(57)【要約】【課題】  自動車のタイヤトレッド、サイドウォール及びビード用材料として優れた性質を示すビニル・シス−ポリブタジエンゴム組成物を提供することを主な目的とする。【解決手段】ポリブタジエンゴムのマトリックス中に、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体が微細化した短繊維結晶状態で分散しており、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体の短繊維結晶にグラフト反応によりポリイソプレン重合体が付加しているビニル・シス-ポリブタジエン組成物の製造方法において、有機過酸化物を添加することを特徴とするビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリブタジエンゴムのマトリックス中に、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体が微細化した短繊維結晶状態で分散しており、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体の短繊維結晶にグラフト反応によりポリイソプレン重合体が付加しているビニル・シス-ポリブタジエン組成物の製造方法において、有機過酸化物を添加することを特徴とするビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項２】
シス−１，４重合する工程、引き続き、１，２重合する工程から請求項１に記載のビニル・シス-ポリブタジエン組成物の製造方法であって、シス−１，４重合する工程の後かつ１，２重合する工程の前に有機過酸化物を添加することことを特徴とする請求項１に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項３】
ポリイソプレン重合体をシス−１，４重合する工程の前または１，２重合する工程の前に添加することを特徴とする請求項１〜２に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項４】
該有機過酸化物が、ペルオキシケタール類、過酸化ジアルキル類、過酸化ジアシル類、過酸エステル類、ヒドロ過酸化物類またはケトンペルオキシド類であることを特徴とする請求項１〜３に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項５】
該有機過酸化物を、添加ポリイソプレン重合体に対して、０．００１質量％〜５質量％の範囲で添加することを特徴とする請求項１〜４に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項６】
該有機過酸化物の分子量が５００以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項７】
酸化防止剤及び／又は重合停止剤として (1) チオエーテル構造を１個以上含有するフェノール系酸化防止剤の一部または全部をビニル・シス-ポリブタジエンの重合時もしくは重合終了時に添加する (2) 該フェノール系酸化防止剤を０．０１質量％〜０．５質量％含有することを特徴とする請求項１〜７に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項８】
該ポリイソプレン重合体が合成ポリイソプレン、天然ゴム、官能基で主鎖及び／または側鎖が変性された変性ポリイソプレン等であることを特徴とする請求項１〜９に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項９】
該ポリイソプレン重合体のＭＬ粘度が１０〜１５０の範囲であり、ポリイソプレン重合体の含有量が０．０１質量％〜５０質量％であることを特徴とする請求項１〜１０に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１０】
該ポリイソプレン重合体のシス構造体含有量が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜１１に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１１】
該ポリイソプレン重合体のポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万〜２００万の範囲であることを特徴とする請求項１〜１２に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１２】
シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体の含有量が１質量％〜２５質量％であることを特徴とする請求項１〜１３に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１３】
該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体が融点１７０℃〜２３０℃の結晶性重合体であり、ηｓｐ／ｃが１．０〜５．０であることを特徴とする請求項１〜１４に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１４】
該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体の短繊維結晶が０．２μｍ以下に微細化した状態で該マトリックスポリブタジエンに分散していることを特徴とする請求項１〜１５に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１５】
該マトリックスポリブタジエンのシス構造体含有量が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜１６に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１６】
該マトリックスポリブタジエンのポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万〜８０万の範囲であり、固有粘度 ([η]) が１．０〜５．０であることを特徴とする請求項１〜１７に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【請求項１７】
該マトリックスポリブタジエンのＭＬが１０〜５０であり、Ｔ−ｃｐが１０〜１５０であり、更にＴ−ｃｐ／ＭＬが１〜１０であることを特徴とする請求項１〜１８に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの安全性・経済性などの性能に必要とされるウェットスキッド性能・低燃費性・耐摩耗性・剛性に優れながらダイ・スウェルが小さくて押出加工性に優れるタイヤのカーボンやシリカ配合に適したゴム組成物の製造方法に関するものである。また、本発明で製造されるゴム組成物は、タイヤにおけるサイドウォール、ランフラットタイヤのサイド補強層、カーカス、ベルト、チェーファー、ベーストレッド、ビード、スティフナー、インナーライナー等のタイヤ部材や、防振ゴム、ホース、ベルト、ゴムロール、ゴムクーラー、靴底ゴムなどの工業製品、その他のコンポジット、接着剤、プラスチックの改質剤などにも用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
ポリブタジエンは、いわゆるミクロ構造として、１,４−位での重合で生成した結合部分（１,４−構造）と１,２−位での重合で生成した結合部分（１,２−構造）とが分子鎖中に共存する。１,４−構造は、更にシス構造とトランス構造の二種に分けられる。一方、１,２−構造は、ビニル基を側鎖とする構造をとる。
【０００３】
従来，ビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造方法は、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、n-ヘキサン、n-ヘプタンなどの脂肪従来、ビニル・シス−ポリブタジエン組成物組成物の製造方法は、ベンゼン，トルエン族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタンなどの脂肪族炭化水素、及びこれらのハロゲン化族炭化水素、例えばクロルベンゼン、塩化メチレンなどの種々の不活性有機溶媒で行われてきた。
【０００４】
上記の製造方法としては、前記の不活性有機溶媒中で水，可溶性コバルト化合物と一般式ＡｌＲnＸ3-n（但しＲは炭素数１〜６のアルキル基，フェニル基又はシクロアルキル基であり，Ｘはハロゲン元素であり，ｎは１．５〜２の数字）で表せるハロゲン含有有機アルミニウム化合物から得られた触媒を用いて１，３−ブタジエンをシス１，４重合してポリブタジエンを製造して，次いでこの重合系に１，３−ブタジエン及び／または前記溶媒を添加するか或いは添加しないで可溶性コバルト化合物と一般式ＡｌＲ3（但しＲは炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基又はシクロアルキル基である）で表せる有機アルミニウム化合物と二硫化炭素とから得られる触媒を存在させて１，３−ブタジエンをシンジオタクチック１,２重合（以下，１,２重合と略す）する方法（例えば、特公昭４９−１７６６６号公報（特許文献１），特公昭４９−１７６６７号公報（特許文献２）参照）は公知である。
【０００５】
また、例えば、特公昭６２−１７１号公報（特許文献３），特公昭６３−３６３２４号公報（特許文献４），特公平２−３７９２７号公報（特許文献５），特公平２−３８０８１号公報（特許文献６），特公平３−６３５６６号公報（特許文献７）には、二硫化炭素の存在下又は不在下に１，３−ブタジエンをシス１，４重合して製造、あるいは製造した後に１，３−ブタジエンと二硫化炭素を分離・回収して二硫化炭素を実質的に含有しない１，３−ブタジエンや前記の不活性有機溶媒を循環させる方法などが記載されている。更に特公平４−４８８１５号公報（特許文献８）には配合物のダイ・スウェル比が小さく，その加硫物がタイヤのサイドウォールとして好適な引張応力と耐屈曲亀裂成長性に優れたゴム組成物が記載されている。
【０００６】
また、特開２０００−４４６３３号公報（特許文献９）には、ｎ−ブタン、シス２−ブテン、トランス−２−ブテン、及びブテン−１などのＣ４留分を主成分とする不活性有機溶媒中で製造する方法が記載されている。この方法でのゴム組成物が含有するシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエンは短繊維結晶であり、短繊維結晶の長軸長さの分布が繊維長さの９８％以上が０．６μｍ未満であり，７０％以上が０．２μｍ未満であることが記載され、得られたゴム組成物はシス１，４ポリブタジエンゴム（以下，ＢＲと略す）の成形性や引張応力，引張強さ，耐屈曲亀裂成長性などが改良されることが記載されている。しかしながら、該製造方法は使用溶媒が限定されており、その制約のない製造方法の期待があり、また、用途によっては種々の特性が改良されたゴム組成物が求められていた。
【０００７】
【特許文献１】特公昭４９−１７６６６号公報
【特許文献２】特公昭４９−１７６６７号公報
【特許文献３】特公昭６２−１７１号公報
【特許文献４】特公昭６３−３６３２４号公報
【特許文献５】特公平２−３７９２７号公報
【特許文献６】特公平２−３８０８１号公報
【特許文献７】特公平３−６３５６６号公報
【特許文献８】特公平４−４８８１５号公報
【特許文献９】特開２０００−４４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特定の構造を有するシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶と特定の構造を有するシス−ポリブタジエンゴムに、特定のポリイソプレンを添加して製造されることを特徴とするビニル・シス−ポリブタジエンゴム組成物の製造方法に関するもので、特に自動車のタイヤトレッド、サイドウォール及びビード用材料として優れた性質を示すビニル・シス−ポリブタジエンゴム組成物の製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ポリブタジエンゴムのマトリックス中に、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体が微細化した短繊維結晶状態で分散しており、該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン重合体の短繊維結晶にグラフト反応によりポリイソプレン重合体が付加しているビニル・シス-ポリブタジエン組成物の製造方法において、有機過酸化物を添加することを特徴とするビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１０】
シス−１，４重合する工程、引き続き、１，２重合する工程から上記のビニル・シス-ポリブタジエン組成物の製造方法であって、シス−１，４重合する工程の後かつ１，２重合する工程の前に該ビニル・シス-ポリブタジエンの重合反応工程の前もしくは重合反応時に有機過酸化物を添加することことを特徴とする請求項１に記載のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１１】
ポリイソプレン重合体をシス−１，４重合する工程の前または１，２重合する工程の前に添加することを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１２】
該有機過酸化物が、ペルオキシケタール類、過酸化ジアルキル類、過酸化ジアシル類、過酸エステル類、ヒドロ過酸化物類またはケトンペルオキシド類であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１３】
該有機過酸化物を、添加ポリイソプレン重合体に対して、０．００１質量％〜５質量％の範囲で添加することを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１４】
該有機過酸化物の分子量が５００以下の範囲であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１５】
酸化防止剤及び／又は重合停止剤として (1) チオエーテル構造を１個以上含有するフェノール系酸化防止剤の一部または全部をビニル・シス-ポリブタジエンの重合時もしくは重合終了時に添加する (2) 該フェノール系酸化防止剤を０．０１質量％〜０．５質量％含有することを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１６】
該ポリイソプレン重合体が合成ポリイソプレン、天然ゴム、官能基で主鎖及び／または側鎖が変性された変性ポリイソプレン等であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１７】
該ポリイソプレン重合体のＭＬ粘度が１０〜１５０の範囲であり、ポリイソプレン重合体の含有量が０．０１質量％〜５０質量％であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１８】
該ポリイソプレン重合体のシス構造体含有量が９０％以上であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００１９】
該ポリイソプレン重合体のポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万〜２００万の範囲であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２０】
シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶の含有量が１質量％〜２５質量％であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２１】
該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶が融点１５０℃〜２３０℃であり、ηｓｐ／ｃが１．０〜５．０であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２２】
該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶の長軸長さが０．２μｍ以下に微細化した状態で該マトリックスポリブタジエンに分散していることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２３】
該マトリックスポリブタジエンのシス構造体含有量が８０％以上であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２４】
該マトリックスポリブタジエンのポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万〜８０万の範囲であり、固有粘度 ([η]) が１．０〜５．０であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【００２５】
該マトリックスポリブタジエンのＭＬが１０〜５０であり、Ｔ−ｃｐが１０〜１５０であり、更にＴ−ｃｐ／ＭＬが１〜１０であることを特徴とする上記のビニル・シス-ポリブタジエンの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明で製造されるビニス・シス−ポリブタジエン組成物は、高い引張り弾性率を有し、ダイ・スウェルが小さく押出加工性及び成形性に優れ、タイヤ製造の作業性を向上せしめ、且つ耐摩耗性と低燃費性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明で製造されるビニル・シス−ポリブタジエン組成物について説明する。
（１）マトリックス成分であるシス−ポリブタジエンとしては、下記の特性を有することが望ましい。
シス構造含有率が８０％以上、好ましくは９０％以上であり、実質的にゲル分を含有しないことが望ましい。ここで、実質的にゲル分を含有しないとは、トルエン不溶解分が０．５質量％以下であることを意味する。
ムーニー粘度（ＭＬ1+4 １００℃、以下「ＭＬ」と略す）が１０〜１００、好ましくは１０〜５０、より好ましくは１０〜４０のものとする。
トルエン溶液粘度(センチポイズ／２５℃、以下「Ｔ-ｃｐ」と略す)が１０から３００、好ましくは１０〜１５０、より好ましくは１０〜１００である。
重量平均分子量が２０万〜１００万、好ましくは３０万〜８０万である。
[η]（固有粘度）が１．０〜５．０、好ましくは１．０〜４．０である。
Ｔ-ｃｐ／ＭＬが１〜１０であることが好ましい。
【００２８】
（２）マトリックス中に微分散したシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶としては、融点が１５０〜２３０℃であり、好ましくは、１７０〜２２０℃であり、かつ、ηｓｐ／ｃが１．０〜５．０であることが好ましい。
また、平均の短繊維結晶の長軸長さが０．２μｍ以下、アスペクト比が１０以下であり、好ましくは、８以下であり、且つ平均の短繊維結晶数が１０以上、好ましくは、１５以上であることが好ましい。
【００２９】
シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの短繊維結晶がシス−ポリブタジエンのマトリックス中に微分散していることが好ましい。
【００３０】
（３）ポリイソプレン重合体としては、ＭＬ粘度が１０〜１５０であり、好ましくは１５〜１２０である。
ポリイソプレン重合体のＭＬ粘度が上記の範囲であると、シス−ポリブタジエンマトリックス中へのシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエン短繊維結晶の分散状態が良好になり、優れたダイ・スウェル特性や高弾性、引張強さの発現に好ましい。
ポリイソプレン重合体のシス構造含有率が９０％以上であることが好ましい。
ポリイソプレン重合体のポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万〜２００万の範囲であることが好ましい。
【００３１】
上記（１）成分のシス−ポリブタジエンゴムと（２）成分のシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエン短繊維結晶との割合は、成分（１）及び（２）の合計量１００質量部に対して（２）成分のシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエン短結晶繊維１〜２５質量％が好ましい。
上記範囲内であると、シス−ポリブタジエンゴム中のシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエン短繊維結晶が大きくなりやすく、その分散性が悪くなることが抑制できる。また１質量％未満の少量の場合、短繊維結晶による補強性が低下するが、これも回避できる。したがって、特長となる弾性率・発熱性・押出加工性及び成形性等が発現し難いとか、また加工性が悪化するなどの問題が起こりにくいため好ましい。
【００３２】
また、（３）成分のポリイソプレン重合体の割合は、ビニル・シス−ポリブタジエン組成物の０．０１〜５０質量％であることが望ましい。
上記範囲内であることは、上記（２）成分のシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン短繊維結晶の凝集による分散性の低下、それに伴うビニル・シス−ポリブタジエン組成物が引出す諸物性低下抑制などの点で好ましい。
【００３３】
上記のビニル・シス−ポリブタジエン組成物は、例えば以下の製造方法で好適に得られる。
【００３４】
本発明のビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造においては、一般の不活性炭化水素系溶媒を用いて１，３−ブタジエンの重合を行うが、好ましい炭化水素系溶媒としては、溶解度パラメーター（以下「ＳＰ値」と略す）が９.０以下である炭化水素である。更に好ましくは８.４以下の炭化水素系溶媒である。溶解度パラメーターが９.０以下である炭化水素系溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素であるｎ−ヘキサン（ＳＰ値：７.２）、ｎ−ペンタン（ＳＰ値：７.０）、ｎ−オクタン（ＳＰ値：７.５）、シクロヘキサン（ＳＰ値：８.１）、ｎ−ブタン（ＳＰ値：６.６）等が挙げられる。中でも、シクロヘキサンなどが好ましい。
【００３５】
これらの溶媒のＳＰ値は、ゴム工業便覧（第四版、社団法人：日本ゴム協会、平成６年１月２０日発行；７２１頁）などの文献で公知である。
【００３６】
ＳＰ値が９.０よりも小さい溶媒を使用することで、シス−ポリブタジエン中へのシンジオタクチック−１,２−ポリブタジエン短繊維結晶の分散状態が本発明で期待する如く形成され、優れたダイ・スウェル特性や引張弾性率、引張強さ、発熱特性（低燃費性）を発現するので好ましい。
【００３７】
まず、１，３−ブタジエンと前記溶媒とを混合し、次いで、得られた溶液中の水分の濃度を調節する。水分は、該溶液中の、後記シス−１，４重合触媒として用いられるハロゲン含有有機アルミニウム化合物１モル当たり、好ましくは０．１〜１．０モル、特に好ましくは０．２〜１．０モルの範囲である。この範囲では充分な触媒活性得られて好適なシス−１，４構造含有率や分子量が得られつつ、重合時のゲルの発生を抑制できることにより重合槽などへのゲルの付着を防ぐことができ、連続重合時間を延ばすことができるので好ましい。水分の濃度を調節する方法は公知の方法が適用できる。多孔質濾過材を通して添加・分散させる方法（特開平４−８５３０４号公報）も有効である。
【００３８】
水分の濃度を調節して得られた溶液には、シス−１，４重合触媒の一つとして、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物を添加する。有機アルミニウムクロライドとしては、一般式ＡｌＲnＸ3-nで表される化合物が好ましく用いられ、その具体例としては、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド、ジイソブチルアルミニウムモノクロライド、ジシクロヘキシルアルミニウムモノクロライド、ジフェニルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライドなどを好適に挙げることができる。ハロゲン含有有機アルミニウム化合物の使用量のとしては、１，３−ブタジエンの全量１モル当たり０．１ミリモル以上が好ましく、０．５〜５０ミリモルがより好ましい。
【００３９】
次いで、ハロゲン含有有機アルミニウム化合物を添加した混合溶液に、シス−１，４重合触媒の他の一つとして、可溶性コバルト化合物を添加して、１，３−ブタジエンをシス−１，４重合させる。可溶性コバルト化合物としては、用いる炭化水素系溶媒又は液体１，３−ブタジエンに可溶なものであるか、又は、均一に分散できる、例えばコバルト（II）アセチルアセトナート、コバルト（III）アセチルアセトナートなどコバルトのβ−ジケトン錯体、コバルトアセト酢酸エチルエステル錯体のようなコバルトのβ−ケト酸エステル錯体、コバルトオクトエート、コバルトナフテネート、コバルトベンゾエートなどの炭素数６以上の有機カルボン酸コバルト塩、塩化コバルトピリジン錯体、塩化コバルトエチルアルコール錯体などのハロゲン化コバルト錯体などを挙げることができる。可溶性コバルト化合物の使用量は、１，３−ブタジエンの１モル当たり０．００１ミリモル以上が好ましく、０．００５ミリモル以上であることがより好ましい。また可溶性コバルト化合物に対するハロゲン含有有機アルミニウム化合物のモル比（Ａｌ／Ｃｏ）は１０以上であり、特に５０以上であることが好ましい。また、可溶性コバルト化合物以外にもニッケルの有機カルボン酸塩、ニッケルの有機錯塩、有機リチウム化合物、ネオジウムの有機カルボン酸塩、ネオジウムの有機錯塩を使用することも可能である。その他、プラゼオジム（Pr）、ジスプロシウム（Dy）、ランタン（La）、ガドリニウム（Gｄ）、イットリウム（Y）などの化合物を用いた触媒系も挙げることができる。
【００４０】
また、マトリックス成分であるシス-ポリブタジエンとして、（１）１，３
-ブタジエンと炭化水素系有機溶剤を主成分としてなる混合物に、(a)遷移金属化合物のメタロセン型錯体、及び（ｂ）非配位性アニオンとカチオンとのイオン性化合物及び/又はアルモキサンからなる触媒を用いた重合により製造され、シス-１，４構造が６５〜９５％、かつ、ビニル構造が４０〜４％である高シス-高ビニルポリブタジエンであってもよい。
【００４１】
シス−１，４重合の温度は、一般に０℃〜１００℃、好ましくは１０〜１００℃、更に好ましくは２０〜１００℃までの温度範囲である。重合時間（平均滞留時間）は、１０分〜２時間の範囲が好ましい。シス−１，４重合後のポリマー濃度が５〜２６質量％となるようにシス−１，４重合を行うことが好ましい。重合槽は１槽、又は２槽以上の槽を連結して行われる。重合は重合槽（重合器）内にて溶液を攪拌混合して行う。重合に用いる重合槽としては高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭４０−２６４５号に記載された装置を用いることができる。
【００４２】
本発明のビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造では、シス−１，４重合時に、公知の分子量調節剤、例えばシクロオクタジエン、アレン、メチルアレン（１，２−ブタジエン）などの非共役ジエン類、又はエチレン、プロピレン、ブテン−１などのα−オレフィン類を使用することができる。又重合時のゲルの生成を更に抑制するために、公知のゲル化防止剤を使用することができる。また、重合生成物のシス−１，４構造含有率が一般に８０％以上、好ましくは９０％以上で、ＭＬ１０〜１００、好ましくは１０〜５０、より好ましくは１０〜４０であり、実質的にゲル分を含有しないようにする。
【００４３】
そして、前記の如くして得られたシス−１，４重合反応混合物に、１，２重合触媒として、一般式ＡｌＲ3 で表せる有機アルミニウム化合物と二硫化炭素、必要なら前記の可溶性コバルト化合物を添加して、１，３−ブタジエンを１，２重合させて、ビニル・シス−ポリブタジエン組成物を製造する。この際、該重合反応混合物に１，３−ブタジエンを添加してもよいし、添加せずに未反応の１，３−ブタジエンを反応させてもよい。一般式ＡｌＲ3で表せる有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリｎ−ヘキシルアルミニウム、トリフェニルアルミニウムなどを好適に挙げることができる。有機アルミニウム化合物は、１，３−ブタジエン１モル当たり０．１ミリモル以上、特に０．５〜５０ミリモル以上である。二硫化炭素は特に限定されないが水分を含まないものであることが好ましい。二硫化炭素の濃度は２０ミリモル／Ｌ以下、特に好ましくは０．０１〜１０ミリモル／Ｌである。また、二硫化炭素はシス１，４重合前に添加してもよい。二硫化炭素の代替として公知のイソチオシアン酸フェニルやキサントゲン酸化合物を使用してもよい。
【００４４】
１，２重合の温度は、一般に−２０〜１００℃、好ましくは１０〜１００℃、更に好ましくは２０〜１００℃の温度範囲である。１，２重合を行う際の重合系には、前記のシス−１，４重合反応混合物１００質量部当たり１〜５０質量部、好ましくは１〜２０質量部の１，３−ブタジエンを添加することで、１，２重合時のシンジオタクチック-１，２−ポリブタジエンの収量を増大させることができる。重合時間（平均滞留時間）は、１０分〜２時間の範囲が好ましい。１，２重合後のポリマー濃度が９〜２９質量％となるように１，２重合を行うことが好ましい。重合槽は１槽、又は２槽以上の槽を連結して行われる。重合は重合槽（重合器）内にて重合溶液を攪拌混合して行う。１，２重合に用いる重合槽としては、１，２重合中に更に高粘度となりポリマーが付着しやすいので、高粘度液攪拌装置付きの重合槽、例えば特公昭４０−２６４５号公報に記載された装置を用いることができる。
【００４５】
本発明のビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造においては、前記のようにシス−１，４重合、次いで１，２重合を行ってビニル・シス−ポリブタジエン組成物を製造するに当たり、ビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造系内にポリソプレン重合体を添加する工程を含むことが望ましい。ビニル・シス−ポリブタジエン組成物製造後、たとえば配合時に添加しても本願発明の効果は得られない場合がある。また、ポリイソプレン重合体を重合し、引き続きシス重合し、続いて１，２重合を行って製造することもできる。
【００４６】
ポリイソプレン重合体としては、通常の合成ポリイソプレン（シス構造９０％以上のシス−１，４−ポリイソプレン等）、天然ゴム、液状ポリイソプレン、トランス−ポリイソプレン、官能基で主鎖及び/または側鎖が変性された変性ポリイソプレン変性ポリイソプレン等が挙げられる。
【００４７】
上記のようにポリイソプレン重合体を添加すると、前記のとおり、得られるビニル・シス−ポリブタジエン組成物において、不飽和高分子物質の相溶効果により、融点が１５０℃以上のシンジオタクチック-１，２−ポリブタジエン短繊維結晶の、マトリックス成分のシス−ポリブタジエンゴム中への分散性が向上し、その結果得られるビニル・シス−ポリブタジエン組成物の特性が改善する。
【００４８】
ポリイソプレン重合体の添加は、いずれの時点での添加でも、添加後５分〜３時間攪拌することが好ましく、更に好ましくは１０分〜３０分間攪拌することである。この操作により、ポリイソプレン重合体が均一に溶解混合する。
【００４９】
本発明の製造方法においては、有機過酸化物を添加する。添加は、シス−１，４重合する工程の後かつ１，２重合する工程の前に有機過酸化物を添加することが好ましい。
【００５０】
有機過酸化物としては、ペルオキシケタール類、過酸化ジアルキル類、過酸化ジアシル類、過酸エステル類、ヒドロ過酸化物類、ケトンペルオキシド類などが挙げられる。有機過酸化物の分子量が５００以下の範囲であることが好ましい。
【００５１】
有機過酸化物の添加量は、添加ポリイソプレン重合体に対して、０．００１質量％〜５質量％の範囲であることが好ましい。
【００５２】
重合反応が所定の重合率に達した後、重合停止時もしくは停止後に該硫黄含有フェノール系酸化防止剤を添加することができる。その方法としては、例えば、重合反応終了後、重合反応混合物を重合停止槽に供給し、この重合反応混合物にメタノール、エタノールなどのアルコール、水などの極性溶媒を大量に投入する方法、塩酸、硫酸などの無機酸、酢酸、安息香酸などの有機酸、塩化水素ガスを重合反応混合物に導入する方法などの、それ自体公知の方法が挙げられる。次いで、通常の方法に従い生成したビニル・シス−ポリブタジエン組成物を分離回収し、洗浄、乾燥して目的のビニル・シス−ポリブタジエン組成物を取得する。
【００５３】
該硫黄含有フェノール系酸化防止剤としては、チオエーテル構造を１個以上含有するフェノール系酸化防止剤が好ましい。
【００５４】
該チオエーテル構造を１個以上有するフェノール系酸化防止剤として、具体的には、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス［（オクチルチオ）メチル］−オルト−クレゾールなどが挙げられる。
【００５５】
中でも、２，４−ビス［（オクチルチオ）メチル］−オルト−クレゾールが好ましい。
【００５６】
酸化防止剤の添加量は、ビニル・シス−ポリブタジエンに対して０．０１〜１．０質量％、好ましくは０．０１〜０．５質量％である。
【００５７】
上記本発明のビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造方法においては、生成したビニル・シス−ポリブタジエン組成物を分離取得した残余の、未反応の１，３−ブタジエン、炭化水素系溶媒及び二硫化炭素などを含有する重合反応混合物母液から、通常、蒸留により１，３−ブタジエン、炭化水素系溶媒を分離し、また、二硫化炭素の吸着分離処理、あるいは二硫化炭素付加物の分離処理によって二硫化炭素を分離除去し、二硫化炭素を実質的に含有しない１，３−ブタジエンと炭化水素系溶媒とを回収する。また、上記重合反応混合物母液から、蒸留によって３成分を回収して、この蒸留物から上記の吸着分離あるいは二硫化炭素付着物分離処理によって二硫化炭素を分離除去することによっても、二硫化炭素を実質的に含有しない１，３−ブタジエンと炭化水素系溶媒とを回収することもできる。前記のようにして回収された二硫化炭素と炭化水素系溶媒とは新たに補充した１，３−ブタジエンを混合して再使用することができる。
【００５８】
上記ビニル・シス−ポリブタジエン組成物の製造方法によれば、触媒成分の操作性に優れ、高い触媒効率で工業的に有利に本発明のビニル・シス−ポリブタジエン組成物を連続的に長時間製造することができる。特に、重合槽内の内壁や攪拌翼、その他攪拌が緩慢な部分に付着することもなく、高い転化率で工業的に有利に連続製造できる。
【００５９】
以下、実施例及び比較例を示して、本発明について具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。実施例及び比較例において、ビニル・シス−ポリブタジエン組成物の素ゴムの物性、及び配合物の物性と加硫物の物性は以下のようにして測定した。
（１）１，２ポリブタジエン短繊維結晶含有量；２ｇのビニル・シス−ポリブタジエン組成物を２００ｍｌのｎ−ヘキサンにて４時間ソックスレー抽出器によって沸騰抽出した不溶分（抽出残部）を質量％で示した。該沸騰n-ヘキサン不溶分がシンジオタクチック-１，２-ポリブタジエン短繊維結晶である。
（２）１，２ポリブタジエン短繊維結晶の融点；沸騰ｎ−ヘキサン抽出残部を示差走査熱量計（ＤＳＣ）による吸熱曲線のピーク温度により決定した。
（３）１，２ポリブタジエン短繊維結晶のηsp/c；分子量の目安として、沸騰ｎ−ヘキサン抽出残部の０．２０ｇ/ｄｌのテトラリン溶液から１３５℃で還元粘度を測定した。
（４）短繊維結晶形態及び短繊維結晶数；ビニル・シス−ポリブタジエン組成物を一塩化硫黄と二硫化炭素で加硫し、加硫物を超薄切片で切り出して四塩化オスミウム蒸気でビニル・シスポリブタジエンのゴム分の二重結合を染色して、透過型電子顕微鏡で観察して求めた。短繊維結晶数は、透過型電子顕微鏡より求めた４００μ２当りの長軸長さ０．２μ以下の数で表す。
（５）ビニル・シス−ポリブタジエン組成物中のゴム分（沸騰ｎ−ヘキサン可溶分）のミクロ構造；赤外吸収スペクトル分析によって行った。シス７４０ｃｍ-1、トランス９６７ｃｍ-1、ビニル９１０ｃｍ-1の吸収強度比からミクロ構造を算出した。
（６）ビニル・シス−ポリブタジエン組成物中のゴム分のトルエン溶液粘度；２５℃における５質量％トルエン溶液の粘度を測定してセンチポイズ（ｃｐ）で示した。
（７）ビニル・シス−ポリブタジエン組成物中のゴム分の分子量（Mw）；沸騰n-ヘキサン可溶分のテトラヒドロフラン溶液にてゲル浸透クロマトグラフィー（GPC、トーソー社HLC-802A）により、４０℃標準ポリスチレンを使用した検量線より重量平均分子量（Mw）を求めた。
（８）ビニル・シス−ポリブタジエン組成物中のゴム分の［η］；沸騰ｎ−ヘキサン可溶分を乾燥採取し、トルエン溶液にて３０℃の温度で測定した。
（９）ムーニー粘度；ＪＩＳ  Ｋ６３００に準じて１００℃にて測定した値である。
（１０）ポリイソプレンのグラフト率：沸騰ｎ−ヘキサン不溶分中のシンジオタクチック-１，２-ポリブタジエン（SPB）含有量とポリイソプレン（IR）含有量の比を赤外吸収スペクトル分析（SPB及びIR、それぞれ９０６cm-1及び１３７５ｃｍ-1の吸光度）より算出し、グラフト率を求めた。
（１１）引張り弾性率（M100）；JIS  K６３０１に従い、１００％伸張時の弾性率を測定した。指数の大きい方が弾性率が高く、優れる。
（１２）スウェル：加工性測定装置（モンサント社、MPT）を用いて配合物の押出加工性の目安として、１００℃、１００sec-1  のせん断速度で押出し時の配合物の径とダイオリフィス径（L/D＝１．５ｍｍ/１．５ｍｍ）の比を測定して求めた。指数の小さい方が加工性に優れる。
（１３）発熱特性：グッドリッチフレクソメーターを用い、ASTMD623に従い、歪０．１７５インチ、荷重５．５ポンド、１００℃３５分の条件で測定した。指数の小さい方が発熱が少なく、優れる。
【実施例】
【００６０】
(実施例１)
窒素ガスで置換した内容３０Ｌの攪拌機付ステンレス製反応槽中に、不飽和高分子物質であるポリイソプレン（ＩＲ：Ｍｗ＝９７．７×１０4、シス構造98
％）６７ｇを加え、脱水シクロヘキサン／ｎーヘキサン(５０/５０)１８ｋｇ、１.３−ブタジエン１．６ｋｇを添加して１時間攪拌、溶解させた後、水４８mmol、ジエチルアルミニウムクロライド８４ｍｍｏｌ、１.５−シクロオクタジエン７０ｍｍｏｌ及びコバルトオクトエート４ｍｍｏｌを添加、５０℃で３０分間攪拌し、シス重合を行った。シス重合後、重合液にトリエチルアルミニウム９０ｍｍｏｌ及びニ硫化炭素５０ｍｍｏｌ、更に１，１'−ジ−（Ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（ＩＲに対して０．１質量％）を加え、５０℃で更に６０分間攪拌し、１,２重合を行った。重合終了後、重合生成液を４，６−ビス（オクチルチオメチル）−ｏ−クレゾール１質量％を含むエタノール/シクロヘキサン混合溶液（ポリマー中に０．１質量％含まれる様に調整）を加えた後、６０℃で真空乾燥した。この様にして得られたビニル・シスポリブタジエンゴムの収率は８０％であった。その後、このビニル・シスポリブタジエンゴムの一部を沸騰ｎーヘキサンで処理、不溶分と可溶分を分離乾燥した。
得られた沸騰ｎ−ヘキサン可溶分ポリマー(マリックスポリブタジエンゴム)のＭＬは３１、Ｔｃｐは５７でＴｃｐ／ＭＬの関係は約１.８、ミクロ構造は１,２（ビニル）構造１.３％、トランス−１,４構造１．２％、シス−１,４構造９７.５％であった。また、ポリスチレン換算質量平均分子量は４０×１０4、[η]は１.７であった。一方、沸騰ｎ−ヘキサン不溶分ポリマー(シンジオタクチック-１，２-ポリブタジエン)のηｓｐ／ｃ＝１.５であり、ＩＲのグラフト反応性を示すグラフト率は４２％であった。また、ビニル・シスポリブタジエンゴムに含まれる短繊維結晶は均一性が高く分散し、長軸長さ０.２μｍ以下の短繊維結晶の数は１００個以上で、アスペクト比は１０以下、融点は２０２℃であった。
結果をまとめて表１及び表２に示した。
【００６１】
(実施例２〜９)
表１に示した条件以外は、実施例１と同様に行った。表２に結果を示す。
【００６２】
（比較例１〜５）
表３に示した条件以外は、実施例１と同様に行った。表４に結果を示す。
【００６３】
得られたゴム組成物の配合物及び加硫物の物性を表５に示す。
【００６４】
【表１】
2007119743.tif 000002
〔ＰＯ：有機過酸化物〕A:1,1-ジ-（tret-ブチルペルオキシ）-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、
分子量302.5
B:過酸化ベンゾイル、分子量242.2
C:過酸化ジクミル、分子量270.4
〔AＯ：酸化防止剤/添加量〕
ａ:2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-オルト-クレゾール/0.1wt%  
ｂ:2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-オルト-クレゾール/0.07wt%
【００６５】
【表２】
2007119743.tif 000003
【００６６】
【表３】
2007119743.tif 000004
〔ＰＯ：有機過酸化物〕A:1,1-ジ-（tret-ブチルペルオキシ）-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、分子量302.5
〔ＡＯ：酸化防止剤〕ａ:2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-オルト-クレゾール：0.1wt%  
ｃ:オクタデシル-3-(3,5-ジ-tret-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート:0.07wt%
ｄ:トリスノニルフェニルファスファイト:0.14wt%
【００６７】
【表４】
2007119743.tif 000005
【００６８】
【表５】
2007119743.tif 000006
配  合  処  方
NR                      50
VCR                     50
HAFカーボン             50
プロセスオイル          10
亜鉛華１号               5
ステアリン酸             2
老化防止剤AS１）          1
加硫促進剤CZ２）          1
硫黄                    1.5
Ｔｏｔａｌ              170.5
1)：アンテージAS（アミンとケトンの反応物）
2)：N-シクロヘキシル−2−ブンゾチアゾールスルフェンアミド）
加硫条件  ：150℃、30分