体、イソプレン-スチレンランダム共重合体、ブタジエン-イソプレン-スチレンランダム共重合体の共役ジエンとビニル置換芳香族化合物からなるランダム共重合体が挙げられる。
共重合体鎖中の各単量体の組成分布としては、特に限定されず、例えば、統計的ランダムな組成に近い完全ランダム共重合体、組成がテーパー状に分布しているテーパー(勾配)ランダム共重合体が挙げられる。共役ジエンの結合様式、すなわち1,4-結合や1,2-結合等の組成は、均一であってもよいし、分布があってもよい。
ブロック共重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブロックが2個からなる2型ブロック共重合体(ジブロック)、3個からなる3型ブロック共重合体(トリブロック)、4個からなる4型ブロック共重合体(テトラブロック)が挙げられる。1つのブロックを構成する重合体としては、1つの種類の単量体からなる重合体であっても、2種以上の単量体からなる共重合体であってもよい。例えば、1,3-ブタジエンからなる重合体ブロックを「B」で表し、1,3-ブタジエンとイソプレンの共重合体を「B/I」で表し、1,3-ブタジエンとスチレンの共重合体を「B/S」で表し、スチレンからなる重合体ブロックを「S」で表すと、B-B/I2型ブロック共重合体、B-B/S2型ブロック共重合体、S-B2型ブロック共重合体、B-B/S-S3型ブロック共重合体、S-B-S3型ブロック共重合体、S-B-S-B4型ブロック共重合体等で表される。
上記式において、各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はない。また、1つの重合体ブロックが2種類の単量体A及びBからなる共重合体である場合、ブロック中のA及びBは均一に分布していても、又はテーパー状に分布していてもよい。
The conjugated diene-based polymer may be a random copolymer or a block copolymer. In order to make the conjugated diene-based polymer into a rubber-like polymer, it is preferable to use 40% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, of the conjugated diene compound with respect to the total monomers of the conjugated diene-based polymer.
Examples of random copolymers include, but are not limited to the following, random copolymers composed of two or more conjugated diene compounds such as butadiene-isoprene random copolymers, butadiene-styrene random copolymers, isoprene-styrene random copolymers, and random copolymers composed of conjugated dienes of butadiene-isoprene-styrene random copolymers and vinyl-substituted aromatic compounds.
The composition distribution of each monomer in the copolymer chain is not particularly limited, and includes, for example, a completely random copolymer close to a statistical random composition, and a tapered (gradient) random copolymer in which the composition is distributed in a tapered manner. The bonding mode of the conjugated diene, ie, the composition of 1,4-bonds, 1,2-bonds, etc. may be uniform or may be distributed.
Examples of block copolymers include, but are not limited to, type 2 block copolymers (diblock) consisting of two blocks, type 3 block copolymers (triblock) consisting of three blocks, and type 4 block copolymers (tetrablock) consisting of four blocks. A polymer constituting one block may be a polymer composed of one type of monomer or a copolymer composed of two or more types of monomers. For example, a polymer block composed of 1,3-butadiene is represented by "B", a copolymer of 1,3-butadiene and isoprene is represented by "B/I", a copolymer of 1,3-butadiene and styrene is represented by "B/S", and a polymer block composed of styrene is represented by "S". It is represented by a 3-type block copolymer, an SB-S 3-type block copolymer, an SB-S-B 4-type block copolymer, and the like.
In the above formula, the boundaries of each block do not necessarily need to be clearly distinguished. Further, when one polymer block is a copolymer composed of two types of monomers A and B, A and B in the block may be uniformly distributed or tapered.

<重合開始剤>
重合開始剤としては、少なくとも有機モノリチウム化合物を用いることが好ましい。
有機モノリチウム化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、低分子化合物、可溶化したオリゴマーの有機モノリチウム化合物が挙げられる。また、有機モノリチウム化合物としては、その有機基とそのリチウムの結合様式において、例えば、炭素-リチウム結合を有する化合物、窒素-リチウム結合を有する化合物、錫-リチウム結合を有する化合物が挙げられる。
有機モノリチウム化合物の重合開始剤としての使用量は、目標とする共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体の分子量によって適宜決定することができる。重合開始剤の使用量に対する共役ジエン化合物等の単量体の使用量が重合度に関係し、すなわち、数平均分子量及び/又は重量平均分子量に関係する傾向にある。したがって、共役ジエン系重合体の分子量を増大させるためには、重合開始剤を減らす方向に調整することが好ましく、分子量を低下させるためには、重合開始剤量を増やす方向に調整することが好ましい。
有機モノリチウム化合物としては、置換アミノ基を有するアルキルリチウム化合物又はジアルキルアミノリチウムである。この場合、重合開始末端にアミノ基からなる窒素原子を有する共役ジエン系重合体が得られる。
置換アミノ基とは、活性水素を有しない、又は、活性水素を保護した構造の、アミノ基である。活性水素を有しない置換アミノ基を有するアルキルリチウム化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、3-ジメチルアミノプロピルリチウム、3-ジエチルアミノプロピルリチウム、4-(メチルプロピルアミノ)ブチルリチウム、4-ヘキサメチレンイミノブチルリチウムが挙げられる。活性水素を保護した構造の置換アミノ基を有するアルキルリチウム化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、3-ビストリメチルシリルアミノプロピルリチウム、4-トリメチルシリルメチルアミノブチルリチウムが挙げられる。
ジアルキルアミノリチウムとしては、以下のものに限定されないが、例えば、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジ-n-ヘキシルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウム-ジ-2-エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミド、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムヘプタメチレンイミド、リチウムモルホリド、1-リチオアザシクロオクタン、6-リチオ-1,3,3-トリメチル-6-アザビシクロ[3.2.1]オクタン、1-リチオ-1,2,3,6-テトラヒドロピリジンが挙げられる。
これらの置換アミノ基を有する有機モノリチウム化合物は、重合可能な単量体、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、スチレン等の単量体を少量反応させて、可溶化したオリゴマーの有機モノリチウム化合物として用いることもできる。
有機モノリチウム化合物は、好ましくは、アルキルリチウム化合物である。この場合、重合開始末端にアルキル基を有する共役ジエン系重合体が得られる。
アルキルリチウム化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、n-ヘキシルリチウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウムが挙げられる。アルキルリチウム化合物としては、工業的入手の容易さ及び重合反応のコントロールの容易さの観点から、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムが好ましい。
これらの有機モノリチウム化合物は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Polymerization initiator>
At least an organic monolithium compound is preferably used as the polymerization initiator.
Examples of organic monolithium compounds include, but are not limited to, low-molecular-weight compounds and solubilized oligomeric organic monolithium compounds. Further, the organic monolithium compound includes, for example, a compound having a carbon-lithium bond, a compound having a nitrogen-lithium bond, and a compound having a tin-lithium bond in terms of the bonding mode between the organic group and the lithium.
The amount of the organic monolithium compound used as a polymerization initiator can be appropriately determined according to the target molecular weight of the conjugated diene polymer or modified conjugated diene polymer. The amount of the monomer such as the conjugated diene compound used relative to the amount of the polymerization initiator used tends to relate to the degree of polymerization, that is, to the number average molecular weight and/or the weight average molecular weight. Therefore, in order to increase the molecular weight of the conjugated diene-based polymer, it is preferable to adjust in the direction of decreasing the polymerization initiator, and in order to decrease the molecular weight, it is preferable to adjust in the direction of increasing the amount of the polymerization initiator.
The organic monolithium compound is an alkyllithium compound or dialkylaminolithium having a substituted amino group. In this case, a conjugated diene polymer having a nitrogen atom consisting of an amino group at the polymerization initiation terminal is obtained.
A substituted amino group is an amino group having no active hydrogen or having a structure in which the active hydrogen is protected. Alkyllithium compounds having a substituted amino group having no active hydrogen include, but are not limited to, 3-dimethylaminopropyllithium, 3-diethylaminopropyllithium, 4-(methylpropylamino)butyllithium, and 4-hexamethyleneiminobutyllithium. Examples of the alkyllithium compound having a substituted amino group with a protected active hydrogen include, but are not limited to, 3-bistrimethylsilylaminopropyllithium and 4-trimethylsilylmethylaminobutyllithium.
Examples of dialkylaminolithium include, but are not limited to, lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dipropylamide, lithium dibutylamide, lithium di-n-hexylamide, lithium diheptylamide, lithium diisopropylamide, lithium dioctylamide, lithium-di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutylamide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide, lithium hexamethyleneimide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethyleneimide, lithium morpholide, 1-lithioazacyclooctane, 6-lithio-1,3,3-trimethyl-6-azabicyclo[3.2.1]octane, 1-lithio-1,2,3,6-tetrahydropyridine.
These organomonolithium compounds having a substituted amino group can also be used as solubilized oligomeric organomonolithium compounds by reacting a small amount of monomers such as 1,3-butadiene, isoprene, and styrene.
The organomonolithium compound is preferably an alkyllithium compound. In this case, a conjugated diene polymer having an alkyl group at the polymerization initiation terminal is obtained.
Examples of alkyllithium compounds include, but are not limited to, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-hexyllithium, benzyllithium, phenyllithium, stilbenelithium. As the alkyllithium compound, n-butyllithium and sec-butyllithium are preferable from the viewpoint of industrial availability and ease of control of the polymerization reaction.
These organic monolithium compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、有機モノリチウム化合物は、他の有機金属化合物と併用してもよい。
その有機金属化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アルカリ土類金属化合物、リチウム以外のアルカリ金属化合物、その他の有機金属化合物が挙げられる。
アルカリ土類金属化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、有機マグネシウム化合物、有機カルシウム化合物、有機ストロンチウム化合物が挙げられる。また、アルカリ土類金属のアルコキサイド、スルフォネート、カーボネート、アミドの化合物も挙げられる。有機マグネシウム化合物としては、例えば、ジブチルマグネシウム、エチルブチルマグネシウムが挙げられる。その他の有機金属化合物としては、例えば、有機アルミニウム化合物が挙げられる。
Moreover, the organomonolithium compound may be used in combination with another organometallic compound.
Examples of the organometallic compound include, but are not limited to, alkaline earth metal compounds, alkali metal compounds other than lithium, and other organometallic compounds.
Examples of alkaline earth metal compounds include, but are not limited to, organomagnesium compounds, organocalcium compounds, and organostrontium compounds. Also included are compounds of alkaline earth metal alkoxides, sulfonates, carbonates and amides. Examples of organomagnesium compounds include dibutylmagnesium and ethylbutylmagnesium. Other organometallic compounds include, for example, organoaluminum compounds.

重合工程における重合反応様式としては、以下のものに限定されないが、例えば、回分式(「バッチ式」ともいう。)、連続式の重合反応様式が挙げられる。
連続式においては、1個又は2個以上の連結された反応器を用いることができる。
連続式の反応器は、例えば、撹拌機付きの槽型、管型のものが用いられる。連続式においては、好ましくは、連続的に単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤が反応器にフィードされ、反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、連続的に重合体溶液が排出される。
回分式の反応器は、例えば、攪拌機付の槽型のものが用いられる。回分式においては、好ましくは、単量体、不活性溶媒、及び重合開始剤がフィードされ、必要により単量体が重合中に連続的又は断続的に追加され、反応器内で重合体を含む重合体溶液が得られ、重合終了後に重合体溶液が排出される。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の製造工程において、前述の特定の高分子成分を含む変性共役ジエン系重合体を安定的に生産する観点から、連続式で重合することが好ましい。
The polymerization reaction mode in the polymerization step is not limited to the following, but examples thereof include a batch system (also referred to as a "batch system") and a continuous polymerization reaction system.
In continuous mode, one or more connected reactors can be used.
As the continuous reactor, for example, a vessel-type or tubular-type reactor equipped with a stirrer is used. In the continuous system, preferably, a monomer, an inert solvent, and a polymerization initiator are continuously fed into a reactor, a polymer solution containing a polymer is obtained in the reactor, and the polymer solution is continuously discharged.
As the batch type reactor, for example, a tank type reactor equipped with a stirrer is used. In the batch system, the monomer, inert solvent, and polymerization initiator are preferably fed, and if necessary, the monomer is added continuously or intermittently during the polymerization to obtain a polymer-containing polymer solution in the reactor, and the polymer solution is discharged after completion of the polymerization.
In the production process of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, continuous polymerization is preferred from the viewpoint of stably producing the modified conjugated diene-based polymer containing the aforementioned specific polymer component.

重合工程においては、不活性溶媒中で重合を実施することが好ましい。
不活性溶媒としては、特に限定されないが、例えば、飽和炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素系溶媒が挙げられる。
炭化水素系溶媒としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素及びそれらの混合物からなる炭化水素が挙げられる。
重合反応に供する前に、不純物であるアレン類、及びアセチレン類を有機金属化合物で処理することで、高濃度の活性末端を有する共役ジエン系重合体が得られる傾向にあり、高い変性率の変性共役ジエン系重合体が得られる傾向にあるため好ましい。
In the polymerization step, it is preferred to carry out the polymerization in an inert solvent.
Examples of inert solvents include, but are not limited to, hydrocarbon solvents such as saturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
Examples of hydrocarbon solvents include, but are not limited to the following: aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, and heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane, and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and hydrocarbons composed of mixtures thereof.
By treating allenes and acetylenes, which are impurities, with an organometallic compound before being subjected to a polymerization reaction, a conjugated diene polymer having a high concentration of active terminals tends to be obtained, and a modified conjugated diene polymer with a high modification rate tends to be obtained, which is preferable.

重合工程においては、極性化合物を添加してもよい。これにより、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とをランダムに共重合させることができ、極性化合物は、共役ジエン部のミクロ構造を制御するためのビニル化剤としても用いることができる傾向にある。また、重合反応の促進等にも効果がある傾向にある。
極性化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の第3級アミン化合物;カリウム-tert-アミラート、カリウム-tert-ブチラート、ナトリウム-tert-ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等が挙げられる。
これらの極性化合物は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
極性化合物の使用量は、特に限定されず、目的等に応じて選択することができるが、重合開始剤1モルに対して、0.01モル以上100モル以下であることが好ましい。
このような極性化合物(ビニル化剤)は重合体共役ジエン部分のミクロ構造の調節剤として、所望のビニル結合量に応じて、適量用いることができる。
多くの極性化合物は、同時に共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合において有効なランダム化効果を有し、芳香族ビニル化合物の分布の調整やスチレンブロック量の調整剤として用いることができる傾向にある。共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とをランダム化する方法としては、例えば、特開昭59-140211号公報に記載されているような、スチレンの全量と1,3-ブタジエンの一部とで共重合反応を開始させ、共重合反応の途中に残りの1,3-ブタジエンを断続的に添加する方法を用いてもよい。
A polar compound may be added in the polymerization step. As a result, the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound can be randomly copolymerized, and the polar compound tends to be used as a vinylating agent for controlling the microstructure of the conjugated diene portion. In addition, it tends to be effective in promoting the polymerization reaction.
Examples of polar compounds include, but are not limited to the following, ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dimethoxybenzene, 2,2-bis(2-oxolanyl)propane; tertiary amine compounds such as tetramethylethylenediamine, dipiperidinoethane, trimethylamine, triethylamine, pyridine, and quinuclidine; potassium-tert-amylate; , potassium-tert-butylate, sodium-tert-butylate, sodium amylate and other alkali metal alkoxide compounds; and triphenylphosphine and other phosphine compounds.
These polar compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The amount of the polar compound to be used is not particularly limited and can be selected depending on the purpose, etc., but is preferably 0.01 mol or more and 100 mol or less per 1 mol of the polymerization initiator.
Such a polar compound (vinylating agent) can be used as a microstructure modifier of the conjugated diene portion of the polymer in an appropriate amount according to the desired amount of vinyl bonds.
Many polar compounds tend to have an effective randomization effect in the copolymerization of a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound at the same time, and can be used as an agent for adjusting the distribution of the aromatic vinyl compound and the amount of styrene blocks. As a method for randomizing the conjugated diene compound and the aromatic vinyl compound, for example, a method as described in JP-A-59-140211 may be used in which a copolymerization reaction is initiated with the total amount of styrene and a part of 1,3-butadiene, and the remaining 1,3-butadiene is intermittently added during the copolymerization reaction.

重合工程において得られる、後述する反応工程前の共役ジエン系重合体は、好ましくは110℃で測定されるムーニー粘度が10以上90以下であり、より好ましくは15以上85以下であり、よりさらに好ましくは20以上60以下である。
ムーニー粘度が前記範囲であると、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は加工性及び耐摩耗性が優れる傾向にある。
The conjugated diene-based polymer obtained in the polymerization step before the reaction step described later preferably has a Mooney viscosity measured at 110° C. of 10 or more and 90 or less, more preferably 15 or more and 85 or less, and even more preferably 20 or more and 60 or less.
When the Mooney viscosity is within the above range, the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment tends to be excellent in workability and wear resistance.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)中の結合共役ジエン量は、特に限定されないが、40質量%以上100質量%以下であることが好ましく、55質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)中の結合芳香族ビニル量は、特に限定されないが、0質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがより好ましい。
結合共役ジエン量及び結合芳香族ビニル量が前記範囲であると、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスと、破壊特性及び耐摩耗性と、がより優れる傾向にある。
ここで、結合芳香族ビニル量は、フェニル基の紫外吸光によって測定でき、ここから結合共役ジエン量も求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載の方法に準じて測定することができる。
The amount of bonded conjugated diene in the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 40% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 55% by mass or more and 80% by mass or less.
The amount of bonded aromatic vinyl in the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 0% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 45% by mass or less.
When the amount of bound conjugated diene and the amount of bound aromatic vinyl are within the above ranges, the resulting vulcanizate tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, as well as fracture properties and abrasion resistance.
Here, the amount of bound aromatic vinyl can be measured by the ultraviolet absorption of the phenyl group, and the amount of bound conjugated diene can also be obtained from this. Specifically, it can be measured according to the method described in the examples below.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)において、共役ジエン結合単位中のビニル結合量は、特に限定されないが、10モル%以上75モル%以下であることが好ましく、20モル%以上65モル%以下であることがより好ましい。
ビニル結合量が前記範囲であると、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランスと、耐摩耗性及び破壊強度がより優れる傾向にある。ここで、分岐変性ジエン系重合体がブタジエンとスチレンとの共重合体である場合には、ハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry,21,923(1949))により、ブタジエン結合単位中のビニル結合量(1,2-結合量)を求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
In the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment, the amount of vinyl bonds in the conjugated diene bond units is not particularly limited, but is preferably 10 mol% or more and 75 mol% or less, and more preferably 20 mol% or more and 65 mol% or less.
When the amount of vinyl bonds is within the above range, the resulting vulcanizate tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, as well as better abrasion resistance and breaking strength. Here, when the branch-modified diene polymer is a copolymer of butadiene and styrene, the vinyl bond content (1,2-bond content) in the butadiene bond unit can be determined by Hampton's method (RR Hampton, Analytical Chemistry, 21, 923 (1949)). Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later.

変性共役ジエン系重合体(A)のミクロ構造については、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)中の各結合量が上述した数値範囲にあり、さらに、変性共役ジエン系重合体のガラス転移温度が-50℃以上-20℃未満の範囲にあるときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性のバランスにより一層優れた加硫物を得ることができる傾向にある。ガラス転移温度については、ISO 22768:2006に従い、所定の温度範囲で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。 Regarding the microstructure of the modified conjugated diene-based polymer (A), when the amount of each bond in the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is within the above-described numerical range, and the glass transition temperature of the modified conjugated diene-based polymer is in the range of −50° C. or more and less than −20° C., a more excellent vulcanizate tends to be obtained due to the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance. Regarding the glass transition temperature, according to ISO 22768:2006, a DSC curve is recorded while increasing the temperature in a predetermined temperature range, and the peak top (Inflection point) of the DSC differential curve is taken as the glass transition temperature. Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)が、共役ジエン-芳香族ビニル共重合体である場合、芳香族ビニル単位が30以上連鎖しているブロックの数が、少ないか又はないものであることが好ましい。より具体的には、共重合体がブタジエン-スチレン共重合体の場合、Kolthoffの方法(I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)により共重合体を分解し、メタノールに不溶なポリスチレン量を分析する公知の方法において、芳香族ビニル単位が30以上連鎖しているブロックが、共重合体の総量に対して、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。 When the modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment is a conjugated diene-aromatic vinyl copolymer, the number of blocks in which 30 or more aromatic vinyl units are linked is preferably small or absent. More specifically, when the copolymer is a butadiene-styrene copolymer, the copolymer is decomposed by Kolthoff's method (the method described in IM KOLTHOFF, et al., J. Polym. Sci. 1, 429 (1946)), and a known method of analyzing the amount of polystyrene insoluble in methanol is used. 0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less.

(変性工程)
変性工程においては、上述のような方法で得た共役ジエン系重合体と、当該共役ジエン系重合体の活性末端と反応する結合基を有し、さらに充填剤に親和性又は結合反応性を有する所定の官能基を有する変性剤とを反応させる。
また、重合工程の後、ただちに変性工程を実施することが好ましい。その場合、変性率が高い変性共役ジエン系重合体が得られる傾向にある。
変性剤として、結合基が単官能又は2官能の化合物を用いると、直鎖状の末端変性ジエン系重合体が得られ、結合基が3官能以上の多官能化合物を用いると、分岐状の変性ジエン系重合体が得られる。
変性剤としては、好ましくは、窒素、ケイ素、スズ、リン、酸素、硫黄、ハロゲンのうち、少なくとも1種の元素を含む単官能又は多官能の化合物が用いられる。また、オニウム生成剤を含む末端変性剤を加えて反応させることにより、前記変性共役ジエン系重合体にオニウム構造を導入することができる。また、これらの元素を含む官能基を分子中に複数含有する変性剤、又はこれらの元素を複数含む官能基を含有する変性剤を用いることもできる。
変性剤としては、水酸基、カルボキシル基、1級及び2級アミノ基等の、活性水素は少ないか、無い官能基を有するものが好ましい。活性水素は、共役ジエン系重合体の活性末端を失活させる傾向にある。
(denaturation step)
In the modification step, the conjugated diene-based polymer obtained by the method described above is reacted with a modifying agent having a predetermined functional group having a bonding group that reacts with the active terminal of the conjugated diene-based polymer and having affinity or binding reactivity to the filler.
Moreover, it is preferable to carry out the modification step immediately after the polymerization step. In that case, a modified conjugated diene polymer with a high modification rate tends to be obtained.
When a compound having a monofunctional or difunctional bonding group is used as the modifying agent, a linear terminal-modified diene-based polymer is obtained, and when a polyfunctional compound having a trifunctional or higher bonding group is used, a branched modified diene-based polymer is obtained.
As the modifier, a monofunctional or polyfunctional compound containing at least one element selected from nitrogen, silicon, tin, phosphorus, oxygen, sulfur and halogen is preferably used. Moreover, an onium structure can be introduced into the modified conjugated diene-based polymer by adding a terminal modifying agent containing an onium forming agent and reacting it. Modifiers containing a plurality of functional groups containing these elements in the molecule or modifiers containing a plurality of functional groups containing these elements can also be used.
As modifiers, those having functional groups with little or no active hydrogen, such as hydroxyl groups, carboxyl groups, primary and secondary amino groups, are preferred. Active hydrogen tends to deactivate the active terminal of the conjugated diene polymer.

<変性剤の具体的記載>
窒素含有化合物としては、以下に限定するものではないが、例えば、イソシアナート化合物、イソチオシアナート化合物、イソシアヌル酸誘導体、窒素基含有カルボニル化合物、窒素基含有ビニル化合物、窒素基含有エポキシ化合物等が挙げられる。
ケイ素含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ハロゲン化ケイ素化合物、エポキシ化ケイ素化合物、ビニル化ケイ素化合物、アルコキシケイ素化合物、窒素含有基を含むアルコキシケイ素化合物等が挙げられる。
スズ含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ハロゲン化スズ化合物、有機スズカルボキシレート化合物等が挙げられる。
リン含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、亜リン酸エステル化合物、ホスフィノ化合物等が挙げられる。
酸素含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、エポキシ化合物、エーテル化合物、エステル化合物等が挙げられる。
硫黄含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、メルカプト基誘導体、チオカルボニル化合物、イソチオシアナート等が挙げられる。
ハロゲン含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、上記のハロゲン化ケイ素化合物、ハロゲン化スズ化合物等が挙げられる。
オニウム生成剤としては、1級又は2級のアミンを形成しうる保護化アミン化合物(アンモニウムを生成する)、ヒドロホスフィンを形成しうる保護化ホスフィン化合物(ホスフォニウムを生成する)、水酸基、チオールを形成しうる化合物(オキソニウム、スルホニウムを生成する)等が挙げられ、オニウム生成剤と上記変性共役ジエン系重合体とを結合するための官能基をそれぞれ分子中に有する末端変性剤を用いることが好ましい。前記変性共役ジエン系重合体を結合するための官能基としては、カルボニル基(ケトン、エステル等)、ビニル基等の不飽和基、エポキシ基、ハロゲン化ケイ素基、アルコキシケイ素基等が挙げられる。
<Specific description of modifier>
Examples of nitrogen-containing compounds include, but are not limited to, isocyanate compounds, isothiocyanate compounds, isocyanuric acid derivatives, nitrogen group-containing carbonyl compounds, nitrogen group-containing vinyl compounds, and nitrogen group-containing epoxy compounds.
Examples of silicon-containing compounds include, but are not limited to, halogenated silicon compounds, epoxidized silicon compounds, vinylated silicon compounds, alkoxy silicon compounds, and alkoxy silicon compounds containing a nitrogen-containing group.
Examples of tin-containing compounds include, but are not limited to, halogenated tin compounds, organic tin carboxylate compounds, and the like.
Examples of phosphorus-containing compounds include, but are not limited to, phosphite ester compounds, phosphino compounds, and the like.
Examples of oxygen-containing compounds include, but are not limited to, epoxy compounds, ether compounds, ester compounds, and the like.
Examples of sulfur-containing compounds include, but are not limited to, mercapto group derivatives, thiocarbonyl compounds, isothiocyanates, and the like.
Examples of halogen-containing compounds include, but are not limited to, the aforementioned halogenated silicon compounds and halogenated tin compounds.
The onium-generating agent includes a protected amine compound capable of forming a primary or secondary amine (generating ammonium), a protected phosphine compound capable of forming hydrophosphine (generating phosphonium), a hydroxyl group, a compound capable of forming a thiol (generating oxonium and sulfonium), and the like. It is preferable to use a terminal modifier having a functional group in the molecule for bonding the onium-generating agent and the modified conjugated diene-based polymer. Examples of functional groups for bonding the modified conjugated diene-based polymer include carbonyl groups (ketones, esters, etc.), unsaturated groups such as vinyl groups, epoxy groups, halogenated silicon groups, alkoxy silicon groups, and the like.

変性剤は、好ましくは窒素含有官能基を有し、その窒素含有官能基としては、好ましくは活性水素を有さないアミン化合物であり、例えば、3級アミン化合物、上記の活性水素を保護基で置換した保護化アミン化合物、一般式-N=Cで表されるイミン化合物が挙げられる。
変性剤である窒素含有化合物のイソシアナート化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、2,4-トリレンジイソシアナート、2,6-トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ポリメリックタイプのジフェニルメタンジイソシアナート(C-MDI)、フェニルイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ブチルイソシアナート、1,3,5-ベンゼントリイソシアナート等が挙げられる。
イソシアヌル酸誘導体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,3,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、1,3,5-トリ(オキシラン-2-イル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン、1,3,5-トリス(イソシアナトメチル)-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン、1,3,5-トリビニル-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオン等が挙げられる。
窒素基含有カルボニル化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-エチル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-(2-メトキシエチル)-2-イミダゾリジノン、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチル-2-ピペリドン、N-メチル-2-キノロン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、メチル-2-ピリジルケトン、メチル-4-ピリジルケトン、プロピル-2-ピリジルケトン、ジ-4-ピリジルケトン、2-ベンゾイルピリジン、N,N,N’,N’-テトラメチル尿素、N,N-ジメチル-N’,N’-ジフェニル尿素、N,N-ジエチルカルバミン酸メチル、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチル-N’,N’-ジメチルアミノアセトアミド、N,N-ジメチルピコリン酸アミド、N,N-ジメチルイソニコチン酸アミド、N-(メトキシカルボニルエチル)-N,N-ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、N-(エトキシカルボニルエチル)-N,N-ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、N-(メトキシカルボニルプロピル)-N,N-ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、N-(エトキシカルボニルプロピル)-N,N-ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン等が挙げられる。
窒素基含有ビニル化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メチルマレイミド、N-メチルフタルイミド、N,N-ビストリメチルシリルアクリルアミド、モルホリノアクリルアミド、3-(2-ジメチルアミノエチル)スチレン、(ジメチルアミノ)ジメチル-4-ビニルフェニルシラン、4,4’-ビニリデンビス(N,N-ジメチルアニリン)、4,4’-ビニリデンビス(N,N-ジエチルアニリン)、1,1-ビス(4-モルホリノフェニル)エチレン、1-フェニル-1-(4-N,N-ジメチルアミノフェニル)エチレン等が挙げられる。
窒素基含有エポキシ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アミノ基に結合したエポキシ基含有炭化水素化合物があり、さらにエーテル基に結合したエポキシ基を有してもよい。例えば、一般式(1)で表わされる。
The modifier preferably has a nitrogen-containing functional group, and the nitrogen-containing functional group is preferably an amine compound having no active hydrogen. Examples thereof include tertiary amine compounds, protected amine compounds obtained by substituting the active hydrogen with a protecting group, and imine compounds represented by the general formula -N=C.
Examples of the isocyanate compound of the nitrogen-containing compound that is the modifier include, but are not limited to, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polymeric type diphenylmethane diisocyanate (C-MDI), phenyl isocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, butyl isocyanate, 1,3,5-benzene triisocyanate, and the like. mentioned.
Examples of isocyanuric acid derivatives include, but are not limited to, 1,3,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 1,3,5-tris(3-triethoxysilylpropyl)isocyanurate, 1,3,5-tri(oxiran-2-yl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione, 1,3,5-tris(isocyanatomethyl)-1,3, 5-triazinane-2,4,6-trione, 1,3,5-trivinyl-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione and the like.
Examples of nitrogen group-containing carbonyl compounds include, but are not limited to, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-(2-methoxyethyl)-2-imidazolidinone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-piperidone, N-methyl-2-quinolone, 4,4′-bis(diethylamino)benzophenone, 4 , 4′-bis(dimethylamino)benzophenone, methyl-2-pyridyl ketone, methyl-4-pyridyl ketone, propyl-2-pyridyl ketone, di-4-pyridyl ketone, 2-benzoylpyridine, N,N,N′,N′-tetramethylurea, N,N-dimethyl-N′,N′-diphenylurea, methyl N,N-diethylcarbamate, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethyl-N′, N'-dimethylaminoacetamide, N,N-dimethylpicolinamide, N,N-dimethylisonicotinamide, N-(methoxycarbonylethyl)-N,N-bis(3-trimethoxysilylpropyl)amine, N-(ethoxycarbonylethyl)-N,N-bis(3-triethoxysilylpropyl)amine, N-(methoxycarbonylpropyl)-N,N-bis(3-trimethoxysilylpropyl)amine, N-(ethoxycarbonylpropyl)-N,N-bis(3- and triethoxysilylpropyl)amine.
Examples of the nitrogen group-containing vinyl compound include, but are not limited to, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methylmaleimide, N-methylphthalimide, N,N-bistrimethylsilylacrylamide, morpholinoacrylamide, 3-(2-dimethylaminoethyl)styrene, (dimethylamino)dimethyl-4-vinylphenylsilane, 4,4'-vinylidenebis(N,N-dimethylaniline), 4,4'-vinyl denbis(N,N-diethylaniline), 1,1-bis(4-morpholinophenyl)ethylene, 1-phenyl-1-(4-N,N-dimethylaminophenyl)ethylene and the like.
Examples of the nitrogen group-containing epoxy compound include, but are not limited to, an epoxy group-containing hydrocarbon compound bonded to an amino group, which may further have an epoxy group bonded to an ether group. For example, it is represented by general formula (1).

前記式(1)中、Rは、2価以上の炭化水素基、又は、エーテル、エポキシ、ケトン等の酸素を有する極性基、チオエーテル、チオケトン等の硫黄を有する極性基、3級アミノ基、イミノ基等の窒素を有する極性基から選ばれる少なくとも1種の極性基を有する2価以上の有機基である。
2価以上の炭化水素基は、飽和又は不飽和の直鎖状、分岐状、環状であってもよい炭化水素基であり、アルキレン基、アルケニレン基、フェニレン基等を含む。好ましくは、炭素数が1~20の炭化水素基である。例えば、メチレン、エチレン、ブチレン、シクロヘキシレン、1,3-ビス(メチレン)-シクロヘキサン、1,3-ビス(エチレン)-シクロヘキサン、o-、m-、p-フェニレン、m-、p-キシレン、ビス(フェニレン)-メタン等が挙げられる。
前記式(1)中、R1、R4は、炭素数1~10の炭化水素基であり、R1、R4は互いに同一でも異なっていてもよい。
2、R5は、水素又は炭素数1~10の炭化水素基であり、R2、R5は互いに同一でも異なっていてもよい。
3は炭素数1~10の炭化水素基、又は下記式(2)の構造である。
1、R2、R3は、互いに結合した環状構造であってもよい。
また、R3が炭化水素基の場合、Rと互いに結合した環状構造であってもよい。前記の環状構造の場合、R3に結合しているNとRとが直接結合している形態であってもよい。
前記式(1)上記中、nは1以上の整数であって、mは0又は1以上の整数である。
In the above formula (1), R is a divalent or higher valent hydrocarbon group, or a divalent or higher organic group having at least one polar group selected from a polar group having oxygen such as ether, epoxy, ketone, etc., a polar group having sulfur such as thioether, thioketone, a tertiary amino group, and a polar group having nitrogen such as an imino group.
The divalent or higher hydrocarbon group is a saturated or unsaturated hydrocarbon group which may be linear, branched or cyclic, and includes an alkylene group, an alkenylene group, a phenylene group and the like. Hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred. Examples include methylene, ethylene, butylene, cyclohexylene, 1,3-bis(methylene)-cyclohexane, 1,3-bis(ethylene)-cyclohexane, o-, m-, p-phenylene, m-, p-xylene and bis(phenylene)-methane.
In formula (1), R 1 and R 4 are hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 4 may be the same or different.
R 2 and R 5 are hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 5 may be the same or different.
R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a structure represented by the following formula (2).
R 1 , R 2 and R 3 may be cyclic structures bonded together.
Moreover, when R 3 is a hydrocarbon group, it may be a cyclic structure in which R is bonded to each other. In the case of the above cyclic structure, the form in which N bonded to R 3 and R are directly bonded may be used.
In the above formula (1), n is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more.

前記式(2)中、R1、R2は、前記式(1)のR1、R2と同様に定義され、R1、R2は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formula (2), R 1 and R 2 are defined in the same manner as R 1 and R 2 in formula (1), and R 1 and R 2 may be the same or different.

変性剤として用いる窒素基含有エポキシ化合物としては、エポキシ基含有炭化水素基を有するものが好ましく、より好ましくはグリシジル基含有炭化水素基を有するものである。
アミノ基又はエーテル基に結合したエポキシ基含有炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、グリシジルアミノ基、ジグリシジルアミノ基又はグリシジドキシ基が挙げられる。さらに好ましい分子構造は、グリシジルアミノ基又はジグリシジルアミノ基、及びグリシジドキシ基をそれぞれ有するエポキシ基含有化合物であり、下記一般式(3)で表わされる化合物が挙げられる。
The nitrogen group-containing epoxy compound used as the modifier preferably has an epoxy group-containing hydrocarbon group, and more preferably has a glycidyl group-containing hydrocarbon group.
Examples of the epoxy group-containing hydrocarbon group bonded to an amino group or ether group include, but are not particularly limited to, a glycidylamino group, a diglycidylamino group and a glycididoxy group. A more preferred molecular structure is an epoxy group-containing compound having a glycidylamino group or diglycidylamino group and a glycididoxy group, respectively, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (3).

前記式(3)中、Rは、前記式(1)のRと同様に定義され、R6は、炭素数1~10の炭化水素基又は下記式(4)の構造である。
6が炭化水素基の場合、Rと互いに結合して環状構造であってもよく、その場合は、R6に結合しているNとRとが直接結合している形態であってもよい。
式(3)中、nは1以上の整数であって、mは0又は1以上の整数である。
In formula (3), R is defined in the same manner as R in formula (1), and R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a structure of formula (4) below.
When R 6 is a hydrocarbon group, it may be combined with R to form a cyclic structure, in which case N and R may be directly bonded to each other.
In formula (3), n is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more.

変性剤として用いる窒素基含有エポキシ化合物としては、最も好ましくは分子中にジグリシジルアミノ基を1個以上及びグリシドキシ基を1個以上有する化合物である。
変性剤として用いる窒素基含有エポキシ化合物としては、以下のものに限定されないが、例えば、N,N-ジグリシジル-4-グリシドキシアニリン、1-N,N-ジグリシジルアミノメチル-4-グリシドキシ-シクロヘキサン、4-(4-グリシドキシフェニル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(4-グリシドキシフェノキシ)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(4-グリシドキシベンジル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、4-(N,N’-ジグリシジル-2-ピペラジニル)-グリシドキシベンゼン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、4,4-メチレン-ビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、1,4-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-p-フェニレンジアミン、4,4’-ビス(ジグリシジルアミノ)ベンゾフェノン、4-(4-グリシジルピペラジニル)-(N,N-ジグリシジル)アニリン、2-〔2-(N,N-ジグリシジルアミノ)エチル〕-1-グリシジルピロリジン、N,N-ジグリシジルアニリン、4,4’-ジグリシジル-ジベンジルメチルアミン、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジルオルソトルイジン、N,N-ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン等が挙げられる。これらのうち特に好ましいものとしては、N,N-ジグリシジル-4-グリシドキシアニリン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが挙げられる。
The nitrogen group-containing epoxy compound used as the modifier is most preferably a compound having one or more diglycidylamino groups and one or more glycidoxy groups in the molecule.
Nitrogen group-containing epoxy compounds used as modifiers include, but are not limited to the following, for example, N,N-diglycidyl-4-glycidoxyaniline, 1-N,N-diglycidylaminomethyl-4-glycidoxy-cyclohexane, 4-(4-glycidoxyphenyl)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(4-glycidoxyphenoxy)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(4-glycidyl)aniline. Sidoxybenzyl)-(N,N-diglycidyl)aniline, 4-(N,N'-diglycidyl-2-piperazinyl)-glycidoxybenzene, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 4,4-methylene-bis(N,N-diglycidylaniline), 1,4-bis(N,N-diglycidylamino) ) cyclohexane, N,N,N′,N′-tetraglycidyl-p-phenylenediamine, 4,4′-bis(diglycidylamino)benzophenone, 4-(4-glycidylpiperazinyl)-(N,N-diglycidyl)aniline, 2-[2-(N,N-diglycidylamino)ethyl]-1-glycidylpyrrolidine, N,N-diglycidylaniline, 4,4′-diglycidyl-dibenzylmethylamine , N,N-diglycidylaniline, N,N-diglycidylorthotoluidine, N,N-diglycidylaminomethylcyclohexane and the like. Among these, particularly preferred are N,N-diglycidyl-4-glycidoxyaniline and 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane.

変性剤であるハロゲン化ケイ素化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジブチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、テトラクロロシラン、トリス(トリメチルシロキシ)クロロシラン、トリス(ジメチルアミノ)クロロシラン、ヘキサクロロジシラン、ビス(トリクロロシリル)メタン、1,2-ビス(トリクロロシリル)エタン、1,2-ビス(メチルジクロロシリル)エタン、1,4-ビス(トリクロロシリル)ブタン、1,4ビス(メチルジクロロシリル)ブタン等が挙げられる。 Examples of silicon halide compounds as modifiers include, but are not limited to, dibutyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, tetrachlorosilane, tris(trimethylsiloxy)chlorosilane, tris(dimethylamino)chlorosilane, hexachlorodisilane, bis(trichlorosilyl)methane, 1,2-bis(trichlorosilyl)ethane, 1,2-bis(methyldichlorosilyl)ethane, 1,4-bis( trichlorosilyl)butane, 1,4 bis(methyldichlorosilyl)butane and the like.

変性剤であるエポキシ化ケイ素化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、エポキシ変性シリコーン等が挙げられる。 Examples of the epoxidized silicon compound as a modifier include, but are not limited to, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, epoxy-modified silicone, and the like.

変性剤であるアルコキシケイ素化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリフェノキシメチルシラン、メトキシ置換ポリオルガノシロキサン等が挙げられる。 Alkoxy silicon compounds as modifiers include, but are not limited to, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, triphenoxymethylsilane, methoxy-substituted polyorganosiloxane, and the like.

変性剤である窒素含有基を含むアルコキシケイ素化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-モルホリノプロピルトリメトキシシラン、3-ピペリジノプロピルトリエトキシシラン、3-ヘキサメチレンイミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-(4-メチル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、1-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-3-メチルヘキサヒドロピリミジン、3-(4-トリメチルシリル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(3-トリエチルシリル-1-イミダゾリジニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3-(3-トリメチルシリル-1-ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノ-2-(ジメチルアミノメチル)プロピルトリメトキシシラン、ビス(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-N-メチルアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-N-メチルアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)メチルアミン、トリス(トリメトキシシリル)アミン、トリス(トリエトキシシリル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、N,N,N’,N’-テトラ(3-トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3-シアノプロピルトリメトキシシラン、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、
2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-フェニル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-ブチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-メチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-8-(4-メチルピペラジニル)メチル-1,6-ジオキサ-2-シラシクロオクタン、2,2-ジメトキシ-8-(N,N-ジエチルアミノ)メチル-1,6-ジオキサ-2-シラシクロオクタン等が挙げられる。
Examples of alkoxy silicon compounds containing nitrogen-containing groups as modifiers include, but are not limited to, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropylmethyldimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltriethoxysilane, 3-morpholinopropyltrimethoxysilane, 3-piperidinopropyltriethoxysilane, 3-hexamethyleneiminopropylmethyldiethoxysilane, 3-(4-methyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 1-[3 -(Triethoxysilyl)-propyl]-3-methylhexahydropyrimidine, 3-(4-trimethylsilyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 3-(3-triethylsilyl-1-imidazolidinyl)propylmethyldiethoxysilane, 3-(3-trimethylsilyl-1-hexahydropyrimidinyl)propyltrimethoxysilane, 3-dimethylamino-2-(dimethylaminomethyl)propyltrimethoxysilane, bis(3-di methoxymethylsilylpropyl)-N-methylamine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-N-methylamine, bis(3-triethoxysilylpropyl)methylamine, tris(trimethoxysilyl)amine, tris(triethoxysilyl)amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, N,N,N',N'-tetra(3-trimethoxysilylpropyl)ethylenediamine, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-cyanopropyltrimethoxysilane, 2 , 2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane,
2,2-dimethoxy-1-(4-trimethoxysilylbutyl)-1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-phenyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-butyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy- 1-methyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-8-(4-methylpiperazinyl)methyl-1,6-dioxa-2-silacyclooctane, 2,2-dimethoxy-8-(N,N-diethylamino)methyl-1,6-dioxa-2-silacyclooctane and the like.

変性剤である1級又は2級のアミンを形成しうる保護化アミン化合物として、不飽和結合と保護化アミンを分子中に有する化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N,N-ビス(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(トリメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(トリエチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-メチル-N-(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、4,4’-ビニリデンビス〔N-エチル-N-(t-ブチルジメチルシリル)アニリン〕、1-〔4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノフェニル〕-1-〔4-N-メチル-N-(トリメチルシリル)アミノフェニル〕エチレン、1-〔4-N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノフェニル〕-1-〔4-N,N-ジメチルアミノフェニル〕エチレン等が挙げられる。 As a protected amine compound capable of forming a primary or secondary amine which is a modifier, the compound having an unsaturated bond and a protected amine in the molecule is not limited to the following, but examples include 4,4'-vinylidenebis[N,N-bis(trimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N,N-bis(triethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N,N-bis(t-butyldimethylsilyl) aryl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-methyl-N-(trimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-ethyl-N-(trimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-methyl-N-(triethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-ethyl-N-(triethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidene bis[N-methyl-N-(t-butyldimethylsilyl)aniline], 4,4'-vinylidenebis[N-ethyl-N-(t-butyldimethylsilyl)aniline], 1-[4-N,N-bis(trimethylsilyl)aminophenyl]-1-[4-N-methyl-N-(trimethylsilyl)aminophenyl]ethylene, 1-[4-N,N-bis(trimethylsilyl)aminophenyl]-1-[4-N,N-dimethylaminophenyl ] and ethylene.

変性剤である1級又は2級のアミンを形成しうる保護化アミン化合物として、アルコキシシランと保護化アミンを分子中に有する化合物としては、以下に限定されるものではないが、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メトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、N,N-ビス(トリエチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-(4-トリメチルシリル-1-ピペラジノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(3-トリエチルシリル-1-イミダゾリジニル)プロピルメチルジエトキシシラン、3-(3-トリメチルシリル-1-ヘキサヒドロピリミジニル)プロピルトリメトキシシラン、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-フェニル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-ブチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-メチル-1-アザ-2-シラシクロペンタン等が挙げられる。 As a protected amine compound capable of forming a primary or secondary amine which is a modifier, the compound having an alkoxysilane and a protected amine in the molecule is not limited to the following, but examples include N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltriethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxysilane, N , N-bis(trimethylsilyl)aminoethyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethylmethyldiethoxysilane, N,N-bis(triethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-(4-trimethylsilyl-1-piperazino)propyltriethoxysilane, 3-(3-triethylsilyl-1-imidazolidinyl)propylmethyldiethoxysilane, 3-(3-trimethylsilyl-1-hexahydro pyrimidinyl)propyltrimethoxysilane, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-(4-trimethoxysilylbutyl)-1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(3-dimethoxy methoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-phenyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-butyl-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-methyl-1-aza-2-silacyclopentane and the like.

変性剤であるハロゲン化スズ化合物としては、以下に限定されるものではないが、テトラクロロスズ、テトラブロムスズ、トリクロロブチルスズ、トリクロロオクチルスズ、ジブロムジメチルスズ、ジクロロジブチルスズ、クロロトリブチルスズ、クロロトリオクチルスズ、クロロトリフェニルスズ、1,2-ビス(トリクロロスタニル)エタン、1,2-ビス(メチルジクロロスタニル)エタン、1,4-ビス(トリクロロスタニル)ブタン、1,4ビス(メチルジクロロスタニル)ブタン等が挙げられる。 Modifier tin halide compounds include, but are not limited to, tetrachlorotin, tetrabromtin, trichlorobutyltin, trichlorooctyltin, dibromodimethyltin, dichlorodibutyltin, chlorotributyltin, chlorotrioctyltin, chlorotriphenyltin, 1,2-bis(trichlorostanyl)ethane, 1,2-bis(methyldichlorostanyl)ethane, 1,4-bis(trichlorostanyl)butyltin, tane, 1,4 bis(methyldichlorostanyl)butane, and the like.

変性剤である有機スズカルボキシレート化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチルスズトリステアレート、ブチルスズトリオクタノエート、ブチルスズトリスステアレート、ブチルスズトリラウレート、ジブチルスズビスオクタノエート等が挙げられる。 Examples of organotin carboxylate compounds as modifiers include, but are not limited to, ethyltin tristearate, butyltin trioctanoate, butyltin trisstearate, butyltin trilaurate, and dibutyltin bisoctanoate.

変性剤である亜リン酸エステル化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリブチル、亜リン酸トリフェノキシド等が挙げられる。 Examples of the phosphite ester compound as the modifier include, but are not limited to, trimethyl phosphite, tributyl phosphite, triphenoxide phosphite, and the like.

変性剤であるホスフィノ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、P,P-ビス(トリメチルシリル)ホスフィノプロピルトリメトキシシシラン、P,P-ビス(トリエチルシリル)ホスフィノプロピルメチルエトキシシラン等の保護化ホスフィノ化合物、3-ジメチルフォスフィノプロピルトリメトキシシシラン、3-ジフェニルフォスフィノプロピルトリメトキシシシラン等が挙げられる。 Examples of the phosphino compound as a modifier include, but are not limited to, protected phosphino compounds such as P,P-bis(trimethylsilyl)phosphinopropyltrimethoxysilane, P,P-bis(triethylsilyl)phosphinopropylmethylethoxysilane, 3-dimethylphosphinopropyltrimethoxysilane, 3-diphenylphosphinopropyltrimethoxysilane, and the like.

変性剤である酸素含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル、1,4-ジグリシジルベンゼン、1,3,5-トリグリシジルベンゼン、ポリエポキシ化液状ポリブタジエン、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等のポリエポキシ化合物、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル等のエステル化合物が挙げられ、これらは重合体末端に水酸基を生成する。 Examples of oxygen-containing compounds that are modifiers include, but are not limited to, polyglycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether; polyepoxy compounds such as 1,4-diglycidylbenzene, 1,3,5-triglycidylbenzene, polyepoxidized liquid polybutadiene, epoxidized soybean oil and epoxidized linseed oil; and ester compounds such as dimethyl adipate, diethyl adipate, dimethyl terephthalate, and diethyl terephthalate. and these generate hydroxyl groups at the ends of the polymer.

変性剤である硫黄含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、S-トリメチルシリルチオプロピルトリメトキシシシラン、S-トリエチルシリルチオプロピルメチルジエチルシラン等の保護化チオール化合物、S-メチルチオプロピルトリメトキシシシラン、S-エチルチオプロピルメチルジエトキシシシラン、N,N-ジエチルジチオカルバミン酸エチル、フェニルイソチオシアナート、フェニル-1,4-ジイソチオシアナート、ヘキサメチレンジイソチオシアナート、ブチルイソチオシアナート等が挙げられる。 Examples of sulfur-containing compounds that are modifiers include, but are not limited to, protected thiol compounds such as S-trimethylsilylthiopropyltrimethoxysilane, S-triethylsilylthiopropylmethyldiethylsilane, S-methylthiopropyltrimethoxysilane, S-ethylthiopropylmethyldiethoxysilane, ethyl N,N-diethyldithiocarbamate, phenylisothiocyanate, phenyl-1,4-diisothiocyanate, hexamethylenediisothiocyanate, butyl isothiocyanate, thiocyanate and the like.

変性剤は、好ましくはケイ素含有官能基を有し、そのケイ素含有官能基は、好ましくはアルコキシシリル基又はシラノール基を有する。
変性剤が有するアルコキシシリル基は、例えば、共役ジエン系重合体が有する活性末端と反応して、アルコキシリチウムが解離し、共役ジエン系重合体鎖の末端と変性剤残基のケイ素との結合を形成する傾向にある。変性剤1分子が有するSiORの総数から、反応により減じたSiOR数を差し引いた値が、変性剤残基が有するアルコキシシリル基の数となる。また、変性剤が有するアザシラサイクル基は、>N-Li結合及び共役ジエン系重合体末端と変性剤残基のケイ素との結合を形成する。なお、>N-Li結合は、仕上げ時の水等により容易に>NH及びLiOHとなる傾向にある。また、変性剤において、未反応で残存したアルコキシシリル基は仕上げ時の水等により容易にシラノール(Si-OH基)となる傾向にある。
変性剤が、窒素原子とケイ素原子とが直接結合している構造を有している場合、変性反応後のポリマーを水と接触させると以下の反応が生じる傾向にあるため、溶媒分離後のポリマーが所望の分岐度にならないことがある。その際には、水を使用しない方法で仕上げることが好ましい。
((RO)-Si-D23-N+H2O→3(RO)-Si(OH)-D2)+NH3
(上記式中、D2は、ジエン系重合体を示し、Rは、単結合又は炭素数1~20のアルキル基を示す。)
変性工程において、1個のケイ素原子に対し3個のアルコキシ基を有する変性剤を用いる場合、すなわちトリアルコキシシラン基1モルに対し、3モルの共役ジエン系重合体の活性末端を反応させる場合、2モルまでの共役ジエン系重合体との反応は起こるが、1モルのアルコキシ基は未反応で残存する傾向にある。これは、1モルの共役ジエン系重合体が、反応せずに未反応の重合体として残存することから確かめられる。なお、アルコキシ基は多く反応させることにより、仕上げ時、貯蔵時に縮合反応を起こすことに起因して重合体粘度が大きく変わることを抑制できる傾向にある。好ましくは、1つの珪素原子当たり1個のアルコキシシリル基を有する変性剤を用いることが好ましい。
The modifier preferably has a silicon-containing functional group, which preferably has an alkoxysilyl group or a silanol group.
The alkoxysilyl group of the modifier, for example, reacts with the active terminal of the conjugated diene polymer, dissociates alkoxylithium, and tends to form a bond between the terminal of the conjugated diene polymer chain and the silicon of the modifier residue. A value obtained by subtracting the number of SiORs reduced by the reaction from the total number of SiORs possessed by one modifier molecule is the number of alkoxysilyl groups possessed by the modifier residue. In addition, the azasilacycle group possessed by the modifier forms a >N—Li bond and a bond between the end of the conjugated diene polymer and the silicon of the modifier residue. The >N--Li bond tends to easily become >NH and LiOH with water or the like during finishing. Further, in the modifying agent, unreacted alkoxysilyl groups tend to easily become silanol (Si—OH groups) with water or the like during finishing.
If the modifier has a structure in which a nitrogen atom and a silicon atom are directly bonded, the following reaction tends to occur when the polymer after the modification reaction is brought into contact with water, so the polymer after solvent separation may not have the desired degree of branching. In that case, it is preferable to finish by a method that does not use water.
((RO)--Si--D 2 ) 3 --N+H 2 O→3(RO)--Si(OH)--D 2 )+NH 3
(In the above formula, D 2 represents a diene polymer and R represents a single bond or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
In the modification step, when a modifier having three alkoxy groups per silicon atom is used, that is, when 3 mol of the active terminal of the conjugated diene-based polymer is reacted with 1 mol of the trialkoxysilane group, up to 2 mol of the conjugated diene-based polymer react with each other, but 1 mol of the alkoxy group tends to remain unreacted. This can be confirmed from the fact that 1 mol of the conjugated diene polymer remains as an unreacted polymer without reacting. By reacting many alkoxy groups, it tends to be possible to suppress a large change in polymer viscosity due to a condensation reaction during finishing and storage. Preferably, modifiers with one alkoxysilyl group per silicon atom are used.

変性工程における反応温度は、好ましくは共役ジエン系重合体の重合温度と同様の温度であり、特に重合後に加熱をしない温度が好ましい。0℃以上120℃以下であることがより好ましく、さらに好ましくは50℃以上100℃以下である。
変性工程における反応時間は、好ましくは10秒以上、より好ましくは30秒以上である。
変性工程における混合は、機械的な攪拌、スタティックミキサーによる攪拌等のいずれの混合方法を適用してもよい。重合工程が連続式である場合は、変性工程も連続式であることが好ましい。変性工程における反応器は、例えば、撹拌機付きの槽型、管型のものが用いられる。変性剤は、不活性溶媒により希釈して反応器に連続的に供給してもよい。重合工程が回分式の場合は、重合反応器に変性剤を投入する方法でも、別の反応器に移送して反応工程を行ってもよい。
The reaction temperature in the modification step is preferably the same temperature as the polymerization temperature of the conjugated diene-based polymer, and particularly preferably the temperature without heating after the polymerization. It is more preferably 0° C. or higher and 120° C. or lower, and still more preferably 50° C. or higher and 100° C. or lower.
The reaction time in the modification step is preferably 10 seconds or longer, more preferably 30 seconds or longer.
Any mixing method such as mechanical stirring or stirring using a static mixer may be applied to the mixing in the modification step. When the polymerization step is continuous, the modification step is also preferably continuous. The reactor used in the modification step is, for example, a vessel-type vessel equipped with a stirrer or a tubular type. The modifier may be diluted with an inert solvent and fed continuously to the reactor. When the polymerization process is a batch system, the modifier may be charged into the polymerization reactor or may be transferred to another reactor for the reaction process.

変性剤としては、下記一般式(VI)に示す化合物が好ましい。 A compound represented by the following general formula (VI) is preferable as the modifier.

式(VI)中、R12~R14は、各々独立に、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、R15~R18、及びR20は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表し、R19及びR22は、各々独立に、炭素数1~20のアルキレン基を表し、R21は、炭素数1~20のアルキル基又はトリアルキルシリル基を表す。
mは、1~3の整数を表し、pは、1又は2を表す。
複数存在する場合のR12~R22、m、及びpは、各々独立している。
iは、0~6の整数を表し、jは0~6の整数を表し、kは0~6の整数を表し、(i+j+k)は1~10の整数を表す。
Aは、単結合、炭素数1~20の炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、活性水素を有しない有機基を表す。
Aが表す炭化水素基としては、飽和、不飽和、脂肪族、及び芳香族の炭化水素基を含む。活性水素を有しない有機基は、共役ジエン系重合体が有する活性末端を不活性化させる有機基である。その有機基としては、水酸基(-OH)、第2級アミノ基(>NH)、第1級アミノ基(-NH2)、スルフヒドリル基(-SH)の活性水素を有する官能基がない、有機基である。なお、(i+j+k)が1の場合は、Aは無いものとしてよい。
前記式(VI)において、Aは下記一般式(II)~(V)のいずれかを表すものであることが好ましい。
In formula (VI), R 12 to R 14 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 15 to R 18 and R 20 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 19 and R 22 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 21 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a trialkylsilyl group. .
m represents an integer of 1 to 3; p represents 1 or 2;
R 12 to R 22 , m and p are each independent when a plurality of R 12 to R 22 are present.
i represents an integer of 0-6, j represents an integer of 0-6, k represents an integer of 0-6, and (i+j+k) represents an integer of 1-10.
A is a single bond, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an organic group having at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a phosphorus atom and having no active hydrogen.
The hydrocarbon group represented by A includes saturated, unsaturated, aliphatic and aromatic hydrocarbon groups. The organic group having no active hydrogen is an organic group that deactivates the active terminal of the conjugated diene polymer. The organic group is an organic group that does not have a functional group having an active hydrogen such as a hydroxyl group (--OH), a secondary amino group (>NH), a primary amino group (--NH 2 ), or a sulfhydryl group (--SH). Note that when (i+j+k) is 1, A may be absent.
In the above formula (VI), A preferably represents any one of the following general formulas (II) to (V).

式(II)中、B1は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B1は、複数存在する場合には、各々独立している。 In formula (II), B 1 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 1 are present, each is independent.

式(III)中、B2は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、B3は、炭素数1~20のアルキル基を表し、aは、1~10の整数を表し、B2及びB3は、それぞれ複数存在する場合には、各々独立している。 In formula (III), B 2 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, B 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and B 2 and B 3 are each independent when there are a plurality of each.

式(IV)中、B4は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B4は、複数存在する場合は、各々独立している。 In formula (IV), B 4 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 4 are present, they are each independent.

式(V)中、B5は、単結合又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、aは、1~10の整数を表し、B5は、複数存在する場合は、各々独立している。 In formula (V), B 5 represents a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a represents an integer of 1 to 10, and when multiple B 5 are present, they are each independent.

前記式(VI)において、Aが下記一般式(II)~(V)のいずれかを表すものであることにより、より優れた性能を有する変性共役ジエン系重合体を得ることができる傾向にある。 In the formula (VI), when A represents any one of the following general formulas (II) to (V), it tends to be possible to obtain a modified conjugated diene-based polymer with better performance.

前記式(VI)の変性剤として、(i+j+k)が1~2のものとしては、上述した変性剤と重複するものも含み、かつ以下のものに限定されないが、例えば、3-ジメトキシメチルシリルプロピルジメチルアミン(1官能)、3-トリメトキシシリルプロピルジメチルアミン(2官能)、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)メチルアミン(4官能)、ビス(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)メチルアミン(2官能)、(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]エチルアミン(4官能)、[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)メチルアミン(4官能)、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]メチルアミン(4官能)、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)エチルアミン(4官能)、1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン(4官能)、1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン(3官能)、[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-ジエトキシエチルシリルプロピル)メチルアミン(3官能)、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]メチルアミン(4官能)、(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-メチルアミン(3官能)が挙げられる。 As modifiers of formula (VI), those having (i+j+k) of 1 to 2 include those overlapping with the modifiers described above and are not limited to the following, for example, 3-dimethoxymethylsilylpropyldimethylamine (monofunctional), 3-trimethoxysilylpropyldimethylamine (bifunctional), bis(3-trimethoxysilylpropyl)methylamine (tetrafunctional), bis(3-dimethoxymethylsilylpropyl)methylamine (bifunctional), (3-trimethoxysilylpropyl)- [3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]ethylamine (tetrafunctional), [3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)methylamine (tetrafunctional), bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]methylamine (tetrafunctional), bis(3-triethoxysilylpropyl)ethyl Amine (tetrafunctional), 1-(3-triethoxysilylpropyl)-2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane (tetrafunctional), 1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane (trifunctional), [3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-diethoxyethylsilylpropyl) ) methylamine (trifunctional), bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]methylamine (tetrafunctional), (3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-methylamine (trifunctional).

以下、多官能化合物として、(i+j+k)が3以上のものとして、前記式(VI)においてAが式(II)で表される場合の変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、トリス(トリメトキシシリル)アミン、トリス(トリエトキシシリル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、トリス(3-エトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、
トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、
トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、
トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-エトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,6-ヘキサメチレンジアミン、ペンタキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ジエチレントリアミンが挙げられる。
Hereinafter, as the polyfunctional compound, (i+j+k) is 3 or more, and the modifier when A is represented by the formula (II) in the formula (VI) is not limited to the following, for example, tris(trimethoxysilyl)amine, tris(triethoxysilyl)amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane ) propyl]amine, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tris(3-ethoxysilylpropyl)amine, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-sila Cyclopentane)propyl]amine, bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2 -dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine amine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine,
Tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1 , 3-propanediamine, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy- 2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tetrakis(3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine,
Tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis(3-triethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2,2-diethoxy-1-a the-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1, 3-propanediamine, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3 -triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine amine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tri Su[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclo pentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]- (3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis (3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine,
Tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-triethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-diethoxy-1 -aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]- 1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bis[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl ]-(3-triethoxysilylpropyl)-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-ethoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-1, 3-bisaminomethylcyclohexane, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,6-hexamethylenediamine, pentakis(3-trimethoxysilylpropyl)-diethylenetriamine.

前記式(VI)において、Aが前記式(III)で表される場合の変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(2-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(2-トリエトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジエトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリエトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、N1,N1'-(プロパン-1,3-ジイル)ビス(N1-メチル-N3,N3-ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミン)、N1-(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N1-メチル-N3-(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N3-(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。 In the above formula (VI), when A is represented by the above formula (III), the modifier is not limited to the following; the-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, tris(3-triethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, bis(2-triethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-methyl-1,3-propanediamine, bis[3-(2,2-die Toxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-triethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, N1, N1'-(propane-1,3-diyl)bis(N1-methyl-N3, N3-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine), N1-(3-(bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N1-methyl-N3-(3-(methyl(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N3-(3-(Trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine.

前記式(VI)において、Aが式(IV)で表される場合の変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)シラン、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、(3-トリメトキシシリル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)-ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]シラン、ビス[3-(1-メトキシ-2-トリメチルシリル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]-ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)シラン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-ビス[3-(1-メトキシ-2-メチル-1-シラ-2-アザシクロペンタン)プロピル]シランが挙げられる。 In the above formula (VI), when A is represented by formula (IV), the modifier is not limited to the following, but examples include tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl)silane, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza- 2-silacyclopentane)propyl]-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]silane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, (3-trimethoxysilyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)-bis[ 3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)-bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl] ] silane, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]silane, bis[3-(1-methoxy-2-trimethylsilyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]-bis(3-trimethoxysilylpropyl)silane, bis(3-trimethoxy silylpropyl)-bis[3-(1-methoxy-2-methyl-1-sila-2-azacyclopentane)propyl]silane.

前記式(VI)において、Aが前記式(V)で表される場合の変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、3-トリス[2-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)エトキシ]シリル-1-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロパン、3-トリス[2-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)エトキシ]シリル-1-トリメトキシシリルプロパンが挙げられる。 In the above formula (VI), when A is represented by the above formula (V), the modifier is not limited to the following; tan)ethoxy]silyl-1-trimethoxysilylpropane.

前記式(VI)において、Aが酸素原子を有し、活性水素を有しない有機基を表すものである場合の変性剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]エーテル(4官能)、3,4,5-トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-シクロヘキシル-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]エーテル(8官能)が挙げられる。 In the above formula (VI), when A represents an organic group having an oxygen atom and no active hydrogen, the modifier is not limited to the following, for example, (3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]ether (tetrafunctional), 3,4,5-tris(3-trimethoxysilylpropyl)-cyclohexyl-[3-(2,2-dimethoxy-1 -Aza-2-silacyclopentane)propyl]ether (octafunctional).

前記式(VI)においてAがリン原子を有し、活性水素を有しない有機基を表すものである場合の変性剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、(3-トリメトキシシリルプロピル)ホスフェイト、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)―[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]ホスフェイト、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリメトキシシリルプロピル)ホスフェイト、トリス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]ホスフェイトが挙げられる。 In the above formula (VI), when A represents an organic group having a phosphorus atom and no active hydrogen, the modifier is not limited to the following, but for example, (3-trimethoxysilylpropyl) phosphate, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]phosphate, bis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane) ) propyl]-(3-trimethoxysilylpropyl) phosphate, tris[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl] phosphate.

前記式(VI)において、Aは、好ましくは前記式(II)又は前記式(III)を表し、kは、0を表す。これにより、入手が容易な変性剤となる傾向にあり、しかも、変性共役ジエン系重合体を加硫物としたときに、耐摩耗性及び低ヒステリシスロス性能がより優れるものとなる傾向にある。このような変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミン、ビス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-(3-トリスメトキシシリルプロピル)-メチル-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。 In the formula (VI), A preferably represents the formula (II) or the formula (III), and k represents 0. As a result, the modified conjugated diene polymer tends to be an easily available modifier, and when the modified conjugated diene polymer is vulcanized, it tends to be more excellent in wear resistance and low hysteresis loss performance. Examples of such modifiers include, but are not limited to, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]. -1,3-propanediamine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine, bis[3-(2,2- Dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-(3-trismethoxysilylpropyl)-methyl-1,3-propanediamine.

前記式(VI)において、Aは、より好ましくは式(II)又は式(III)を表し、kは0を表し、式(II)又は式(III)において、aは2~10の整数を表す。このような変性剤を用いることにより、加硫したときに、耐摩耗性及び低ヒステリシスロス性能がより優れるものとなる傾向にある。
このような変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、N1-(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N1-メチル-N3-(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N3-(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。
In formula (VI), A more preferably represents formula (II) or formula (III), k represents 0, and a represents an integer of 2-10 in formula (II) or formula (III). The use of such modifiers tends to result in better wear resistance and low hysteresis loss performance when vulcanized.
このような変性剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、N 1 -(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N 1 -メチル-N 3 -(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N 3 -(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミンが挙げられる。

変性剤としての式(VI)で表される化合物の添加量は、重合開始剤のモル数対変性剤のモル数が、所望の化学量論的比率で反応させるよう調整することができ、そのことにより所望の分岐度が達成される。具体的な重合開始剤のモル数は、変性剤のモル数に対して、好ましくは1.0倍モル以上、より好ましくは2.0倍モル以上であることが好ましい。この場合、式(VI)において、変性剤の官能基数((m-1)×i+p×j+k)は、1~10の整数であることが好ましく、2~10の整数であることがより好ましい。 The amount of the compound represented by formula (VI) added as a modifier can be adjusted so that the number of moles of polymerization initiator to the number of moles of modifier are reacted in the desired stoichiometric ratio, thereby achieving the desired degree of branching. Specifically, the number of moles of the polymerization initiator is preferably 1.0 times or more, more preferably 2.0 times or more, with respect to the number of moles of the modifier. In this case, in formula (VI), the functional group number ((m−1)×i+p×j+k) of the modifier is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 2 to 10.

(水素化工程)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、共役ジエン部を水素化したものであってもよい。共役ジエン部を水素化する方法は、特に限定されず、公知の方法が利用できる。
好適な水素化の方法としては、触媒の存在下、重合体溶液に気体状水素を吹き込む方法で水素化する方法が挙げられる。
触媒としては、特に限定されないが、例えば、貴金属を多孔質無機物質に担持させた触媒等の不均一系触媒;ニッケル、コバルト等の塩を可溶化し有機アルミニウム等と反応させた触媒、チタノセン等のメタロセンを用いた触媒等の均一系触媒が挙げられる。これら中でも、マイルドな水素化条件を選択できる観点から、チタノセン触媒が好ましい。また、芳香族基の水素化は、貴金属の担持触媒を用いることによって行うことができる。
(Hydrogenation process)
The modified conjugated diene-based polymer (A) used in the present embodiment may be obtained by hydrogenating the conjugated diene portion. A method for hydrogenating the conjugated diene portion is not particularly limited, and a known method can be used.
A suitable hydrogenation method includes a method of hydrogenating by blowing gaseous hydrogen into a polymer solution in the presence of a catalyst.
The catalyst is not particularly limited, but examples thereof include heterogeneous catalysts such as catalysts in which noble metals are supported on porous inorganic substances; catalysts in which salts such as nickel and cobalt are solubilized and reacted with organic aluminum and the like; and homogeneous catalysts such as catalysts using metallocenes such as titanocene. Among these, a titanocene catalyst is preferable from the viewpoint of being able to select mild hydrogenation conditions. Hydrogenation of the aromatic group can also be carried out using a noble metal-supported catalyst.

水素化触媒としては、以下のものに限定されないが、例えば、(1)Ni,Pt,Pd,Ru等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持させた担持型不均一系水添触媒、(2)Ni,Co,Fe,Cr等の有機酸塩又はアセチルアセトン塩等の遷移金属塩と有機アルミニウム等の還元剤とを用いる、いわゆるチーグラー型水添触媒、(3)Ti,Ru,Rh,Zr等の有機金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等が挙げられる。さらに、水素化触媒として、特に限定されないが、例えば、特公昭42-8704号公報、特公昭43-6636号公報、特公昭63-4841号公報、特公平1-37970号公報、特公平1-53851号公報、特公平2-9041号公報、特開平8-109219号公報に記載された公知の水素化触媒も挙げられる。好ましい水素化触媒としては、チタノセン化合物と還元性有機金属化合物との反応混合物が挙げられる。 Examples of hydrogenation catalysts include, but are not limited to the following: (1) supported heterogeneous hydrogenation catalysts in which metals such as Ni, Pt, Pd, and Ru are supported on carbon, silica, alumina, diatomaceous earth, etc.; (2) so-called Ziegler-type hydrogenation catalysts using organic acid salts such as Ni, Co, Fe, and Cr or transition metal salts such as acetylacetone salts and reducing agents such as organic aluminum; and (3) organometallic compounds such as Ti, Ru, Rh, and Zr. So-called organometallic complexes and the like are included. Furthermore, the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but for example, JP-B-42-8704, JP-B-43-6636, JP-B-63-4841, JP-B-1-37970, JP-B-1-53851, JP-B-2-9041, and JP-A-8-109219 also include known hydrogenation catalysts. Preferred hydrogenation catalysts include reaction mixtures of titanocene compounds and reducing organometallic compounds.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の製造工程においては、変性工程の後、変性共役ジエン系重合体溶液に、必要に応じて、失活剤、中和剤等を添加してもよい。
失活剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール等が挙げられる。
中和剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、バーサチック酸(炭素数9~11個で、10個を中心とする、分岐の多いカルボン酸混合物)等のカルボン酸;無機酸の水溶液、炭酸ガスが挙げられる。
In the production process of the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment, after the modification process, a deactivator, a neutralizer, etc. may be added to the modified conjugated diene polymer solution, if necessary.
Examples of deactivators include, but are not limited to, water; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and the like.
Examples of the neutralizing agent include, but are not limited to, carboxylic acids such as stearic acid, oleic acid, and versatic acid (mixture of highly branched carboxylic acids having 9 to 11 carbon atoms, mainly 10 carbon atoms); an aqueous solution of an inorganic acid, and carbon dioxide gas.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)は、重合後のゲル生成を防止する観点、及び加工時の安定性を向上させる観点から、ゴム用安定剤を添加することが好ましい。
ゴム用安定剤としては、公知のものを用いることができ、以下に限定されるものではないが、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェノール)プロピネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤が挙げられる。
A rubber stabilizer is preferably added to the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment from the viewpoint of preventing gel formation after polymerization and improving the stability during processing.
As the rubber stabilizer, a known one can be used, and it is not limited to the following. Examples include antioxidants such as 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene (BHT), n-octadecyl-3-(4'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenol) propinate, and 2-methyl-4,6-bis[(octylthio)methyl]phenol.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)の加工性をより改善するために、必要に応じて、伸展油を変性共役ジエン系共重合体に添加することができる。
伸展油を変性共役ジエン系重合体に添加する方法としては、以下の方法に限定されないが、伸展油を該重合体溶液に加え、混合して、油展共重合体溶液としたものを脱溶媒する方法が好ましい。
伸展油としては、例えば、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油等が挙げられる。これらの中でも、環境安全上の観点、並びにオイルブリード防止及びウェットグリップ特性の観点から、IP346法による多環芳香族(PCA)成分が3質量%以下であるアロマ代替油が好ましい。
アロマ代替油としては、Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999)に示されるTDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)、MES(Mild Extraction Solvate)等の他、RAE(Residual Aromatic Extracts)が挙げられる。
伸展油の添加量は、特に限定されないが、変性共役ジエン系重合体100質量部に対し、10質量部以上60質量部以下が好ましく、20質量部以上37.5質量部以下がより好ましい。
In order to further improve the processability of the modified conjugated diene-based polymer (A) used in this embodiment, an extender oil can be added to the modified conjugated diene-based copolymer, if necessary.
The method of adding the extender oil to the modified conjugated diene polymer is not limited to the following method, but the method of adding the extender oil to the polymer solution and mixing to obtain an oil-extended copolymer solution and desolvating the solution is preferable.
Examples of extender oils include aromatic oils, naphthenic oils, paraffin oils and the like. Among these, from the viewpoints of environmental safety, prevention of oil bleed and wet grip properties, aromatic alternative oils containing 3% by mass or less of polycyclic aromatic (PCA) components according to the IP346 method are preferable.
Examples of alternative aromatic oils include TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts) and MES (Mild Extraction Solvate) shown in Kautschuk Gummi Kunststoffe 52 (12) 799 (1999), as well as RAE (Residual Aromatic Extract). tracts).
The amount of the extender oil to be added is not particularly limited, but is preferably 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or more and 37.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the modified conjugated diene polymer.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)を、重合体溶液から取得する方法としては、公知の方法を用いることができる。その方法として、特に限定されないが、例えば、スチームストリッピング等で溶媒を分離した後、重合体を濾別し、さらにそれを脱水及び乾燥して重合体を取得する方法、フラッシングタンクで濃縮し、さらにベント押出し機等で脱揮する方法、ドラムドライヤー等で直接脱揮する方法が挙げられる。
ただし、窒素原子に直接ケイ素が結合した変性剤を使用している場合、以下に示すような水との反応が容易に生じる傾向にあるため、水を使用しない方法が好ましい。
((RO)-Si-D23-N+H2O→3(RO)-Si(OH)-D2)+NH3
水を使用しない方法としては、特に限定されないが、例えば、フラッシングタンクで濃縮し、さらにベント押出し機等で脱揮する方法、ドラムドライヤー等で直接脱揮する方法が挙げられる。
(上記式中、D2は、ジエン系重合体を示し、Rは、単結合又は炭素数1~20のアルキル基を示す。)
A known method can be used as a method for obtaining the modified conjugated diene polymer (A) used in the present embodiment from a polymer solution. The method is not particularly limited, but examples thereof include a method of separating the solvent by steam stripping or the like, followed by filtering the polymer, followed by dehydration and drying to obtain a polymer, a method of concentrating in a flushing tank and further devolatilizing with a vent extruder or the like, and a method of directly devolatilizing with a drum dryer or the like.
However, when a modifying agent in which silicon is directly bonded to a nitrogen atom is used, the following reaction with water tends to occur easily, so a method that does not use water is preferred.
((RO)--Si--D 2 ) 3 --N+H 2 O→3(RO)--Si(OH)--D 2 )+NH 3
Methods that do not use water include, but are not particularly limited to, a method of concentrating in a flushing tank and further devolatilizing with a vent extruder or the like, and a method of directly devolatilizing with a drum dryer or the like.
(In the above formula, D 2 represents a diene polymer and R represents a single bond or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

〔変性共役ジエン系重合体(B)〕
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線において、ピークトップを2つ以上有しており、分子量が最も小さいピークの分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満かつそのピーク面積が全ピーク面積に対して2~50%であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上の変性共役ジエン系重合体である。
[Modified conjugated diene polymer (B)]
The modified conjugated diene-based polymer (B) used in the present embodiment has two or more peak tops in the gel permeation chromatography (GPC) curve, the molecular weight distribution Mw/Mn of the peak with the lowest molecular weight is 1.0 or more and less than 1.6, the peak area is 2 to 50% of the total peak area, and the modification rate relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer is 50% by mass or more.

本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)は、上述の条件を満たす範囲で変性共役ジエン系重合体(A)と同じ特徴を有していることが望ましいので、変性共役ジエン系重合体(A)と異なる点について以下に説明する。 The modified conjugated diene-based polymer (B) used in the present embodiment preferably has the same characteristics as the modified conjugated diene-based polymer (A) within the range that satisfies the above conditions, so the points different from the modified conjugated diene-based polymer (A) will be described below.

(ピーク分子量)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)は、GPC曲線におけるピークトップを2つ以上有している。ピークトップが1つの場合は、ゴム組成物の強度が低下する傾向にある。一方、ピークトップを2つ以上有している場合、耐摩耗性と加工性のバランスかつ低ヒステリシスロス性に優れたゴム組成物を提供することができる。また、ピークトップを2つ以上有することで、変性共役ジエン共重合体の重量平均分子量が高くなる傾向にあり、ゴム組成物の強度を維持できる傾向がある。ピークトップの数の上限は特に限定されないが、例えば、5つ以下である。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)のピークトップの数は、変性剤の種類、変性剤の量、添加する変性剤の数、変性剤の添加タイミング、若しくはピーク分子量の異なる変性共役ジエン系重合体を混ぜ合わせることによって制御できる。
(peak molecular weight)
The modified conjugated diene-based polymer (B) used in this embodiment has two or more peak tops in the GPC curve. When there is one peak top, the strength of the rubber composition tends to decrease. On the other hand, when it has two or more peak tops, it is possible to provide a rubber composition having excellent balance between wear resistance and workability and low hysteresis loss. Moreover, having two or more peak tops tends to increase the weight average molecular weight of the modified conjugated diene copolymer, and tends to maintain the strength of the rubber composition. Although the upper limit of the number of peak tops is not particularly limited, it is, for example, five or less.
The number of peak tops of the modified conjugated diene-based polymer (B) used in the present embodiment can be controlled by the type of modifier, the amount of modifier, the number of modifiers to be added, the timing of addition of the modifier, or by mixing modified conjugated diene-based polymers with different peak molecular weights.

(重量平均分子量)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)の重量平均分子量は、低ヒステリシス性能と加工特性のバランスの観点から、2×104以上200×104以下であることが好ましく、4×104以上150×104以下であることがさらに好ましく、6×104以上120×104以下であることがさらにより好ましい。
変性共役ジエン系重合体(B)の重量平均分子量が2×104以上200×104以下であることで、加硫物としたときの低ヒステリシスロス性に優れる。また、変性共役ジエン系重合体(B)の重量平均分子量が200×104以下であることで加硫物とする際の充填剤の分散性に優れる。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) used in the present embodiment is preferably 2×10 4 or more and 200×10 4 or less, more preferably 4×10 4 or more and 150×10 4 or less, and even more preferably 6×10 4 or more and 120×10 4 or less, from the viewpoint of the balance between low hysteresis performance and processability.
When the modified conjugated diene-based polymer (B) has a weight average molecular weight of 2×10 4 or more and 200×10 4 or less, the vulcanizate has excellent low hysteresis loss properties. Further, when the weight average molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) is 200×10 4 or less, the dispersibility of the filler in the vulcanizate is excellent.

(分子量分布)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)は、分子量が最も小さいピークの数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比で表される分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満である。この範囲の分子量分布である変性共役ジエン系重合体(B)は、同程度の分子量及び変性率の重合体と比較して加硫物とした際の低ヒステリシスロス性により優れる傾向にある。変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの分子量分布Mw/Mnは、好ましくは1.0以上1.4以下であり、より好ましくは1.0以上1.2以下である。
このような分子量分布の変性共役ジエン系重合体(B)は、好ましくはバッチ重合で得ることができる。
変性共役ジエン系重合体(B)の分子量分布は、GPCによる分子量曲線が複数ピークの連峰型の形状であることが好ましく、それぞれのピークの分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満であることがより好ましい。
このような分子量分布を有する変性共役ジエン系重合体(B)は、加硫物とした際の低ヒステリシスロス性により優れる傾向にある。
(Molecular weight distribution)
The modified conjugated diene-based polymer (B) used in the present embodiment has a molecular weight distribution Mw/Mn, which is represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the lowest molecular weight peak, of 1.0 or more and less than 1.6. The modified conjugated diene-based polymer (B) having a molecular weight distribution within this range tends to be superior in low hysteresis loss when vulcanized as compared with a polymer having a similar molecular weight and modification rate. The molecular weight distribution Mw/Mn of the peak with the lowest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) is preferably 1.0 or more and 1.4 or less, more preferably 1.0 or more and 1.2 or less.
A modified conjugated diene-based polymer (B) having such a molecular weight distribution can preferably be obtained by batch polymerization.
The molecular weight distribution of the modified conjugated diene-based polymer (B) is preferably such that the molecular weight curve by GPC has a mountain range shape with multiple peaks, and the molecular weight distribution Mw/Mn of each peak is 1.0 or more and less than 1.6.
The modified conjugated diene polymer (B) having such a molecular weight distribution tends to be excellent in low hysteresis loss when vulcanized.

(ピーク面積)
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの面積は全ピーク面積に対して2~50%である。変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの面積が小さいほど、耐摩耗性に優れ、一方、変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの面積が大きいほど、加工性に優れる。これら耐摩耗性と加工性バランスの観点から、より好ましくは、変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの面積は全ピーク面積に対して2~40%であり、さらに好ましくは2~30%である。また変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークの面積が上記範囲であることで、ゴム状重合体とした際にも、耐摩耗性と加工性とのバランスに優れる。
前記ピーク面積は、変性剤の種類、変性剤の量、添加する変性剤の数、変性剤の添加タイミング、若しくはピーク分子量の異なる変性共役ジエン系重合体の混ぜ合わせる量によって制御できる。
(peak area)
The area of the peak having the smallest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) used in this embodiment is 2 to 50% of the total peak area. The smaller the area of the peak with the smallest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B), the better the abrasion resistance, while the larger the area of the peak with the smallest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B), the better the workability. From the viewpoint of the balance between abrasion resistance and workability, the area of the peak with the smallest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) is more preferably 2 to 40%, more preferably 2 to 30% of the total peak area. Further, when the modified conjugated diene-based polymer (B) has the smallest molecular weight peak area within the above range, the rubber-like polymer has an excellent balance between abrasion resistance and workability.
The peak area can be controlled by the type of modifier, the amount of modifier, the number of modifiers to be added, the timing of addition of the modifier, or the amount of mixed modified conjugated diene polymers with different peak molecular weights.

また、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークを除いたピークの面積は、全ピーク面積に対して50~98%である。複数のピークトップを有することで、変性共役ジエン共重合体(B)の重量平均分子量が高くなる傾向にあり、変性共役ジエン系重合体(B)の分子量が最も小さいピークを除いたピークの面積が全ピーク面積に対して50%以上であることで耐摩耗性に優れる。一方、前述のとおり、本ピーク面積が大きくなると加工性が悪化する傾向にあり、これら耐摩耗性と加工性とのバランスから本ピーク面積は、全ピーク面積に対して60~98%がより好ましく、70~98%がより好ましい。
前述のとおり、本ピーク面積は、変性剤の種類、変性剤の量、添加する変性剤の数、変性剤の添加タイミング、若しくはピーク分子量の異なる変性共役ジエン系重合体の混ぜ合わせる量によって制御できる。
The area of peaks excluding the peak having the lowest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) used in this embodiment is 50 to 98% of the total peak area. By having a plurality of peak tops, the weight average molecular weight of the modified conjugated diene copolymer (B) tends to increase, and the area of the peaks excluding the peak with the lowest molecular weight of the modified conjugated diene polymer (B) is 50% or more of the total peak area, resulting in excellent abrasion resistance. On the other hand, as described above, as the peak area increases, the workability tends to deteriorate, and from the balance between wear resistance and workability, the peak area is more preferably 60 to 98% of the total peak area. More preferably, 70 to 98%.
As described above, this peak area can be controlled by the type of modifier, the amount of modifier, the number of modifiers to be added, the timing of addition of the modifier, or the amount of modified conjugated diene-based polymers with different peak molecular weights mixed.

変性共役ジエン系重合体(B)は、好ましくは、前記一般式(I)で表される。これによって、変性された共役ジエン系重合体は、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性により優れる傾向にある。
本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合(A)と(B)とを予め混合して用いる場合の混合方法としては、特に限定されないが、例えば、それぞれの変性共役ジエン系重合体の溶液を混合する方法、それぞれの変性共役ジエン系重合体を機械的に混合する方法等、種々の方法が挙げられる。
The modified conjugated diene-based polymer (B) is preferably represented by the general formula (I). As a result, the modified conjugated diene-based polymer tends to have a better balance between low hysteresis loss and wet skid resistance and wear resistance when vulcanized.
The mixing method when the modified conjugated diene-based polymerizations (A) and (B) used in the present embodiment are mixed in advance is not particularly limited, but various methods such as a method of mixing solutions of the respective modified conjugated diene-based polymers and a method of mechanically mixing the respective modified conjugated diene-based polymers can be mentioned.

〔ゴム状重合体〕
本実施形態に用いるゴム状重合体は、少なくとも2種類の変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含み、変性共役ジエン系重合体(A)を30質量%以上含むゴム状重合体である。ゴム状重合体において、変性共役ジエン系重合体(A)を耐摩耗性の観点から40質量%以上含むことがより好ましく、50質量%以上含むことがさらに好ましく、60質量%以上含むことがさらにより好ましい。ゴム状重合体において、変性共役ジエン系重合体(A)の含有量の上限は90質量%以下であることが好ましい。前記ゴム状重合体は、変性共役ジエン系重合体(B)を好ましくは10質量%以上含むことにより、低ヒステリシス性が良好になる。20質量%以上含むことがより好ましく、30質量%以上含むことがさらに好ましく、40質量%以上含むことがさらにより好ましい。ゴム状重合体において、変性共役ジエン系重合体(B)の含有量の上限は70質量%以下であることが好ましい。
充填剤に親和性又は結合反応性を有する変性率が50質量%以上であるので、変性共役ジエン系重合体(A)と充填剤とを混練りする際に加えても、加工性を維持したまま低ヒステリシスロス性に優れるゴム組成物を提供することができる。
[Rubber-like polymer]
The rubber-like polymer used in the present embodiment is a rubber-like polymer containing at least two types of modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) and containing 30% by mass or more of the modified conjugated diene-based polymer (A). In the rubber-like polymer, the modified conjugated diene polymer (A) is more preferably contained in an amount of 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more, from the viewpoint of abrasion resistance. In the rubber-like polymer, the upper limit of the content of the modified conjugated diene polymer (A) is preferably 90% by mass or less. When the rubber-like polymer contains the modified conjugated diene-based polymer (B) in an amount of preferably 10% by mass or more, the low hysteresis property is improved. More preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more. In the rubber-like polymer, the upper limit of the content of the modified conjugated diene polymer (B) is preferably 70% by mass or less.
Since the modification rate having affinity or binding reactivity with the filler is 50% by mass or more, even when the modified conjugated diene polymer (A) and the filler are kneaded, it is possible to provide a rubber composition excellent in low hysteresis loss while maintaining workability.

また、前記ゴム状重合体は、変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)以外の重合体を含んでもよい。当該本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)以外の重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、共役ジエン系重合体又はその水素添加物、共役ジエン系化合物とビニル芳香族化合物とのランダム共重合体又はその水素添加物、共役ジエン系化合物とビニル芳香族化合物とのブロック共重合体又はその水素添加物、非ジエン系重合体、天然ゴムが挙げられる。具体的な重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、ブタジエンゴム又はその水素添加物、イソプレンゴム又はその水素添加物、スチレン-ブタジエンゴム又はその水素添加物、スチレン-ブタジエンブロック共重合体又はその水素添加物、スチレン-イソプレンブロック共重合体又はその水素添加物等のスチレン系エラストマー、アクリロニトリル-ブタジエンゴム又はその水素添加物が挙げられる。
前記非ジエン系重合体としては、以下のものに限定されないが、例えば、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、エチレン-ブテン-ジエンゴム、エチレン-ブテンゴム、エチレン-ヘキセンゴム、エチレン-オクテンゴム等のオレフィン系エラストマー、ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、α、β-不飽和ニトリル-アクリル酸エステル-共役ジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムが挙げられる。本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合(A)及び(B)以外の重合体(他の重合体と言う)とを混合して用いる場合の混合方法としては、特に限定されないが、例えば、変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)の溶液と他の重合体の溶液とを混合する方法、変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)と他の重合体とを機械的に混合する方法等、種々の方法が挙げられる。
上述した他の重合体は、水酸基、アミノ基等の極性を有する官能基を付与した変性ゴムであってもよい。タイヤ用に用いる場合、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴムが好ましく用いられる。
前記天然ゴムとしては、以下のものに限定されないが、例えば、スモークドシートであるRSS3~5号、SMR、エポキシ化天然ゴムが挙げられる。
Further, the rubber-like polymer may contain a polymer other than the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B). Polymers other than the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) used in the present embodiment are not limited to the following, but include, for example, a conjugated diene-based polymer or a hydrogenated product thereof, a random copolymer of a conjugated diene-based compound and a vinyl aromatic compound or a hydrogenated product thereof, a block copolymer of a conjugated diene-based compound and a vinyl aromatic compound or a hydrogenated product thereof, a non-diene-based polymer, and a natural rubber. Specific polymers include, but are not limited to the following, butadiene rubber or hydrogenated products thereof, isoprene rubber or hydrogenated products thereof, styrene-butadiene rubber or hydrogenated products thereof, styrene-butadiene block copolymers or hydrogenated products thereof, styrene elastomers such as styrene-isoprene block copolymers or hydrogenated products thereof, acrylonitrile-butadiene rubbers or hydrogenated products thereof.
Examples of the non-diene polymer include, but are not limited to the following, olefin elastomers such as ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-butene-diene rubber, ethylene-butene rubber, ethylene-hexene rubber, ethylene-octene rubber, butyl rubber, brominated butyl rubber, acrylic rubber, fluororubber, silicone rubber, chlorinated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, α,β-unsaturated nitrile-acrylic acid ester-conjugated diene copolymer rubber, urethane rubber. , and polysulfide rubbers. The mixing method when a polymer other than the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) used in the present embodiment (referred to as another polymer) is mixed and used is not particularly limited. Examples include a method of mixing a solution of the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) with a solution of another polymer, a method of mechanically mixing the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) and the other polymer, and the like.
The other polymer mentioned above may be a modified rubber to which a polar functional group such as a hydroxyl group or an amino group is added. When used for tires, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber and butyl rubber are preferably used.
Examples of the natural rubber include, but are not limited to, smoked sheet RSS Nos. 3 to 5, SMR, and epoxidized natural rubber.

〔ゴム組成物〕
本実施形態のゴム組成物は、変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含み、変性共役ジエン系重合体(A)を30質量%以上含むゴム状重合体100質量部と、充填剤5~150質量部とを含むゴム組成物である。
前述の通り、変性共役ジエン系重合体(A)と充填剤を混練りする際は、変性共役ジエン系重合体(A)の変性率が高いとトルクが到達する最大値が高く、また「1/2変性率」が高いとトルク上昇時間は速くなる。これは、本実施形態の範囲内の変性共役ジエン系重合体(A)を複数含むゴム組成物とした場合でも同様の結果となり、トルク上昇時間に着目すると「1/2変性率」が高くなるほど、トルク上昇時間は速くなる。
一方で、変性共役ジエン系重合体(B)は、分子量分布Mw/Mnが1.6未満かつ複数のピークトップを有しているため、分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である成分の変性率が、変性共役ジエン系重合体(B)の総量に対する変性率の1/2以上であることは、例えば分子内に少なくとも1つ窒素原子等の官能基を有する有機リチウム化合物を重合開始剤として用いなければ困難である。
しかしながら、本実施形態の所定範囲内の物性の変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含むゴム組成物は、トルク上昇速度が比較的速い傾向である。そのメカニズムとしては、次のように考えている。
シリカなどの充填剤と、変性共役ジエン系重合体中の変性基との反応は、混練り過程において、分子量が小さい変性共役ジエン系重合体から順次反応が進行している。そのため、「1/2変性率」が高くなくても、分子量分布が比較的狭い変性共役ジエン系重合体(B)は、ひとたび反応が起こると速やかに反応が終了するため、結果としてトルク上昇に時間がかからず比較的混練りし易い組成物となっている。
本実施形態のゴム組成物は、混練りし易いため、充填剤の分散が良好になりやすく、また、分子量分布が比較的狭い変性共役ジエン系重合体(B)を含むため、低ヒステリシスロス性に優れるゴム組成物となる傾向にある。
さらに変性共役ジエン系重合体(B)は、分子量が最小のピークを除いたピークの面積が全ピーク面積に対して50~98%であり、つまり高分子成分も多く含んでいるため、耐摩耗性も維持したゴム組成物となる。
本実施形態のゴム組成物は、加硫物として好適に用いられる。加硫物としては、特に限定されないが、例えば、タイヤ、ホース、靴底、防振ゴム、自動車部品、免振ゴムが挙げられ、また、耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂等の樹脂強化用ゴムも挙げられる。特に、タイヤ用のトレッドゴムの組成物に好適に用いられる。加硫物は、例えば、本実施形態に用いるゴム状重合体を、シリカ系無機充填剤、カーボンブラック等の無機充填剤、本実施形態に用いる変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)以外の重合体、シランカップリング剤、ゴム用軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等と混練して、変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含むゴム組成物とした後、加熱して加硫することにより得ることができる。
また、当該充填剤は、シリカ系無機充填剤を含むことが好ましい。ゴム組成物は、シリカ系無機充填剤を分散させることで、加硫物とする際の加工性により優れる傾向にあり、加硫物としたときに、低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランスと、破壊強度及び耐摩耗性と、により優れる傾向にある。本実施形態のゴム組成物が、タイヤ、防振ゴム等の自動車部品、靴等の加硫ゴム用途に用いられる場合にも、シリカ系無機充填剤を含むことが好ましい。
充填剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、シリカ系無機充填剤、カーボンブラック、金属酸化物、金属水酸化物が挙げられる。この中でも、シリカ系無機充填剤が好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のゴム組成物中の充填剤の含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、5質量部以上150質量部以下であり、10質量部以上120質量部以下であることが好ましく、20質量部以上100質量部以下であることがより好ましい。
充填剤の含有量は、充填剤の添加効果が発現する観点から、ゴム状重合体100質量部に対して、5質量部以上であり、充填剤を十分に分散させ、ゴム組成物の加工性及び機械強度を実用的に十分なものとする観点から、150質量部以下である。
シリカ系無機充填剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができるが、SiO2又はSi3Alを構成単位として含む固体粒子が好ましく、SiO2又はSi3Alを構成単位の主成分として含む固体粒子がより好ましい。ここで、主成分とは、シリカ系無機充填剤中に50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上含有される成分をいう。
具体的なシリカ系無機充填剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、シリカ、クレイ、タルク、マイカ、珪藻土、ウォラストナイト、モンモリロナイト、ゼオライト、ガラス繊維等の無機繊維状物質が挙げられる。また、表面を疎水化したシリカ系無機充填剤、シリカ系無機充填剤とシリカ系以外の無機充填剤との混合物も挙げられる。これらの中でも、強度及び耐摩耗性等の観点から、シリカ及びガラス繊維が好ましく、シリカがより好ましい。シリカとしては、例えば、乾式シリカ、湿式シリカ、合成ケイ酸塩シリカが挙げられる。これらのシリカの中でも、破壊特性の改良効果及びウェットスキッド抵抗性のバランスに優れる観点から、湿式シリカが好ましい。
ゴム組成物の実用上良好な耐摩耗性及び破壊特性を得る観点から、シリカ系無機充填剤のBET吸着法で求められる窒素吸着比表面積は、100m2/g以上300m2/g以下であることが好ましく、170m2/g以上250m2/g以下であることがより好ましい。また必要に応じて、比較的比表面積が小さい(例えば、比表面積が200m2/g以下の)シリカ系無機充填剤と、比較的比表面積の大きい(例えば、200m2/g以上の)シリカ系無機充填剤)と、を組み合わせて用いることができる。本実施形態において、特に比較的比表面積の大きい(例えば、200m2/g以上の)シリカ系無機充填剤を用いる場合に、変性共役ジエン系重合体は、シリカの分散性を改善し、特に耐摩耗性の向上に効果があり、良好な破壊特性と低ヒステリシスロス性とを高度にバランスさせることができる傾向にある。
本実施形態のゴム組成物中のシリカ系無機充填剤の含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、5質量部以上150質量部であり、20質量部以上100質量部以下であることが好ましい。シリカ系無機充填剤の含有量は、無機充填剤の添加効果が発現する観点から、ゴム状重合体100質量部に対して、5質量部以上であり、無機充填剤を十分に分散させ、組成物の加工性及び機械強度を実用的に十分なものとする観点から、150質量部以下である。
カーボンブラックとしては、以下のものに限定されないが、例えば、SRF、FEF、HAF、ISAF、SAF等の各クラスのカーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、窒素吸着比表面積が50m2/g以上、かつ、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が80mL/100g以下のカーボンブラックが好ましい。
カーボンブラックの含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、0.5質量部以上100質量部以下が好ましく、3.0質量部以上100質量部以下がより好ましく、5.0質量部以上50質量部以下がさらに好ましい。カーボンブラックの含有量は、ドライグリップ性能、導電性等のタイヤ等の用途に求められる性能を発現する観点から、ゴム状重合体100質量部に対して、0.5質量部以上とすることが好ましく、分散性の観点から、100質量部以下とすることが好ましい。
金属酸化物とは、化学式MxOy(Mは、金属原子を表し、x及びyは、各々独立して、1~6の整数を表す。)を構成単位の主成分とする固体粒子のことをいう。金属酸化物としては、以下のものに限定されないが、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛が挙げられる。金属水酸化物としては、以下のものに限定されないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウムが挙げられる。
本実施形態のゴム組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤は、ゴム状重合体と無機充填剤との相互作用を緊密にする機能を有しており、ゴム状重合体及びシリカ系無機充填剤のそれぞれに対する親和性又は結合性の基を有しており、硫黄結合部分とアルコキシシリル基又はシラノール基部分とを一分子中に有する化合物が好ましい。このような化合物としては、特に限定されないが、例えば、ビス-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-テトラスルフィド、ビス-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]-ジスルフィド、ビス-[2-(トリエトキシシリル)-エチル]-テトラスルフィドが挙げられる。
シランカップリング剤の含有量は、上述した無機充填剤100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下が好ましく、0.5質量部以上20質量部以下がより好ましく、1.0質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が上記範囲であると、シランカップリング剤による上記添加効果を一層顕著なものにできる傾向にある。
本実施形態のゴム組成物は、その加工性の改良を図る観点から、ゴム用軟化剤を含んでもよい。ゴム用軟化剤としては、鉱物油、又は、液状若しくは低分子量の合成軟化剤が好適である。ゴムの軟化、増容、及び加工性の向上を図るために使用されているプロセスオイル又はエクステンダーオイルと呼ばれる鉱物油系ゴム用軟化剤は、芳香族環、ナフテン環、及びパラフィン鎖の混合物であり、パラフィン鎖の炭素数が全炭素中50質量%以上を占めるものがパラフィン系と呼ばれ、ナフテン環炭素数が全炭素中30質量%以上45質量%以下を占めるものがナフテン系、芳香族炭素数が全炭素中30質量%を超えて占めるものが芳香族系と呼ばれている。本実施形態に用いる共役ジエン系重合体が共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物との共重合体である場合、用いるゴム用軟化剤としては、適度な芳香族含量を有するものが共重合体との馴染みがよい傾向にあるため好ましい。
ゴム用軟化剤の含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、0質量部以上100質量部以下が好ましく、10質量部以上90質量部以下がより好ましく、30質量部以上90質量部以下がさらに好ましい。ゴム用軟化剤の含有量がゴム状重合体100質量部に対して100質量部以下であることで、ブリードアウトを抑制し、ゴム組成物表面のベタツキを抑制する傾向にある。
変性共役ジエン系重合体とその他のゴム状重合体、シリカ系無機充填剤、カーボンブラックやその他の充填剤、シランカップリング剤、ゴム用軟化剤等の添加剤を混合する方法については、以下のものに限定されないが、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶解混合後、溶剤を加熱除去する方法が挙げられる。これらのうち、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機による溶融混練法が生産性、良混練性の観点から好ましい。また、ゴム状重合体とその他の充填剤、シランカップリング剤、及び添加剤とを一度に混練する方法、複数の回数に分けて混合する方法のいずれも適用可能である。
本実施形態のゴム組成物は、加硫剤により加硫処理を施した加硫組成物としてもよい。加硫剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、有機過酸化物及びアゾ化合物等のラジカル発生剤、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物、硫黄、硫黄化合物が挙げられる。硫黄化合物には、一塩化硫黄、二塩化硫黄、ジスルフィド化合物、高分子多硫化合物等が含まれる。加硫剤の含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましい。加硫方法としては、従来公知の方法を適用でき、加硫温度は、120℃以上200℃以下が好ましく、より好ましくは140℃以上180℃以下である。
加硫に際しては、必要に応じて加硫促進剤を用いてもよい。加硫促進剤としては、従来公知の材料を用いることができ、以下のものに限定されないが、例えば、スルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、チアゾール系、チオ尿素系、ジチオカルバメート系の加硫促進剤が挙げられる。また、加硫助剤としては、以下のものに限定されないが、例えば、亜鉛華、ステアリン酸が挙げられる。加硫促進剤の含有量は、ゴム状重合体100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましい。
本実施形態のゴム組成物には、本実施形態の目的を損なわない範囲内で、上述した以外のその他の軟化剤及び充填剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、滑剤等の各種添加剤を用いてもよい。その他の軟化剤としては、公知の軟化剤を用いることができる。その他の充填剤としては、具体的には、以下のものに限定されないが、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウムが挙げられる。上記の耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、潤滑剤としては、それぞれ公知の材料を用いることができる。
[Rubber composition]
The rubber composition of the present embodiment contains the modified conjugated diene polymers (A) and (B), and 100 parts by mass of a rubber-like polymer containing 30% by mass or more of the modified conjugated diene polymer (A), and 5 to 150 parts by mass of a filler.
As described above, when kneading the modified conjugated diene-based polymer (A) and the filler, the higher the modification rate of the modified conjugated diene-based polymer (A), the higher the maximum torque reaches, and the higher the "1/2 modification rate", the faster the torque rise time. This is the same result even when a rubber composition containing a plurality of modified conjugated diene polymers (A) within the scope of the present embodiment is used. Focusing on the torque rise time, the higher the "1/2 modification rate", the faster the torque rise time.
On the other hand, since the modified conjugated diene-based polymer (B) has a molecular weight distribution Mw/Mn of less than 1.6 and a plurality of peak tops, it is difficult to ensure that the modification rate of the component having a molecular weight of 1/2 of the peak top with the smallest molecular weight is 1/2 or more of the modification rate with respect to the total amount of the modified conjugated diene-based polymer (B) unless, for example, an organic lithium compound having at least one functional group such as a nitrogen atom in the molecule is used as a polymerization initiator.
However, the rubber composition containing the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) having physical properties within the predetermined range of the present embodiment tends to have a relatively high torque increase rate. The mechanism is considered as follows.
The reaction between the filler such as silica and the modifying groups in the modified conjugated diene-based polymer progresses sequentially from the modified conjugated diene-based polymer with the smaller molecular weight during the kneading process. Therefore, even if the "1/2 modification rate" is not high, the modified conjugated diene-based polymer (B), which has a relatively narrow molecular weight distribution, will quickly complete the reaction once the reaction occurs.
Since the rubber composition of the present embodiment is easy to knead, the filler tends to be dispersed well, and since it contains a modified conjugated diene polymer (B) having a relatively narrow molecular weight distribution, it tends to be an excellent rubber composition with low hysteresis loss.
Furthermore, the modified conjugated diene-based polymer (B) has a peak area excluding the peak with the lowest molecular weight of 50 to 98% of the total peak area, that is, it contains a large amount of high-molecular components, so the rubber composition also maintains abrasion resistance.
The rubber composition of this embodiment is suitably used as a vulcanizate. Examples of the vulcanizate include, but are not limited to, tires, hoses, shoe soles, anti-vibration rubbers, automobile parts, anti-vibration rubbers, and resin-reinforced rubbers such as impact-resistant polystyrene and ABS resins. In particular, it is suitably used in tread rubber compositions for tires. The vulcanizate can be obtained, for example, by kneading the rubber-like polymer used in the present embodiment with a silica-based inorganic filler, an inorganic filler such as carbon black, a polymer other than the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) used in the present embodiment, a silane coupling agent, a rubber softener, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid, and the like to form a rubber composition containing the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B), followed by vulcanization by heating.
Moreover, the filler preferably contains a silica-based inorganic filler. By dispersing the silica-based inorganic filler, the rubber composition tends to be more excellent in processability when vulcanized, and when vulcanized, the balance between low hysteresis loss and wet skid resistance, breaking strength, and abrasion resistance tend to be excellent. Also when the rubber composition of the present embodiment is used for vulcanized rubber applications such as automobile parts such as tires and anti-vibration rubber, and shoes and the like, it preferably contains a silica-based inorganic filler.
Examples of fillers include, but are not limited to, silica-based inorganic fillers, carbon black, metal oxides, and metal hydroxides. Among these, silica-based inorganic fillers are preferred. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the filler in the rubber composition of the present embodiment is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or more and 120 parts by mass or less, and more preferably 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the rubber-like polymer.
The content of the filler is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer from the viewpoint of expressing the effect of adding the filler, and is 150 parts by mass or less from the viewpoint of sufficiently dispersing the filler and making the processability and mechanical strength of the rubber composition practically sufficient.
The silica-based inorganic filler is not particularly limited, and known ones can be used, but solid particles containing SiO 2 or Si 3 Al as a structural unit are preferable, and solid particles containing SiO 2 or Si 3 Al as a main component of the structural unit are more preferable. Here, the main component means a component contained in the silica-based inorganic filler in an amount of 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more.
Examples of specific silica-based inorganic fillers include, but are not limited to, inorganic fibrous substances such as silica, clay, talc, mica, diatomaceous earth, wollastonite, montmorillonite, zeolite, and glass fiber. In addition, a silica-based inorganic filler having a hydrophobized surface, and a mixture of a silica-based inorganic filler and a non-silica-based inorganic filler may also be used. Among these, silica and glass fiber are preferred, and silica is more preferred, from the viewpoint of strength, abrasion resistance, and the like. Examples of silica include dry silica, wet silica, and synthetic silicate silica. Among these silicas, wet silica is preferable from the viewpoint of an excellent balance between the effect of improving fracture properties and wet skid resistance.
From the viewpoint of obtaining practically good wear resistance and fracture characteristics of the rubber composition, the nitrogen adsorption specific surface area of the silica-based inorganic filler determined by the BET adsorption method is preferably 100 m 2 /g or more and 300 m 2 /g or less, and more preferably 170 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less. If necessary, a silica-based inorganic filler having a relatively small specific surface area (for example, a specific surface area of 200 m 2 /g or less) and a silica-based inorganic filler having a relatively large specific surface area (for example, 200 m 2 /g or more) can be used in combination. In the present embodiment, especially when using a silica-based inorganic filler having a relatively large specific surface area (e.g., 200 m 2 /g or more), the modified conjugated diene-based polymer improves the dispersibility of silica, is particularly effective in improving wear resistance, and tends to be able to achieve a high balance between good fracture characteristics and low hysteresis loss.
The content of the silica-based inorganic filler in the rubber composition of the present embodiment is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass, and preferably 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer. The content of the silica-based inorganic filler is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer from the viewpoint of expressing the effect of adding the inorganic filler, and is 150 parts by mass or less from the viewpoint of sufficiently dispersing the inorganic filler and making the processability and mechanical strength of the composition practically sufficient.
Examples of carbon black include, but are not limited to, each class of carbon black such as SRF, FEF, HAF, ISAF, and SAF. Among these, carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 50 m 2 /g or more and a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 80 mL/100 g or less is preferable.
The content of carbon black is preferably 0.5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 3.0 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and even more preferably 5.0 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer. The content of carbon black is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer from the viewpoint of expressing the performance required for tire applications such as dry grip performance and conductivity. From the viewpoint of dispersibility, it is preferably 100 parts by mass or less.
A metal oxide is a solid particle having a structural unit of the chemical formula MxOy (M represents a metal atom, and x and y each independently represent an integer of 1 to 6). Examples of metal oxides include, but are not limited to, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, and zinc oxide. Examples of metal hydroxides include, but are not limited to, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and zirconium hydroxide.
The rubber composition of the present embodiment may contain a silane coupling agent. The silane coupling agent has the function of making the interaction between the rubber-like polymer and the inorganic filler closer, and has groups with affinity or bonding to the rubber-like polymer and the silica-based inorganic filler, respectively. A compound having a sulfur-bonding portion and an alkoxysilyl group or a silanol group portion in one molecule is preferred. Examples of such compounds include, but are not limited to, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-tetrasulfide, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-disulfide, and bis-[2-(triethoxysilyl)-ethyl]-tetrasulfide.
The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and 1.0 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic filler described above. When the content of the silane coupling agent is within the above range, the effect of adding the silane coupling agent tends to be more pronounced.
The rubber composition of the present embodiment may contain a rubber softening agent from the viewpoint of improving its processability. Suitable rubber softeners are mineral oils or liquid or low molecular weight synthetic softeners. Mineral oil-based rubber softeners called process oils or extender oils, which are used to soften, increase the volume, and improve processability of rubber, are mixtures of aromatic rings, naphthenic rings, and paraffin chains. Those with a paraffin chain carbon number of 50% by mass or more are called paraffinic. are called aromatic systems. When the conjugated diene-based polymer used in the present embodiment is a copolymer of a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound, the rubber softener to be used has an appropriate aromatic content and tends to be compatible with the copolymer, so it is preferable.
The content of the softener for rubber is preferably 0 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 90 parts by mass, and even more preferably 30 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer. When the content of the softening agent for rubber is 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, bleeding out is suppressed and stickiness of the surface of the rubber composition tends to be suppressed.
The method of mixing the modified conjugated diene-based polymer with other rubber-like polymers, silica-based inorganic fillers, carbon black and other fillers, silane coupling agents, and additives such as rubber softeners is not limited to the following. Among these, melt-kneading methods using rolls, Banbury mixers, kneaders, and extruders are preferred from the viewpoint of productivity and good kneading properties. Also, a method of kneading the rubber-like polymer and other fillers, a silane coupling agent, and additives at once or a method of mixing them in multiple batches can be applied.
The rubber composition of the present embodiment may be a vulcanized composition that is vulcanized with a vulcanizing agent. Examples of vulcanizing agents include, but are not limited to, radical generators such as organic peroxides and azo compounds, oxime compounds, nitroso compounds, polyamine compounds, sulfur, and sulfur compounds. Sulfur compounds include sulfur monochloride, sulfur dichloride, disulfide compounds, polymeric polysulfur compounds, and the like. The content of the vulcanizing agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer. As the vulcanization method, a conventionally known method can be applied, and the vulcanization temperature is preferably 120° C. or higher and 200° C. or lower, more preferably 140° C. or higher and 180° C. or lower.
For vulcanization, a vulcanization accelerator may be used as necessary. As the vulcanization accelerator, conventionally known materials can be used, and examples thereof include, but are not limited to, sulfenamide-based, guanidine-based, thiuram-based, aldehyde-amine-based, aldehyde-ammonia-based, thiazole-based, thiourea-based, and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators. Examples of vulcanizing aids include, but are not limited to, zinc white and stearic acid. The content of the vulcanization accelerator is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the rubber-like polymer.
In the rubber composition of the present embodiment, various additives such as softeners and fillers other than those described above, heat stabilizers, antistatic agents, weather stabilizers, antioxidants, colorants, and lubricants may be used within a range that does not impair the purpose of the present embodiment. As other softening agents, known softening agents can be used. Specific examples of other fillers include, but are not limited to, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum sulfate, and barium sulfate. As the heat stabilizer, antistatic agent, weather stabilizer, anti-aging agent, colorant, and lubricant, known materials can be used.

〔ゴム組成物の製造方法〕
本実施形態のゴム組成物の製造方法については、特に限定されるものではない。例えば、前述のゴム状重合体と、充填剤と、その他必要に応じて加硫剤及び加硫促進剤、上述した各種材料とを、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練する方法、各成分を溶解混合後、溶剤を加熱除去する方法等が挙げられる。
これらのうち、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機による溶融混練法が生産性、良混練性の観点から好ましい。
前述のゴム状重合体は、予め混合して用いてもよく、混合方法としては、特に限定されないが、例えば、それぞれの変性共役ジエン系重合体の溶液を混合する方法、それぞれの変性共役ジエン系重合体を機械的に混合する方法等、種々の方法が挙げられる。
また、ゴム状重合体と充填剤と、各種配合剤とを一度に混練する方法、複数の回数に分けて混合する方法のいずれも適用可能である。
[Method for producing rubber composition]
The method for producing the rubber composition of the present embodiment is not particularly limited. Examples thereof include a method of melt-kneading the rubber-like polymer described above, a filler, and optionally a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, and the various materials described above using a general kneader such as an open roll, Banbury mixer, kneader, single-screw extruder, twin-screw extruder, multi-screw extruder, etc., and a method of dissolving and mixing each component and then removing the solvent by heating.
Among these, melt-kneading methods using rolls, Banbury mixers, kneaders, and extruders are preferred from the viewpoint of productivity and good kneading properties.
The above-mentioned rubber-like polymer may be mixed in advance and used, and the mixing method is not particularly limited. Examples include a method of mixing solutions of the respective modified conjugated diene-based polymers, a method of mechanically mixing the respective modified conjugated diene-based polymers, and the like.
In addition, both a method of kneading the rubber-like polymer, the filler, and various compounding agents at once, and a method of mixing them a plurality of times are applicable.

〔タイヤ〕
本実施形態のゴム組成物は、タイヤ用のゴム組成物として好適に用いられる。
本実施形態のタイヤ用のゴム組成物は、以下のものに限定されないが、例えば、省燃費タイヤ、オールシーズンタイヤ、高性能タイヤ、スタッドレスタイヤ等の各種タイヤ:トレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部等のタイヤ各部位への利用が可能である。特に、本実施形態のタイヤ用のゴム組成物は、加硫物としたときに低ヒステリシスロス性とウェットスキッド抵抗性とのバランス及び耐摩耗性に優れているので、省燃費タイヤ、高性能タイヤのトレッド用として、より好適に用いられる。
〔tire〕
The rubber composition of the present embodiment is suitably used as a rubber composition for tires.
The rubber composition for tires of the present embodiment is not limited to the following, but for example, various tires such as fuel-saving tires, all-season tires, high-performance tires, and studless tires: tread, carcass, sidewall, bead, etc. It is possible to use it for each part of the tire. In particular, the rubber composition for tires of the present embodiment has excellent balance between low hysteresis loss and wet skid resistance and wear resistance when vulcanized, so it is more suitable for treads of fuel-saving tires and high-performance tires.

以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本実施形態について詳細に説明するが、本実施形態は、以下の実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。
変性共役ジエン系重合体の原料として以下に示す方法により精製した原料を用い、各種の物性は下記に示す方法により測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with specific examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited to the following examples and comparative examples.
Raw materials purified by the methods shown below were used as raw materials for modified conjugated diene-based polymers, and various physical properties were measured by the methods shown below.

<1,3-ブタジエンの精製>
変性共役ジエン系重合体の重合に用いる1,3-ブタジエンを、下記工程により精製した。
(水洗工程)
循環水量1m3/時間、更新(メイクアップ)水量0.1m3/時間の条件で運転した。
1,3-ブタジエンと洗浄水とは、スタティックミキサー((株)ノリタケ カンパニーリミテッド社製のスタティックミキサーN60シリーズ)を使用して混合し、その後、デカンターに移送し、当該デカンターで1,3-ブタジエン相と水相とを分離した。
なお、液温度30℃、デカンター圧力1.0MPaGの条件で運転した。
デカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間は30分間であった。
前記デカンターで分離した水相を、脱1,3-ブタジエン槽へ導入し、スチームと混合して89℃に加熱し、同時に、全圧を0.01MPaGとして、1,3-ブタジエンを水相から分離した。
<Purification of 1,3-butadiene>
1,3-butadiene used for polymerization of the modified conjugated diene polymer was purified by the following steps.
(Water washing process)
It was operated under conditions of a circulating water amount of 1 m 3 /hour and a renewal (makeup) water amount of 0.1 m 3 /hour.
1,3-butadiene and washing water were mixed using a static mixer (static mixer N60 series manufactured by Noritake Co., Ltd.), then transferred to a decanter, and the 1,3-butadiene phase and water phase were separated in the decanter.
The operation was performed under conditions of a liquid temperature of 30° C. and a decanter pressure of 1.0 MPaG.
The residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter was 30 minutes.
The water phase separated by the decanter was introduced into the 1,3-butadiene removal tank, mixed with steam and heated to 89° C., and at the same time, the total pressure was set to 0.01 MPaG to separate 1,3-butadiene from the water phase.

(脱酸素剤による酸素除去工程)
続いて、脱酸素剤として、ダイクリーンF-504(栗田工業製)の10質量%水溶液を使用し、循環流速:1m3/時間で、前記(水洗工程)後の1,3-ブタジエンと前記脱酸素剤の水溶液とをスタティックミキサーを使用して混合し、液液抽出を行った。その後、デカンターに移動し、当該デカンターで、1,3-ブタジエン相と水相とを分離した。
デカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間は30分間であった。なお、液温度30℃、デカンター圧力1.0MPaGの条件で運転した。
(Oxygen removal step with oxygen scavenger)
Subsequently, a 10% by mass aqueous solution of Diclean F-504 (manufactured by Kurita Water Industries) was used as the oxygen scavenger, and the 1,3-butadiene after the above (washing step) and the aqueous solution of the oxygen scavenger were mixed using a static mixer at a circulation flow rate of 1 m 3 /hour to perform liquid-liquid extraction. After that, it was moved to a decanter, and the 1,3-butadiene phase and the aqueous phase were separated in the decanter.
The residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter was 30 minutes. The operation was performed under conditions of a liquid temperature of 30° C. and a decanter pressure of 1.0 MPaG.

(重合禁止剤除去工程)
さらに続いて、10質量%苛性ソーダ水溶液を、循環流速:1m3/時間で、ポールリング入り充填塔を使用して、前記(脱酸素剤による酸素除去工程)後の1,3-ブタジエンと混合し、液液抽出を行い、さらに他のデカンターに移送し、当該他のデカンターで、1,3-ブタジエン相と水相とを分離した。
当該他のデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間は60分間であった。なお、重合禁止剤除去工程においては、液温度30℃、デカンター圧力1.0MPaGの条件で運転した。
(Polymerization inhibitor removal step)
Subsequently, a 10% by mass caustic soda aqueous solution was mixed with 1,3-butadiene after the above (oxygen removal step with a deoxidizing agent) at a circulation flow rate of 1 m 3 /hour using a packed tower with a pole ring, subjected to liquid-liquid extraction, transferred to another decanter, and separated into a 1,3-butadiene phase and an aqueous phase in the other decanter.
The residence time of the 1,3-butadiene phase in the other decanter was 60 minutes. In addition, in the polymerization inhibitor removing step, the operation was performed under the conditions of a liquid temperature of 30° C. and a decanter pressure of 1.0 MPaG.

(脱水塔工程)
前記他のデカンターで分離した1,3-ブタジエン相に、混合ヘキサンを加えて、1,3-ブタジエン濃度:50質量%として、脱水塔へ供給した。
脱水塔においてトップ(塔頂)から、留出した1,3-ブタジエンと水の共沸混合物を冷却、凝縮させた後、デカンターに移送し、当該デカンターで1,3-ブタジエン相と水相とを分離した。
水相は除去し、1,3-ブタジエン相は、脱水塔の塔入り口に戻し、連続的に脱水塔工程を行った。
脱水塔のボトム(塔底)から脱水された1,3-ブタジエンとへキサンとの混合液を取り出した。
(Dehydration tower process)
Mixed hexane was added to the 1,3-butadiene phase separated by the other decanter to adjust the 1,3-butadiene concentration to 50% by mass, and the mixture was supplied to the dehydration tower.
After cooling and condensing the azeotropic mixture of 1,3-butadiene and water distilled from the top of the dehydration tower, it was transferred to a decanter, where the 1,3-butadiene phase and water phase were separated.
The aqueous phase was removed, and the 1,3-butadiene phase was returned to the inlet of the dehydration tower to continuously carry out the dehydration tower process.
A mixture of dehydrated 1,3-butadiene and hexane was taken out from the bottom of the dehydration tower.

(吸着工程)
前記1,3-ブタジエンとヘキサンとの混合液を、活性アルミナ入り500Lのデシカントドライヤー((株)日立製作所製 竪型円筒槽)を通過させ、1,3-ブタジエン中の微量の残余不純物を吸着除去し、精製した1,3-ブタジエンを得た。
(Adsorption process)
The mixture of 1,3-butadiene and hexane was passed through a 500 L desiccant dryer containing activated alumina (a vertical cylindrical tank manufactured by Hitachi, Ltd.) to adsorb and remove trace amounts of residual impurities in 1,3-butadiene to obtain purified 1,3-butadiene.

<スチレンの精製>
変性共役ジエン系重合体の重合に用いるスチレンを、下記工程により精製した。
3mmΦ×3mmの円柱型に成形したγ-アルミナを、濃度0.6質量%の塩化パラジウム水溶液に含浸させ、100°Cで1昼夜乾燥させた。次いで、その乾燥物を水素気流下で400°Cの温度で16時間還元処理して組成がPd(0.3質量%)/γ-Al23の水素添加触媒を得た。得られた触媒2000gを管型反応器に充填し、この触媒の温度を80℃に保ちながら、8時間循環させることにより、精製したスチレンを得た。
<Refinement of styrene>
Styrene used for polymerization of the modified conjugated diene polymer was purified by the following steps.
γ-alumina molded into a cylindrical shape of 3 mmΦ×3 mm was impregnated with an aqueous solution of palladium chloride having a concentration of 0.6% by mass and dried at 100° C. for one day. Then, the dried product was subjected to a reduction treatment at a temperature of 400° C. for 16 hours under a stream of hydrogen to obtain a hydrogenation catalyst having a composition of Pd (0.3 mass %)/γ-Al 2 O 3 . 2000 g of the obtained catalyst was packed in a tubular reactor and circulated for 8 hours while maintaining the temperature of this catalyst at 80° C. to obtain purified styrene.

<ノルマルヘキサンの精製>
変性共役ジエン系重合体の重合に用いるノルマルヘキサンを、下記工程により精製した。
モレキュラーシーブ13-X(ユニオン昭和)2000gを管型反応器に充填し、室温で24時間循環させることにより、精製したノルマルヘキサンを得た。
<Purification of normal hexane>
Normal hexane used for polymerization of the modified conjugated diene polymer was purified by the following steps.
A tubular reactor was filled with 2000 g of molecular sieve 13-X (Union Showa) and circulated at room temperature for 24 hours to obtain purified normal hexane.

<シクロヘキサンの精製>
変性共役ジエン系重合体の重合に用いるシクロヘキサンを、下記工程により精製した。
モレキュラーシーブ13-X(ユニオン昭和)2000gを管型反応器に充填し、室温で24時間循環させることにより、精製したシクロヘキサンを得た。
<Purification of Cyclohexane>
Cyclohexane used for polymerization of the modified conjugated diene polymer was purified by the following steps.
A tubular reactor was filled with 2000 g of molecular sieve 13-X (Union Showa) and circulated at room temperature for 24 hours to obtain purified cyclohexane.

<原料の純度分析>
原料中の不純物として、アレン類、アセチレン類、アミン類の定量分析を行った。アレン類及びアセチレン類は、ガスクロマトグラフィー法により定性及び定量した。なお、カラムはRt-Alumina BOND/MAPD(島津製作所)を用いた。また、アミン類は、ホウ酸を用いて抽出し、滴定法により定量し、不純物の総計(ppm)を算出した。
<Purity analysis of raw materials>
Allenes, acetylenes, and amines were quantitatively analyzed as impurities in the raw material. Allenes and acetylenes were qualitatively and quantified by gas chromatography. The column used was Rt-Alumina BOND/MAPD (Shimadzu Corporation). Amines were extracted with boric acid and quantified by a titration method to calculate the total amount (ppm) of impurities.

<(物性1)結合スチレン量>
変性共役ジエン系重合体を試料として、試料100mgを、クロロホルムで100mLにメスアップし、溶解して測定サンプルとした。
スチレンのフェニル基による紫外線吸収波長(254nm付近)の吸収量により、試料である変性共役ジエン系重合体100質量%に対しての結合スチレン量(質量%)を測定した(島津製作所社製の分光光度計「UV-2450」)。
<(Physical property 1) Amount of bound styrene>
Using a modified conjugated diene polymer as a sample, 100 mg of the sample was diluted to 100 mL with chloroform and dissolved to obtain a measurement sample.
The amount of bound styrene (% by mass) with respect to 100% by mass of the modified conjugated diene polymer as a sample was measured from the absorption amount of the ultraviolet absorption wavelength (around 254 nm) by the phenyl group of styrene (spectrophotometer "UV-2450" manufactured by Shimadzu Corporation).

<(物性2)ブタジエン部分のミクロ構造(1,2-ビニル結合量)>
変性共役ジエン系重合体を試料として、試料50mgを、10mLの二硫化炭素に溶解して測定サンプルとした。
溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600~1000cm-1の範囲で測定して、所定の波数における吸光度によりハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry 21,923(1949)に記載の方法)の計算式に従い、ブタジエン部分のミクロ構造、すなわち、1,2-ビニル結合量(mol%)を求めた(日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「FT-IR230」)。
<(Physical property 2) Microstructure of butadiene portion (1,2-vinyl bond amount)>
Using a modified conjugated diene polymer as a sample, 50 mg of the sample was dissolved in 10 mL of carbon disulfide to obtain a measurement sample.
Using a solution cell, the infrared spectrum was measured in the range of 600 to 1000 cm −1 , and the absorbance at a predetermined wave number was calculated according to the formula of Hampton's method (RR Hampton, Analytical Chemistry 21, 923 (1949)). Rie transform infrared spectrophotometer "FT-IR230").

<(物性3)分子量>
[測定条件1]:共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、示差屈折率(RI)検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)と、変性共役ジエン系重合体のピークトップ分子量(Mp1)と、分子量200×104以上500×104以下の割合と、を求めた。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF(テトラヒドロフラン)を使用した。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用した。測定用の試料10mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入して、オーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で測定した。測定条件1で測定した各種試料の中で、分子量分布(Mw/Mn)の値が1.6未満であった試料は、改めて下記の測定条件2により測定した。測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6以上であった試料に対しては、測定条件1で測定した結果を表1に示す。
前記ピークトップ分子量(Mp1)は、以下のようにして求めた。
測定して得られるGPC曲線において、最も高分子量の成分として検出されるピークを選択した。その選択したピークについて、そのピークの極大値に相当する分子量を算出し、ピークトップ分子量(Mp1)とした。
また、上記の分子量200×104以上500×104以下の割合は、重合体の総質量に対する分子量200×104以上500×104以下の質量の割合として求めた。
[測定条件2]:共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置を使用して、クロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用した検量線に基づいて重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と、変性共役ジエン系重合体のピークトップ分子量(Mp1)と、分子量が最も小さい(分子量最小)ピークの分子量分布(Mw/Mn)と、全ピーク面積に対する分子量最小のピーク面積の割合と、を求めた。溶離液は5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを使用した。カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperH-H」、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、「TSKgel SuperH7000」を使用した。オーブン温度40℃、THF流量0.6mL/分の条件で、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いた。測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液20μLをGPC測定装置に注入して測定した。上述したとおり測定条件1で測定し、その分子量分布の値が1.6未満であった試料に対しては、測定条件2で測定した結果を表2に示す。
<(Physical property 3) molecular weight>
[測定条件1]:共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、示差屈折率(RI)検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)と、変性共役ジエン系重合体のピークトップ分子量(Mp 1 )と、分子量200×10 4以上500×10 4以下の割合と、を求めた。 THF (tetrahydrofuran) containing 5 mmol/L triethylamine was used as an eluent. As the columns, three columns of Tosoh's product name "TSKgel Super MultiporeHZ-H" were connected, and a Tosoh company's product name "TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H" was connected as a guard column in front of them. 10 mg of a sample for measurement was dissolved in 10 mL of THF to prepare a measurement solution, and 10 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device and measured under the conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.35 mL/min. Among the various samples measured under the measurement conditions 1, the samples whose molecular weight distribution (Mw/Mn) value was less than 1.6 were measured again under the following measurement conditions 2. Table 1 shows the results of measurement under measurement conditions 1 for samples having a molecular weight distribution value of 1.6 or more measured under measurement conditions 1.
The peak top molecular weight (Mp 1 ) was determined as follows.
In the GPC curve obtained by measurement, the peak detected as the component with the highest molecular weight was selected. For the selected peak, the molecular weight corresponding to the maximum value of the peak was calculated and defined as the peak top molecular weight (Mp 1 ).
The ratio of the molecular weight of 200×10 4 to 500×10 4 was determined as the ratio of the molecular weight of 200×10 4 to 500×10 4 to the total weight of the polymer.
[Measurement condition 2]: A conjugated diene polymer or modified conjugated diene polymer is used as a sample, and a chromatogram is measured using a GPC measurement apparatus in which three columns filled with polystyrene gel are connected, and based on a calibration curve using standard polystyrene, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn), the peak top molecular weight (Mp 1 ) of the modified conjugated diene polymer, and the molecular weight of the peak with the lowest molecular weight (minimum molecular weight). The distribution (Mw/Mn) and the ratio of the peak area with the lowest molecular weight to the total peak area were determined. THF containing 5 mmol/L triethylamine was used as the eluent. As the columns, guard columns: trade name "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation, columns: trade names "TSKgel SuperH5000", "TSKgel SuperH6000" and "TSKgel SuperH7000" manufactured by Tosoh Corporation were used. An RI detector (trade name “HLC8020” manufactured by Tosoh Corporation) was used under conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.6 mL/min. 10 mg of a sample for measurement was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 20 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement. Table 2 shows the results of measurement under measurement conditions 2 for the samples whose molecular weight distribution values were less than 1.6 when measured under measurement conditions 1 as described above.

<(物性4)重合体ムーニー粘度>
共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、JIS K6300に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定した。
測定温度は、100℃とした。
まず、試料を1分間試験温度で予熱した後、ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))とした。
<(Physical Property 4) Polymer Mooney Viscosity>
Using a conjugated diene-based polymer or a modified conjugated diene-based polymer as a sample, a Mooney viscometer (trade name “VR1132” manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the Mooney viscosity using an L-shaped rotor in accordance with JIS K6300.
The measurement temperature was 100°C.
First, after preheating the sample for 1 minute at the test temperature, the rotor was rotated at 2 rpm, and the torque after 4 minutes was measured to obtain the Mooney viscosity (ML (1+4) ).

<(物性5)ガラス転移温度(Tg)>
変性共役ジエン系重合体を試料として、ISO 22768:2006に準拠して、マックサイエンス社製の示差走査熱量計「DSC3200S」を用い、ヘリウム50mL/分の流通下、-100℃から20℃/分で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とした。
<(Physical property 5) glass transition temperature (Tg)>
Using a modified conjugated diene-based polymer as a sample, a differential scanning calorimeter "DSC3200S" manufactured by Mac Science Co., Ltd. was used in accordance with ISO 22768:2006 to record a DSC curve while increasing the temperature from -100 ° C. to 20 ° C./min under a helium flow of 50 mL / min, and the peak top (Inflection point) of the DSC differential curve was taken as the glass transition temperature.

<(物性6)共役ジエン系重合体の総量に対する変性率>
変性共役ジエン系重合体を測定用試料として、シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した塩基性重合体成分が吸着する特性を応用することにより測定した。
測定用試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系カラムで測定したクロマトグラムと、シリカ系カラムで測定したクロマトグラムと、の差分よりシリカ系カラムへの吸着量を測定し、変性率を求めた。
具体的には、以下に示すとおりである。
測定用試料溶液の調製:測定用試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHF(テトラヒドロフラン)に溶解させて、測定用試料溶液とした。
ポリスチレン系カラムを用いたGPC測定条件:
[測定条件1]:物性3で測定した変性共役ジエン系重合体の分子量分布が1.6以上であった試料
東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを溶離液として用い、測定用試料溶液10μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.35mL/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得た。カラムは、東ソー社製の商品名「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続し、その前段にガードカラムとして東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」を接続して使用した。
[測定条件2]:物性3で測定した変性共役ジエン系重合体の分子量分布が1.6未満であった試料
東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHFを溶離液として用い、試料溶液20μLを装置に注入して測定した。カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn SuperH-H」、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、「TSKgel SuperH7000」を使用した。カラムオーブン温度40℃、THF流量0.6mL/分の条件で、RI検出器を用いて測定しクロマトグラムを得た。
シリカ系カラムを用いたGPC測定条件:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」を使用して、THFを溶離液として用い、試料溶液50μLを装置に注入し、カラムオーブン温度40℃、THF流量0.5mL/分の条件で、RI検出器を用いてクロマトグラムを得た。カラムは、商品名「Zorbax PSM-1000S」、「PSM-300S」、「PSM-60S」を接続して使用し、その前段にガードカラムとして商品名「DIOL 4.6×12.5mm 5micron」を接続して使用した。
変性率の計算方法:ポリスチレン系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP1、標準ポリスチレンのピーク面積をP2、シリカ系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積をP3、標準ポリスチレンのピーク面積をP4として、下記式より共役ジエン系重合体の総量に対する変性率(FT)を求めた。
変性率(質量%)=[1-(P2×P3)/(P1×P4)]×100
(上記式において、P1+P2=P3+P4=100とする。)
<(Physical property 6) Modification rate with respect to total amount of conjugated diene polymer>
Using a modified conjugated diene-based polymer as a measurement sample, measurement was performed by applying the characteristics of adsorption of the modified basic polymer component to a GPC column filled with silica gel.
A sample solution containing a measurement sample and a low-molecular-weight internal standard polystyrene was measured with a polystyrene column and a chromatogram measured with a silica column. The amount of adsorption to the silica column was measured from the difference between the chromatograms, and the modification rate was obtained.
Specifically, it is as shown below.
Preparation of sample solution for measurement: 10 mg of sample for measurement and 5 mg of standard polystyrene were dissolved in 20 mL of THF (tetrahydrofuran) to prepare a sample solution for measurement.
GPC measurement conditions using a polystyrene column:
[Measurement condition 1]: A sample in which the molecular weight distribution of the modified conjugated diene-based polymer measured in physical property 3 was 1.6 or more A chromatogram was obtained using an RI detector under the conditions of a column oven temperature of 40 ° C. and a THF flow rate of 0.35 mL / min using a product name "HLC-8320GPC" manufactured by Tosoh Corporation, using THF containing 5 mmol / L triethylamine as an eluent, injecting 10 μL of the sample solution for measurement into the apparatus. As the columns, three columns of Tosoh's product name "TSKgel Super MultiporeHZ-H" were connected, and a Tosoh company's product name "TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H" was connected as a guard column in front of them.
[Measurement condition 2]: A sample in which the molecular weight distribution of the modified conjugated diene-based polymer measured in physical property 3 was less than 1.6 Using THF containing 5 mmol/L triethylamine as an eluent and measuring by injecting 20 μL of the sample solution into the apparatus, the product name "HLC-8320GPC" manufactured by Tosoh Corporation was used. As the columns, guard columns: trade name "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation, columns: trade names "TSKgel SuperH5000", "TSKgel SuperH6000" and "TSKgel SuperH7000" manufactured by Tosoh Corporation were used. A chromatogram was obtained by measurement using an RI detector under conditions of a column oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 0.6 mL/min.
GPC measurement conditions using a silica-based column: Using Tosoh's trade name "HLC-8320GPC", using THF as an eluent, injecting 50 μL of the sample solution into the device, column oven temperature 40 ° C., THF flow rate 0.5 mL / min, RI detector was used to obtain a chromatogram. Columns were used by connecting the product names "Zorbax PSM-1000S", "PSM-300S", and "PSM-60S", and connected and used the product name "DIOL 4.6×12.5 mm 5 micron" as a guard column in front of them.
Modification rate calculation method: The total peak area of the chromatogram using a polystyrene column is set to 100, the peak area of the sample is P1, the peak area of standard polystyrene is P2, the total peak area of the chromatogram using a silica column is set to 100, the peak area of the sample is P3, and the peak area of standard polystyrene is P4.
Modification rate (mass%) = [1-(P2 × P3) / (P1 × P4)] × 100
(In the above formula, P1+P2=P3+P4=100.)

<(物性7)低分子量変性率>
前記(物性3)の測定に従い、分子量分布(Mw/Mn)が1.6以上の変性共役ジエン系重合体についてGPC曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップ分子量(Mpmin)を測定した。前記ピークトップ分子量(Mpmin)を2で除すことにより得られた分子量におけるチャートの高さをL1とした。
シリカ系カラムを用いて(物性6)の測定に従って測定されたチャートの、Mpminを2で除すことにより得られた分子量における高さをL2とした。
ピークトップの分子量(Mpmin)の1/2である分子量の成分の変性率(低分子量変性率(FL))は、下記式により算出した。
低分子量変性率(%)=(1-L2/L1)×100
<(Physical property 7) Low molecular weight modification rate>
According to the measurement of (Physical property 3), the peak top in the GPC curve of the modified conjugated diene polymer having a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.6 or more, or the peak top molecular weight (Mp min ), which is the minimum molecular weight when there are multiple peak tops, was measured. The height of the chart for the molecular weight obtained by dividing the peak top molecular weight (Mp min ) by 2 was defined as L1.
The height of the molecular weight obtained by dividing Mp min by 2 in the chart measured according to the measurement of (physical property 6) using a silica-based column was defined as L2.
The denaturation rate (low molecular weight denaturation rate (FL)) of the component with a molecular weight that is half the peak top molecular weight (Mp min ) was calculated by the following formula.
Low molecular weight modification rate (%) = (1-L2/L1) x 100

[低分子量成分の変性度]
低分子量成分の変性度(%)は、(物性7)低分子量変性率(FL)を、(物性6)共役ジエン系重合体の総量に対する変性率(FT)で除すことにより算出した。
低分子量成分の変性度(%)=FL/FT×100
[Degree of denaturation of low molecular weight component]
The degree of modification (%) of the low-molecular-weight component was calculated by dividing (Physical Property 7) Low-molecular-weight modification rate (FL) by (Physical Property 6) Modification rate (FT) relative to the total amount of the conjugated diene polymer.
Modification degree of low molecular weight component (%) = FL/FT x 100

<(物性8)収縮因子(g’)>
変性共役ジエン系重合体を試料として、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結した粘度検出器付き、GPC-光散乱測定装置を使用して、クロマトグラムを測定し、溶液粘度及び光散乱法に基づいて分子量を求めた。
溶離液はテトラヒドロフランとトリエチルアミンとの混合溶液(THF in TEA:トリエチルアミン5mLをテトラヒドロフラン1Lに混合させ調整した。)を使用した。
カラムは、ガードカラム:東ソー社製の商品名「TSKguardcolumn HHR-H」と、カラム:東ソー社製の商品名「TSKgel G6000HHR」、「TSKgel G5000HHR」、「TSKgel G4000HHR」とを接続して使用した。
オーブン温度40℃、THF流量1.0mL/分の条件で粘度検出器付き、GPC-光散乱測定装置(マルバーン社製の商品名「Viscotek TDAmax」)を用いた。
測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液200μLをGPC測定装置に注入して測定した。
得られた測定サンプルの固有粘度及び分子量を、固有粘度と分子量との関係式([η][η]=KMα([η]:固有粘度、M:分子量)における定数(K、α)を、logK=-3.883、α=0.771として、分子量Mの範囲を1000~20000000まで入力して作成した標準固有粘度[η]0と分子量Mとの関係に対して、各分子量Mでの固有粘度[η]を標準固有粘度[η]0に対する固有粘度[η]の関係として[η]/[η]0を各分子量Mで算出し、その平均値を収縮因子(g’)とした。
<(Physical Property 8) Shrinkage Factor (g′)>
Using a modified conjugated diene-based polymer as a sample, a chromatogram was measured using a GPC-light scattering measurement device with a viscosity detector in which three columns filled with polystyrene gel were connected, and the molecular weight was determined based on the solution viscosity and light scattering method.
A mixed solution of tetrahydrofuran and triethylamine (THF in TEA: prepared by mixing 5 mL of triethylamine with 1 L of tetrahydrofuran) was used as an eluent.
As the columns, a guard column (trade name: "TSKguardcolumn HHR-H" manufactured by Tosoh Corporation) and columns: trade names (trade names: "TSKgel G6000HHR", "TSKgel G5000HHR", and "TSKgel G4000HHR" manufactured by Tosoh Corporation) were connected and used.
A GPC-light scattering measurement device (trade name “Viscotek TDAmax” manufactured by Malvern) with a viscosity detector was used under conditions of an oven temperature of 40° C. and a THF flow rate of 1.0 mL/min.
10 mg of a sample for measurement was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 200 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement.
The intrinsic viscosity and molecular weight of the obtained measurement sample are calculated by setting the constants (K, α) in the relational expression between intrinsic viscosity and molecular weight ([η] [η] = KMα ([η]: intrinsic viscosity, M: molecular weight) to log K = -3.883, α = 0.771, and inputting the range of molecular weight M from 1000 to 20000000. The relationship between standard intrinsic viscosity [η] 0 and molecular weight M is calculated for each molecular weight M. [η]/[η] 0 was calculated for each molecular weight M, and the average value was taken as the shrinkage factor (g').

<(物性9)ケイ素含有量>
変性共役ジエン系重合体が油展重合体である場合は、伸展油を抽出した後に、誘導結合プラズマ(ICP)質量分析装置(アジレント・テクノロジー社製Agilent7700s)を用いて変性共役ジエン系重合体中のケイ素含有量の測定を行った。
<(Physical property 9) Silicon content>
When the modified conjugated diene-based polymer is an oil-extended polymer, after extracting the extended oil, an inductively coupled plasma (ICP) mass spectrometer (Agilent 7700s manufactured by Agilent Technologies) was used to measure the silicon content in the modified conjugated diene-based polymer.

<(物性10)窒素含有量>
変性共役ジエン系重合体が油展重合体である場合は、伸展油を抽出した後に、微量全窒素分析装置(三菱化学アナリテック製TN-2100H)を用いて変性共役ジエン系重合体中の窒素含有量の測定を行った。
<(Physical property 10) Nitrogen content>
When the modified conjugated diene-based polymer is an oil-extended polymer, the nitrogen content in the modified conjugated diene-based polymer was measured using a trace total nitrogen analyzer (TN-2100H manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Tech) after extracting the extended oil.

〔変性共役ジエン系重合体(試料1)〕
内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器とした。
予め水分除去した、1,3-ブタジエンを18.1g/分、スチレンを9.9g/分、n-ヘキサンを150.1g/分の条件で重合反応器に供給して混合した。この混合溶液に含まれるアレン類は10ppmであり、アセチレン類は12ppmであり、アミン類は1ppmであった。不純物総計は23ppmであった。
この混合溶液を重合反応器の入口に供給する配管の途中に設けたスタティックミキサーにおいて、残存不純物不活性処理用のn-ブチルリチウムを0.104mmol/分で添加、混合した後、重合反応器の底部に連続的に供給した。更に、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを0.0087g/分の速度で、重合開始剤としてn-ブチルリチウムを0.10mmol/分の速度で、攪拌機で激しく混合する重合反応器の底部へ供給し、連続的に重合反応を継続させた。重合反応器頂部出口における重合溶液の温度が70℃となるように温度を制御した。
次に、重合反応器の出口より流出した重合体溶液に、変性剤としてビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-N-メチルアミン(表中、「A」と略す。)を0.026mmol/分の速度で連続的に添加し、変性剤を添加された重合体溶液はスタティックミキサーを通ることで混合され変性反応した。
変性反応した重合体溶液に、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように0.055g/分(n-ヘキサン溶液)で連続的に添加し、カップリング反応を終了した。酸化防止剤と同時に、重合体100gに対してオイル(JX日鉱日石エネルギー社製 JOMOプロセスNC140)が37.5gとなるように連続的に添加し、スタティックミキサーで混合した。スチームストリッピングにより溶媒を除去して、変性共役ジエン系重合体(試料1)を得た。試料1の物性を表1に示す。得られた変性共役ジエン系重合体(試料1)の重合開始剤残基は窒素を含んでいなかった。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 1)]
A tank-type pressure vessel having an internal volume of 10 L, an internal height (L) to diameter (D) ratio (L/D) of 4.0, an inlet at the bottom, an outlet at the top, and a jacket for temperature control and a stirrer was used as a polymerization reactor.
18.1 g/min of 1,3-butadiene, 9.9 g/min of styrene, and 150.1 g/min of n-hexane, which had been previously dehydrated, were supplied to the polymerization reactor and mixed. The allenes contained in this mixed solution were 10 ppm, the acetylenes were 12 ppm, and the amines were 1 ppm. Total impurities were 23 ppm.
In a static mixer installed in the middle of the pipe that supplies this mixed solution to the inlet of the polymerization reactor, n-butyllithium for deactivation treatment of residual impurities was added at 0.104 mmol/min, mixed, and then continuously supplied to the bottom of the polymerization reactor. Furthermore, 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar substance at a rate of 0.0087 g/min and n-butyllithium as a polymerization initiator at a rate of 0.10 mmol/min were supplied to the bottom of the polymerization reactor, which was vigorously mixed with a stirrer, to continuously continue the polymerization reaction. The temperature was controlled so that the temperature of the polymerization solution at the top outlet of the polymerization reactor was 70°C.
Next, bis(3-trimethoxysilylpropyl)-N-methylamine (abbreviated as “A” in the table) was continuously added as a modifier to the polymer solution flowing out from the outlet of the polymerization reactor at a rate of 0.026 mmol/min.
An antioxidant (BHT) was continuously added to the modified polymer solution at a rate of 0.2 g per 100 g of polymer at a rate of 0.055 g/min (n-hexane solution) to terminate the coupling reaction. At the same time as the antioxidant, 37.5 g of oil (JOMO Process NC140 manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation) was continuously added to 100 g of the polymer, and mixed with a static mixer. The solvent was removed by steam stripping to obtain a modified conjugated diene polymer (Sample 1). Table 1 shows the physical properties of Sample 1. The polymerization initiator residue of the obtained modified conjugated diene polymer (Sample 1) did not contain nitrogen.

〔変性共役ジエン系重合体(試料2)〕
1,3-ブタジエンの精製において、水洗工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を10分間に調整した。また、重合禁止剤除去工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を20分間に調整した。
また、スチレンの精製において、Pd(0.3%)/γ-Al23の水素添加触媒を得た。得られた触媒2000gを管型反応器に充填し、この触媒の温度を80℃に保ちながら、4時間循環精製したスチレンを使用した。ノルマルヘキサンの精製においては、前述の精製を実施した。
1,3-ブタジエン、スチレン、n-ヘキサンの混合物に含まれるアレン類は25ppmであり、アセチレン類は20ppmであり、アミン類は9ppmであった。不純物総計は54ppmであった。
重合開始剤を、予め調整したリチウムアミドとしてリチウムピペリジド(「1-リチオピペリジン」ともいう)とn-ブチルリチウムとの混合溶液(リチウムピペリジド:n-ブチルリチウム(モル比)=0.75:0.25)に替え、重合開始剤の添加量を0.10mmol/分の速度とした。その他の条件は、(試料1)と同様にして変性共役ジエン系重合体(試料2)を得た。試料2の物性を表1に示す。
[Modified conjugated diene polymer (Sample 2)]
In the purification of 1,3-butadiene, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter during the water washing step was adjusted to 10 minutes. Also, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter in the polymerization inhibitor removing step was adjusted to 20 minutes.
Also, in the purification of styrene, a Pd (0.3%)/γ-Al 2 O 3 hydrogenation catalyst was obtained. 2000 g of the obtained catalyst was packed in a tubular reactor, and styrene purified by circulation for 4 hours was used while maintaining the temperature of this catalyst at 80°C. In refining normal hexane, the above refining was carried out.
Allenes contained in the mixture of 1,3-butadiene, styrene and n-hexane were 25 ppm, acetylenes were 20 ppm, and amines were 9 ppm. Total impurities were 54 ppm.
The polymerization initiator was changed to a mixed solution of lithium piperidide (also referred to as "1-lithiopiperidine") and n-butyllithium (lithium piperidide: n-butyllithium (molar ratio) = 0.75: 0.25) as lithium amide prepared in advance, and the polymerization initiator was added at a rate of 0.10 mmol/min. Other conditions were the same as for (Sample 1) to obtain a modified conjugated diene-based polymer (Sample 2). Table 1 shows the physical properties of Sample 2.

〔変性共役ジエン系重合体(試料3)〕
重合開始剤の添加量を0.252mmol/分の速度とし、極性物質の添加量を0.0216mmol/分の速度に替えた。また変性剤をトリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン(表中、「B」と略す。)に替え、変性剤の添加量を0.043mmol/分の速度に替えた。その他の条件は(試料1)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料3)を得た。試料3の物性を表1に示す。得られた変性共役ジエン系重合体(試料3)の重合開始剤残基は窒素を含んでいなかった。
[Modified conjugated diene polymer (Sample 3)]
The polymerization initiator was added at a rate of 0.252 mmol/min, and the polar substance was added at a rate of 0.0216 mmol/min. Also, the modifier was changed to tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine (abbreviated as "B" in the table), and the addition rate of the modifier was changed to 0.043 mmol/min. A modified conjugated diene polymer (Sample 3) was obtained under the same conditions as (Sample 1) except for the above conditions. Table 1 shows the physical properties of Sample 3. The polymerization initiator residue of the obtained modified conjugated diene polymer (Sample 3) did not contain nitrogen.

〔変性共役ジエン系重合体(試料4)〕
1,3-ブタジエンの精製において、水洗工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を10分間に調整した。また、重合禁止剤除去工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を20分間に調整した。
また、スチレンの精製において、Pd(0.3%)/γ-Al23の水素添加触媒を得た。得られた触媒2000gを管型反応器に充填し、この触媒の温度を80℃に保ちながら、4時間循環精製したスチレンを使用した。ノルマルヘキサンの精製においては、前述の精製を実施した。
1,3-ブタジエン、スチレン、n-ヘキサンの混合物に含まれるアレン類は25ppmであり、アセチレン類は20ppmであり、アミン類は9ppmであった。不純物総計は54ppmであった。
重合開始剤を、予め調整したリチウムアミドとしてリチウムピペリジド(「1-リチオピペリジン」ともいう)とn-ブチルリチウムとの混合溶液(リチウムピペリジド:n-ブチルリチウム(モル比)=0.75:0.25)に替えた。その他の条件は(試料3)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料4)を得た。試料4の物性を表1に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 4)]
In the purification of 1,3-butadiene, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter during the water washing step was adjusted to 10 minutes. Also, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter in the polymerization inhibitor removing step was adjusted to 20 minutes.
Also, in the purification of styrene, a Pd (0.3%)/γ-Al 2 O 3 hydrogenation catalyst was obtained. 2000 g of the obtained catalyst was packed in a tubular reactor, and styrene purified by circulation for 4 hours was used while maintaining the temperature of this catalyst at 80°C. In refining normal hexane, the above refining was carried out.
Allenes contained in the mixture of 1,3-butadiene, styrene and n-hexane were 25 ppm, acetylenes were 20 ppm, and amines were 9 ppm. Total impurities were 54 ppm.
The polymerization initiator was replaced with a mixed solution of lithium piperidide (also referred to as “1-lithiopiperidine”) and n-butyllithium (lithium piperidide:n-butyllithium (molar ratio)=0.75:0.25) as lithium amide prepared in advance. A modified conjugated diene polymer (Sample 4) was obtained under the same conditions as (Sample 3) except for the above conditions. Table 1 shows the physical properties of Sample 4.

〔変性共役ジエン系重合体(試料5)〕
重合開始剤の添加量を0.252mmol/分の速度とし、極性物質の添加量を0.0216mmol/分の速度に替えた。また変性剤をN,N,N’,N’-テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン(表中、「C」と略す。)に替え、変性剤の添加量を0.033mmol/分の速度とした。その他の条件は(試料1)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料5)を得た。試料5の物性を表1に示す。得られた変性共役ジエン系重合体(試料5)の重合開始剤残基は窒素を含んでいなかった。
[Modified conjugated diene polymer (Sample 5)]
The polymerization initiator was added at a rate of 0.252 mmol/min, and the polar substance was added at a rate of 0.0216 mmol/min. The modifier was replaced with N,N,N',N'-tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane)propyl]-1,3-propanediamine (abbreviated as "C" in the table), and the modifier was added at a rate of 0.033 mmol/min. A modified conjugated diene polymer (Sample 5) was obtained under the same conditions as (Sample 1) except for the above conditions. Table 1 shows the physical properties of Sample 5. The polymerization initiator residue of the obtained modified conjugated diene polymer (Sample 5) did not contain nitrogen.

〔変性共役ジエン系重合体(試料6)〕
1,3-ブタジエンの精製において、水洗工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を10分間に調整した。また、重合禁止剤除去工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間は20分間に調整した。
また、スチレンの精製において、Pd(0.3%)/γ-Al23の水素添加触媒を得た。得られた触媒2000gを管型反応器に充填し、この触媒の温度を80℃に保ちながら、4時間循環精製したスチレンを使用した。ノルマルヘキサンの精製においては、前述と同様の精製を実施した。
1,3-ブタジエン、スチレン、n-ヘキサンの混合物に含まれるアレン類は25ppmであり、アセチレン類は20ppmであり、アミン類は9ppmであった。不純物総計は54ppmであった。
重合開始剤を、予め調整したリチウムアミドとしてリチウムピペリジド(「1-リチオピペリジン」ともいう)とn-ブチルリチウムとの混合溶液(ピペリジノリチウム:n-ブチルリチウム(モル比)=0.75:0.25)に替えた。その他の条件は(試料5)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料6)を得た。試料6の物性を表1に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 6)]
In the purification of 1,3-butadiene, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter during the water washing step was adjusted to 10 minutes. Further, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter in the polymerization inhibitor removing step was adjusted to 20 minutes.
Also, in the purification of styrene, a Pd (0.3%)/γ-Al 2 O 3 hydrogenation catalyst was obtained. 2000 g of the obtained catalyst was packed in a tubular reactor, and styrene purified by circulation for 4 hours was used while maintaining the temperature of this catalyst at 80°C. In refining normal hexane, the same refining as described above was performed.
Allenes contained in the mixture of 1,3-butadiene, styrene and n-hexane were 25 ppm, acetylenes were 20 ppm, and amines were 9 ppm. Total impurities were 54 ppm.
The polymerization initiator was replaced with a mixed solution of lithium piperidide (also referred to as “1-lithiopiperidine”) and n-butyllithium (piperidinolithium:n-butyllithium (molar ratio)=0.75:0.25) as lithium amide prepared in advance. A modified conjugated diene-based polymer (Sample 6) was obtained under the same conditions as (Sample 5) except for the above conditions. Table 1 shows the physical properties of Sample 6.

〔変性共役ジエン系重合体(試料7)〕
1,3-ブタジエンの精製において、水洗工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を10分間に調整した。また、重合禁止剤除去工程でのデカンターでの1,3-ブタジエン相の滞留時間を20分間に調整した。
また、スチレンの精製において、Pd(0.3%)/γ-Al23の水素添加触媒を得た。得られた触媒2000gを管型反応器に充填し、この触媒の温度を80℃に保ちながら、4時間循環精製したスチレンを使用した。ノルマルヘキサンの精製においては、前述と同様の精製を実施した。
1,3-ブタジエン、スチレン、n-ヘキサンの混合物に含まれるアレン類は25ppmであり、アセチレン類は20ppmであり、アミン類は9ppmであった。不純物総計は54ppmであった。これらの原料を用いた以外は、(試料1)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料7)を得た。試料7の物性を表1に示す。得られた変性共役ジエン系重合体(試料7)の重合開始剤残基は窒素を含んでいなかった。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 7)]
In the purification of 1,3-butadiene, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter during the water washing step was adjusted to 10 minutes. Also, the residence time of the 1,3-butadiene phase in the decanter in the polymerization inhibitor removing step was adjusted to 20 minutes.
Also, in the purification of styrene, a Pd (0.3%)/γ-Al 2 O 3 hydrogenation catalyst was obtained. 2000 g of the obtained catalyst was packed in a tubular reactor, and styrene purified by circulation for 4 hours was used while maintaining the temperature of this catalyst at 80°C. In refining normal hexane, the same refining as described above was performed.
Allenes contained in the mixture of 1,3-butadiene, styrene and n-hexane were 25 ppm, acetylenes were 20 ppm, and amines were 9 ppm. Total impurities were 54 ppm. A modified conjugated diene-based polymer (Sample 7) was obtained in the same manner as (Sample 1) except that these starting materials were used. Table 1 shows the physical properties of Sample 7. The polymerization initiator residue of the obtained modified conjugated diene polymer (Sample 7) did not contain nitrogen.

〔変性共役ジエン系重合体(試料8)〕
重合開始剤の添加量を0.20mmol/分の速度とし、極性物質の添加量を0.0174mmol/分の速度に替えた。また変性剤をビス(3-トリメトキシシリルプロピル)-N-メチルアミン(表中、「A」と略す。)に替え、変性剤の添加量を0.052mmol/分の速度に替えた。その他の条件は(試料1)と同様にして、変性共役ジエン系重合体(試料8)を得た。試料8の物性を表1に示す。得られた変性共役ジエン系重合体(試料8)の重合開始剤残基は窒素を含んでいなかった。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 8)]
The polymerization initiator was added at a rate of 0.20 mmol/min, and the polar substance was added at a rate of 0.0174 mmol/min. Also, the modifier was changed to bis(3-trimethoxysilylpropyl)-N-methylamine (abbreviated as "A" in the table), and the addition rate of the modifier was changed to 0.052 mmol/min. A modified conjugated diene polymer (Sample 8) was obtained under the same conditions as (Sample 1) except for the above conditions. Table 1 shows the physical properties of Sample 8. The polymerization initiator residue of the obtained modified conjugated diene polymer (Sample 8) did not contain nitrogen.

〔変性共役ジエン系重合体(試料9)〕
内容積が10Lで、内部の高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が4.0であり、底部に入口、頂部に出口を有し、攪拌機及び温度制御用のジャケットを有する槽型圧力容器を重合反応器とした。
予め水分除去した、1,3-ブタジエンを592g、スチレン208g、シクロヘキサン5200g、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパン0.83gを重合反応器へ入れ、反応器温度を50℃に保持した。重合開始剤としてのn-ブチルリチウム9.24mmolを前記重合反応器へ供給した。重合反応開始後、重合による発熱で重合反応器内の温度は上昇を始め、最終的な重合反応器内の温度は76℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後、重合反応器に変性剤としてビス(トリメトキシシリルプロピル)メチルアミン(表中、「A」と略す。)を1.22mmol添加し、5分間変性反応を実施した。
変性反応した重合体溶液に、酸化防止剤(BHT)を重合体100gあたり0.2gとなるように酸化防止剤(BHT)/シクロヘキサン溶液を添加し、カップリング反応を終了した。スチームストリッピングにより溶媒を除去して、変性共役ジエン系重合体(試料9)を得た。試料9の物性を表2に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 9)]
A tank-type pressure vessel having an internal volume of 10 L, an internal height (L) to diameter (D) ratio (L/D) of 4.0, an inlet at the bottom, an outlet at the top, and a jacket for temperature control and a stirrer was used as a polymerization reactor.
592 g of 1,3-butadiene, 208 g of styrene, 5200 g of cyclohexane, and 0.83 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar substance, which had been preliminarily removed of moisture, were placed in a polymerization reactor, and the reactor temperature was maintained at 50°C. 9.24 mmol of n-butyllithium as a polymerization initiator was supplied to the polymerization reactor. After the start of the polymerization reaction, the temperature inside the polymerization reactor started to rise due to the heat generated by the polymerization, and the final temperature inside the polymerization reactor reached 76°C. Two minutes after reaching the reaction temperature peak, 1.22 mmol of bis(trimethoxysilylpropyl)methylamine (abbreviated as "A" in the table) as a modifier was added to the polymerization reactor, and a modification reaction was carried out for 5 minutes.
To the modified polymer solution, an antioxidant (BHT)/cyclohexane solution was added so that the antioxidant (BHT) was 0.2 g per 100 g of the polymer to complete the coupling reaction. The solvent was removed by steam stripping to obtain a modified conjugated diene polymer (Sample 9). Table 2 shows the physical properties of Sample 9.

〔変性共役ジエン系重合体(試料10)〕
重合開始剤のn-ブチルリチウム11.50mmolに替え、極性物質として2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを1.14gに替え、変性剤をトリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン(表中、「B」と略す。)1.12mmolに替えて、その他の条件は、(試料9)と同様にして変性共役ジエン系重合体(試料10)を得た。最終的な重合反応器内の温度は77℃に達した。
[Modified conjugated diene polymer (Sample 10)]
A modified conjugated diene polymer (Sample 10) was obtained in the same manner as in (Sample 9) except that 11.50 mmol of n-butyllithium as the polymerization initiator was replaced with 1.14 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as the polar substance, and 1.12 mmol of tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine (abbreviated as "B" in the table) was replaced as the modifying agent. The final temperature in the polymerization reactor reached 77°C.

〔変性共役ジエン系重合体(試料11)〕
重合開始剤を、予め調整したリチウムアミドとしてリチウムピペリジド(「1-リチオピペリジン」ともいう)とn-ブチルリチウムとの混合溶液(リチウムピペリジド:n-ブチルリチウム(モル比)=0.75:0.25)に替え9.24mmolを前記重合反応器へ供給した。重合反応開始後、重合による発熱で重合反応器内の温度は上昇を始め、最終的な重合反応器内の温度は75℃に達した。その他の条件は、(試料9)と同様にして変性共役ジエン系重合体(試料11)を得た。試料11の物性を表2に示す。
[Modified conjugated diene polymer (Sample 11)]
The polymerization initiator was replaced with a mixed solution of lithium piperidide (also referred to as "1-lithiopiperidine") and n-butyllithium (lithium piperidide: n-butyllithium (molar ratio) = 0.75: 0.25) as lithium amide prepared in advance, and 9.24 mmol was supplied to the polymerization reactor. After the start of the polymerization reaction, the temperature in the polymerization reactor started to rise due to the heat generated by the polymerization, and the final temperature in the polymerization reactor reached 75°C. A modified conjugated diene polymer (Sample 11) was obtained in the same manner as (Sample 9) except for the conditions. Table 2 shows the physical properties of Sample 11.

〔変性共役ジエン系重合体(試料12)〕
変性剤の代わりに、カップリング剤としてテトラメトキシシラン(表中、「D」と略す。)を0.60mmolを前記重合反応器へ供給した。その他の条件は(試料9)と同様にして共役ジエン系重合体(試料12)を得た。試料12の物性を表2に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 12)]
Instead of the modifier, 0.60 mmol of tetramethoxysilane (abbreviated as "D" in the table) was supplied to the polymerization reactor as a coupling agent. A conjugated diene polymer (Sample 12) was obtained in the same manner as (Sample 9) except for the conditions. Table 2 shows the physical properties of Sample 12.

〔変性共役ジエン系重合体(試料13)〕
変性剤ビス(トリメトキシシリルプロピル)メチルアミン(表中、「A」と略す。)の添加量を0.60mmolに替えた。その他の条件は(試料11)と同様にして変性共役ジエン系重合体(試料13)を得た。試料13の物性を表2に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 13)]
The amount of modifier bis(trimethoxysilylpropyl)methylamine (abbreviated as “A” in the table) was changed to 0.60 mmol. A modified conjugated diene polymer (Sample 13) was obtained under the same conditions as (Sample 11) except for the above conditions. Table 2 shows the physical properties of Sample 13.

〔変性共役ジエン系重合体(試料14)〕
変性剤の代わりに、カップリング剤としてテトラメトキシシラン(表中、「D」と略す。)を1.22mmolを前記重合反応器へ供給した。その他の条件は(試料9)と同様にして共役ジエン系重合体(試料14)を得た。試料14の物性を表2に示す。
[Modified conjugated diene-based polymer (Sample 14)]
Instead of the modifying agent, 1.22 mmol of tetramethoxysilane (abbreviated as "D" in the table) was supplied to the polymerization reactor as a coupling agent. A conjugated diene polymer (Sample 14) was obtained in the same manner as (Sample 9) except for the conditions. Table 2 shows the physical properties of Sample 14.

〔(実施例1~17)、及び(比較例1~8)〕
表1、2に示す(試料1~14)を原料のゴム状重合体として、以下に示す配合及び表3に示す配合に従い、それぞれの原料のゴム状重合体を含有するゴム組成物を得た。
変性共役ジエン系重合体(試料1~14):100質量部(オイル抜き)
シリカ1(エボニック デグサ社製の商品名「Ultrasil 7000GR」窒素吸着比表面積170m2/g):50.0質量部
シリカ2(ローディア社製の商品名「Zeosil Premium 200MP」窒素吸着比表面積220m2/g):25.0質量部
カーボンブラック(東海カーボン社製の商品名「シーストKH(N339)」):5.0質量部
シランカップリング剤(エボニック デグサ社製の商品名「Si75」、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド):6.0質量部
S-RAEオイル(JX日鉱日石エネルギー社製の商品名「プロセスNC140」):37.5質量部
亜鉛華:2.5質量部
ステアリン酸:1.0質量部
老化防止剤(N-(1,3-ジメチルブチル)-N‘-フェニル-p-フェニレンジアミン):2.0質量部
硫黄:2.2質量部
加硫促進剤1(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフィンアミド):1.7質量部
加硫促進剤2(ジフェニルグアニジン):2.0質量部
合計:234.9質量部
上述した材料を次の方法により混練してゴム組成物を得た。
温度制御装置を備える密閉混練機(内容量0.3L)を使用し、第一段の混練として、充填率65%、ローター回転数30~50rpmの条件で、原料のゴム状重合体(試料1~14)、充填剤(シリカ1、シリカ2、カーボンブラック)、シランカップリング剤、プロセスオイル(S-RAEオイル)、亜鉛華、ステアリン酸を混練して各ゴム組成物(配合物)を得た。
このとき、密閉混合機の温度を制御し、排出温度は155~160℃とした。
[(Examples 1 to 17) and (Comparative Examples 1 to 8)]
Using the rubber-like polymers shown in Tables 1 and 2 (Samples 1 to 14) as raw materials, according to the formulations shown below and Table 3, rubber compositions containing the respective raw rubber-like polymers were obtained.
Modified conjugated diene polymer (samples 1 to 14): 100 parts by mass (without oil)
Silica 1 (trade name “Ultrasil 7000 GR” nitrogen adsorption specific surface area 170 m / g manufactured by Evonik Degussa): 50.0 parts by mass Silica 2 (trade name “Zeosil Premium 200MP” nitrogen adsorption specific surface area 220 m / g manufactured by Rhodia): 25.0 parts by mass Carbon black (trade name “Seist KH (N339)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) : 5.0 parts by mass Silane coupling agent (trade name "Si75" manufactured by Evonik Degussa, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide): 6.0 parts by mass S-RAE oil (trade name "Process NC140" manufactured by JX Nippon Oil & Energy Co., Ltd.): 37.5 parts by mass Zinc oxide: 2.5 parts by mass Stearic acid: 1.0 parts by mass Antiaging agent (N-(1,3-dimethylbutyl)-N'- Phenyl-p-phenylenediamine): 2.0 parts by mass Sulfur: 2.2 parts by mass Vulcanization accelerator 1 (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfinamide): 1.7 parts by mass Vulcanization accelerator 2 (diphenylguanidine): 2.0 parts by mass Total: 234.9 parts by mass A rubber composition was obtained by kneading the above materials by the following method.
Using a closed kneader (inner volume 0.3 L) equipped with a temperature control device, the raw material rubber-like polymers (Samples 1 to 14), fillers (silica 1, silica 2, carbon black), silane coupling agent, process oil (S-RAE oil), zinc oxide, and stearic acid were kneaded for the first stage kneading at a filling rate of 65% and a rotor rotation speed of 30 to 50 rpm to obtain each rubber composition (compound).
At this time, the temperature of the closed mixer was controlled to set the discharge temperature to 155 to 160°C.

(評価1)トルクの上昇時間及び最大値
第一段の混練り時、密閉混練機の混練開始後、トルクが上昇開始してから最大値になるまでにかかる時間を測定した。各々の測定値は、比較例1の結果を100として指数化した。
トルクの上昇時間は、指数が小さい方が、上昇時間が短く、成型性が良好であることを示す。
トルクの最大値は、指数が大きい方が、混練りにかかるトルク最大値が大きいことを示す。
(Evaluation 1) Rise Time and Maximum Value of Torque At the time of kneading in the first stage, the time required for the torque to reach the maximum value after the start of kneading in the closed kneader was measured. Each measured value was indexed with the result of Comparative Example 1 as 100.
As for the torque rise time, the smaller the index, the shorter the rise time and the better the moldability.
Regarding the maximum value of torque, the larger the index, the larger the maximum torque applied to kneading.

(評価2)シート加工性
上述のようにして、第一段の混練を経て得られたゴム組成物(配合物)を用いて、70℃に設定したオープンロールにて、シート状の組成物を加工した。
得られたシート状組成物のシートの状態を目視にて、以下の基準により、5段階評価を行った。
点数が高い方が、シート加工性が良好であることを示す。
5:ロール作業時におけるまとまりが良く、シート肌が滑らかで、シートエッジもギザギザしていない。
4:ロール作業時におけるまとまりは良いが、シート肌がやや荒れていて、シートエッジもややギザギザしている。
3:ロール作業時におけるまとまりがやや悪く、シート肌がやや荒れていて、シートエッジもややギザギザしている。
2:ロール作業時におけるまとまりがやや悪く、シート肌が荒れていて、シートエッジもギザギザしている。
1:ロール作業時におけるまとまりが悪く、シート肌が荒れていて、シートエッジもギザギザしている。
(Evaluation 2) Sheet processability Using the rubber composition (compound) obtained through the first stage of kneading as described above, a sheet-like composition was processed with an open roll set at 70°C.
The state of the sheet of the obtained sheet-like composition was visually observed and evaluated on a 5-point scale according to the following criteria.
A higher score indicates better sheet processability.
5: Good bundling during rolling operation, smooth sheet texture, and no jagged sheet edges.
4: Good bundling during rolling operation, but the sheet surface is slightly rough and the sheet edge is also slightly jagged.
3: Slightly poor coherence during rolling operation, the sheet surface is slightly rough, and the sheet edge is also slightly jagged.
2: Cohesiveness during rolling operation is somewhat poor, the sheet surface is rough, and the sheet edge is jagged.
1: Poor coherence during rolling operation, rough sheet surface, and jagged sheet edges.

次に、第二段の混練りとして、上記で得た配合物を室温まで冷却後、老化防止剤を加え、シリカの分散を向上させるため再度混練した。この場合も、混合機の温度制御により、配合物の排出温度を155~160℃に調整した。冷却後、第三段の混練りとして、70℃に設定したオープンロールにて、硫黄、加硫促進剤1、2を加えて混練した。その後、成型し、160℃で20分間、加硫プレスにて加硫した。加硫前のゴム組成物、及び加硫後のゴム組成物を評価した。具体的には、下記の方法により評価した。評価結果を表3に示す。 Next, as the second step of kneading, after cooling the mixture obtained above to room temperature, an antioxidant was added and kneaded again in order to improve the dispersion of silica. Again, the temperature control of the mixer adjusted the discharge temperature of the formulation to 155-160°C. After cooling, sulfur and vulcanization accelerators 1 and 2 were added and kneaded with an open roll set at 70° C. for the third stage of kneading. After that, it was molded and vulcanized with a vulcanizing press at 160° C. for 20 minutes. A rubber composition before vulcanization and a rubber composition after vulcanization were evaluated. Specifically, it was evaluated by the following method. Table 3 shows the evaluation results.

(評価3)コンパウンドムーニー粘度(コンパウンドML)
第二段混練後、架橋前の共役ジエン系重合体又は変性共役ジエン系重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、JIS K6300に準拠し、L形ローターを用いてムーニー粘度を測定した。測定温度は、100℃とした。
まず、試料を1分間試験温度で予熱した後、ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))とした。
各々の測定値は、比較例1の結果を100として指数化した。指数が小さい方がコンパウンドムーニー粘度の値が小さく、加工性が良好であることを示す。
(Evaluation 3) Compound Mooney Viscosity (Compound ML)
After the second-stage kneading, the conjugated diene-based polymer or modified conjugated diene-based polymer before cross-linking was used as a sample, and a Mooney viscometer (trade name “VR1132” manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the Mooney viscosity using an L-shaped rotor in accordance with JIS K6300. The measurement temperature was 100°C.
First, after preheating the sample for 1 minute at the test temperature, the rotor was rotated at 2 rpm, and the torque after 4 minutes was measured to obtain the Mooney viscosity (ML (1+4) ).
Each measured value was indexed with the result of Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the smaller the compound Mooney viscosity and the better the workability.

(評価4)粘弾性パラメータ(低燃費性)
加硫後のゴム組成物について、レオメトリックス・サイエンティフィック社製の粘弾性試験機「ARES」を使用し、ねじりモードで粘弾性パラメータを測定した。各々の測定値は、比較例1のゴム組成物に対する結果を100として指数化した。0℃において周波数10Hz、ひずみ1%で測定したtanδをウェットグリップ性の指標とした。値が大きいほどウェットグリップ性が良好であることを示す。また、50℃において周波数10Hz、ひずみ3%で測定したtanδを省燃費性の指標とした。値が大きいほど省燃費性が良好であることを示す。
(Evaluation 4) Viscoelasticity parameter (fuel efficiency)
A viscoelasticity tester "ARES" manufactured by Rheometrics Scientific Co., Ltd. was used to measure the viscoelasticity parameters of the vulcanized rubber composition in a torsion mode. Each measured value was indexed by setting the result for the rubber composition of Comparative Example 1 to 100. Tan δ measured at 0° C. with a frequency of 10 Hz and a strain of 1% was used as an index of wet grip properties. A larger value indicates better wet grip. Also, tan δ measured at 50° C. with a frequency of 10 Hz and a strain of 3% was used as an index of fuel saving. A larger value indicates better fuel economy.

(評価5)耐摩耗性
加硫後のゴム組成物について、アクロン摩耗試験機(安田精機製作所社製)を使用し、JIS K6264-2に準拠して、荷重44.4N、1000回転の摩耗量を測定し、比較例1の結果を100として指数化した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
(Evaluation 5) Abrasion resistance For the rubber composition after vulcanization, an Akron abrasion tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the amount of abrasion at 1000 rotations at a load of 44.4 N according to JIS K6264-2, and the result of Comparative Example 1 was indexed as 100. A larger index indicates better wear resistance.

表3に示す通り、実施例1~17のゴム組成物は、比較例1~8のゴム組成物と比較して、混練り時のトルク上昇が比較的速やかでトルク上昇時間が短く、良好な加工性を示しており、その結果、加硫物としたときに、省燃費性(低燃費性)に優れていることが確認された。また、耐摩耗性も実用十分な性能を有することが確認された。 As shown in Table 3, the rubber compositions of Examples 1 to 17 had a relatively rapid torque rise during kneading, a short torque rise time, and good processability compared to the rubber compositions of Comparative Examples 1 to 8. As a result, it was confirmed that when vulcanized, the fuel efficiency (low fuel consumption) was excellent. In addition, it was confirmed that the wear resistance was sufficient for practical use.

本発明に係るゴム組成物は、タイヤトレッド、自動車の内装・外装品、防振ゴム、ベルト、履物、発砲体、各種工業用品用途等の分野において産業上の利用可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The rubber composition according to the present invention has industrial applicability in fields such as tire treads, automobile interior/exterior parts, anti-vibration rubber, belts, footwear, foam bodies, and various industrial products.

Claims (7)

ゴム状重合体100質量部と、充填剤5~150質量部とを含むゴム組成物であって、
ゴム状重合体が、少なくとも2種類の変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)を含み、ゴム状重合体における変性共役ジエン系重合体(A)の含有量が30質量%以上であり、前記変性共役ジエン系重合体(A)及び(B)がそれぞれ以下の特徴を有するゴム組成物。
〔変性共役ジエン系重合体(A):
重量平均分子量が20×104以上300×104以下であり、分子量分布Mw/Mnが1.6以上4.0以下であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上であり、粘度検出器付きゲルパーミエーションクロマトグラフィー-光散乱法測定(3D-GPC)による収縮因子(g’)が0.86未満である、変性共役ジエン系重合体。〕
〔変性共役ジエン系重合体(B):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線において、ピークトップを2つ以上有しており、分子量が最も小さいピークの分子量分布Mw/Mnが1.0以上1.6未満かつそのピーク面積が全ピーク面積に対して2~50%であり、共役ジエン系重合体の総量に対する変性率が50質量%以上である、変性共役ジエン系重合体。〕
A rubber composition containing 100 parts by mass of a rubber-like polymer and 5 to 150 parts by mass of a filler,
A rubber composition in which the rubber-like polymer contains at least two types of modified conjugated diene-based polymers (A) and (B), the content of the modified conjugated diene-based polymer (A) in the rubber-like polymer is 30% by mass or more, and the modified conjugated diene-based polymers (A) and (B) each have the following characteristics.
[Modified conjugated diene polymer (A):
A modified conjugated diene polymer having a weight average molecular weight of 20×10 4 or more and 300×10 4 or less, a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.6 or more and 4.0 or less, a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene polymer, and a shrinkage factor (g′) measured by gel permeation chromatography with a viscosity detector-light scattering method measurement (3D-GPC) of less than 0.86. ]
[Modified conjugated diene polymer (B):
A modified conjugated diene-based polymer having two or more peak tops in a gel permeation chromatography (GPC) curve, having a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.0 or more and less than 1.6 for the peak with the lowest molecular weight and having a peak area of 2 to 50% relative to the total peak area, and a modified conjugated diene-based polymer having a modification rate of 50% by mass or more relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer. ]
変性共役ジエン系重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)曲線におけるピークトップ、又は前記ピークトップが複数存在する場合には分子量が最小であるピークトップの分子量の1/2である分子量の成分の変性率が、前記共役ジエン系重合体(A)の総量に対する変性率の1/2以上である請求項1に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to claim 1, wherein the modification rate of the peak top in the gel permeation chromatography (GPC) curve of the modified conjugated diene-based polymer (A), or the molecular weight of the peak top with the smallest molecular weight when there are a plurality of peak tops, is 1/2 or more of the modification rate of the component with a molecular weight of 1/2 or more relative to the total amount of the conjugated diene-based polymer (A). 変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が窒素及びケイ素を含有し、変性共役ジエン系重合体中の窒素及びケイ素の含有量がそれぞれ3質量ppm以上である請求項1又は2に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) contains nitrogen and silicon, and the nitrogen and silicon contents in the modified conjugated diene polymer are each 3 mass ppm or more. 変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が窒素を含有し、変性共役ジエン系重合体中の窒素の含有量が25質量ppm以上である請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) contains nitrogen, and the nitrogen content in the modified conjugated diene polymer is 25 ppm by mass or more. 変性共役ジエン系重合体(A)の重合開始剤残基が窒素を含まない、請求項1~4のいずれか一項に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerization initiator residue of the modified conjugated diene polymer (A) does not contain nitrogen. 変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)の3D-GPCによる収縮因子(g’)が、0.70以下である請求項1~5のいずれか一項に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) has a 3D-GPC shrinkage factor (g') of 0.70 or less. 変性共役ジエン系重合体(A)及び/又は(B)が、下記一般式(I)で表される請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム組成物。
(式(I)中、D1はジエン系重合体鎖を表し、R1~R3は、各々独立に、単結合又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、R4及びR7は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表し、R5、R8、及びR9は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表し、R6及びR10は、各々独立に、炭素数1~20のアルキレン基を表し、R11は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。
m及びxは、1~3の整数を表し、x≦mであり、pは、1又は2を表し、yは1~3の整数を表し、y≦(p+1)であり、zは、1又は2の整数を表す。
複数存在する場合のD1、R1~R11、m、p、x、y、及びzは、各々独立している。
iは、0~6の整数を表し、jは0~6の整数を表し、kは0~6の整数を表し、(i+j+k)は1~10の整数であり、((x×i)+(y×j)+(z×k))は、1~30の整数である。
Aは、炭素数1~20の炭化水素基、又は、酸素原子、窒素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有し、かつ、活性水素を有しない有機基を表す。ただし、(i+j+k)が1の場合は、Aは無いものとしてよい。)
The rubber composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the modified conjugated diene polymer (A) and/or (B) is represented by the following general formula (I).
(In formula (I), D 1 represents a diene polymer chain, R 1 to R 3 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 4 and R 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 5 , R 8 , and R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 10 each independently It represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
m and x represent an integer of 1 to 3, x≦m, p represents 1 or 2, y represents an integer of 1 to 3, y≦(p+1), and z represents an integer of 1 or 2.
D 1 , R 1 to R 11 , m, p, x, y, and z when there are more than one are each independent.
i represents an integer of 0 to 6, j represents an integer of 0 to 6, k represents an integer of 0 to 6, (i + j + k) is an integer of 1 to 10, and ((x x i) + (y x j) + (z x k)) is an integer of 1 to 30.
A is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an organic group having at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a phosphorus atom and having no active hydrogen. However, when (i+j+k) is 1, A may be absent. )
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