WO2012164914A1 - 共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ - Google Patents

共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ Download PDF

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WO2012164914A1
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WO
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group
copolymer
rubber composition
conjugated diene
diene compound
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PCT/JP2012/003507
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Inventor
堀川 泰郎
会田 昭二郎
オリビエ タルディフ
純子 松下
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株式会社ブリヂストン
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
    • C08F297/06Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type
    • C08F297/08Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins
    • C08F297/083Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins the monomers being ethylene or propylene
    • C08F297/086Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins the monomers being ethylene or propylene the block polymer contains at least three blocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a copolymer of a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, a rubber composition, a crosslinked rubber composition, and a tire, and in particular, produces a rubber having excellent fatigue resistance, low heat buildup, and fracture elongation.
  • a block copolymer comprising a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, a rubber composition containing the block copolymer, a crosslinked rubber composition obtained by crosslinking the rubber composition, and the above
  • the present invention relates to a rubber composition or a tire using the crosslinked rubber composition.
  • Patent Document 1 discloses a conjugated diene polymerization catalyst containing a Group IV transition metal compound having a cyclopentadiene ring structure, which is co-polymerized with the conjugated diene.
  • the polymerizable monomer include ⁇ -olefins such as ethylene, but there is no mention of the arrangement of monomer units in the copolymer.
  • Patent Document 2 discloses a copolymer of an ⁇ -olefin and a conjugated diene compound, but the arrangement of monomer units in the copolymer is completely different. Not mentioned.
  • Patent Document 3 discloses a copolymer of ethylene and butadiene synthesized using a special organometallic complex as a catalyst component. Is inserted into the copolymer in the form of trans-1,2-cyclohexane, and the arrangement of the monomer units in the copolymer is not mentioned at all, and the conjugated diene is not mentioned at all.
  • the length of the non-conjugated olefin-derived portion (molecular weight) in the block copolymer of the compound and the non-conjugated olefin a rubber excellent in fatigue resistance, low heat build-up, and fracture elongation is produced. There is no description about this.
  • JP-A-11-228743 discloses an unsaturated elastomer composition comprising an unsaturated olefin copolymer and rubber, but the monomer in the copolymer.
  • the unit arrangement is only described as random, and the length (molecular weight) of the non-conjugated olefin-derived part in the block copolymer of the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin is specified.
  • Patent Document 5 discloses that the vinyl content (vinyl bond content, 1,2-adduct (including 3,4-adduct) content) is 6%, and the cis content. A butadiene polymer with a% of 92% and an ethylene content of 3% or 9% is disclosed. However, since the ethylene-derived part of the copolymer is long (molecular weight is large), based on the crystallinity of ethylene, the physical properties of the copolymer are close to those of plastics, fatigue resistance (flexion, elongation test) and elongation at break There is a problem that gets worse.
  • JP-A-2000-86857 defines the length (molecular weight) of a non-conjugated olefin-derived portion in a block copolymer of a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin. There is no description or suggestion of producing a rubber excellent in fatigue resistance, low heat build-up, and breaking elongation.
  • an object of the present invention is to produce a block copolymer comprising a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, which is used to produce a rubber having excellent fatigue resistance, low heat build-up, and fracture elongation.
  • the object is to provide a rubber composition containing a coalescence, a crosslinked rubber composition obtained by crosslinking the rubber composition, and a tire using the rubber composition or the crosslinked rubber composition.
  • the length of the block part (molecular weight) consisting of the monomer units of the non-conjugated olefin is regulated. It has been found that a rubber excellent in fatigue, low heat build-up, and elongation at break can be produced, and the present invention has been completed.
  • the copolymer of the present invention is a copolymer of a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, and is a block copolymer.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the block copolymer means a copolymer composed of a block portion composed of monomer units of a conjugated diene compound and a block portion composed of monomer units of a non-conjugated olefin.
  • the cis-1,4 bond content of the conjugated diene compound-derived moiety is 80% or more.
  • the content of the non-conjugated olefin (part derived from the non-conjugated olefin) exceeds 0 mol% and is 40 mol% or less.
  • the structure of the block copolymer is (AB) x , A- (BA) x and B- (AB) x (where , A is a block portion consisting of a monomer unit of a non-conjugated olefin, B is a block portion consisting of a monomer unit of a conjugated diene compound, and x is an integer of 1 or more) is there.
  • a block copolymer having a plurality of (AB) or (BA) structures is referred to as a multi-block copolymer.
  • the copolymer of the present invention preferably has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 10,000 to 10,000,000.
  • the copolymer of the present invention preferably has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 10 or less.
  • the non-conjugated olefin is an acyclic olefin.
  • the non-conjugated olefin has 2 to 10 carbon atoms.
  • the non-conjugated olefin is preferably at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene and 1-butene, more preferably ethylene.
  • the conjugated diene compound is at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene and isoprene.
  • the rubber composition of the present invention includes the copolymer of the present invention.
  • the rubber composition of the present invention preferably contains 5 to 200 parts by mass of a reinforcing filler and 0.1 to 20 parts by mass of a crosslinking agent with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the crosslinked rubber composition of the present invention is obtained by crosslinking the rubber composition of the present invention.
  • the tire of the present invention is characterized by using the rubber composition of the present invention or the crosslinked rubber composition of the present invention.
  • a block copolymer comprising a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, which is used to produce a rubber having excellent fatigue resistance, low heat build-up, and excellent elongation at break
  • a rubber composition containing the rubber composition, a crosslinked rubber composition obtained by crosslinking the rubber composition, and a tire using the rubber composition or the crosslinked rubber composition can be provided.
  • the DSC curve of the block copolymer A is shown.
  • the DSC curve of the block copolymer B is shown.
  • the DSC curve of the block copolymer C is shown.
  • the DSC curve of the random copolymer D is shown.
  • the DSC curve of the block copolymer E is shown.
  • the DSC curve of the taper copolymer F is shown.
  • the copolymer of the present invention is a copolymer of a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin, and is a block copolymer.
  • the differential scanning calorimetry (DSC) measurement according to JIS K 7121-1987 is 70 ° C.
  • the peak area at ⁇ 110 ° C. is 60% or more of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C., and the peak area at 110 ° C. to 140 ° C. is 20% or less of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C. .
  • the copolymer of the present invention has a block portion composed of a monomer unit of non-conjugated olefin, and exhibits static crystallinity, so that it has excellent mechanical properties such as breaking strength. Moreover, since the copolymer of this invention is provided with the block part which consists of a monomer unit of a conjugated diene compound, it becomes possible to act as an elastomer.
  • differential scanning calorimetry and nuclear magnetic resonance (NMR) are used as main measuring means for confirming the formation of the block copolymer.
  • the differential scanning calorimetry is a measurement method performed in accordance with JIS K 7121-1987. Specifically, by DSC, a glass transition temperature derived from a block portion composed of monomer units of a conjugated diene compound, a crystallization temperature derived from the block portion, and a block portion composed of monomer units of a non-conjugated olefin.
  • the peak area at 70 ° C. to 110 ° C. is 60% or more of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C., and the peak at 110 ° C. to 140 ° C.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the peak at 110 ° C. to 140 ° C. indicates that a block portion composed of a monomer unit of a non-conjugated olefin (for example, ethylene) having a relatively small weight average molecular weight (about 1000 to about 30000) is formed
  • the peak at 110 ° C. to 140 ° C. indicates that a block portion composed of a monomer unit of a non-conjugated olefin (for example, ethylene) having a large weight average molecular weight (about 30000 or more) is formed.
  • the peak at 40 ° C. to 140 ° C. is a peak based on a portion derived from a non-conjugated olefin (for example, ethylene). Therefore, the peak area at 70 ° C.
  • the peak area at 110 ° C. to 140 ° C. is 60% or more of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C.
  • the peak area at 110 ° C. to 140 ° C. is 20% or less of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C.
  • the cis-1,4 bond amount of the conjugated diene compound portion is preferably 80% or more, more preferably more than 92%, particularly preferably 95% or more, 97% or more is most preferable. If the cis-1,4 bond amount of the conjugated diene compound portion (part derived from the conjugated diene compound) is 80% or more, the block portion consisting of the monomer unit of the conjugated diene compound exhibits elongation crystallinity, Mechanical properties such as fatigue resistance can be further improved.
  • the amount of the cis-1,4 bond is an amount in the portion derived from the conjugated diene compound, and is not a ratio to the whole copolymer.
  • the content of 1,2-adduct (including 3,4-adduct) of the conjugated diene compound (including the 1,4-adduct of the conjugated diene compound in the conjugated diene compound-derived portion (3,4 addition)
  • the content) (including body part) is preferably 5% or less.
  • the copolymer of the present invention can further improve ozone resistance and fatigue resistance. it can.
  • the copolymer of the present invention has ozone resistance and fatigue resistance. Further improvement can be achieved.
  • the content of 1,2-adduct (including 3,4-adduct) in the conjugated diene compound portion is more preferably 2.0% or less.
  • the content of the 1,2 adduct portion (including the 3,4 adduct portion) is an amount in the portion derived from the conjugated diene compound, and is not a ratio to the whole copolymer.
  • the 1,2-adduct portion (including 3,4-adduct portion) content of the conjugated diene compound portion (including the 3,4-adduct portion) Including) content) has the same meaning as the amount of 1,2-vinyl bonds when the conjugated diene compound is butadiene.
  • the copolymer of the present invention does not cause a problem of lowering the molecular weight, and its weight average molecular weight (Mw) is not particularly limited, but from the viewpoint of application to a polymer structural material, the copolymer
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of the coalescence is preferably 10,000 to 10,000,000, more preferably 10,000 to 1,000,000, and further preferably 50,000 to 600,000.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. This is because if the molecular weight distribution exceeds 10, the physical properties are not uniform.
  • the average molecular weight and the molecular weight distribution can be determined using polystyrene as a standard substance by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of non-conjugated olefin is preferably more than 0 mol% and 40 mol% or less. If the content of the non-conjugated olefin (part derived from the non-conjugated olefin) is within the above specified range, mechanical properties such as breaking strength can be improved more reliably. In addition, from the viewpoint of improving mechanical properties such as breaking strength without causing phase separation of the copolymer, the content of the non-conjugated olefin (non-conjugated olefin-derived portion) exceeds 0 mol% and is 30 mol% or less. More preferably it is.
  • the content of the conjugated diene compound is preferably 60 mol% or more and less than 100 mol%, and more preferably 70 mol% or more and less than 100 mol%. preferable. If the content of the conjugated diene compound (part derived from the conjugated diene compound) is within the above specified range, the copolymer of the present invention can behave uniformly as an elastomer.
  • examples of the structure of the block copolymer include (AB) x , A- (BA) x , B- (AB) x and the like.
  • A is a block part composed of monomer units of non-conjugated olefin
  • B is a block part composed of monomer units of conjugated diene compound
  • x is an integer of 1 or more, preferably It is an integer from 1 to 5.
  • the boundaries between the block portions do not need to be clearly distinguished, for example, a portion made of a mixture of a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin between the block portion A and the block portion B, a so-called tapered structure. May be formed.
  • the conjugated diene compound used as the monomer preferably has 4 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, and among these, 1,3-butadiene and isoprene are preferable.
  • these conjugated diene compounds may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
  • the copolymer of the present invention can be prepared by the same mechanism using any of the specific examples of the conjugated diene compound described above.
  • the non-conjugated olefin used as the monomer is a non-conjugated olefin other than the conjugated diene compound, and is preferably an acyclic olefin.
  • the non-conjugated olefin preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • preferred examples of the non-conjugated olefin include ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene and 1-octene. Among these, ethylene, propylene And 1-butene are more preferable, and ethylene is particularly preferable.
  • These non-conjugated olefins may be used alone or in combination of two or more.
  • the olefin refers to a compound that is an aliphatic unsaturated hydrocarbon and has one or more carbon-carbon double bonds.
  • the 1st manufacturing method of the copolymer of this invention includes the process of superposing
  • a polymerization method any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, and a solid phase polymerization method can be used.
  • a solvent for a polymerization reaction the solvent used should just be inactive in a polymerization reaction, For example, toluene, hexane, cyclohexane, mixtures thereof etc. are mentioned.
  • the polymerization catalyst composition includes the following general formula (I): (wherein M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, Cp R each independently represents an unsubstituted or substituted indenyl group, and R a to R f each independently represents an alkyl having 1 to 3 carbon atoms.
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • Cp R each independently represents an unsubstituted or substituted indenyl group
  • X ′ represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group.
  • a silyl group or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms L represents a neutral Lewis base, and w represents an integer of 0 to 3, and the following general formula (III ):
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium
  • Cp R ′ represents unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group or a thiolate group.
  • a polymerization catalyst composition (hereinafter also referred to as a first polymerization catalyst composition) comprising at least one complex selected from the group consisting of a half metallocene cation complex represented by The product may further contain other components contained in the polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex, such as a promoter.
  • the metallocene complex is a complex compound in which one or more cyclopentadienyl or a derivative thereof is bonded to a central metal, and in particular, one cyclopentadienyl or a derivative thereof bonded to the central metal.
  • a certain metallocene complex may be called a half metallocene complex.
  • the concentration of the complex contained in the first polymerization catalyst composition is preferably in the range of 0.1 to 0.0001 mol / l.
  • Cp R in the formula is an unsubstituted indenyl or substituted indenyl.
  • Cp R having an indenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 9 H 7-X R X or C 9 H 11-X R X.
  • X is an integer of 0 to 7 or 0 to 11.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • hydrocarbyl group examples include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • substituted indenyl examples include 2-phenylindenyl, 2-methylindenyl and the like. Note that the two Cp Rs in the general formulas (I) and (II) may be the same as or different from each other.
  • Cp R ′ in the formula is unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl, and among these, unsubstituted or substituted indenyl It is preferable that Cp R ′ having a cyclopentadienyl ring as a basic skeleton is represented by C 5 H 5-X R X. Here, X is an integer of 0 to 5.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • examples of metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • Specific examples of Cp R ′ having a cyclopentadienyl ring as a basic skeleton include the following. (In the formula, R represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.)
  • Cp R ′ having the above indenyl ring as a basic skeleton is defined in the same manner as Cp R in the general formula (I), and preferred examples thereof are also the same.
  • Cp R ′ having the fluorenyl ring as a basic skeleton can be represented by C 13 H 9-X R X or C 13 H 17-X R X.
  • X is an integer of 0 to 9 or 0 to 17.
  • each R is preferably independently a hydrocarbyl group or a metalloid group.
  • the hydrocarbyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • Specific examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group.
  • metalloid group metalloids include germyl Ge, stannyl Sn, and silyl Si, and the metalloid group preferably has a hydrocarbyl group, and the hydrocarbyl group that the metalloid group has is the same as the above hydrocarbyl group. is there.
  • Specific examples of the metalloid group include a trimethylsilyl group.
  • the central metal M in the general formulas (I), (II), and (III) is a lanthanoid element, scandium, or yttrium.
  • the lanthanoid elements include 15 elements having atomic numbers of 57 to 71, and any of these may be used.
  • Preferred examples of the central metal M include samarium Sm, neodymium Nd, praseodymium Pr, gadolinium Gd, cerium Ce, holmium Ho, scandium Sc, and yttrium Y.
  • the metallocene complex represented by the general formula (I) includes a silylamide ligand [—N (SiR 3 ) 2 ].
  • the R groups contained in the silylamide ligand (R a to R f in the general formula (I)) are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • R a to R f is a hydrogen atom.
  • the alkyl group is preferably a methyl group.
  • the metallocene complex represented by the general formula (II) contains a silyl ligand [—SiX ′ 3 ].
  • X ′ contained in the silyl ligand [—SiX ′ 3 ] is a group defined in the same manner as X in the general formula (III) described below, and preferred groups are also the same.
  • X is a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group, a silyl group, and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • examples of the alkoxide group include aliphatic alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group; phenoxy group, 2,6-dioxy -Tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2,6-dineopentylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenoxy group, Examples include aryloxide groups such as 2-isopropyl-6-neopentylphenoxy group, and among these, 2,6-di-tert-butylphenoxy group is preferable.
  • the thiolate group represented by X includes a thiomethoxy group, a thioethoxy group, a thiopropoxy group, a thio n-butoxy group, a thioisobutoxy group, a thiosec-butoxy group, a thiotert-butoxy group and the like Group thiolate group; thiophenoxy group, 2,6-di-tert-butylthiophenoxy group, 2,6-diisopropylthiophenoxy group, 2,6-dineopentylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropyl Arylthiolate groups such as thiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-thioneopentylphenoxy group, 2-isopropyl-6-thioneopentylphenoxy group, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group, etc. Among these, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group,
  • examples of the amide group represented by X include aliphatic amide groups such as dimethylamide group, diethylamide group, diisopropylamide group; phenylamide group, 2,6-di-tert-butylphenylamide group, 2 , 6-diisopropylphenylamide group, 2,6-dineopentylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenylamide group, 2-isopropyl- Arylamido groups such as 6-neopentylphenylamide group and 2,4,6-tri-tert-butylphenylamide group; bistrialkylsilylamide groups such as bistrimethylsilylamide group, among them bistrimethylsilylamide Groups are preferred.
  • examples of the silyl group represented by X include trimethylsilyl group, tris (trimethylsilyl) silyl group, bis (trimethylsilyl) methylsilyl group, trimethylsilyl (dimethyl) silyl group, triisopropylsilyl (bistrimethylsilyl) silyl group, and the like.
  • a tris (trimethylsilyl) silyl group is preferable.
  • the halogen atom represented by X may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, but a chlorine atom or a bromine atom is preferred.
  • Specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by X include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
  • Linear or branched aliphatic hydrocarbon groups such as butyl group, neopentyl group, hexyl group, octyl group; aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, tolyl group, naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group, etc.
  • Others include hydrocarbon groups containing silicon atoms such as trimethylsilylmethyl group and bistrimethylsilylmethyl group. Among these, methyl group, ethyl group, isobutyl group, trimethylsilylmethyl group and the like are preferable.
  • X is preferably a bistrimethylsilylamide group or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the non-coordinating anion represented by, for example, a tetravalent boron anion.
  • tetravalent boron anion include tetraphenyl borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tri Decahydride-7,8-dica
  • the metallocene complex represented by the above general formulas (I) and (II) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (III) are further 0 to 3, preferably 0 to 1 neutral.
  • examples of the neutral Lewis base L include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, neutral diolefins, and the like.
  • the neutral Lewis bases L may be the same or different.
  • metallocene complex represented by the general formula (I) and the formula (II) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) may exist as a monomer, It may exist as a body or higher multimer.
  • the metallocene complex represented by the general formula (I) includes, for example, a lanthanoid trishalide, scandium trishalide, or yttrium trishalide in a solvent, an indenyl salt (for example, potassium salt or lithium salt) and bis (trialkylsilyl). It can be obtained by reacting with an amide salt (for example, potassium salt or lithium salt).
  • reaction temperature should just be about room temperature, it can manufacture on mild conditions.
  • the reaction time is arbitrary, but is about several hours to several tens of hours.
  • the reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the raw material and the product. For example, toluene may be used. Below, the reaction example for obtaining the metallocene complex represented by general formula (I) is shown. (In the formula, X ′′ represents a halide.)
  • the metallocene complex represented by the general formula (II) includes, for example, a lanthanide trishalide, scandium trishalide, or yttrium trishalide in a solvent, an indenyl salt (for example, potassium salt or lithium salt), and a silyl salt (for example, potassium). Salt or lithium salt).
  • reaction temperature should just be about room temperature, it can manufacture on mild conditions.
  • the reaction time is arbitrary, but is about several hours to several tens of hours.
  • the reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the raw material and the product. For example, toluene may be used.
  • the reaction example for obtaining the metallocene complex represented by general formula (II) is shown. (In the formula, X ′′ represents a halide.)
  • the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) can be obtained, for example, by the following reaction.
  • M represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, and Cp R ′ independently represents unsubstituted or substituted cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl.
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group, a silyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms
  • L represents a neutral Lewis base
  • w represents 0 to 3 Indicates an integer.
  • [A] + [B] ⁇ [A] + represents a cation
  • [B] ⁇ represents a non-coordinating anion.
  • Examples of the cation represented by + include a carbonium cation, an oxonium cation, an amine cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal.
  • Examples of the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as a triphenylcarbonium cation and a tri (substituted phenyl) carbonium cation.
  • the tri (substituted phenyl) carbonyl cation is specifically exemplified by tri (methylphenyl). ) Carbonium cation and the like.
  • amine cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation; N, N-dimethylanilinium cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N— N, N-dialkylanilinium cations such as 2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation.
  • trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation
  • Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • N, N-dialkylanilinium cation or carbonium cation is preferable, and N, N-dialkylanilinium cation is particularly preferable.
  • the ionic compound represented by the general formula [A] + [B] ⁇ used in the above reaction is a compound selected and combined from the above non-coordinating anions and cations, and is an N, N-dimethylaniline. Preference is given to nium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like.
  • general formula [A] + [B] - ionic compounds represented by is preferably added from 0.1 to 10 mols per mol of the metallocene complex, more preferably added about 1 molar.
  • the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) may be provided as it is in the polymerization reaction system, or the compound represented by the general formula (IV) and the general formula used in the reaction [a] + [B] - provides an ionic compound represented separately into the polymerization reaction system, the general formula in the reaction system (III You may form the half metallocene cation complex represented by this.
  • the structures of the metallocene complex represented by the general formulas (I) and (II) and the half metallocene cation complex represented by the general formula (III) are preferably determined by X-ray structural analysis.
  • the co-catalyst that can be used in the first polymerization catalyst composition can be arbitrarily selected from components used as a co-catalyst for a polymerization catalyst composition containing a normal metallocene complex.
  • suitable examples of the cocatalyst include aluminoxanes, organoaluminum compounds, and the above ionic compounds. These promoters may be used alone or in combination of two or more.
  • the aluminoxane is preferably an alkylaminoxan, and examples thereof include methylaluminoxane (MAO) and modified methylaluminoxane. Further, as the modified methylaluminoxane, MMAO-3A (manufactured by Tosoh Finechem) and the like are preferable.
  • the content of aluminoxane in the first polymerization catalyst composition is such that the element ratio Al / M between the central metal M of the metallocene complex and the aluminum element Al of the aluminoxane is about 10 to 1000, preferably about 100. It is preferable to make it.
  • the organoaluminum compound the general formula AlRR′R ′′ (wherein R and R ′ are each independently a C 1 to C 10 hydrocarbon group or a hydrogen atom, and R ′′ is C 1 an organoaluminum compound represented by a hydrocarbon group) of ⁇ C 10 are preferred.
  • the organoaluminum compound include trialkylaluminum, dialkylaluminum chloride, alkylaluminum dichloride, and dialkylaluminum hydride. Among these, trialkylaluminum is preferable.
  • examples of the trialkylaluminum include triethylaluminum and triisobutylaluminum.
  • the content of the organoaluminum compound in the polymerization catalyst composition is preferably 1 to 50 times mol, and more preferably about 10 times mol to the metallocene complex.
  • the metallocene complex represented by the general formula (I) and the formula (II) and the half metallocene cation complex represented by the above general formula (III) are each used as an appropriate promoter. By combining them, the amount of cis-1,4 bonds and the molecular weight of the resulting copolymer can be increased.
  • B-1 ionic compound composed of non-coordinating anion and cation
  • aluminoxane (B-2) aluminoxane
  • Lewis acid complex compound of metal halide and Lewis base
  • the polymerization catalyst composition contains at least one of the ionic compound (B-1) and the halogen compound (B-3), the polymerization catalyst composition further comprises: (C) Component: The following general formula (i): YR 1 a R 2 b R 3 c (i) [Wherein Y is a metal selected from Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 are the same or different and have 1 to 10 carbon atoms.
  • the ionic compound (B-1) and the halogen compound (B-3) do not have a carbon atom to be supplied to the component (A), the above (A) as a carbon supply source to the component (A) Component C) is required.
  • the polymerization catalyst composition contains the aluminoxane (B-2), the polymerization catalyst composition can contain the component (C).
  • the polymerization catalyst composition may contain other components such as a co-catalyst contained in a normal rare earth element compound-based polymerization catalyst composition.
  • the concentration of the component (A) contained in the second polymerization catalyst composition is preferably in the range of 0.1 to 0.0001 mol / l.
  • the component (A) used in the second polymerization catalyst composition is a rare earth element compound or a reaction product of the rare earth element compound and a Lewis base.
  • the reaction of the rare earth element compound and the rare earth element compound with a Lewis base is performed.
  • the object does not have a bond between rare earth element and carbon.
  • the rare earth element compound and the reactant do not have a rare earth element-carbon bond, the compound is stable and easy to handle.
  • the rare earth element compound is a compound containing a lanthanoid element or scandium or yttrium composed of the elements of atomic numbers 57 to 71 in the periodic table.
  • the lanthanoid element examples include lanthanium, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
  • the said (A) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the rare earth element compound is preferably a divalent or trivalent salt or complex compound of a rare earth metal, and one or more coordinations selected from a hydrogen atom, a halogen atom and an organic compound residue. More preferably, the rare earth element compound contains a child.
  • reaction product of the rare earth element compound or the rare earth element compound and a Lewis base is represented by the following general formula (XI) or (XII): M 11 X 11 2 ⁇ L 11 w (XI) M 11 X 11 3 ⁇ L 11 w (XII) [Wherein M 11 represents a lanthanoid element, scandium or yttrium, and X 11 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxide group, a thiolate group, an amide group, a silyl group, an aldehyde residue, a ketone residue. Represents a group, a carboxylic acid residue, a thiocarboxylic acid residue or a phosphorus compound residue, L 11 represents a Lewis base, and w represents 0 to 3.
  • the group (ligand) bonded to the rare earth element of the rare earth element compound include a hydrogen atom; a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert- Aliphatic alkoxy groups such as butoxy group; phenoxy group, 2,6-di-tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2,6-dineopentylphenoxy group, 2-tert-butyl-6- Isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenoxy group, 2-isopropyl-6-neopentylphenoxy group; thiomethoxy group, thioethoxy group, thiopropoxy group, thio n-butoxy group, thioisobutoxy group, thio an aliphatic thiolate group such as a sec-
  • aldehyde residues such as salicylaldehyde, 2-hydroxy-1-naphthaldehyde, 2-hydroxy-3-naphthaldehyde; 2′-hydroxyacetophenone, 2′-hydroxybutyrophenone, 2′-hydroxypropiophenone, etc.
  • examples of the Lewis base that reacts with the rare earth element compound include tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium chloride, neutral olefins, Diolefins and the like.
  • the rare earth element compound reacts with a plurality of Lewis bases (in the formulas (XI) and (XII), when w is 2 or 3), the Lewis base L 11 is the same or different. It may be.
  • Component (B) used in the second polymerization catalyst composition is at least one compound selected from the group consisting of ionic compound (B-1), aluminoxane (B-2), and halogen compound (B-3). is there.
  • the total content of the component (B) in the second polymerization catalyst composition is preferably 0.1 to 50 times mol of the component (A).
  • the ionic compound represented by (B-1) is composed of a non-coordinating anion and a cation, and reacts with the rare earth element compound which is the component (A) or a reaction product thereof with a Lewis base to become cationic.
  • Examples thereof include ionic compounds capable of generating a transition metal compound.
  • non-coordinating anion for example, tetraphenyl borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, tetrakis ( Pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoromethylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tri Decahydride-7,8-dicarbaound decaborate and the like.
  • examples of the cation include a carbonium cation, an oxonium cation, an ammonium cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal.
  • Specific examples of the carbonium cation include trisubstituted carbonium cations such as triphenylcarbonium cation and tri (substituted phenyl) carbonium cation, and more specifically, as tri (substituted phenyl) carbonyl cation, Examples include tri (methylphenyl) carbonium cation, tri (dimethylphenyl) carbonium cation, and the like.
  • ammonium cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation (eg, tri (n-butyl) ammonium cation); N, N-dimethylanilinium N, N-dialkylanilinium cation such as cation, N, N-diethylanilinium cation, N, N-2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cation such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation Is mentioned.
  • trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, and tributylammonium cation (eg, tri (n-butyl)
  • the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
  • the ionic compound is preferably a compound selected and combined from the above-mentioned non-coordinating anions and cations, specifically, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbohydrate. Preferred is nitrotetrakis (pentafluorophenyl) borate.
  • these ionic compounds can be used individually by 1 type, or 2 or more types can be mixed and used for them.
  • the content of the ionic compound in the second polymerization catalyst composition is preferably 0.1 to 10-fold mol, more preferably about 1-fold mol with respect to component (A).
  • the aluminoxane represented by the above (B-2) is a compound obtained by bringing an organoaluminum compound and a condensing agent into contact with each other.
  • R ′ is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and some of the hydrocarbon groups may be substituted with a halogen atom and / or an alkoxy group
  • the degree of polymerization of the unit is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more.
  • R ′ examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group, and among these, a methyl group is preferable.
  • organoaluminum compound used as an aluminoxane raw material include trialkylaluminums such as trimethylaluminum, triethylaluminum, and triisobutylaluminum, and mixtures thereof, and trimethylaluminum is particularly preferable.
  • an aluminoxane using a mixture of trimethylaluminum and tributylaluminum as a raw material can be preferably used.
  • the content of the aluminoxane in the second polymerization catalyst composition is such that the element ratio Al / M of the rare earth element M constituting the component (A) and the aluminum element Al of the aluminoxane is about 10 to 1000. It is preferable to do.
  • the halogen compound represented by (B-3) is composed of at least one of a Lewis acid, a complex compound of a metal halide and a Lewis base, and an organic compound containing an active halogen, and is, for example, the component (A).
  • a cationic transition metal compound can be produced by reacting with a rare earth element compound or a reactant thereof with a Lewis base. Note that the total content of halogen compounds in the second polymerization catalyst composition is preferably 1 to 5 moles compared to the component (A).
  • boron-containing halogen compounds such as B (C 6 F 5 ) 3 and aluminum-containing halogen compounds such as Al (C 6 F 5 ) 3 can be used, as well as III, IV,
  • a halogen compound containing an element belonging to the group V, VI or VIII can also be used.
  • aluminum halide or organometallic halide is used.
  • chlorine or bromine is preferable.
  • the Lewis acid examples include methyl aluminum dibromide, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, ethyl aluminum dichloride, butyl aluminum dibromide, butyl aluminum dichloride, dimethyl aluminum bromide, dimethyl aluminum chloride, diethyl aluminum bromide, diethyl Aluminum chloride, dibutylaluminum bromide, dibutylaluminum chloride, methylaluminum sesquibromide, methylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquibromide, ethylaluminum sesquichloride, dibutyltin dichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, antimony pentachloride, phosphorus trichloride , Pentachloride , Tin tetrachloride, titanium tetrachloride, tungsten hexachloride, etc., among which diethylaluminum chloride,
  • the metal halide constituting the complex compound of the above metal halide and Lewis base includes beryllium chloride, beryllium bromide, beryllium iodide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, iodine.
  • a phosphorus compound, a carbonyl compound, a nitrogen compound, an ether compound, an alcohol, and the like are preferable.
  • tri-2-ethylhexyl phosphate, tricresyl phosphate, acetylacetone, 2-ethylhexanoic acid, versatic acid, 2 -Ethylhexyl alcohol, 1-decanol, lauryl alcohol are preferred.
  • the Lewis base is reacted at a ratio of 0.01 to 30 mol, preferably 0.5 to 10 mol, per mol of the metal halide.
  • the reaction product with the Lewis base is used, the metal remaining in the polymer can be reduced.
  • organic compound containing the active halogen examples include benzyl chloride. .
  • the component (C) used in the second polymerization catalyst composition is represented by the following general formula (i): YR 1 a R 2 b R 3 c (i) [Wherein Y is a metal selected from Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 are the same or different and have 1 to 10 carbon atoms.
  • R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, provided that R 3 may be the same as or different from R 1 or R 2, and Y is a periodic table;
  • a is 1 and b and c are 0, and when Y is a metal selected from Groups 2 and 12 of the Periodic Table, a and b are 1 and c is 0, and when Y is a metal selected from Group 13 of the Periodic Table, a, b and c are 1].
  • organoaluminum compound of the formula (X) examples include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, tripentylaluminum, Trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, trioctyl aluminum; diethyl aluminum hydride, di-n-propyl aluminum hydride, di-n-butyl aluminum hydride, diisobutyl aluminum hydride, dihexyl aluminum hydride, diisohexyl hydride Aluminum, dioctyl aluminum hydride, diisooctyl aluminum hydride; ethyl aluminum dihydride, n-propyl aluminum Hydride, include isobutyl aluminum dihydride and the like, among these, triethylaluminum, triis
  • the organometallic compound as the component (C) described above can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the organoaluminum compound in the second polymerization catalyst composition is preferably 1 to 50 times mol, more preferably about 10 times mol for the component (A).
  • the method for producing a copolymer of the present invention includes, for example, (1) the constitution of a polymerization catalyst composition in a polymerization reaction system containing a conjugated diene compound as a monomer and a non-conjugated olefin other than the conjugated diene compound.
  • the components may be provided separately and used as a polymerization catalyst composition in the reaction system, or (2) a previously prepared polymerization catalyst composition may be provided in the polymerization reaction system.
  • (2) includes providing a metallocene complex (active species) activated by a cocatalyst.
  • the amount of the metallocene complex contained in the polymerization catalyst composition is preferably in the range of 0.0001 to 0.01-fold mol with respect to the total of the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin other than the conjugated diene compound.
  • the polymerization may be stopped using a polymerization terminator such as ethanol or isopropanol.
  • the polymerization reaction of the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin is preferably performed in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas.
  • the polymerization temperature of the polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 100 ° C. to 200 ° C., for example, and can be about room temperature. When the polymerization temperature is raised, the cis-1,4 selectivity of the polymerization reaction may be lowered.
  • the pressure for the polymerization reaction is preferably in the range of 0.1 to 10 MPa in order to sufficiently incorporate the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin into the polymerization reaction system.
  • the reaction time of the polymerization reaction is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on conditions such as the type of monomer to be polymerized, the type of catalyst, and the polymerization temperature.
  • the polymerization time is shorter than the polymerization time for synthesizing a block copolymer of a normal conjugated diene compound and a non-conjugated olefin in order to avoid generation of a long-chain non-conjugated olefin block component.
  • the concentration of the conjugated diene compound (mol / l) and the concentration of the non-conjugated olefin (mol) at the start of the polymerization when the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin are polymerized, the concentration of the conjugated diene compound (mol / l) and the concentration of the non-conjugated olefin (mol) at the start of the polymerization.
  • the monomer into the polymerization reaction system can be produced by adjusting the charging method. That is, the second production method of the copolymer of the present invention is characterized in that the chain structure of the copolymer is controlled by controlling the introduction of the conjugated diene compound in the presence of the non-conjugated olefin. Can control the arrangement of monomer units in the copolymer.
  • a polymerization reaction system means the place where superposition
  • the input method of the conjugated diene compound may be either continuous input or split input, and may be a combination of continuous input and split input.
  • continuous injection means adding for a fixed time at a fixed addition rate, for example.
  • the concentration ratio of monomers in the polymerization reaction system can be controlled by dividing or continuously adding the conjugated diene compound to the polymerization reaction system for polymerizing the conjugated diene compound and the non-conjugated olefin.
  • the conjugated diene compound is added, the presence of the non-conjugated olefin in the polymerization reaction system can suppress the formation of a conjugated diene compound homopolymer.
  • the addition of the conjugated diene compound may be performed after the polymerization of the nonconjugated olefin is started.
  • a block copolymer when a block copolymer is produced by the above second production method, it is effective to continuously add a conjugated diene compound in the presence of the nonconjugated olefin to the polymerization reaction system in which the polymerization of the nonconjugated olefin has been started in advance. It becomes.
  • a multi-block copolymer when a multi-block copolymer is produced by the second production method, “a non-conjugated olefin is polymerized in a polymerization reaction system, and then the conjugated diene compound is reacted in the presence of the non-conjugated olefin. It is effective to repeat the operation of “continuous charging into the system” twice or more.
  • the second production method is not particularly limited as described above, except that the method of charging the monomer into the polymerization reaction system as described above.
  • the solution polymerization method, the suspension polymerization method, the liquid phase bulk polymerization method, Any polymerization method such as an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, and a solid phase polymerization method can be used.
  • the second production method is the same as the first production method, except that the method of charging the monomer into the polymerization reaction system as described above, and the conjugated diene compound as a monomer Non-conjugated olefins can be copolymerized.
  • the injection quantity of a conjugated diene compound and the injection frequency of a conjugated diene compound are not limited thereto.
  • the method for charging the conjugated diene compound is not particularly limited, and examples thereof include continuous charging and divided charging.
  • the number of times of adding the conjugated diene compound is not particularly limited, but a range of 1 to 5 times is preferable. If the conjugated diene compound is charged too many times, it may be difficult to distinguish it from a random copolymer.
  • the non-conjugated olefin is continuously supplied to the polymerization reaction system. Is preferred. Moreover, the supply method of a nonconjugated olefin is not specifically limited.
  • the rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it contains the block copolymer of the present invention, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the rubber component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • the block copolymer natural rubber, various butadiene rubbers, various styrene-butadiene copolymer rubbers, isoprene rubbers of the present invention.
  • a reinforcing filler can be blended with the rubber composition as necessary.
  • the reinforcing filler include carbon black and inorganic filler, and at least one selected from carbon black and inorganic filler is preferable.
  • the inorganic filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • silica, aluminum hydroxide, clay, alumina, talc, mica, kaolin, glass balloon, glass beads, calcium carbonate examples thereof include magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium oxide, titanium oxide, potassium titanate, and barium sulfate. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • silane coupling agent suitably.
  • the content of the reinforcing filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 5 parts by mass to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the content of the reinforcing filler is less than 5 parts by mass, the effect of adding the reinforcing filler may not be seen so much, and if it exceeds 200 parts by mass, the rubber filler is mixed with the reinforcing filler. There is a tendency that it does not get caught, and the performance as a rubber composition may be reduced.
  • ⁇ Crosslinking agent> There is no restriction
  • the content of the crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the content of the cross-linking agent is less than 0.1 parts by mass, the cross-linking hardly proceeds, and when the content exceeds 20 parts by mass, the cross-linking tends to progress during kneading with a part of the cross-linking agent.
  • the physical properties of the sulfide may be impaired.
  • vulcanization accelerators can be used in combination.
  • vulcanization accelerators include guanidine, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, thiazole, sulfenamide, thiourea, thiuram, Dithiocarbamate and xanthate compounds can be used.
  • Known materials such as ultraviolet ray inhibitors, antistatic agents, anti-coloring agents, and other compounding agents can be used depending on the intended use.
  • the crosslinked rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it is obtained by crosslinking the rubber composition of the present invention, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the crosslinking conditions are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, a temperature of 120 ° C. to 200 ° C. and a heating time of 1 minute to 900 minutes are preferable.
  • the tire of the present invention is not particularly limited as long as the rubber composition of the present invention or the crosslinked rubber composition of the present invention is used, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Examples of the application site in the tire of the rubber composition of the present invention or the crosslinked rubber composition of the present invention include, but are not limited to, a tread, a base tread, a sidewall, a side reinforcing rubber, and a bead filler. .
  • a method for manufacturing the tire a conventional method can be used. For example, on a tire molding drum, members usually used for manufacturing a tire such as a carcass layer, a belt layer, and a tread layer made of unvulcanized rubber are sequentially laminated, and the drum is removed to obtain a green tire. Next, the desired tire can be manufactured by heat vulcanizing the green tire according to a conventional method.
  • the rubber composition of the present invention or the crosslinked rubber composition of the present invention may be used for anti-vibration rubber, seismic isolation rubber, belts (conveyor belts), rubber crawlers, various hoses, Moran and the like. it can.
  • Example 1 After 150 ml of toluene was added to a sufficiently dry 2 L stainless steel reactor, ethylene was introduced at 0.4 MPa. On the other hand, in a glove box under a nitrogen atmosphere, bis (2-phenylindenyl) gadolinium bis (dimethylsilyl) amide [(2-PhC 9 H 6 ) 2 GdN (SiHMe 2 ) 2 ] 14.5 ⁇ mol was placed in a glass container.
  • Example 2 After 1 L of toluene was added to a sufficiently dry 2 L stainless steel reactor, ethylene was introduced at 0.8 MPa.
  • Example 3 After 1 L of toluene was added to a sufficiently dry 2 L stainless steel reactor, ethylene was introduced at 0.8 MPa.
  • the ampoule is kept at the aging temperature (25 ° C.), and a toluene solution of 0.0067 mmol of 2-methoxycarbonylmethylcyclopentadienyltrichlorotitanium [MeO (CO) CH 2 CpTiCl 3 ] (TiES) is added dropwise for aging time (5 minutes ) Hold. Thereafter, a solution of 2.0 g of butadiene and 6.0 g of toluene was added at ⁇ 25 ° C., and polymerization was performed at this temperature for 30 minutes. Subsequently, a pressure of 5 kgf / cm 2 was applied to the vessel with ethylene, and the reaction was allowed to proceed for about 1 hour.
  • a toluene solution of 0.0067 mmol of 2-methoxycarbonylmethylcyclopentadienyltrichlorotitanium [MeO (CO) CH 2 CpTiCl 3 ] (TiES) is added dropwise for
  • copolymer E block copolymer
  • FIG. 4 shows the DSC curve of copolymer D.
  • FIG. 5 shows a DSC curve of copolymer E, and
  • FIG. 6 shows a DSC curve of copolymer F.
  • shaft of a DSC curve shows a heat flow rate.
  • FIG. DSC curve of the copolymer D of 4 in a temperature range of 40 ° C. ⁇ 140 ° C., a peak derived from a block portion composed of monomer units of ethylene is not clearly observed, also copolymers F 13
  • the peak derived from ethylene at 27.5 ppm to 33 ppm many peaks other than the peak at 29.4 ppm showing ethylene of 4 chains or more (indicating a block part) are observed, and ethylene is 3 chains or less
  • ethylene is 3 chains or less
  • the endothermic peak at 110 ° C or higher derived from the above random parts in which butadiene and ethylene monomer units (including low molecular weight blocks) are randomly arranged, and short block parts consisting of ethylene monomer units A broad endothermic peak was observed at 40 ° C. to 110 ° C., indicating the formation of.
  • the peak area at 70 ° C. to 110 ° C. is 60% or more of the peak area at 40 ° C. to 140 ° C. and 110 ° C.
  • Examples 1 to 3 using a block copolymer having a peak area at 140 ° C. of 20% or less of a peak area at 40 ° C. to 140 ° C. are more than Comparative Examples 1 to 5 using no block copolymer. It can be seen that it is excellent in terms of fatigue resistance, low exothermic property, and fracture elongation.
  • the copolymer of the present invention can be used for elastomer products in general, particularly for tire members.

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Abstract

 共役ジエン化合物と非共役オレフィンとからなるブロック共重合体、該ブロック共重合体を含むゴム組成物、該ゴム組成物を架橋して得られた架橋ゴム組成物、及び、前記ゴム組成物又は前記架橋ゴム組成物を用いたタイヤを提供する。本発明の共重合体は、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体であって、ブロック共重合体であり、JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下である。

Description

共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ
 本発明は、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤに関し、特に、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造するのに用いられ、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとからなるブロック共重合体、該ブロック共重合体を含むゴム組成物、該ゴム組成物を架橋して得られた架橋ゴム組成物、及び、前記ゴム組成物又は前記架橋ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
 2種類以上の単量体を同一の反応系で重合すると、1本の重合体鎖中にそれらの単量体単位を繰り返し単位として含む共重合体が生成され、該共重合体は、単量体単位の配列によってランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等に分けられる。しかしながら、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの重合反応における単量体単位の配列については、報告されていない。
 例えば、特開2000-154210号公報(特許文献1)には、シクロペンタジエン環構造を有する周期律表第IV族遷移金属化合物を含む共役ジエン重合用触媒が開示されており、該共役ジエンと共重合可能な単量体として、エチレン等のα-オレフィンが例示されているが、共重合体中の単量体単位の配列については、全く言及されていない。また、特開2006-249442号公報(特許文献2)には、α-オレフィンと共役ジエン化合物との共重合体が開示されるものの、共重合体中の単量体単位の配列については、全く言及されていない。また、特表2006-503141号公報(特許文献3)には、特殊な有機金属錯体を触媒成分として用いて合成したエチレンとブタジエンとの共重合体が開示されるものの、単量体であるブタジエンがトランス-1,2-シクロヘキサンの形態で共重合体中に挿入されることのみが記載されており、共重合体中の単量体単位の配列については、全く言及されておらず、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとのブロック共重合体における非共役オレフィン由来部分の長さ(分子量の大きさ)を規定することで、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造することについての記載がない。
 更に、特開平11-228743号公報(特許文献4)には、不飽和性オレフィン系共重合体とゴムとからなる不飽和性エラストマー組成物が開示されるものの、共重合体中の単量体単位の配列については、ランダムであると記載されているに過ぎず、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとのブロック共重合体における非共役オレフィン由来部分の長さ(分子量の大きさ)を規定することで、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造することについての記載がない。
 また、特開2000-86857号公報(特許文献5)には、ビニル含有量(ビニル結合量、1,2付加体(3,4付加体を含む)含量)が6%であり、シス含有量%が92%であり、エチレン含有量が3%又は9%のブタジエン重合体が開示されている。しかしながら、共重合体におけるエチレン由来部分が長い(分子量大である)ので、エチレンの結晶性に基づいて、共重合体の物性がプラスチックに近づいて、耐疲労性(屈曲、伸長試験)及び破壊伸びが悪化するという問題がある。
 また、特開2000-86857号公報(特許文献5)には、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとのブロック共重合体における非共役オレフィン由来部分の長さ(分子量の大きさ)を規定することで、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造することについては、記載も示唆もされていない。
特開2000-154210号公報 特開2006-249442号公報 特表2006-503141号公報 特開平11-228743号公報 特開2000-86857号公報
 そこで、本発明の目的は、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造するのに用いられ、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとからなるブロック共重合体、該ブロック共重合体を含むゴム組成物、該ゴム組成物を架橋して得られた架橋ゴム組成物、及び、前記ゴム組成物又は前記架橋ゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。
 本発明者らは、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分の長さ(分子量の大きさ)を規定した、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとのブロック共重合体を用いることにより、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明の共重合体は、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体であって、ブロック共重合体であり、JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下であることを特徴とする。
 なお、本発明において、ブロック共重合体とは、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分と非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分とからなる共重合体を意味する。
 本発明の共重合体の他の好適例においては、共役ジエン化合物由来部分のシス-1,4結合量が80%以上である。
 本発明の共重合体の他の好適例においては、前記非共役オレフィン(非共役オレフィン由来部分)の含有量が0mol%を超え且つ40mol%以下である。
 本発明の共重合体の他の好適例においては、前記ブロック共重合体の構造が、(A-B)、A-(B-A)及びB-(A-B)(ここで、Aは、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分であり、Bは、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分であり、xは1以上の整数である)のいずれかである。なお、(A-B)又は(B-A)の構造を複数備えるブロック共重合体をマルチブロック共重合体と称する。
 本発明の共重合体は、ポリスチレン換算重量平均分子量が10,000~10,000,000であることが好ましい。
 本発明の共重合体は、分子量分布(Mw/Mn)が10以下であることが好ましい。
 本発明の共重合体の好適例においては、前記非共役オレフィンが非環状オレフィンである。
 本発明の共重合体の他の好適例において、前記非共役オレフィンは、炭素数が2~10である。
 本発明の共重合体としては、前記非共役オレフィンが、エチレン、プロピレン及び1-ブテンよりなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、エチレンが更に好ましい。
 本発明の共重合体の他の好適例においては、前記共役ジエン化合物が、1,3-ブタジエン及びイソプレンよりなる群から選択される少なくとも一種である。
 本発明のゴム組成物は、本発明の共重合体を含むことを特徴とする。
 本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対し、補強性充填剤5質量部~200質量部と、架橋剤0.1質量部~20質量部とを含むことが好ましい。
 本発明の架橋ゴム組成物は、本発明のゴム組成物を架橋して得られたことを特徴とする。
 本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物、又は、本発明の架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明によれば、耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びに優れたゴムを製造するのに用いられ、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとからなるブロック共重合体、該ブロック共重合体を含むゴム組成物、該ゴム組成物を架橋して得られた架橋ゴム組成物、及び、前記ゴム組成物又は前記架橋ゴム組成物を用いたタイヤを提供することができる。
ブロック共重合体AのDSC曲線を示す。 ブロック共重合体BのDSC曲線を示す。 ブロック共重合体CのDSC曲線を示す。 ランダム共重合体DのDSC曲線を示す。 ブロック共重合体EのDSC曲線を示す。 テーパー共重合体FのDSC曲線を示す。
(共重合体)
 以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の共重合体は、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体であって、ブロック共重合体であり、JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下ことを特徴とする。
 本発明の共重合体は、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分を備え、静的結晶性を示すため、破断強度等の機械的性質に優れる。また、本発明の共重合体は、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分を備えるため、エラストマーとしてふるまうことが可能となる。
 ここで、本発明の共重合体について、ブロック共重合体の形成の確認には、示差走査熱量測定(DSC)及び核磁気共鳴(NMR)が主要な測定手段として用いられる。なお、示差走査熱量測定(DSC)とは、JIS K 7121-1987に準拠して行われる測定方法である。具体的には、DSCにより共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分に由来するガラス転移温度、該ブロック部分に由来する結晶化温度、及び非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分に由来する結晶化温度が観測できる場合、その共重合体中には、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分及び非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分が形成されていることを示す。
 JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下であるブロック共重合体を用いることによって、耐疲労性及び低発熱性を高度に両立することが可能となる。
 前記70℃~110℃におけるピークは、比較的小さな重量平均分子量(約1000~約30000)の非共役オレフィン(例えば、エチレン)の単量体単位からなるブロック部分が形成されていることを示し、一方、前記110℃~140℃におけるピークは、大きな重量平均分子量の(約30000以上)非共役オレフィン(例えば、エチレン)の単量体単位からなるブロック部分が形成されていることを示す。また、40℃~140℃におけるピークは、非共役オレフィン(例えば、エチレン)由来部分に基づくピークである。
 よって、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下であることは、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分において、分子量が小さい(非共役オレフィンの重合度が40~1000程度のショートブロック)部分の割合が多いことを示す。
 本発明の共重合体において、共役ジエン化合物部分(共役ジエン化合物由来部分)のシス-1,4結合量としては、80%以上が好ましく、92%超がより好ましく、95%以上が特に好ましく、97%以上が最も好ましい。共役ジエン化合物部分(共役ジエン化合物由来部分)のシス-1,4結合量が80%以上であれば、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分が伸長結晶性を示すため、破断強度や耐疲労性等の機械的性質を更に向上させることができる。
 前記シス-1,4結合量は、前記共役ジエン化合物由来部分中の量であって、共重合体全体に対する割合ではない。
 本発明の共重合体において、前記共役ジエン化合物の1,2付加体(3,4付加体を含む)含量(共役ジエン化合物由来部分における共役ジエン化合物の1,2付加体部分(3,4付加体部分を含む)含量)が5%以下であることが好ましい。前記共役ジエン化合物部分の1,2付加体(3,4付加体を含む)含量が5%以下であると、本発明の共重合体は、耐オゾン性や耐疲労性をさらに向上することができる。さらには、前記共役ジエン化合物部分の1,2付加体(3,4付加体を含む)含量が2.5%以下であると、本発明の共重合体は、耐オゾン性や耐疲労性をさらに向上させることができる。前記共役ジエン化合物部分の1,2付加体(3,4付加体を含む)含量は、2.0%以下であることがさらに好ましい。
 前記1,2付加体部分(3,4付加体部分を含む)含量は、前記共役ジエン化合物由来部分中の量であって、共重合体全体に対する割合ではない。
 なお、前記共役ジエン化合物部分の1,2付加体部分(3,4付加体部分を含む)含量(共役ジエン化合物由来部分の共役ジエン化合物の1,2付加体部分(3,4付加体部分を含む)含量)は、共役ジエン化合物がブタジエンの場合、1,2-ビニル結合量と同じ意味である。
 本発明の共重合体は、低分子量化の問題が起こることも無く、その重量平均分子量(Mw)は特に限定されるものでもないが、高分子構造材料への適用の観点から、該共重合体のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は10,000~10,000,000が好ましく、10,000~1,000,000がより好ましく、50,000~600,000が更に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、10以下が好ましく、5以下が更に好ましい。分子量分布が10を超えると物性が均質でなくなるためである。ここで、平均分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレンを標準物質として求めることができる。
 本発明の共重合体は、非共役オレフィン(非共役オレフィン由来部分)の含有量が0mol%を超え且つ40mol%以下であることが好ましい。非共役オレフィン(非共役オレフィン由来部分)の含有量が上記の特定した範囲内にあれば、破断強度等の機械的性質をより確実に向上させることができる。また、共重合体の相分離を起こすことなく、破断強度等の機械的性質を向上させる観点から、上記非共役オレフィン(非共役オレフィン由来部分)の含有量が0mol%を超え且つ30mol%以下であることが更に好ましい。
 一方、本発明の共重合体は、共役ジエン化合物(共役ジエン化合物由来部分)の含有量が60mol%以上且つ100mol%未満であることが好ましく、70mol%以上で且つ100mol%未満であることが更に好ましい。共役ジエン化合物(共役ジエン化合物由来部分)の含有量が上記の特定した範囲内にあれば、本発明の共重合体は、エラストマーとして均一にふるまうことが可能となる。
 本発明の共重合体において、ブロック共重合体の構造としては、例えば、(A-B)、A-(B-A)、B-(A-B)等が挙げられる。ここで、Aは、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分であり、Bは、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分であり、xは1以上の整数であり、好ましくは1~5の整数である。なお、各ブロック部分間の境界は明瞭に区別される必要はなく、例えば、ブロック部分Aとブロック部分Bとの間に、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの混合物からなる部分、所謂、テーパー構造を形成してもよい。また、共重合体中に同一のブロック部分が複数存在する場合には、該ブロック部分を構成する単量体の種類や組成等を揃える必要はない。
 なお、単量体として用いる共役ジエン化合物は、炭素数が4~12であることが好ましい。該共役ジエン化合物として、具体的には、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン等が挙げられ、これらの中でも、1,3-ブタジエン及びイソプレンが好ましい。また、これら共役ジエン化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上述した共役ジエン化合物の具体例のいずれを用いても、同様のメカニズムで本発明の共重合体を調製することができる。
 一方、単量体として用いる非共役オレフィンは、共役ジエン化合物以外の非共役オレフィンであり、非環状オレフィンであることが好ましい。また、該非共役オレフィンの炭素数は2~10であることが好ましい。従って、上記非共役オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等のα-オレフィンが好適に挙げられ、これらの中でも、エチレン、プロピレン及び1-ブテンがより好ましく、エチレンが特に好ましい。これら非共役オレフィンは、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、オレフィンは、脂肪族不飽和炭化水素で、炭素-炭素二重結合を1個以上有する化合物を指す。
 次に、本発明の共重合体の製造方法を詳細に説明する。但し、以下に詳述する製造方法は、あくまで例示に過ぎない。
 本発明の共重合体の第一の製造方法は、下記に示す重合触媒組成物の存在下、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとを重合させる工程を含む。なお、重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、用いられる溶媒は重合反応において不活性であればよく、例えば、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、またそれらの混合物等が挙げられる。
<第一の重合触媒組成物>
 上記重合触媒組成物としては、下記一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、Cpは、それぞれ独立して無置換もしくは置換インデニルを示し、R~Rは、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す)で表されるメタロセン錯体、及び下記一般式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、Cpは、それぞれ独立して無置換もしくは置換インデニルを示し、X’は、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す)で表されるメタロセン錯体、並びに下記一般式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

(式中、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpR’は、無置換もしくは置換シクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルを示し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示し、[B]は、非配位性アニオンを示す)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体からなる群より選択される少なくとも1種類の錯体を含む重合触媒組成物(以下、第一重合触媒組成物ともいう)が挙げられ、該重合触媒組成物は、更に、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含んでいてもよい。ここで、メタロセン錯体は、一つ又は二つ以上のシクロペンタジエニル又はその誘導体が中心金属に結合した錯体化合物であり、特に、中心金属に結合したシクロペンタジエニル又はその誘導体が一つであるメタロセン錯体を、ハーフメタロセン錯体と称することがある。なお、重合反応系において、第一重合触媒組成物に含まれる錯体の濃度は0.1~0.0001mol/lの範囲であることが好ましい。
 上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体において、式中のCpは、無置換インデニル又は置換インデニルである。インデニル環を基本骨格とするCpは、C7-X又はC11-Xで示され得る。ここで、Xは0~7又は0~11の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることが更に好ましく、1~8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。置換インデニルとして、具体的には、2-フェニルインデニル、2-メチルインデニル等が挙げられる。なお、一般式(I)及び式(II)における二つのCpは、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体において、式中のCpR’は、無置換もしくは置換のシクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルであり、これらの中でも、無置換もしくは置換のインデニルであることが好ましい。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR’は、C5-Xで示される。ここで、Xは0~5の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることが更に好ましく、1~8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR’として、具体的には、以下のものが例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

(式中、Rは水素原子、メチル基又はエチル基を示す。)
 一般式(III)において、上記インデニル環を基本骨格とするCpR’は、一般式(I)のCpと同様に定義され、好ましい例も同様である。
 一般式(III)において、上記フルオレニル環を基本骨格とするCpR’は、C139-X又はC1317-Xで示され得る。ここで、Xは0~9又は0~17の整数である。また、Rはそれぞれ独立してヒドロカルビル基又はメタロイド基であることが好ましい。ヒドロカルビル基の炭素数は1~20であることが好ましく、1~10であることが更に好ましく、1~8であることが一層好ましい。該ヒドロカルビル基として、具体的には、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基等が好適に挙げられる。一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。
 一般式(I)、式(II)及び式(III)における中心金属Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムである。ランタノイド元素には、原子番号57~71の15元素が含まれ、これらのいずれでもよい。中心金属Mとしては、サマリウムSm、ネオジムNd、プラセオジムPr、ガドリニウムGd、セリウムCe、ホルミウムHo、スカンジウムSc及びイットリウムYが好適に挙げられる。
 一般式(I)で表されるメタロセン錯体は、シリルアミド配位子[-N(SiR]を含む。シリルアミド配位子に含まれるR基(一般式(I)におけるR~R)は、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基又は水素原子である。また、R~Rのうち少なくとも一つが水素原子であることが好ましい。R~Rのうち少なくとも一つを水素原子にすることで、触媒の合成が容易になり、また、ケイ素まわりのかさ高さが低くなるため、非共役オレフィンが導入され易くなる。同様の観点から、R~Rのうち少なくとも一つが水素原子であり、R~Rのうち少なくとも一つが水素原子であることが更に好ましい。なお、アルキル基としては、メチル基が好ましい。
 一般式(II)で表されるメタロセン錯体は、シリル配位子[-SiX’]を含む。シリル配位子[-SiX’]に含まれるX’は、下記で説明される一般式(III)のXと同様に定義される基であり、好ましい基も同様である。
 一般式(III)において、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基及び炭素数1~20の炭化水素基からなる群より選択される基である。ここで、上記アルコキシド基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェノキシ基等のアリールオキシド基が挙げられ、これらの中でも、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基が好ましい。
 一般式(III)において、Xが表すチオラート基としては、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオn-ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオsec-ブトキシ基、チオtert-ブトキシ基等の脂肪族チオラート基;チオフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルチオフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルチオフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基が挙げられ、これらの中でも、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基が好ましい。
 一般式(III)において、Xが表すアミド基としては、ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、ジイソプロピルアミド基等の脂肪族アミド基;フェニルアミド基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミド基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミド基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニルアミド基等のアリールアミド基;ビストリメチルシリルアミド基等のビストリアルキルシリルアミド基が挙げられ、これらの中でも、ビストリメチルシリルアミド基が好ましい。
 一般式(III)において、Xが表すシリル基としては、トリメチルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、ビス(トリメチルシリル)メチルシリル基、トリメチルシリル(ジメチル)シリル基、トリイソプロピルシリル(ビストリメチルシリル)シリル基等が挙げられ、これらの中でも、トリス(トリメチルシリル)シリル基が好ましい。
 一般式(III)において、Xが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子のいずれでもよいが、塩素原子又は臭素原子が好ましい。また、Xが表す炭素数1~20の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分枝鎖の脂肪族炭化水素基;フェニル基、トリル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基;ベンジル基等のアラルキル基等の他;トリメチルシリルメチル基、ビストリメチルシリルメチル基等のケイ素原子を含有する炭化水素基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基、イソブチル基、トリメチルシリルメチル基等が好ましい。
 一般式(III)において、Xとしては、ビストリメチルシリルアミド基又は炭素数1~20の炭化水素基が好ましい。
 一般式(III)において、[B]で示される非配位性アニオンとしては、例えば、4価のホウ素アニオンが挙げられる。該4価のホウ素アニオンとして、具体的には、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル,ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル),フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
 上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、更に0~3個、好ましくは0~1個の中性ルイス塩基Lを含む。ここで、中性ルイス塩基Lとしては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記錯体が複数の中性ルイス塩基Lを含む場合、中性ルイス塩基Lは、同一であっても異なっていてもよい。
 また、上記一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、単量体として存在していてもよく、二量体又はそれ以上の多量体として存在していてもよい。
 上記一般式(I)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びビス(トリアルキルシリル)アミドの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間~数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(I)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

(式中、X’’はハライドを示す。)
 上記一般式(II)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びシリルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間~数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(II)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

(式中、X’’はハライドを示す。)
 上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体は、例えば、次の反応により得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ここで、一般式(IV)で表される化合物において、Mは、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、CpR’は、それぞれ独立して無置換もしくは置換シクロペンタジエニル、インデニル又はフルオレニルを示し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基又は炭素数1~20の炭化水素基を示し、Lは、中性ルイス塩基を示し、wは、0~3の整数を示す。また、一般式[A][B]で表されるイオン性化合物において、[A]は、カチオンを示し、[B]は、非配位性アニオンを示す。
 [A]で表されるカチオンとしては、例えば、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アミンカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等が挙げられる。カルボニウムカチオンとしては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アミンカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。これらカチオンの中でも、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオン又はカルボニウムカチオンが好ましく、N,N-ジアルキルアニリニウムカチオンが特に好ましい。
 上記反応に用いる一般式[A][B]で表されるイオン性化合物としては、上記の非配位性アニオン及びカチオンからそれぞれ選択し組み合わせた化合物であって、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。また、一般式[A][B]で表されるイオン性化合物は、メタロセン錯体に対して0.1~10倍モル加えることが好ましく、約1倍モル加えることが更に好ましい。なお、一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を重合反応に用いる場合、一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそのまま重合反応系中に提供してもよいし、上記反応に用いる一般式(IV)で表される化合物と一般式[A][B]で表されるイオン性化合物を別個に重合反応系中に提供し、反応系中で一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させてもよい。また、一般式(I)又は式(II)で表されるメタロセン錯体と一般式[A][B]で表されるイオン性化合物とを組み合わせて使用することにより、反応系中で一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体を形成させることもできる。
 一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体の構造は、X線構造解析により決定することが好ましい。
 上記第一重合触媒組成物に用いることができる助触媒は、通常のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物の助触媒として用いられる成分から任意に選択され得る。該助触媒としては、例えば、アルミノキサン、有機アルミニウム化合物、上記のイオン性化合物等が好適に挙げられる。これら助触媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記アルミノキサンとしては、アルキルアミノキサンが好ましく、例えば、メチルアルミノキサン(MAO)、修飾メチルアルミノキサン等が挙げられる。また、修飾メチルアルミノキサンとしては、MMAO-3A(東ソーファインケム社製)等が好ましい。なお、上記第一重合触媒組成物におけるアルミノキサンの含有量は、メタロセン錯体の中心金属Mと、アルミノキサンのアルミニウム元素Alとの元素比率Al/Mが、10~1000程度、好ましくは100程度となるようにすることが好ましい。
 一方、上記有機アルミニウム化合物としては、一般式AlRR’R’’(式中、R及びR’はそれぞれ独立してC~C10の炭化水素基又は水素原子であり、R’’はC~C10の炭化水素基である)で表される有機アルミニウム化合物が好ましい。また、上記有機アルミニウム化合物の具体例としては、例えば、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムクロライド、アルキルアルミニウムジクロライド、ジアルキルアルミニウムハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリアルキルアルミニウムが好ましい。更に、トリアルキルアルミニウムとしては、例えば、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等が挙げられる。なお、上記重合触媒組成物における有機アルミニウム化合物の含有量は、メタロセン錯体に対して1~50倍モルであることが好ましく、約10倍モルであることが更に好ましい。
 更に、上記重合触媒組成物においては、一般式(I)及び式(II)で表されるメタロセン錯体、並びに上記一般式(III)で表されるハーフメタロセンカチオン錯体をそれぞれ、適切な助触媒と組み合わせることで、シス-1,4結合量や得られる共重合体の分子量を増大できる。
<第二の重合触媒組成物>
 また、上記重合触媒組成物としては、
 (A)成分:希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物であって、希土類元素と炭素との結合を有さない該希土類元素化合物又は反応物と、
 (B)成分:非配位性アニオンとカチオンとからなるイオン性化合物(B-1)、アルミノキサン(B-2)、並びにルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物及び活性ハロゲンを含む有機化合物のうち少なくとも一種のハロゲン化合物(B-3)よりなる群から選択される少なくとも一種とを含む重合触媒組成物(以下、第二重合触媒組成物ともいう)を好適に挙げることもでき、該重合触媒組成物が、イオン性化合物(B-1)及びハロゲン化合物(B-3)の少なくとも一種を含む場合、該重合触媒組成物は、更に、
 (C)成分:下記一般式(i):
     YR  ・・・ (i)
[式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R及びRは、同一又は異なり、炭素数1~10の炭化水素基又は水素原子で、Rは炭素数1~10の炭化水素基であり、但し、Rは上記R又はRと同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a、b及びcは1である]で表される有機金属化合物を含むことを特徴とする。上記イオン性化合物(B-1)及び上記ハロゲン化合物(B-3)は、(A)成分へ供給するための炭素原子が存在しないため、該(A)成分への炭素供給源として、上記(C)成分が必要となる。なお、上記重合触媒組成物が上記アルミノキサン(B-2)を含む場合であっても、該重合触媒組成物は、上記(C)成分を含むことができる。また、上記重合触媒組成物は、通常の希土類元素化合物系の重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含んでいてもよい。なお、重合反応系において、第二重合触媒組成物に含まれる(A)成分の濃度は0.1~0.0001mol/lの範囲であることが好ましい。
 上記第二重合触媒組成物に用いる(A)成分は、希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物であり、ここで、希土類元素化合物及び該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物は、希土類元素と炭素との結合を有さない。該希土類元素化合物及び反応物が希土類元素-炭素結合を有さない場合、化合物が安定であり、取り扱いやすい。ここで、希土類元素化合物とは、周期律表中の原子番号57~71の元素から構成されるランタノイド元素又はスカンジウムもしくはイットリウムを含有する化合物である。なお、ランタノイド元素の具体例としては、ランタニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミニウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムを挙げることができる。なお、上記(A)成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、上記希土類元素化合物は、希土類金属が2価もしくは3価の塩又は錯体化合物であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子及び有機化合物残基から選択される1種又は2種以上の配位子を含有する希土類元素化合物であることが更に好ましい。更に、上記希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物は、下記一般式(XI)又は(XII):
     M1111 ・L11w ・・・ (XI)
     M1111 ・L11w ・・・ (XII)
[式中、M11は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、X11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基、アルデヒド残基、ケトン残基、カルボン酸残基、チオカルボン酸残基又はリン化合物残基を示し、L11は、ルイス塩基を示し、wは、0~3を示す]で表されることができる。
 上記希土類元素化合物の希土類元素に結合する基(配位子)として、具体的には、水素原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基;フェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェノキシ基;チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオn-ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオsec-ブトキシ基、チオtert-ブトキシ基等の脂肪族チオラート基;チオフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルチオフェノキシ基、2,6-ジイソプロピルチオフェノキシ基、2,6-ジネオペンチルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルチオフェノキシ基、2-tert-ブチル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2-イソプロピル-6-チオネオペンチルフェノキシ基、2,4,6-トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基;ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、ジイソプロピルアミド基等の脂肪族アミド基;フェニルアミド基、2,6-ジ-tert-ブチルフェニルアミド基、2,6-ジイソプロピルフェニルアミド基、2,6-ジネオペンチルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-イソプロピルフェニルアミド基、2-tert-ブチル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2-イソプロピル-6-ネオペンチルフェニルアミド基、2,4,6-tert-ブチルフェニルアミド基等のアリールアミド基;ビストリメチルシリルアミド基等のビストリアルキルシリルアミド基;トリメチルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、ビス(トリメチルシリル)メチルシリル基、トリメチルシリル(ジメチル)シリル基、トリイソプロピルシリル(ビストリメチルシリル)シリル基等のシリル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子等が挙げられる。更には、サリチルアルデヒド、2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド、2-ヒドロキシ-3-ナフトアルデヒド等のアルデヒドの残基;2’-ヒドロキシアセトフェノン、2’-ヒドロキシブチロフェノン、2’-ヒドロキシプロピオフェノン等のヒドロキシフェノンの残基;アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニルアセトン、イソブチルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン等のジケトンの残基;イソ吉草酸、カプリル酸、オクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、シクロペンタンカルボン酸、ナフテン酸、エチルヘキサン酸、ビバール酸、バーサチック酸[シェル化学(株)製の商品名、C10モノカルボン酸の異性体の混合物から構成される合成酸]、フェニル酢酸、安息香酸、2-ナフトエ酸、マレイン酸、コハク酸等のカルボン酸の残基;ヘキサンチオ酸、2,2-ジメチルブタンチオ酸、デカンチオ酸、チオ安息香酸等のチオカルボン酸の残基、リン酸ジブチル、リン酸ジペンチル、リン酸ジヘキシル、リン酸ジヘプチル、リン酸ジオクチル、リン酸ビス(2-エチルヘキシル)、リン酸ビス(1-メチルヘプチル)、リン酸ジラウリル、リン酸ジオレイル、リン酸ジフェニル、リン酸ビス(p-ノニルフェニル)、リン酸ビス(ポリエチレングリコール-p-ノニルフェニル)、リン酸(ブチル)(2-エチルヘキシル)、リン酸(1-メチルヘプチル)(2-エチルヘキシル)、リン酸(2-エチルヘキシル)(p-ノニルフェニル)等のリン酸エステルの残基;2-エチルヘキシルホスホン酸モノブチル、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、フェニルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-p-ノニルフェニル、ホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル、ホスホン酸モノ-1-メチルヘプチル、ホスホン酸モノ-p-ノニルフェニル等のホスホン酸エステルの残基、ジブチルホスフィン酸、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフィン酸、ビス(1-メチルヘプチル)ホスフィン酸、ジラウリルホスフィン酸、ジオレイルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(p-ノニルフェニル)ホスフィン酸、ブチル(2-エチルヘキシル)ホスフィン酸、(2-エチルヘキシル)(1-メチルヘプチル)ホスフィン酸、(2-エチルヘキシル)(p-ノニルフェニル)ホスフィン酸、ブチルホスフィン酸、2-エチルヘキシルホスフィン酸、1-メチルヘプチルホスフィン酸、オレイルホスフィン酸、ラウリルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、p-ノニルフェニルホスフィン酸等のホスフィン酸の残基を挙げることもできる。なお、これらの配位子は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記第二重合触媒組成物に用いる(A)成分において、上記希土類元素化合物と反応するルイス塩基としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、中性のオレフィン類、中性のジオレフィン類等が挙げられる。ここで、上記希土類元素化合物が複数のルイス塩基と反応する場合(式(XI)及び(XII)においては、wが2又は3である場合)、ルイス塩基L11は、同一であっても異なっていてもよい。
 上記第二重合触媒組成物に用いる(B)成分は、イオン性化合物(B-1)、アルミノキサン(B-2)及びハロゲン化合物(B-3)よりなる群から選択される少なくとも一種の化合物である。なお、上記第二重合触媒組成物における(B)成分の合計の含有量は、(A)成分に対して0.1~50倍モルであることが好ましい。
 上記(B-1)で表されるイオン性化合物は、非配位性アニオンとカチオンとからなり、上記(A)成分である希土類元素化合物又はそのルイス塩基との反応物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物等を挙げることができる。ここで、非配位性アニオンとしては、例えば、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル,ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル),フェニル]ボレート、トリデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート等が挙げられる。一方、カチオンとしては、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等を挙げることができる。カルボニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(置換フェニル)カルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられ、トリ(置換フェニル)カルボニルカチオンとして、より具体的には、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カルボニウムカチオン等が挙げられる。アンモニウムカチオンの具体例としては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン(例えば、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオン)等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。ホスホニウムカチオンの具体例としては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオン等が挙げられる。従って、イオン性化合物としては、上述の非配位性アニオン及びカチオンからそれぞれ選択し組み合わせた化合物が好ましく、具体的には、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。また、これらのイオン性化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。なお、上記第二重合触媒組成物におけるイオン性化合物の含有量は、(A)成分に対して0.1~10倍モルであることが好ましく、約1倍モルであることが更に好ましい。
 上記(B-2)で表されるアルミノキサンは、有機アルミニウム化合物と縮合剤とを接触させることによって得られる化合物であり、例えば、一般式:(-Al(R’)O-)で示される繰り返し単位を有する鎖状アルミノキサン又は環状アルミノキサン(式中、R’は炭素数1~10の炭化水素基であり、一部の炭化水素基はハロゲン原子及び/又はアルコキシ基で置換されてもよく、繰り返し単位の重合度は、5以上が好ましく、10以上が更に好ましい)を挙げることができる。ここで、R’として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。また、アルミノキサンの原料として用いられる有機アルミニウム化合物としては、例えば、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等のトリアルキルアルミニウム及びその混合物等が挙げられ、トリメチルアルミニウムが特に好ましい。例えば、トリメチルアルミニウムとトリブチルアルミニウムとの混合物を原料として用いたアルミノキサンを好適に用いることができる。なお、上記第二重合触媒組成物におけるアルミノキサンの含有量は、(A)成分を構成する希土類元素Mと、アルミノキサンのアルミニウム元素Alとの元素比率Al/Mが、10~1000程度となるようにすることが好ましい。
 上記(B-3)で表されるハロゲン化合物は、ルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物及び活性ハロゲンを含む有機化合物のうち少なくとも一種からなり、例えば、上記(A)成分である希土類元素化合物又はそのルイス塩基との反応物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成することができる。なお、上記第二重合触媒組成物におけるハロゲン化合物の合計の含有量は、(A)成分に対して1~5倍モルであることが好ましい。
 上記ルイス酸としては、B(C等のホウ素含有ハロゲン化合物、Al(C等のアルミニウム含有ハロゲン化合物を使用できる他、周期律表中の第III,IV,V,VI又はVIII族に属する元素を含有するハロゲン化合物を用いることもできる。好ましくはアルミニウムハロゲン化物又は有機金属ハロゲン化物が挙げられる。また、ハロゲン元素としては、塩素又は臭素が好ましい。上記ルイス酸として、具体的には、メチルアルミニウムジブロマイド、メチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジブロマイド、エチルアルミニウムジクロライド、ブチルアルミニウムジブロマイド、ブチルアルミニウムジクロライド、ジメチルアルミニウムブロマイド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジブチルアルミニウムブロマイド、ジブチルアルミニウムクロライド、メチルアルミニウムセスキブロマイド、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムセスキクロライド、ジブチル錫ジクロライド、アルミニウムトリブロマイド、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三塩化リン、五塩化リン、四塩化錫、四塩化チタン、六塩化タングステン等が挙げられ、これらの中でも、ジエチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、エチルアルミニウムジブロマイドが特に好ましい。
 上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成する金属ハロゲン化物としては、塩化ベリリウム、臭化ベリリウム、ヨウ化ベリリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、塩化カドミウム、臭化カドミウム、ヨウ化カドミウム、塩化水銀、臭化水銀、ヨウ化水銀、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、塩化レニウム、臭化レニウム、ヨウ化レニウム、塩化銅、ヨウ化銅、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、塩化金、ヨウ化金、臭化金等が挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が好ましく、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化亜鉛、塩化銅が特に好ましい。
 また、上記金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物を構成するルイス塩基としては、リン化合物、カルボニル化合物、窒素化合物、エーテル化合物、アルコール等が好ましい。具体的には、リン酸トリブチル、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジエチルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノエタン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、プロピオニトリルアセトン、バレリルアセトン、エチルアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸フェニル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジフェニル、酢酸、オクタン酸、2-エチル-ヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、安息香酸、ナフテン酸、バーサチック酸、トリエチルアミン、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、2-エチル-ヘキシルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、フェノール、ベンジルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられ、これらの中でも、リン酸トリ-2-エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、アセチルアセトン、2-エチルヘキサン酸、バーサチック酸、2-エチルヘキシルアルコール、1-デカノール、ラウリルアルコールが好ましい。
 上記ルイス塩基は、上記金属ハロゲン化物1モル当り、0.01~30モル、好ましくは0.5~10モルの割合で反応させる。このルイス塩基との反応物を使用すると、ポリマー中に残存する金属を低減することができる。
 上記活性ハロゲンを含む有機化合物としては、ベンジルクロライド等が挙げられる。    
 上記第二重合触媒組成物に用いる(C)成分は、下記一般式(i):
     YR ・・・ (i)
[式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R及びRは、同一又は異なり、炭素数1~10の炭化水素基又は水素原子で、Rは炭素数1~10の炭化水素基であり、但し、Rは上記R又はRと同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a、b及びcは1である]で表される有機金属化合物であり、下記一般式(X):
     AlR111213 ・・・ (X)
[式中、R11及びR12は、同一又は異なり、炭素数1~10の炭化水素基又は水素原子で、R13は炭素数1~10の炭化水素基であり、但し、R13は上記R11又はR12と同一又は異なっていてもよい]で表される有機アルミニウム化合物であることが好ましい。式(X)の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-n-プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ-t-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ-n-プロピルアルミニウム、水素化ジ-n-ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n-プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。以上に述べた(C)成分としての有機金属化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。なお、上記第二重合触媒組成物における有機アルミニウム化合物の含有量は、(A)成分に対して1~50倍モルであることが好ましく、約10倍モルであることが更に好ましい。
 なお、本発明の共重合体の第一製造方法においては、上述の通り、上記重合触媒組成物を用いること以外は、通常の配位イオン重合触媒による重合体の製造方法と同様にして、重合を行うことができる。ここで、本発明の共重合体の製造方法は、例えば、(1)単量体として共役ジエン化合物及び該共役ジエン化合物以外の非共役オレフィンを含む重合反応系中に、重合触媒組成物の構成成分を別個に提供し、該反応系中において重合触媒組成物としてもよいし、(2)予め調製された重合触媒組成物を重合反応系中に提供してもよい。また、(2)においては、助触媒によって活性化されたメタロセン錯体(活性種)を提供することも含まれる。なお、重合触媒組成物に含まれるメタロセン錯体の使用量は、共役ジエン化合物及び該共役ジエン化合物以外の非共役オレフィンの合計に対して、0.0001~0.01倍モルの範囲が好ましい。
 また、本発明の共重合体の第一製造方法においては、エタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を用いて、重合を停止させてもよい。
 本発明の共重合体の第一製造方法において、共役ジエン化合物及び非共役オレフィンの重合反応は、不活性ガス、好ましくは窒素ガスやアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。上記重合反応の重合温度は、特に制限されないが、例えば-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。なお、重合温度を上げると、重合反応のシス-1,4選択性が低下することがある。また、上記重合反応の圧力は、共役ジエン化合物及び非共役オレフィンを十分に重合反応系中に取り込むため、0.1~10MPaの範囲が好ましい。また、上記重合反応の反応時間も特に制限されず、例えば重合される単量体の種類、触媒の種類、重合温度等の条件によって適宜選択することができる。上記重合時間は、長連鎖の非共役オレフィンブロック成分の生成を避けるため、通常の共役ジエン化合物と非共役オレフィンとのブロック共重合体を合成する重合時間よりも短い。
 また、本発明の共重合体の第一製造方法において、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの重合の際、重合開始時における共役ジエン化合物の濃度(mol/l)と非共役オレフィンの濃度(mol/l)とは、下記式:
     非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度 ≧ 1.0
の関係を満たすことが好ましく、更に好ましくは下記式:
     非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度 ≧ 1.3
の関係を満たし、一層好ましくは下記式:
     非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度 ≧ 1.7
の関係を満たす。非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度の値を1以上とすることで、反応混合物中に非共役オレフィンを効率的に導入することができる。
 また、上記第一重合触媒組成物又は第二重合触媒組成物を使用しなくても、即ち、通常の配位イオン重合触媒を使用する場合であっても、重合反応系中への単量体の仕込み方を調整することで、本発明の共重合体を製造することができる。即ち、本発明の共重合体の第二の製造方法は、非共役オレフィンの存在下において、共役ジエン化合物の投入を制御することで、共重合体の連鎖構造を制御することを特徴とし、これによって、共重合体中の単量体単位の配列を制御することができる。なお、本発明において、重合反応系とは、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの重合が行われる場所を意味し、具体例としては、反応容器等が挙げられる。
 ここで、共役ジエン化合物の投入方法は、連続投入、分割投入のいずれであってもよく、更には、連続投入及び分割投入を組み合わせてもよい。また、連続投入とは、例えば、一定の添加速度で一定の時間添加することをいう。
 具体的には、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとを重合させる重合反応系に共役ジエン化合物を分割又は連続投入することで、該重合反応系内の単量体の濃度比を制御することが可能となり、その結果、得られる共重合体中の連鎖構造(即ち、単量体単位の配列)を特徴づけることが可能となる。また、共役ジエン化合物の投入の際に、非共役オレフィンが重合反応系中に存在することで、共役ジエン化合物単独重合体の生成を抑制することができる。なお、共役ジエン化合物の投入は、非共役オレフィンの重合を開始した後に行ってもよい。
 例えば、上記第二製造方法によってブロック共重合体を製造する場合には、あらかじめ非共役オレフィンの重合を開始した重合反応系に、非共役オレフィンの存在下で共役ジエン化合物を連続投入することが有効となる。特に、上記第二製造方法によってマルチブロック共重合体を製造する場合には、「非共役オレフィンを重合反応系中で重合させ、次に、非共役オレフィンの存在下で共役ジエン化合物を該重合反応系中に連続投入する」という操作を2回以上繰り返すことが有効となる。
 上記第二製造方法は、上述のように重合反応系中への単量体の仕込み方を特定する以外は特に限定されず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の重合方法を用いることができる。また、上記第二製造方法は、上述のように重合反応系中への単量体の仕込み方を特定する以外は、上記第一製造方法と同様にして、単量体である共役ジエン化合物と非共役オレフィンを共重合させることができる。
 なお、上記第二製造方法においては、共役ジエン化合物の投入を制御する必要があるが、具体的には、共役ジエン化合物の投入量や共役ジエン化合物の投入回数を制御することが好ましい。また、共役ジエン化合物の投入の制御方法は、例えば、コンピュータ等のプログラムで制御する方法や、タイマー等を用いてアナログで制御する方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、上述のように、共役ジエン化合物の投入方法は、特に限定されず、連続投入、分割投入等が挙げられる。ここで、共役ジエン化合物を分割投入する場合、該共役ジエン化合物の投入回数は、特に限定されないが、1~5回の範囲が好ましい。共役ジエン化合物の投入回数が大きくなり過ぎると、ランダム共重合体との区別が困難になる場合がある。
 また、上記第二製造方法においては、共役ジエン化合物の投入時に、非共役オレフィンが重合反応系に存在していることが必要であるため、非共役オレフィンを重合反応系へ連続的に供給することが好ましい。また、非共役オレフィンの供給方法は、特に限定されるものではない。
(ゴム組成物)
 本発明のゴム組成物としては、本発明のブロック共重合体を含む限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、本発明のブロック共重合体以外のゴム成分、補強性充填剤、架橋剤、などを含むことが好ましい。
<共重合体>
 本発明の共重合体のゴム成分中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3質量%以上が好ましい。
 前記共重合体のゴム成分中の含有量が、3質量%未満であると、本発明の特徴が小さかったり、またはその特徴を発揮しなかったりすることがある。
<ゴム成分>
 前記ゴム成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、本発明のブロック共重合体、天然ゴム、各種ブタジエンゴム、各種スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、イソブチレンとp-メチルスチレンの共重合体の臭化物、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン-プロピレン共重合体ゴム、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<補強性充填剤>
 前記ゴム組成物には、必要に応じて補強性充填剤を配合することができる。前記補強性充填剤としては、カーボンブラック、無機充填剤、などを挙げることができ、カーボンブラック及び無機充填剤から選択される少なくとも一種が好ましい。
-無機充填剤-
 前記無機充填剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 なお、無機充填剤を用いる時は適宜シランカップリング剤を使用してもよい。
 前記補強性充填剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゴム成分100質量部に対し、5質量部~200質量部が好ましい。
 前記補強性充填剤の含有量が、5質量部未満であると、補強性充填剤を入れる効果があまりみられないことがあり、200質量部を超えると前記ゴム成分に補強性充填剤が混ざり込まなくなる傾向があり、ゴム組成物としての性能を低下させることがある。
<架橋剤>
 前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硫黄系架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、無機架橋剤、ポリアミン架橋剤、樹脂架橋剤、硫黄化合物系架橋剤、オキシム-ニトロソアミン系架橋剤硫黄などが挙げられるが、中でもタイヤ用ゴム組成物としては硫黄系架橋剤がより好ましい。
 前記架橋剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゴム成分100質量部に対し、0.1質量部~20質量部が好ましい。
 前記架橋剤の含有量が0.1質量部未満では、架橋がほとんど進行しなかったり、20質量部を超えると一部の架橋剤により混練り中に架橋が進んでしまう傾向があったり、加硫物の物性が損なわれたりすることがある。
<その他の成分>
 その他に加硫促進剤を併用することも可能であり、加硫促進剤としては、グアジニン系、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、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系等の化合物が使用できる。
 また必要に応じて、補強剤、軟化剤、充填剤、加硫助剤、着色剤、難燃剤、滑剤、発泡剤、可塑剤、加工助剤、酸化防止剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、着色防止剤、その他の配合剤など公知のものをその使用目的に応じて使用することができる。
(架橋ゴム組成物)
 本発明の架橋ゴム組成物は、本発明のゴム組成物を架橋して得られたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
 前記架橋の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、温度120℃~200℃、加温時間1分間~900分間が好ましい。
(タイヤ)
 本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物、又は、本発明の架橋ゴム組成物を用いたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明のゴム組成物、又は、本発明の架橋ゴム組成物のタイヤにおける適用部位としては、例えば、トレッド、ベーストレッド、サイドウォール、サイド補強ゴム及びビードフィラーなどが挙げられるが、これに限定されない。
 前記タイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫ゴムからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、所望のタイヤを製造することができる。
(タイヤ以外の用途)
 タイヤ用途以外にも、防振ゴム、免震ゴム、ベルト(コンベアベルト)、ゴムクローラ、各種ホース、モランなどに本発明のゴム組成物、又は、本発明の架橋ゴム組成物を使用することができる。
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
 十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、トルエン150mlを添加した後、エチレンを0.4MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2-フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリル)アミド[(2-PhCGdN(SiHMe]14.5μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(PhCB(C)14.1μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド0.87mmolを仕込み、トルエン5mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で14.1μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、50℃で10分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン3.05g(0.056mol)を含むトルエン溶液20mlを添加した後、さらに10分間重合を行った。次に、「エチレンの導入圧力を0.8MPaに戻し5分間重合を行い、その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン6.09g(0.113mol)を含むトルエン溶液40mlを添加し、その後さらに20分間重合を行う」という操作を計3回繰り返した。重合後、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体Aを得た。得られた共重合体Aの収量は20.10gであった。
(実施例2)
 十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、トルエン1Lを添加した後、エチレンを0.8MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2-フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリル)アミド[(2-PhCGdN(SiHMe]18.2μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(PhCB(C)18.2μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド2.73mmolを仕込み、トルエン20mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で16.5μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、40℃で1分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン72g(1.33mol)を含むトルエン溶液350mlを添加した後、エチレンの導入圧力を1.5MPaにあげ30分間重合を行った。重合後、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体Bを得た。得られた共重合体Bの収量は43.50gであった。
(実施例3)
 十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、トルエン1Lを添加した後、エチレンを0.8MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2-フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリル)アミド[(2-PhCGdN(SiHMe]18.2μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(PhCB(C)18.2μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド2.73mmolを仕込み、トルエン20mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で16.5μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、40℃で1分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン72g(1.33mol)を含むトルエン溶液350mlを添加した後、エチレンの導入圧力を1.5MPaにあげ40分間重合を行った。重合後、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体C(ブロック共重合体)を得た。得られた共重合体Cの収量は50.50gであった。
(比較例1)
 比較例サンプルとして、ブタジエンゴム(BR01、JSR製)を準備した。
(比較例2)
 十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、1,3-ブタジエン28.0g(0.52mol)を含むトルエン溶液700mlを添加した後、エチレンを0.8MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にジメチルアルミニウム(μ-ジメチル)ビス(2-フェニルインデニル)ネオジウム[(2-PhCNd(μ-Me)AlMe]400.0μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(PhCB(C)200.0μmolを仕込み、トルエン80mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ネオジウム換算で390.0μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、室温で120分間重合を行った。重合後、2,2´-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体D(ランダム共重合体)を得た。得られた共重合体Dの収量は18.00gであった。
(比較例3)
 特開2000-86857号公報の製造例1に示されるように、内容積150mlの密封型耐圧ガラスアンプルに、窒素雰囲気下で、トルエン26.0gとメチルアルミノサン6.7mmolのトルエン溶液(東ソー・アクゾ社製)を仕込んだ。エージング温度(25℃)にアンプルを保持し、2-メトキシカルボニルメチルシクロペンタジエニルトリクロロチタン〔MeO(CO)CHCpTiCl〕(TiES)0.0067mmolのトルエン溶液を滴下しエージング時間(5分間)保持した。その後、-25℃としてブタジエン2.0gとトルエン6.0gの溶液を添加して、この温度にて30分間重合させた。引き続き、この容器にエチレンで5kgf/cmの圧力をかけ、約1時間反応させた。その後、少量の酸性メタノール溶液で重合反応を停止し、次いで重合溶液を大量の酸性メタノールに注ぎ込み、析出した白色固体をろ取、乾燥し、共重合体E(ブロック共重合体)を得た。
(比較例4)
 十分に乾燥した400ml耐圧ガラス反応器に、エチレンを0.8MPaで導入した後、1,3-ブタジエン9.14g(0.17mol)を含むトルエン溶液160mlを添加した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2-フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリル)アミド[(2-PhCGdN(SiHMe]28.5μmol、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート[MeNHPhB(C]34.2μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド1.43mmolを仕込み、トルエン8mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で28.2μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、室温で60分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.1MPa/minの速度で低下させながら、新たに1,3-ブタジエン9.14g(0.17mol)を含むトルエン溶液60mlを1.0ml/minの速度で添加し、その後さらに60分間重合を行った。重合後、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体F(テーパー共重合体)を得た。得られた共重合体Fの収量は16.30gであった。
(比較例5)
 十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、トルエン150mlを添加した後、エチレンを0.8MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2-フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリル)アミド[(2-PhCGdN(SiHMe]14.5μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(PhCB(C)14.1μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド0.87mmolを仕込み、トルエン5mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で14.1μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、80℃で15分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン3.05g(0.056mol)を含むトルエン溶液20mlを添加した後、さらに15分間重合を行った。次に、「エチレンの導入圧力を0.8MPに戻し5分間重合を行い、その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3-ブタジエン6.09g(0.113mol)を含むトルエン溶液40mlを添加し、その後さらに30分間重合を行う」という操作を計3回繰り返した。重合後、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥し重合体Gを得た。得られた共重合体Gの収量は21.00gであった。
 上記のようにして製造乃至入手した実施例1~3の共重合体A~C、比較例1のブタジエンゴム、比較例2~5の共重合体D~Gについて、ミクロ構造(シス-1,4結合量)、エチレン含有率、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、DSC曲線(70℃~110℃のピーク面積比(%)、110℃~140℃のピーク面積比(%))を下記の方法で測定・評価した。なお、図1は共重合体AのDSC曲線を示し、図2は共重合体BのDSC曲線を示し、図3は共重合体CのDSC曲線を示し、図4は共重合体DのDSC曲線を示し、図5は共重合体EのDSC曲線を示し、図6は共重合体FのDSC曲線を示す。
 なお、DSC曲線の縦軸は、熱流量を示す。
(1)ミクロ構造(シス-1,4結合量)
 共重合体中のブタジエン部分の(シス-1,4結合量)を、13C-NMRスペクトル(100℃、d-テトラクロロエタン標準:73.8ppm)によりシス-1,4結合成分(26.5-27.5ppm)と全体のブタジエン結合成分(26.5-27.5ppm+31.5-32.5ppm)の積分比より求めた。シス-1,4結合量(%)の計算値を表1に示す。
(2)エチレンの含有率
 共重合体中のエチレン部分の含有率(mol%)を13C-NMRスペクトル(100℃、d-テトラクロロエタン標準:73.8ppm)により全体のエチレン結合成分(28.5-30.0ppm)と全体のブタジエン結合成分(26.5-27.5ppm+31.5-32.5ppm)の積分比より求めた。エチレン部分の含有率(mol%)を表1に示す。
(3)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー[GPC:東ソー製HLC-8121GPC/HT、カラム:東ソー製GMHHR-H(S)HT×2本、検出器:示差屈折率計(RI)]で単分散ポリスチレンを基準として、重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を求めた。なお、測定温度は140℃である。
(4)DSC曲線
 JIS K7121-1987に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行い、DSC曲線を描き、(i)40℃~140℃におけるピーク面積に対する70℃~110℃におけるピーク面積比(%)、(ii)40℃~140℃におけるピーク面積に対する110℃~140℃におけるピーク面積比(%)を測定した。なお、測定は、単体ポリマーや触媒残渣等の不純物の影響を避けるため、共重合体を大量のテトラヒドロフランに48h浸漬し、テトラヒドロフランに溶解する成分を全て取り除いた後、乾燥したゴム成分をサンプルとして使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図1~図3の共重合体A~CのDSC曲線では、DSCにより-10℃付近に1,3-ブタジエンの単量体シス単位からなるブロック部分に由来する結晶化温度及び70℃~100℃付近にエチレンの単量体単位からなるショートブロック部分に由来する結晶化温度が観測できる。
 また、共重合体A~Cの13C-NMRスペクトルチャートでは、29.4ppmにエチレンブロック部分に由来するピークが見られた。
 以上より、共重合体A~Cは、1,3-ブタジエン及びエチレンのブロック共重合体であることが分かる。
 図4の共重合体DのDSC曲線では、40℃~140℃の温度領域において、エチレンの単量体単位からなるブロック部分に由来するピークが明確に観測されず、また共重合体Fの13C-NMRスペクトルチャートでは、27.5ppm~33ppmのエチレン由来のピークにおいて、エチレンが4連鎖以上(ブロック部分を示す)を示す29.4ppmのピーク以外のピークが多く観測され、エチレンが3連鎖以下の単位でブタジエン中に多く配列していることが示され、ランダム共重合体であることが分かった。
 図5の共重合体EのDSC曲線では、40℃~140℃の温度領域において、エチレンの単量体単位からなるランダム部分やショートブロック部分に由来する40℃~110℃にほとんど結晶化温度が観測されず、また13C-NMRスペクトルチャートでは27.5ppm~33ppmのエチレン由来のピークにおいて、29.4ppmのエチレンブロック部分に由来するピークのみが認められたことから長連鎖のブロック部分を有するブロック共重合体であると分かった。
 また、図6の共重合体FのDSC曲線では、40℃~140℃の温度領域におけるエチレン連鎖由来の全吸熱ピーク面積に対し、エチレンの単量体単位からなる長鎖ブロック部分の結晶化温度に由来する110℃以上の吸熱ピークのほかに、ブタジエン及びエチレンの単量体単位(低分子量のブロック含む)が不規則に配列してなるランダム部分やエチレンの単量体単位からなるショートブロック部分が形成されていることを示す40℃~110℃にブロードな吸熱ピークが観測された。
 さらに、共重合体Fの13C-NMRスペクトルチャートからも、27.5ppm~33ppmのエチレン由来のピークにおいて、エチレンが4連鎖以上(ブロック部分を示す)を示す29.4ppmのピーク以外のピークが観測され、エチレンが3連鎖以下の単位のランダム部分から長連鎖のブロック部分までの分布を有するテーパー共重合体であることが分かった。
 実施例1~3および比較例1~5について、表2に示す配合処方のゴム配合物を調製し、160℃で20分間加硫して得た加硫ゴムに対し、下記の方法に従って、低発熱性(指数)及び耐疲労性(屈曲+伸長試験)、高温破壊伸びを測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
※1:N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-p-フェニレンジアミン、大内新興化学(株)製、ノックラック6C
※2:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学(株)製、ノクセラーCZ-G
※3:ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学(株)製、ノクセラーDM-P
《低発熱性(指数)》
 動的スペクトロメーター(米国レオメトリックス社製)を使用し、周波数15Hz、50℃の条件で引張動歪10%の損失正接(10%tanδ)を測定した。結果を表1に示す。表1の「低発熱性(指数)」では、低発熱性(指数)=損失正接/(比較例1の損失正接)×100として表示し、指数値が大きい程、低発熱性(低ロス性)に優れることを示す。
《耐疲労性(屈曲+伸長試験)》
 JIS3号試験片中心部に0.5mmの亀裂を入れ、室温で-50%~100%の一定歪みで繰り返し屈曲疲労と伸張疲労を与え、サンプルが切断するまでの回数を測定した。比較例1を100として、実施例1~3及び比較例2~5の測定結果を指数表示した。指数値が大きい程、耐疲労性が良好であることを示す。結果を表1に示す。なお、表1中>200は比較例1に対し2倍の回数の繰り返し疲労を与えても、サンプルの切断が起こらなかったことを示す。
《引っ張り試験》
 JIS K 6251に従って、100℃の温度条件にて引っ張り試験による破断点伸びを測定した。比較例1を100として、比較例および実施例を表1に指数表示した。指数値が大きい程、高温破壊伸びが良好であることを示す。結果を表1に示す。
 表1より、JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下であるブロック共重合体を用いた実施例1~3は、上記ブロック共重合体を用いていない比較例1~5よりも耐疲労性、低発熱性、及び破壊伸びの点で優れていることが分かる。
 本発明の共重合体は、エラストマー製品全般、特にタイヤ部材に用いることができる。

Claims (15)

  1.  共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体であって、
     ブロック共重合体であり、
     JIS K 7121-1987に準拠する示差走査熱量(DSC)測定において、70℃~110℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の60%以上であり、且つ、110℃~140℃におけるピーク面積が40℃~140℃におけるピーク面積の20%以下であることを特徴とする共重合体。
  2.  共役ジエン化合物由来部分のシス-1,4結合量が80%以上であることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  3.  前記非共役オレフィンの含有量が0mol%を超え且つ40mol%以下であることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  4.  前記ブロック共重合体の構造が、(A-B)、A-(B-A)及びB-(A-B)(ここで、Aは、非共役オレフィンの単量体単位からなるブロック部分であり、Bは、共役ジエン化合物の単量体単位からなるブロック部分であり、xは1以上の整数である)のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  5.  ポリスチレン換算重量平均分子量が10,000~10,000,000であることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  6.  分子量分布(Mw/Mn)が10以下であることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  7.  前記非共役オレフィンが非環状オレフィンであることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  8.  前記非共役オレフィンは、炭素数が2~10であることを特徴とする請求項1又は7に記載の共重合体。
  9.  前記非共役オレフィンが、エチレン、プロピレン及び1-ブテンよりなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項7又は8に記載の共重合体。
  10.  前記非共役オレフィンが、エチレンであることを特徴とする請求項9に記載の共重合体。
  11.  前記共役ジエン化合物が、1,3-ブタジエン及びイソプレンよりなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の共重合体。
  12.  請求項1に記載の共重合体を含むことを特徴とするゴム組成物。
  13.  ゴム成分100質量部に対し、補強性充填剤5質量部~200質量部と、架橋剤0.1質量部~20質量部とを含むことを特徴とする請求項12に記載のゴム組成物。
  14.  請求項12に記載のゴム組成物を架橋して得られたことを特徴とする架橋ゴム組成物。
  15.  請求項12に記載のゴム組成物、又は、請求項14に記載の架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とするタイヤ。
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