JP6288172B2 - Manufacturing method of tire rubber composition and manufacturing method of studless tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法およびスタッドレスタイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tire rubber composition and a method for manufacturing a studless tire.
従来、スタッドレスタイヤのトレッド部に好適に用いられるタイヤ用ゴム組成物が提案されており、例えば、特許文献1には、本出願人により、「(A)天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴムおよびブチルゴムから選ばれる少なくとも一種のゴム100重量部に対して、(B)カーボンブラックおよび/またはシリカ30〜80重量部、および(C)主鎖がポリイソブチレン系でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合物および/または主鎖が式−R1 −O−(式中、R1 は、炭素数が1〜8である2価の炭化水素基)で表わされる繰り返し単位を有するポリエーテル系でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合物3〜50重量部を配合してなるスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。」が提案されている。 Conventionally, a rubber composition for a tire that is suitably used for a tread portion of a studless tire has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that (A) natural rubber, polybutadiene rubber, and styrene-butadiene co- (B) 30 to 80 parts by weight of carbon black and / or silica, and (C) the main chain is a polyisobutylene type alkoxy based on 100 parts by weight of at least one kind of rubber selected from polymer rubber, polyisoprene rubber and butyl rubber A compound having at least one silyl group and / or a repeating unit represented by the main chain represented by the formula —R 1 —O— (wherein R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms) Studless tire tire comprising 3 to 50 parts by weight of a polyether-based compound having at least one alkoxysilyl group Ddogomu composition. "Has been proposed.
近年、スタッドレスタイヤのトレッド部に用いられるタイヤ用ゴム組成物に対しては、さらに改良が求められており、とりわけ、氷上性能(氷上摩擦力)のより一層の向上が要求されている。
本発明者らが、特許文献1に記載のゴム組成物について検討を行なったところ、氷上性能の向上が不十分であるばかりか、耐摩耗性が劣る場合もあることを明らかにした。
In recent years, further improvements have been required for tire rubber compositions used in tread portions of studless tires, and in particular, further improvement in performance on ice (frictional force on ice) has been demanded.
When the present inventors examined the rubber composition described in Patent Document 1, it was clarified that not only the performance on ice was insufficiently improved but also the wear resistance was inferior.
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、耐摩耗性を損なうことなく、氷上性能を良好にしたタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above point, and it aims at providing the rubber composition for tires which made the performance on ice favorable, without impairing abrasion resistance.
本発明者らは、タイヤ用ゴム組成物に所定の加水分解縮合物を配合することで、耐摩耗性を劣化させることなく、氷上性能を向上できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have found that by adding a predetermined hydrolysis condensate to a tire rubber composition, the performance on ice can be improved without deteriorating the wear resistance, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(9)を提供する。
(1)ジエン系ゴム(A)と、主鎖がアルキレンオキシド単量体単位を含み、加水分解性シリル基を有する加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合物(B)と、を含有し、上記加水分解縮合物(B)の含有量が、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、1〜50質量部である、タイヤ用ゴム組成物。
That is, the present invention provides the following (1) to (9).
(1) Hydrolyzed condensate (B) of diene rubber (A) and hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) having a main chain containing an alkylene oxide monomer unit and having a hydrolyzable silyl group And the content of the hydrolysis condensate (B) is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
(2)上記加水分解縮合物(B)が、上記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)とアミン系触媒(b2)とを用いて得られる、上記(1)に記載のタイヤ用ゴム組成物。 (2) The tire rubber according to (1), wherein the hydrolysis condensate (B) is obtained using the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and the amine catalyst (b2). Composition.
(3)上記触媒(b2)が、下記式(I)で表される化合物および/またはジフェニルグアニジン(DPG)である、上記(2)に記載のタイヤ用ゴム組成物。 (3) The tire rubber composition according to (2), wherein the catalyst (b2) is a compound represented by the following formula (I) and / or diphenylguanidine (DPG).
(上記式(I)中、nは3または5を示す。) (In the above formula (I), n represents 3 or 5)
(4)上記触媒(b2)の量が、上記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)100質量部に対して0.01〜200質量部である、上記(2)または(3)に記載のタイヤ用ゴム組成物。 (4) In the above (2) or (3), the amount of the catalyst (b2) is 0.01 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1). The rubber composition for tires as described.
(5)上記加水分解縮合物(B)を、上記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)と上記触媒(b2)とを予め混合して得られるマスターバッチとして含有する、上記(2)〜(4)のいずれか1つに記載のタイヤ用ゴム組成物。 (5) The above-mentioned hydrolysis condensate (B) is contained as a master batch obtained by previously mixing the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and the catalyst (b2) (2) The rubber composition for tires as described in any one of-(4).
(6)上記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)が有する上記加水分解性シリル基が、アルコキシシリル基である、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載のタイヤ用ゴム組成物。 (6) For tires according to any one of (1) to (5), wherein the hydrolyzable silyl group of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is an alkoxysilyl group. Rubber composition.
(7)上記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)が有する上記アルキレンオキシド単量体単位が、プロピレンオキシド(−CH2CH(CH3)O−)単量体単位である、上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載のタイヤ用ゴム組成物。 (7) The alkylene oxide monomer unit of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is a propylene oxide (—CH 2 CH (CH 3 ) O—) monomer unit, The tire rubber composition according to any one of 1) to (6).
(8)上記ジエン系ゴム(A)の平均ガラス転移温度が−50℃以下である、上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載のタイヤ用ゴム組成物。 (8) The rubber composition for tires according to any one of (1) to (7), wherein the average glass transition temperature of the diene rubber (A) is −50 ° C. or lower.
(9)上記(1)〜(8)のいずれか1つに記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いるスタッドレスタイヤ。 (9) A studless tire using the tire rubber composition according to any one of (1) to (8) above in a tread portion.
本発明によれば、耐摩耗性を損なうことなく、氷上性能を良好にしたタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition for tires which made the performance on ice excellent can be provided, without impairing abrasion resistance.
[タイヤ用ゴム組成物]
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム(A)と、主鎖がアルキレンオキシド単量体単位を含み、加水分解性シリル基を有する加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合物(B)と、を含有し、上記加水分解縮合物(B)の含有量が、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、1〜50質量部である、タイヤ用ゴム組成物である。
以下に、本発明のタイヤ用ゴム組成物に含有される各成分について詳細に説明する。
[Rubber composition for tire]
The rubber composition for tires of the present invention comprises a diene rubber (A) and a hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) having a main chain containing an alkylene oxide monomer unit and having a hydrolyzable silyl group. A hydrolysis condensate (B), and the content of the hydrolysis condensate (B) is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). It is a rubber composition.
Below, each component contained in the rubber composition for tires of this invention is demonstrated in detail.
〔ジエン系ゴム(A)〕
ジエン系ゴム(A)としては、天然ゴム(NR)および/またはジエン系合成ゴムが用いられる。
ここでジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレン合成ゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、イソブチレン−イソプレンゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)などがあげられる。ジエン系ゴム(A)は1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
また、ジエン系ゴム(A)のガラス転移温度は、特に限定されないが、平均ガラス転移温度が−50℃以下であることが好ましい。ジエン系ゴム(A)として2種類以上のジエン系ゴムを併用する場合は、各ジエン系ゴムのガラス転移温度は、特に限定されないが、平均ガラス転移温度が−50℃以下であることが好ましく、各ジエン系ゴムのガラス転移温度が、それぞれ、−50℃以下であることが好ましい。
なお、ジエン系ゴム(A)のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により10℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。
[Diene rubber (A)]
As the diene rubber (A), natural rubber (NR) and / or diene synthetic rubber is used.
Examples of the diene-based synthetic rubber include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene synthetic rubber (IR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), and chloroprene rubber. (CR). One type of diene rubber (A) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Further, the glass transition temperature of the diene rubber (A) is not particularly limited, but the average glass transition temperature is preferably −50 ° C. or lower. When two or more types of diene rubbers are used in combination as the diene rubber (A), the glass transition temperature of each diene rubber is not particularly limited, but the average glass transition temperature is preferably −50 ° C. or less. The glass transition temperature of each diene rubber is preferably −50 ° C. or lower.
The glass transition temperature (Tg) of the diene rubber (A) is determined by measuring the thermogram under a temperature increase rate condition of 10 ° C./min by differential scanning calorimetry (DSC), and setting the temperature at the midpoint of the transition region. .
〔加水分解縮合物(B)〕
本発明のタイヤ用ゴム組成物に含有される加水分解縮合物(B)は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合物であり、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)が3次元網目状に架橋したゲル状の物質である。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、このような加水分解縮合物(B)を、上述したジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜50質量部含有する。
[Hydrolysis condensate (B)]
The hydrolysis condensate (B) contained in the tire rubber composition of the present invention is a hydrolysis condensate of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1), and the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer. (B1) is a gel-like substance crosslinked in a three-dimensional network. The rubber composition for tires of this invention contains 1-50 mass parts of such a hydrolysis-condensation product (B) with respect to 100 mass parts of diene rubber (A) mentioned above.
本発明者らは、鋭意検討を行い、単に加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)をタイヤ用ゴム組成物に配合した場合には、かえって耐摩耗性が劣る場合があることを見出した。そして、さらに検討を行なったところ、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)が加水分解縮合して得られるゲル状の加水分解縮合物(B)をタイヤ用ゴム組成物に配合することにより、耐摩耗性を劣化させることなく、氷上性能(氷上摩擦力)を向上できることを明らかにした。
これは、ゲル状の加水分解縮合物(B)を配合した本発明のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いることで、低温における接地面積の増加、配合による表面粗さの増加、剥落による表面粗さの増加等が発生し、氷上性能(氷上摩擦力)が向上するものと考えられる。
The present inventors have intensively studied and found that when the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is simply blended in the tire rubber composition, the wear resistance may be inferior. . And when further examination was carried out, by mix | blending the gelatinous hydrolysis-condensation product (B) obtained by hydrolytic condensation of a hydrolyzable silyl group containing organic polymer (b1) with the rubber composition for tires. It has been clarified that the performance on ice (frictional force on ice) can be improved without degrading the wear resistance.
This is because the tire rubber composition of the present invention blended with the gel-like hydrolyzed condensate (B) is used for the tread portion, so that the contact area at low temperature is increased, the surface roughness is increased by the blending, and the surface is peeled off. It is considered that an increase in roughness or the like occurs and the performance on ice (frictional force on ice) is improved.
加水分解縮合物(B)の含有量は、氷上性能がより優れ、耐摩耗性にも優れるという理由から、上述したジエン系ゴム(A)100質量部に対して、2〜30質量部が好ましく、2〜15質量部がより好ましい。 The content of the hydrolysis-condensation product (B) is preferably 2 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A) described above, because the performance on ice is more excellent and the wear resistance is also excellent. 2 to 15 parts by mass is more preferable.
以下、本発明で用いられる加水分解縮合物(B)を説明するため、まず、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)について詳細に説明する。 Hereinafter, in order to explain the hydrolysis condensate (B) used in the present invention, first, the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) will be described in detail.
〈加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)〉
加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)は、主鎖がアルキレンオキシド単量体単位を含み、加水分解性シリル基を有する加水分解性シリル基含有有機重合体である。
<Hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1)>
The hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is a hydrolyzable silyl group-containing organic polymer having a main chain containing an alkylene oxide monomer unit and having a hydrolyzable silyl group.
加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の主鎖は、アルキレンオキシド単量体単位を含むものであれば特に限定されないが、この単量体単位の割合が50質量%を超えるのが好ましく、70質量%以上であるのがより好ましい。 The main chain of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is not particularly limited as long as it contains an alkylene oxide monomer unit, but the proportion of this monomer unit preferably exceeds 50% by mass. 70% by mass or more is more preferable.
上記アルキレンオキシド単量体単位としては、具体的には、例えば、−CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)O−、−CH2CH(C2H5)O−、−CH(CH3)CH2O−、−CH(C2H5)CH2O−、−CH2CH2CH2O−または−CH2CH2CH2CH2O−で表される繰り返し単位等が挙げられ、これらの繰り返し単位の1種のみからなっていてもよく、2種以上からなっていてもよい。
これらのうち、氷上性能がより優れ、耐摩耗性にも優れるという理由から、プロピレンオキシド(−CH2CH(CH3)O−)単量体単位であるのが好ましい。
Specific examples of the alkylene oxide monomer unit include, for example, —CH 2 CH 2 O—, —CH 2 CH (CH 3 ) O—, —CH 2 CH (C 2 H 5 ) O—, — A repeating unit represented by CH (CH 3 ) CH 2 O—, —CH (C 2 H 5 ) CH 2 O—, —CH 2 CH 2 CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— Etc., and may consist of only one of these repeating units, or may consist of two or more.
Among these, a propylene oxide (—CH 2 CH (CH 3 ) O—) monomer unit is preferable because of its superior performance on ice and excellent wear resistance.
加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)が有する加水分解性シリル基は、ケイ素原子に結合した1〜3個のヒドロキシ基および/または加水分解性基を有し、湿気や架橋剤の存在下、必要に応じて触媒等を使用することにより縮合反応を起こしてシロキサン結合を形成することにより架橋しうるケイ素含有基である。
このような加水分解性シリル基としては、例えば、アルコキシシリル基、アルケニルオキシシリル基、アシロキシシリル基、アミノシリル基、アミノオキシシリル基、オキシムシリル基、アミドシリル基等が挙げられる。
これらのうち、取扱いが容易であるという理由から、アルコキシシリル基であるのが好ましく、具体的には、下記式(1)で表されるアルコキシシリル基であるのがより好ましい。
The hydrolyzable silyl group of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) has 1 to 3 hydroxy groups and / or hydrolyzable groups bonded to a silicon atom, and the presence of moisture and a crosslinking agent. Below, it is a silicon-containing group that can be crosslinked by causing a condensation reaction by using a catalyst or the like as necessary to form a siloxane bond.
Examples of such hydrolyzable silyl groups include alkoxysilyl groups, alkenyloxysilyl groups, acyloxysilyl groups, aminosilyl groups, aminooxysilyl groups, oximesilyl groups, amidosilyl groups, and the like.
Among these, an alkoxysilyl group is preferable because of easy handling, and specifically, an alkoxysilyl group represented by the following formula (1) is more preferable.
式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R2は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、aは1〜3の整数を表す。aが2または3の場合、複数のR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、aが1の場合、複数のR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a represents an integer of 1 to 3. When a is 2 or 3, the plurality of R 1 may be the same or different, and when a is 1, the plurality of R 1 may be the same or different.
このような加水分解性シリル基の数は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の1分子あたり少なくとも1個であり、2〜4個であるのが好ましい。
なお、加水分解性シリル基は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)において、分子内の末端に存在していてもよく、側鎖に存在していてもよく、両方に存在していてもよい。このとき、加水分解性シリル基は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の主鎖に対して、直接的に、または、炭化水素基等の有機基を介して間接的に、結合することができる。
The number of such hydrolyzable silyl groups is at least 1 and preferably 2 to 4 per molecule of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1).
In the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1), the hydrolyzable silyl group may be present at the terminal in the molecule, may be present in the side chain, or is present in both. May be. At this time, the hydrolyzable silyl group is bonded directly to the main chain of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) or indirectly through an organic group such as a hydrocarbon group. can do.
加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の数平均分子量は、作業性等の観点から、1,000〜60,000であるのが好ましく、2,000〜40,000であるのがより好ましい。
なお、数平均分子量は、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換算で表わされる分子量である(以下、同様)。
The number average molecular weight of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is preferably 1,000 to 60,000, more preferably 2,000 to 40,000, from the viewpoint of workability and the like. preferable.
The number average molecular weight is a molecular weight expressed in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) (hereinafter the same).
加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)は、公知の方法によって製造することができる。 The hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) may be used alone or in combination of two or more. The hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) can be produced by a known method.
ゲル状の加水分解縮合物(B)は、上述した加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合が進行することにより得られるものであるが、本発明における加水分解縮合物(B)は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)と、アミン系触媒(b2)とを用いて得られるものであるのが好ましい。本明細書において「アミン系触媒(b2)」を単に「触媒(b2)」ともいう。 The gel-like hydrolysis condensate (B) is obtained by advancing hydrolysis condensation of the above-mentioned hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1). B) is preferably obtained using a hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and an amine catalyst (b2). In the present specification, the “amine catalyst (b2)” is also simply referred to as “catalyst (b2)”.
〈触媒(b2)〉
触媒(b2)は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合を進行させるものであり、ゲル化を促進する観点から、酸解離平衡定数(pKa値)が9以上であるのが好ましい。
<Catalyst (b2)>
The catalyst (b2) promotes hydrolysis and condensation of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1), and has an acid dissociation equilibrium constant (pKa value) of 9 or more from the viewpoint of promoting gelation. Is preferred.
このような触媒(b2)としては、具体的には、例えば、下記式(I)で表される化合物および/またはジフェニルグアニジン(DPG)が挙げられる。 Specific examples of such a catalyst (b2) include a compound represented by the following formula (I) and / or diphenylguanidine (DPG).
上記式(I)中、nは3または5を示す。
上記式(I)で表される化合物は、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)もしくはその塩、または、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)もしくはその塩である。
In the above formula (I), n represents 3 or 5.
The compound represented by the above formula (I) is 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene-5 (DBN) or a salt thereof, or 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene- 7 (DBU) or a salt thereof.
このような触媒(b2)を用いる場合、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)は、触媒(b2)の存在下で混練等されることで、加水分解縮合が進行して、ゲル状の加水分解縮合物(B)を与える。 When such a catalyst (b2) is used, the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) is kneaded or the like in the presence of the catalyst (b2), so that the hydrolysis and condensation progresses to form a gel. The hydrolysis condensate (B) is obtained.
このとき、用いられる触媒(b2)の量は、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)100質量部に対して0.01〜200質量部であるのが好ましく、1〜150質量部であるのがより好ましい。 At this time, it is preferable that the quantity of the catalyst (b2) used is 0.01-200 mass parts with respect to 100 mass parts of hydrolysable silyl group containing organic polymers (b1), and is 1-150 mass parts. More preferably.
触媒(b2)の量が加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)100質量部に対して0.01未満であると、加水分解反応が進行しないためゲル状の加水分解縮合物(B)が得られない場合があり、一方、200質量部超の場合には、ゲル硬度が高くなり、氷上性能が悪化する場合がある。これに対して、触媒(b2)の量が上記範囲内であれば、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解反応が十分に進行し、ゲル状の加水分解縮合物(B)を得ることができ、また、ゲル硬度も適切となって氷上性能も優れる。 When the amount of the catalyst (b2) is less than 0.01 with respect to 100 parts by mass of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1), the hydrolysis reaction does not proceed, so that the gel-like hydrolysis condensate (B) On the other hand, when it exceeds 200 parts by mass, the gel hardness increases and the performance on ice may deteriorate. On the other hand, if the amount of the catalyst (b2) is within the above range, the hydrolysis reaction of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) proceeds sufficiently, and the gel-like hydrolysis condensate (B In addition, the gel hardness is appropriate and the performance on ice is excellent.
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゲル状の加水分解縮合物(B)を、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)と触媒(b2)とを予め混合し、例えば、50℃以上で15分間以上加熱して得られるマスターバッチとして含有していてもよい。 In the tire rubber composition of the present invention, the gel-like hydrolysis condensate (B) is preliminarily mixed with the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and the catalyst (b2). And may be contained as a master batch obtained by heating for 15 minutes or more.
また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、その製造過程において、いわゆる「in−situ」で加水分解縮合物(B)を生成させて、これを含有するようにしてもよい。
すなわち、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、後述するように、その製造過程において混練等されるが、このとき、まず、上述したジエン系ゴム(A)等の成分とともに、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)および触媒(b2)を配合し、これを混練することで、ゲル状の加水分解縮合物(B)を生成させ、本発明のタイヤ用ゴム組成物が加水分解縮合物(B)を含有するようにしてもよい。
この場合、本発明のタイヤ用ゴム組成物が含有する加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の量としては、ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、3〜30質量部であるのが好ましく、3〜20質量部であるのがより好ましい。
Moreover, the rubber composition for tires of this invention may produce | generate a hydrolysis-condensation product (B) by what is called "in-situ" in the manufacturing process, and you may make it contain this.
That is, the rubber composition for tires of the present invention is kneaded in the production process as described later. At this time, first, the hydrolyzable silyl group together with the components such as the diene rubber (A) described above. A gel-like hydrolysis condensate (B) is produced by blending and kneading the organic polymer (b1) and the catalyst (b2), and the tire rubber composition of the present invention is a hydrolysis condensate. You may make it contain (B).
In this case, the amount of the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) contained in the tire rubber composition of the present invention is 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). It is preferable that it is 3 to 20 parts by mass.
加水分解縮合物(B)をマスターバッチとして配合した場合、加水分解縮合物(B)のサイズは相対的に大きくなるため、排水性が良好となり、氷上性能により優れる。
一方、本段落のタイヤ用ゴム組成物の製造過程で加水分解縮合物(B)を生成させた場合、相対的にサイズが小さい加水分解縮合物(B)分散性することで、耐摩耗性が優れる。
When the hydrolyzed condensate (B) is blended as a master batch, the size of the hydrolyzed condensate (B) is relatively large, so that the drainage is good and the performance on ice is excellent.
On the other hand, when the hydrolysis condensate (B) is produced in the manufacturing process of the tire rubber composition of this paragraph, the wear resistance is improved by dispersibility of the hydrolysis condensate (B) having a relatively small size. Excellent.
なお、本発明のタイヤ用ゴム組成物が、いずれの態様で加水分解縮合物(B)を含有する場合であっても、加水分解縮合物(B)には、その生成に用いた触媒(b2)が含まれていてよい。 In addition, even if it is a case where the rubber composition for tires of this invention contains a hydrolysis-condensation product (B) in any aspect, the catalyst (b2) used for the production | generation is contained in a hydrolysis-condensation product (B). ) May be included.
〔カーボンブラック〕
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、さらにカーボンブラックを含有することができる。カーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば、FEF、SRF、HAF、ISAF、SAFグレードのもの等が挙げられ、これらを1種単独でも用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、耐摩耗性の観点からは、HAF、ISAF、SAFグレードのものが好ましい。
上記カーボンブラックの含有量は、上述したジエン系ゴム100質量部に対して10〜65質量部が好ましく、15〜50質量部がより好ましい。
〔Carbon black〕
The tire rubber composition of the present invention may further contain carbon black. The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include FEF, SRF, HAF, ISAF, and SAF grade. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, HAF, ISAF, and SAF grades are preferred from the viewpoint of wear resistance.
The content of the carbon black is preferably 10 to 65 parts by mass and more preferably 15 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber described above.
〔シリカ〕
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、さらにシリカを含有することができる。シリカとしては、特に限定されず、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、タイヤの耐摩耗性が向上し、また、氷上性能がより優れるという理由から、湿式シリカが好ましい。
上記シリカの含有量は、上述したジエン系ゴム100質量部に対して5〜80質量部が好ましく、10〜70質量部が好ましい。
〔silica〕
The rubber composition for tires of the present invention can further contain silica. Examples of the silica include, but are not limited to, for example, wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like. These may be used alone. Two or more kinds may be used in combination. Among these, wet silica is preferable because the wear resistance of the tire is improved and the performance on ice is more excellent.
5-80 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of diene rubbers mentioned above, and, as for content of the said silica, 10-70 mass parts is preferable.
〔シランカップリング剤〕
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述したシリカを分散させ、加硫後の物性を良好にする観点から、さらにシランカップリング剤を含有するのが好ましい。
上記シランカップリング剤は特に限定されないが、含硫黄シランカップリング剤が好ましく、その具体例としては、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビス−(3−ビストリエトキシシリルプロピル)−テトラスルフィド、ビス−(3−ビストリエトキシシリルプロピル)−ジスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記シランカップリング剤の含有量は、上記シリカ100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。
〔Silane coupling agent〕
The tire rubber composition of the present invention preferably further contains a silane coupling agent from the viewpoint of dispersing the above-described silica and improving the physical properties after vulcanization.
The silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable, and specific examples thereof include 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane, bis- (3- Bistriethoxysilylpropyl) -tetrasulfide, bis- (3-bistriethoxysilylpropyl) -disulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc., may be used alone or in combination of two or more. May be.
The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silica.
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上述した成分の他に、カーボンブラックおよびシリカ以外のフィラー、老化防止剤、軟化剤(例えば、プロセスオイル等)、加工助剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、加硫剤、加硫促進剤等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられている各種の添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。 In addition to the above-described components, the rubber composition for tires of the present invention includes fillers other than carbon black and silica, anti-aging agents, softening agents (for example, process oil), processing aids, zinc white, stearic acid, Various additives generally used in tire rubber compositions such as waxes, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators can be blended. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used.
本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等)を用いて適宜混練する方法等が挙げられる。
また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
The method for producing the tire rubber composition of the present invention is not particularly limited. For example, the above-described components are appropriately kneaded using a known method or apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like). Is mentioned.
The tire rubber composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
[スタッドレスタイヤ]
本発明のスタッドレスタイヤ(以下、単に「本発明のタイヤ」ともいう。)は、本発明のタイヤ用ゴム組成物から構成されるトレッド部を有するスタッドレスタイヤである。
図1に、本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
[studless tire]
The studless tire of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the tire of the present invention”) is a studless tire having a tread portion composed of the rubber composition for a tire of the present invention.
FIG. 1 shows a schematic partial sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the tire of the present invention, but the tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図1において、符号1はビード部を表し、符号2はサイドウォール部を表し、符号3は本発明のタイヤ用ゴム組成物から構成されるトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、トレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
In FIG. 1, the code | symbol 1 represents a bead part, the code | symbol 2 represents a sidewall part, and the code | symbol 3 represents the tread part comprised from the rubber composition for tires of this invention.
Further, a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 and the bead filler 6. Wrapped and rolled up.
Further, in the tread 3, a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire outside the carcass layer 4.
Moreover, in the bead part 1, the rim cushion 8 is arrange | positioned in the part which touches a rim | limb.
本発明のタイヤは、例えば、本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられたジエン系ゴム、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤の種類およびその配合割合に応じた温度で加硫または架橋し、トレッド部等を形成することにより製造することができる。 The tire of the present invention is vulcanized or cured at a temperature corresponding to, for example, the diene rubber used in the tire rubber composition of the present invention, the type of vulcanization or crosslinking agent, the type of vulcanization or crosslinking accelerator, and the blending ratio thereof. It can manufacture by bridge | crosslinking and forming a tread part etc.
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
(比較例1〜5、実施例3,6および7、ならびに、参考例1,2,4および5)
下記第1表に示す成分を、下記第1表に示す割合(質量部)で配合した。具体的には、まず、下記第1表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、2リットルの密閉型ミキサーで5分間混練し、150℃に達したときに放出し、これに硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練し、タイヤ用ゴム組成物を得た。
次に、得られたタイヤ用ゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、170℃で15分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
(Comparative Examples 1 to 5, Examples 3, 6 and 7, and Reference Examples 1, 2, 4 and 5)
The components shown in Table 1 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 1 below. Specifically, first, among the components shown in Table 1 below, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator are kneaded for 5 minutes with a 2 liter closed mixer and released when the temperature reaches 150 ° C. Then, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with an open roll to obtain a tire rubber composition.
Next, the obtained rubber composition for tires was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes in a lamborn abrasion mold (disk shape having a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm) to produce a vulcanized rubber sheet. .
(氷上性能)
上記で作製した加硫ゴムシートを偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて、測定温度:−1.5℃、荷重:5.5kg/cm3、ドラム回転速度:25km/時間の条件で、氷上摩擦係数を測定した。
氷上性能は、比較例1の氷上摩擦係数を100として、次式により指数化したものであり、数値が大きいほどゴムと氷の摩擦力が良好であることを示す。
氷上摩擦係数指数=(試料の氷上摩擦係数/比較例1の氷上摩擦係数)×100
(Performance on ice)
The vulcanized rubber sheet prepared above is attached to a flat cylindrical base rubber, and measured with an inside drum type on-ice friction tester: measurement temperature: −1.5 ° C., load: 5.5 kg / cm 3 , drum rotation speed: The friction coefficient on ice was measured under the condition of 25 km / hour.
The on-ice performance is indexed by the following equation with the on-ice friction coefficient of Comparative Example 1 being 100, and the larger the value, the better the frictional force between rubber and ice.
Friction coefficient index on ice = (Friction coefficient on ice of sample / Friction coefficient on ice of Comparative Example 1) × 100
(耐摩耗性)
上記で作製した加硫ゴムシートを、ランボーン摩耗試験機(株式会社岩本製作所製)を使用して、JIS K6264に準拠し、荷重4.0kg、スリップ率30%の条件にて測定し、試料の摩耗量を計測した。
耐摩耗性は、比較例1の摩耗量を100として、次式により指数化したものであり、数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
耐摩耗性=(比較例1の摩耗量/試料の摩耗量)×100
(Abrasion resistance)
The vulcanized rubber sheet produced as described above was measured under the conditions of a load of 4.0 kg and a slip rate of 30% in accordance with JIS K6264 using a lambone abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.). The amount of wear was measured.
The wear resistance is indexed according to the following equation with the wear amount of Comparative Example 1 being 100, and the larger the value, the better the wear resistance.
Abrasion resistance = (Abrasion amount of Comparative Example 1 / Abrasion amount of sample) × 100
上記第1表中の各成分は、以下のものを使用した。
・天然ゴム:STR20(ガラス転移温度:−65℃、ボンバンディット社製)
・ブタジエンゴム:Nipol BRX5000(ガラス転移温度:−110℃、日本ゼオン社製)
・カーボンブラック:シーストKHP(東海カーボン社製)
・シリカ:ULTRASIL VN3GR(エボニック社製)
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学工業社製)
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸(日本油脂社製)
・老化防止剤:6PPD(フレキシス社製)
・ワックス:パラフィンワックス(大内新興化学工業社製)
・シランカップリング剤:Si69(デグサ社製)
The following components were used as the components in Table 1.
・ Natural rubber: STR20 (Glass transition temperature: -65 ° C, manufactured by Bombandit)
-Butadiene rubber: Nipol BRX5000 (glass transition temperature: -110 ° C, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
・ Carbon black: Seast KHP (Tokai Carbon Co., Ltd.)
・ Silica: ULTRASIL VN3GR (Evonik)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Stearic acid: Beads stearic acid (manufactured by NOF Corporation)
・ Anti-aging agent: 6PPD (manufactured by Flexis)
・ Wax: Paraffin wax (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
Silane coupling agent: Si69 (Degussa)
・MS:カネカMSポリマーS810(主鎖がプロピレンオキシド(−CH2CH(CH3)O−)単量体単位を含み、ジメトキシシリル基(−SiH(OCH3)2)を両末端に有する加水分解性シリル基含有有機重合体、数平均分子量:30,000、カネカ社製)
・DBU:DBU(三共化成社製)
・DBN:DBN(東京化成工業社製)
・DPG:DPG(三新化学工業社製)
・DABCO:DABCO(1,4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、東京化成工業社製)
MS: Kaneka MS polymer S810 (a main chain containing propylene oxide (—CH 2 CH (CH 3 ) O—) monomer units and having dimethoxysilyl groups (—SiH (OCH 3 ) 2 ) at both ends) Decomposable silyl group-containing organic polymer, number average molecular weight: 30,000, manufactured by Kaneka Corporation)
-DBU: DBU (manufactured by Sankyo Kasei)
-DBN: DBN (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ DPG: DPG (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
DABCO: DABCO (1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・MS/DBUゲル:上記「MS」5質量部に対して上記「DBU」を1.25質量部配合し、上記密閉型ミキサーで5分間混練し、100℃で6時間加熱して、ゲル状の加水分解縮合物であるマスターバッチを得た。得られたものを「MS/DBUゲル」とした。
・MS/DBNゲル:上記「MS」5質量部に対して上記「DBN」を1.25質量部配合し、上記密閉型ミキサーで5分間混練し、100℃で6時間加熱して、ゲル状の加水分解縮合物であるマスターバッチを得た。得られたものを「MS/DBNゲル」とした。
・MS/DPGゲル:上記「MS」5質量部に対して上記「DPG」を1.25質量部配合し、上記密閉型ミキサーで5分間混練し、100℃で6時間加熱して、ゲル状の加水分解縮合物であるマスターバッチを得た。得られたものを「MS/DPGゲル」とした。
・MS/DABCO:上記「MS」5質量部に対して上記「DABCO」を1.25質量部配合し、上記密閉型ミキサーで5分間混練し、100℃で6時間加熱したものを「MS/DABCO」とした。なお、「MS/DABCO」においてゲル化は確認されなかった。
MS / DBU gel: 1.25 parts by mass of the above-mentioned "DBU" is blended with 5 parts by mass of the above-mentioned "MS", kneaded with the above-mentioned closed mixer for 5 minutes, and heated at 100 ° C for 6 hours to form a gel A master batch which is a hydrolytic condensate was obtained. The obtained was designated as “MS / DBU gel”.
MS / DBN gel: 1.25 parts by mass of the above-mentioned “DBN” is blended with 5 parts by mass of the above “MS”, kneaded for 5 minutes with the above-mentioned closed mixer, and heated at 100 ° C. for 6 hours to form a gel A master batch which is a hydrolytic condensate was obtained. The obtained was designated as “MS / DBN gel”.
MS / DPG gel: 1.25 parts by mass of the above-mentioned "DPG" is blended with 5 parts by mass of the above "MS", kneaded for 5 minutes with the above-mentioned closed mixer, and heated at 100 ° C for 6 hours to form a gel A master batch which is a hydrolytic condensate was obtained. The obtained was designated as “MS / DPG gel”.
MS / DABCO: 1.25 parts by mass of the above-mentioned “DABCO” is blended with 5 parts by mass of the above “MS”, kneaded for 5 minutes with the above-mentioned closed mixer, and heated at 100 ° C. for 6 hours. DABCO ”. In addition, gelation was not confirmed in “MS / DABCO”.
・プロセスオイル:エキストラクト4号S(昭和シェル石油社製)
・硫黄:金華印油入微粉硫黄(鶴見化学工業社製)
・加硫促進剤:ノクセラーCZ−G(大内新興化学工業社製)
・ Process oil: Extract No. 4 S (made by Showa Shell Sekiyu KK)
・ Sulfur: Fine sulfur with Jinhua stamp oil (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator: Noxeller CZ-G (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
上記第1表中に示す結果から、加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)である「MS」のみを用いた比較例2では、耐摩耗性が劣るが、実施例3,6および7、ならびに、参考例1,2,4および5では、いずれも耐摩耗性を損なうことなく、氷上性能に優れることが分かった。
このとき、例えば、タイヤ用ゴム組成物の製造過程で加水分解縮合物(B)を生成させた参考例1と、加水分解縮合物(B)をマスターバッチとして配合した実施例3とを対比すると、実施例3の方が氷上性能に優れることが分かった。
なお、触媒(b2)である「DBU」のみを配合した比較例3は、氷上性能が劣る結果となった。
また、「DABCO」を用いた比較例4および比較例5においては、ゲル状の加水分解縮合物が生成せず、やはり、氷上性能が劣る結果となった。
From the results shown in Table 1, in Comparative Example 2 using only “MS” which is the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1), the abrasion resistance is inferior, but Examples 3, 6 and 7 In addition, in Reference Examples 1, 2, 4 and 5, it was found that all of the performance on ice was excellent without impairing the wear resistance.
At this time, for example, when Reference Example 1 in which the hydrolysis condensate (B) is generated in the process of manufacturing the rubber composition for a tire is compared with Example 3 in which the hydrolysis condensate (B) is blended as a master batch. It was found that Example 3 was superior in performance on ice.
In addition, the comparative example 3 which mix | blended only "DBU" which is a catalyst (b2) resulted in inferior performance on ice.
In Comparative Example 4 and Comparative Example 5 using “DABCO”, a gel-like hydrolysis condensate was not generated, and the performance on ice was also inferior.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
1 Bead part 2 Side wall part 3 Tread part 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion
Claims (7)
主鎖がアルキレンオキシド単量体単位を含み、加水分解性シリル基を有する加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)の加水分解縮合物(B)と、を含有し、
前記加水分解縮合物(B)の含有量が、前記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、1〜50質量部であるタイヤ用ゴム組成物を製造する、タイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、
前記加水分解縮合物(B)が、前記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)とアミン系触媒(b2)とを用いて得られ、
前記加水分解縮合物(B)を、前記加水分解性シリル基含有有機重合体(b1)と前記触媒(b2)とを予め混合して得られるマスターバッチとして含有する、タイヤ用ゴム組成物の製造方法。 Diene rubber (A),
A hydrolyzable condensate (B) of a hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) containing an alkylene oxide monomer unit and having a hydrolyzable silyl group;
Manufacture of the rubber composition for tires which manufactures the rubber composition for tires whose content of the hydrolysis-condensation product (B) is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubber (A). A method,
The hydrolysis condensate (B) is obtained using the hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and the amine catalyst (b2),
Production of tire rubber composition containing said hydrolysis condensate (B) as a masterbatch obtained by previously mixing said hydrolyzable silyl group-containing organic polymer (b1) and said catalyst (b2). Method.
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