JP6448973B2 - Pneumatic tires for winter - Google Patents
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Description
本発明は、冬用空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a winter pneumatic tire.
スパイクタイヤによる粉塵公害を防止するために、スパイクタイヤ禁止が法制化され、寒冷地では、スパイクタイヤに代わってスタッドレスタイヤ等の冬用空気入りタイヤが使用される様になった。
かかる冬用空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤにおいて、氷上や雪上でのグリップ性能を向上させるには、ゴムの硬度を低くして、低温における弾性率(モジュラス)を低下させて粘着摩擦を向上させる方法がある。特に、氷上での制動力は、ゴムの氷との有効接触面積による影響が大きいため、それを大きくするために、柔軟なゴムにすることが求められる。このような理由から、一般にスタッドレスタイヤのトレッドゴムとしては、トラック・バス用やライトトラック用に限らず、乗用車用においても、天然ゴムやハイシスポリブタジエンゴムがゴムの主成分として用いられる。しかしながら、天然ゴムとブタジエンゴムとを併用するのみでは、氷上や雪上でのグリップ性能、転がり抵抗と耐摩耗性の両立は可能であるが、ウェットグリップ性能を両立できないという問題があった。
In order to prevent dust pollution caused by spiked tires, the prohibition of spiked tires was legislated, and in cold regions, winter pneumatic tires such as studless tires were used instead of spiked tires.
In such winter pneumatic tires, particularly studless tires, in order to improve the grip performance on ice or snow, a method of improving the adhesive friction by lowering the elastic modulus (modulus) at low temperature by reducing the hardness of the rubber There is. In particular, since the braking force on ice is greatly affected by the effective contact area of rubber with ice, it is required to make the rubber flexible in order to increase the braking force. For these reasons, natural rubber and high-cis polybutadiene rubber are generally used as the main component of the tread rubber for studless tires not only for trucks / buses and light trucks but also for passenger cars. However, when natural rubber and butadiene rubber are used in combination, grip performance on ice and snow, rolling resistance and wear resistance can be compatible, but there is a problem that wet grip performance cannot be achieved.
他方、オイル量を増やす等の方法により、単にゴムの硬度だけを下げてしまうと、氷上や雪上で使用した場合に剛性が不足し、操縦安定性が悪くなるという問題がある。
さらに、近年の道路整備の向上から氷上、雪上でのグリップ性能だけでなく低燃費性をも強く要求されるようになってきた。
On the other hand, if the hardness of the rubber is simply lowered by a method such as increasing the amount of oil, there is a problem that the rigidity is insufficient when used on ice or snow, and the steering stability is deteriorated.
Furthermore, with recent improvements in road maintenance, not only grip performance on ice and snow but also fuel efficiency has been strongly demanded.
低燃費化する手法としてポリスルフィド系のシランカップリング剤を適用することなどにより良好な低燃費性を発現できるものの、加工性及び雪氷上性能に重要な低温時の柔らかさが悪化することがわかっている。また、低温時の柔らかさを実現するためにフィラー量を減じる手法などが知られているが、そのようにした場合には、引き換えにウェットグリップ性能が悪化してしまう。 Although low fuel consumption can be achieved by applying polysulfide-based silane coupling agents as a way to reduce fuel consumption, it has been found that softness at low temperatures, which is important for workability and performance on snow and ice, deteriorates. Yes. Further, a technique of reducing the amount of filler in order to realize softness at a low temperature is known, but in such a case, wet grip performance is deteriorated in exchange.
一方、低燃費性、ウェットグリップ性能等をバランス良く改善する方法としては、特定軟化点を持つ固体樹脂と特定の軟化剤との溶融混合物を含有するゴム組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、特定の共役ジエン系重合体とシリカとをそれぞれ特定量配合したゴム組成物が開示されている(例えば、特許文献2、3参照。)。 On the other hand, as a method for improving fuel economy, wet grip performance and the like in a well-balanced manner, a rubber composition containing a molten mixture of a solid resin having a specific softening point and a specific softening agent is disclosed (for example, a patent Reference 1). Further, a rubber composition in which a specific amount of a specific conjugated diene polymer and silica are blended is disclosed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
このように、低燃費性、ウェットグリップ性能等をバランス良く改善する方法が種々検討されている。しかしながら、例えば、特許文献1は、固体樹脂と液状樹脂とを組み合わせることにより、低燃費性、グリップ性能(特にウェットグリップ性能)、耐摩耗性を改善できることを提案しているが、具体的に用いられているジエン系ゴムは従来の変性基を用いた変性SBRであり、このようなゴム組成物は低燃費性が低い傾向があり、改善の余地のある方法である。また、特許文献2は、特定の変性基で変性されたジエン系ゴムを配合することにより、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性がバランスよく改善されることを提案しており、特許文献3は、ガラス転移温度の低い固体樹脂配合系において、特定の変性剤と特定のシランカップリング剤を組合せることで、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性を満足させることを提案している。しかしながら、特許文献2及び3に記載の方法では、冬用空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤ用としては氷上や雪上でのグリップ性能が充分ではなかった。
上述のように、冬用空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤにおいて、低燃費性と氷上や雪上でのグリップ性能とを両立させることには改善の余地があった。
Thus, various methods for improving fuel economy, wet grip performance and the like in a well-balanced manner have been studied. However, for example, Patent Document 1 proposes that low fuel consumption, grip performance (particularly wet grip performance), and wear resistance can be improved by combining a solid resin and a liquid resin. The diene rubber that has been used is a modified SBR using a conventional modifying group, and such a rubber composition tends to have a low fuel consumption and is a method with room for improvement. Patent Document 2 proposes that fuel efficiency, wet grip performance, wear resistance and processability are improved in a well-balanced manner by blending a diene rubber modified with a specific modifying group. Patent Document 3 satisfies low fuel consumption, wet grip performance, wear resistance and workability by combining a specific modifier and a specific silane coupling agent in a solid resin compounding system having a low glass transition temperature. Propose to let you. However, in the methods described in Patent Documents 2 and 3, the grip performance on ice or snow is not sufficient for winter pneumatic tires, particularly studless tires.
As described above, there is room for improvement in achieving both low fuel consumption and grip performance on ice and snow in winter pneumatic tires, particularly studless tires.
本発明は、前記課題を解決し、ウェットグリップ性能を維持又は改善しつつ、転がり抵抗(低燃費性)、雪氷上での制動力(雪氷上性能)、耐摩耗性をバランス良く改善した冬用空気入りタイヤを生産性良く提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems and maintains or improves wet grip performance while improving rolling resistance (low fuel consumption), braking power on snow and ice (performance on snow and ice), and wear resistance in a well-balanced manner. An object is to provide a pneumatic tire with high productivity.
本発明は、ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する冬用空気入りタイヤであって、上記ゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、並びに、下記式(I)及び/又は(II)で示されるポリスルフィド化合物を含み、加硫薬品の混練工程より前の工程において、上記ポリスルフィド化合物を混練して得られることを特徴とする冬用空気入りタイヤに関する。 The present invention is a winter pneumatic tire having a tread produced using a rubber composition, wherein the rubber composition includes a rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and the following formula (I ) And / or (II), and a winter pneumatic tire characterized by being obtained by kneading the polysulfide compound in a step prior to the vulcanizing chemical kneading step.
上記式(I)中、R1は、同一又は異なって、置換基を有してもよい炭素数3〜15の1価の炭化水素基を表す。nは、2〜6の整数を表す。 In the above formula (I), R 1 is, same or different, represent a monovalent hydrocarbon group which may having 3 to 15 carbon atoms have a substituent. n represents an integer of 2 to 6.
上記式(II)中、R2は、同一又は異なって、置換基を有してもよい炭素数3〜15の2価の炭化水素基を表す。mは、2〜6の整数を表す。 In the formula (II), R 2 is the same or different and each represents a divalent hydrocarbon group which may having 3 to 15 carbon atoms have a substituent. m represents an integer of 2 to 6.
上記ゴム成分100質量%中、ジエン系ゴムの含有量が40〜80質量%であり、ポリイソプレン系ゴムの含有量が20〜60質量%であることが好ましい。 In 100% by mass of the rubber component, the content of diene rubber is preferably 40 to 80% by mass, and the content of polyisoprene rubber is preferably 20 to 60% by mass.
上記ゴム成分100質量部に対する上記シリカの含有量が10〜80質量部であることが好ましい。 It is preferable that content of the said silica with respect to 100 mass parts of said rubber components is 10-80 mass parts.
上記シリカ100質量部に対する上記ポリスルフィド化合物の含有量が0.5〜20質量部であることが好ましい。 It is preferable that content of the said polysulfide compound with respect to 100 mass parts of said silica is 0.5-20 mass parts.
上記シリカ100質量部に対する上記メルカプト基を有するシランカップリング剤の含有量が0.5〜20質量部であることが好ましい。 It is preferable that content of the said silane coupling agent which has the said mercapto group with respect to 100 mass parts of said silicas is 0.5-20 mass parts.
上記メルカプト基を有するシランカップリング剤が、下記式(1)で表される化合物、及び/又は、下記式(2)で示される結合単位Aと下記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物であることが好ましい。 The silane coupling agent having the mercapto group is a compound represented by the following formula (1) and / or a binding unit A represented by the following formula (2) and a binding unit B represented by the following formula (3): It is preferable that it is a compound containing.
上記式(1)中、R101〜R103は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基、又は、−O−(R111−O)z−R112(z個のR111は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表す。z個のR111はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R112は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、又は、炭素数7〜30のアラルキル基を表す。zは、1〜30の整数を表す。)で表される基を表す。R101〜R103はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R104は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜6のアルキレン基を表す。 In the above formula (1), R 101 to R 103 are each a branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or —O— (R 111 -O) z -R 112 (z pieces by R 111, the .z pieces by R 111 representing a divalent hydrocarbon group of branched or unbranched C1-30 may respectively be the same or different. R 112 is a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl having 7 to 30 carbon atoms. Represents a group, and z represents an integer of 1 to 30). R 101 to R 103 may be the same or different from each other. R 104 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
上記式(2)及び式(3)中、xは0以上の整数、yは1以上の整数である。R201は、水素原子、ハロゲン原子、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基、又は、該アルキル基の末端の水素原子が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを表す。R202は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、又は、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基を表す。R201とR202とで環構造を形成してもよい。 In the above formulas (2) and (3), x is an integer of 0 or more, and y is an integer of 1 or more. R 201 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a branched or unbranched C 1-30 alkyl group, a branched or unbranched C 2-30 alkenyl group, a branched or unbranched C 2-30 alkynyl group. Or a group in which the hydrogen atom at the terminal of the alkyl group is substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group. R 202 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. R 201 and R 202 may form a ring structure.
上記シリカが、窒素吸着比表面積が125m2/g以下であるシリカ(1)及び窒素吸着比表面積が155m2/g以上であるシリカ(2)を含むことが好ましい。 The silica preferably contains silica (1) having a nitrogen adsorption specific surface area of 125 m 2 / g or less and silica (2) having a nitrogen adsorption specific surface area of 155 m 2 / g or more.
上記ゴム組成物が、更に、ガラス転移温度が−40〜45℃の樹脂を、上記ゴム成分100質量部に対して1〜30質量部含むことが好ましい。 The rubber composition preferably further contains 1 to 30 parts by mass of a resin having a glass transition temperature of −40 to 45 ° C. with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
また、上記冬用空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤであることが好ましい。 The winter pneumatic tire is preferably a studless tire.
本発明によれば、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、及び、特定のポリスルフィド化合物を含むゴム組成物であって、当該特定のポリスルフィド化合物を加硫薬品の混練工程より前の工程において混練して得られるゴム組成物を用いて作製されるトレッドを有する冬用空気入りタイヤであるので、ウェットグリップ性能を維持又は改善しつつ、転がり抵抗(低燃費性)、雪氷上での制動力(雪氷上性能)、耐摩耗性をバランス良く改善した冬用空気入りタイヤを生産性良く提供できる。 According to the present invention, a rubber composition comprising a rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and a specific polysulfide compound, the specific polysulfide compound before the vulcanizing chemical kneading step. Since it is a winter pneumatic tire having a tread produced using a rubber composition obtained by kneading in the process, while maintaining or improving wet grip performance, rolling resistance (low fuel consumption), on snow and ice It is possible to provide winter pneumatic tires with improved productivity in a balanced manner in terms of braking power (performance on snow and ice) and wear resistance.
本発明におけるゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、及び、特定のポリスルフィド化合物を含むものである。ゴム成分とシリカを含む配合において、低燃費性などの性能向上の効果が期待できるものの、加工性の低下が懸念されるメルカプト基を有するシランカップリング剤と、特定のポリスルフィド化合物とを配合することで、加工性が改善されると同時に、低燃費性、雪氷上性能、耐摩耗性の改善効果も発揮され、これらの性能バランスを相乗的に改善できる。すなわち、特定のポリスルフィド化合物を単独で配合した場合には、加工性、雪氷上性能、耐摩耗性が悪化し、低燃費性もほとんど改善できないにも関わらず、単独で配合した場合には加工性の悪化を招くメルカプト基を有するシランカップリング剤と共に配合することにより、ウェットグリップ性能を維持又は改善しつつ、加工性を改善でき、雪氷上性能、耐摩耗性、低燃費性においても足し合わせ以上の効果が得られる。 The rubber composition in the present invention contains a rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and a specific polysulfide compound. In a compound containing a rubber component and silica, a silane coupling agent having a mercapto group, which is expected to have an effect of improving the performance such as low fuel consumption, but has a concern about a decrease in processability, and a specific polysulfide compound Thus, the workability is improved, and at the same time, the fuel economy, the performance on snow and ice, and the wear resistance are improved, and the performance balance can be improved synergistically. That is, when a specific polysulfide compound is blended alone, the processability, performance on snow and ice, and abrasion resistance deteriorate, and the fuel efficiency can hardly be improved. By combining with a silane coupling agent having a mercapto group that causes deterioration of the wettability, it is possible to improve processability while maintaining or improving wet grip performance, and in addition to snow and ice performance, wear resistance, and low fuel consumption. The effect is obtained.
また、本発明におけるゴム組成物は、通常、硫黄、加硫促進剤などの加硫薬品(加硫剤及び加硫促進剤)以外の薬品を混練するベース練り工程と、該工程で得られた混練物に加硫薬品を添加して混練する仕上げ練り工程とをこの順に行って製造されるが、ここで本発明においては、上記ポリスルフィド化合物を仕上げ練り工程より前に行われるベース練り工程で混練するものである。これにより、加工性が劇的に向上するとともに、前記性能バランスをより顕著に改善することができる。 The rubber composition in the present invention is usually obtained by a base kneading step of kneading chemicals other than vulcanizing chemicals (vulcanizing agent and vulcanizing accelerator) such as sulfur and vulcanization accelerator, and the step. The kneaded product is manufactured by performing a finishing kneading step in which kneaded chemicals are added and kneaded in this order. In the present invention, the polysulfide compound is kneaded in the base kneading step performed before the finishing kneading step. To do. Thereby, the workability is dramatically improved and the performance balance can be improved more remarkably.
本発明の冬用空気入りタイヤは、このようにして得られるゴム組成物を用いて作製したトレッドを有するものであるので、ウェットグリップ性能を維持又は改善しつつ、転がり抵抗(低燃費性)、雪氷上での制動力(雪氷上性能)、耐摩耗性をバランス良く改善したものとなる。また、未加硫ゴムの加工性が改善されているため、該タイヤを生産性良く製造できる。 Since the pneumatic tire for winter of the present invention has a tread produced using the rubber composition thus obtained, the rolling resistance (low fuel consumption), while maintaining or improving the wet grip performance, The braking power on snow and ice (performance on snow and ice) and wear resistance are improved in a well-balanced manner. Moreover, since the processability of unvulcanized rubber is improved, the tire can be produced with high productivity.
上記ゴム成分は、ゴム成分100質量%中、ジエン系ゴムを40〜80質量%、ポリイソプレン系ゴムを20〜60質量%含むことが好ましい。また、更にジエン系ゴム及びポリイソプレン系ゴム以外のその他のゴム成分を含んでいてもよい。
なお、本明細書において、ジエン系ゴムとは、ポリイソプレン系ゴム以外のジエン系ゴムを意味する。上述の相乗的な改善効果は、ゴム成分としてポリイソプレン系ゴムを配合した場合に特に発揮されるものである。
The rubber component preferably contains 40 to 80% by mass of diene rubber and 20 to 60% by mass of polyisoprene rubber in 100% by mass of the rubber component. Furthermore, other rubber components other than the diene rubber and the polyisoprene rubber may be included.
In the present specification, the diene rubber means a diene rubber other than the polyisoprene rubber. The above-described synergistic improvement effect is particularly exhibited when polyisoprene rubber is blended as a rubber component.
上記ジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分100質量%中、40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、50質量%以上が更に好ましい。40質量%未満であると雪氷上性能、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。80質量%を超えると加工性を担保できない傾向がある。 The content of the diene rubber is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and still more preferably 50% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component. If it is less than 40% by mass, the performance on snow and ice and the wear resistance tend to decrease. Moreover, 80 mass% or less is preferable, 75 mass% or less is more preferable, and 70 mass% or less is still more preferable. When it exceeds 80% by mass, there is a tendency that processability cannot be secured.
上記ポリイソプレン系ゴムの含有量は、ゴム成分100質量%中、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましい。また、60質量%以下が好ましく、55質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。20質量%未満である場合、本発明の効果が充分に得られないおそれがある。一方、60質量%を超える場合、加工性が悪化したり、耐摩耗性が悪化したり、充分な雪氷上性能が得られなかったりする傾向にある。 The content of the polyisoprene-based rubber is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, in 100% by mass of the rubber component. Moreover, 60 mass% or less is preferable, 55 mass% or less is more preferable, and 50 mass% or less is still more preferable. If it is less than 20% by mass, the effects of the present invention may not be sufficiently obtained. On the other hand, when it exceeds 60 mass%, workability tends to deteriorate, wear resistance tends to deteriorate, and sufficient performance on snow and ice tends not to be obtained.
本発明においては、前記効果が充分に得られるという点から、ゴム成分100質量%中のジエン系ゴム及びポリイソプレン系ゴムの合計含有量が、70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であってもよい。 In the present invention, the total content of the diene rubber and the polyisoprene rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 70% by mass or more, and 90% by mass from the viewpoint that the above effects can be sufficiently obtained. More preferably, it may be 100% by mass.
上記ジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレンイソプレンゴム(SIR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。これらの中でも、BR、SBRが好ましく、耐摩耗性、雪氷上性能、低燃費性、操縦安定性、ウェットグリップ性能の観点から、BRがより好ましい。 Examples of the diene rubber include styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), butadiene-isoprene rubber, styrene isoprene rubber (SIR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber ( NBR). Among these, BR and SBR are preferable, and BR is more preferable from the viewpoints of wear resistance, performance on snow and ice, fuel efficiency, handling stability, and wet grip performance.
上記BRとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B、JSR(株)製のBR51、T700、BR730等の高シス含有量のBR(高シスBR)や、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。なかでも、ヒステリシスロスを低減して低燃費性を改善でき、また力学強度、操縦安定性の観点から高シスBRが好ましい。ここで、高シスBRのシス含有量は、95質量%以上が好ましい。また、上記SBRとしては、乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合SBR(S−SBR)や、これらの変性SBRなど、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The BR is not particularly limited, and for example, BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., BR130B, BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd., BR51, T700, BR730 manufactured by JSR Co., Ltd. (High cis BR), BR containing a syndiotactic polybutadiene crystal such as VCR 412 and VCR 617 manufactured by Ube Industries, Ltd. can be used. Among them, high cis BR is preferable from the viewpoints of reduction in hysteresis loss and improvement in fuel efficiency, and dynamic strength and handling stability. Here, the cis content of the high cis BR is preferably 95% by mass or more. Moreover, as said SBR, what is common in the tire industry, such as emulsion polymerization SBR (E-SBR), solution polymerization SBR (S-SBR), and these modified SBR, can be used.
上記ポリイソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)やポリイソプレンゴム(IR)などが挙げられる。NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(HPNR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。同様に、IRについても、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。ポリイソプレン系ゴムを配合することで、ゴムの硬度や強度が向上するとともに、混練り時のゴムの纏まりが良くなり、加工性を改善できる。上記ポリイソプレン系ゴムとしては、なかでも、NRが好ましい。 Examples of the polyisoprene rubber include natural rubber (NR) and polyisoprene rubber (IR). NR is not particularly limited. For example, SIR20, RSS # 3, TSR20, deproteinized natural rubber (DPNR), high purity natural rubber (HPNR), epoxidized natural rubber (ENR), etc., which are common in the tire industry Can be used. Similarly, IR that is common in the tire industry can be used. By blending the polyisoprene-based rubber, the hardness and strength of the rubber are improved, and the rubber is better packed at the time of kneading, so that the workability can be improved. Among these polyisoprene rubbers, NR is preferable.
上記その他のゴム成分としては、例えば、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−オクテン共重合体などが挙げられる。 Examples of the other rubber components include butyl rubber (IIR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), ethylene-propylene copolymer, and ethylene-octene copolymer.
本発明におけるゴム成分としては、上述したもののうち、雪氷上性能、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性をバランス良く改善できるという点から、NRとBRとを含む形態が好ましく、NRとBRとからなる形態、NR、BR及びSBRからなる形態がより好ましい。特に、ゴム成分がNRとBRとからなる形態であることは本発明の好適な実施形態の1つである。ゴム成分がNRとBRとを含む場合に、上述の相乗的な改善効果がより好適に得られる。 As the rubber component in the present invention, among those described above, a form containing NR and BR is preferable from the viewpoint that the performance on snow and ice, fuel efficiency, wet grip performance, wear resistance and workability can be improved in a balanced manner. A form composed of NR and BR and a form composed of NR, BR and SBR are more preferred. In particular, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the rubber component is in the form of NR and BR. When the rubber component contains NR and BR, the above-described synergistic improvement effect can be more suitably obtained.
本発明におけるゴム組成物はシリカを含有する。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。使用できるシリカとしては、例えば、後述するシリカ(1)又は(2)として例示されるものを挙げることができる。シリカは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 The rubber composition in the present invention contains silica. The silica is not particularly limited, and examples thereof include dry method silica (anhydrous silica), wet method silica (hydrous silica) and the like, and wet method silica is preferable because of its large number of silanol groups. As silica which can be used, what is illustrated as silica (1) or (2) mentioned later can be mentioned, for example. Silica may be used alone or in combination of two or more.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは20m2/g以上、より好ましくは30m2/g以上、更に好ましくは50m2/g以上、特に好ましくは100m2/g以上である。20m2/g未満では、補強効果が小さく、耐摩耗性や破壊強度が低下する傾向がある。また、操縦安定性やウェットグリップ性能も低下する傾向がある。シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは400m2/g以下、より好ましくは360m2/g以下、更に好ましくは300m2/g以下、特に好ましくは240m2/g以下である。400m2/gを超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性や加工性が悪化する傾向がある。一方で、シリカの窒素吸着比表面積が上記範囲内であれば、低燃費性及び加工性がバランス良く得られる。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 30 m 2 / g or more, still more preferably 50 m 2 / g or more, and particularly preferably 100 m 2 / g or more. If it is less than 20 m 2 / g, the reinforcing effect is small, and the wear resistance and fracture strength tend to be lowered. In addition, steering stability and wet grip performance tend to decrease. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 400 m 2 / g or less, more preferably 360 m 2 / g or less, still more preferably 300 m 2 / g or less, and particularly preferably 240 m 2 / g or less. When it exceeds 400 m < 2 > / g, it will become difficult to disperse | distribute a silica and there exists a tendency for low-fuel-consumption property and workability to deteriorate. On the other hand, if the nitrogen adsorption specific surface area of silica is within the above range, low fuel consumption and workability can be obtained in a well-balanced manner.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以上であることが好ましく、15質量部以上がより好ましく、20質量部以上が更に好ましく、30質量部以上がより更に好ましく、45質量部以上が特に好ましい。最も好ましくは60質量部以上である。10質量部未満であると、シリカを配合した効果が充分に得られず、低燃費性、耐摩耗性、操縦安定性、ウェットグリップ性能が悪化する傾向がある。また、シリカの含有量は、150質量部以下であることが好ましく、100質量部以下がより好ましく、80質量部以下が更に好ましい。特に好ましくは75質量部以下、最も好ましくは70質量部以下である。150質量部を超えると、ゴム組成物中においてシリカが均一に分散することが困難となり、ゴム組成物の加工性が悪化するおそれがあり、また、低燃費性、耐摩耗性が悪化する傾向がある。 The content of silica is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass or more, still more preferably 30 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. 45 parts by mass or more is particularly preferable. Most preferably, it is 60 mass parts or more. When the amount is less than 10 parts by mass, the effect of blending silica cannot be sufficiently obtained, and the fuel economy, wear resistance, steering stability, and wet grip performance tend to deteriorate. Moreover, it is preferable that content of a silica is 150 mass parts or less, 100 mass parts or less are more preferable, and 80 mass parts or less are still more preferable. Especially preferably, it is 75 mass parts or less, Most preferably, it is 70 mass parts or less. If it exceeds 150 parts by mass, it will be difficult to uniformly disperse silica in the rubber composition, the processability of the rubber composition may be deteriorated, and the fuel economy and wear resistance tend to be deteriorated. is there.
本発明では、シリカとして、下記条件を満たすシリカ(1)及びシリカ(2)を併用してもよい。シリカ(1)とシリカ(2)とを併用することにより、転がり抵抗の低減と破壊強度の向上とを両立でき、また、加工性を更に顕著に向上させることができ、低燃費性、雪氷上性能も更に良好なものとなる。 In the present invention, silica (1) and silica (2) satisfying the following conditions may be used in combination as silica. By using both silica (1) and silica (2), it is possible to achieve both reduction of rolling resistance and improvement of breaking strength, and further remarkably improve workability, low fuel consumption, on snow and ice. The performance will be even better.
シリカ(1)の窒素吸着比表面積(N2SA)は好ましくは125m2/g以下、より好ましくは100m2/g以下、更に好ましくは80m2/g以下、特に好ましくは60m2/g以下である。125m2/gを超えると、シリカ(2)とブレンドすることによる効果が小さい。また、シリカ(1)のN2SAは好ましくは20m2/g以上、より好ましくは30m2/g以上である。20m2/g未満では、得られるゴム組成物のゴムの硬度や破壊強度が低下する傾向がある。 Silica (1) a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is preferably 125m 2 / g or less, more preferably 100 m 2 / g or less, more preferably 80 m 2 / g or less, particularly preferably 60 m 2 / g or less is there. If it exceeds 125 m 2 / g, the effect of blending with silica (2) is small. Further, N 2 SA of silica (1) is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 30 m 2 / g or more. If it is less than 20 m < 2 > / g, there exists a tendency for the hardness and fracture strength of the rubber | gum of the rubber composition obtained to fall.
シリカ(1)としては特に限定されず、たとえば、デグッサ社製のウルトラジル360、ローディア社製のZ40、ローディア社製のRP80などとして入手できる。 Silica (1) is not particularly limited and can be obtained, for example, as Ultrazil 360 manufactured by Degussa, Z40 manufactured by Rhodia, RP80 manufactured by Rhodia, or the like.
シリカ(1)としては、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As silica (1), only 1 type may be used and it may be used in combination of 2 or more type.
シリカ(1)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上が更に好ましい。5質量部未満では、転がり抵抗を充分に低減させられない傾向がある。また、シリカ(1)の含有量は70質量部以下が好ましく、65質量部以下がより好ましく、50質量部以下が更に好ましい。70質量部を超えると、転がり抵抗を低減させることはできても、加工性、ゴムの硬度や破壊強度が低下する傾向がある。 5 mass parts or more are preferable with respect to 100 mass parts of rubber components, as for content of a silica (1), 10 mass parts or more are more preferable, and 20 mass parts or more are still more preferable. If the amount is less than 5 parts by mass, the rolling resistance tends not to be sufficiently reduced. Moreover, 70 mass parts or less are preferable, as for content of a silica (1), 65 mass parts or less are more preferable, and 50 mass parts or less are still more preferable. If it exceeds 70 parts by mass, the rolling resistance can be reduced, but the workability, the hardness of the rubber and the fracture strength tend to be reduced.
シリカ(2)の窒素吸着比表面積(N2SA)は好ましくは155m2/g以上、より好ましくは170m2/g以上、更に好ましくは180m2/g以上、特に好ましくは190m2/g以上である。155m2/g未満では、シリカ(1)とブレンドすることによる転がり抵抗の低減とウェットグリップ性能の向上との両立が充分とはならないおそれがある。また、シリカ(2)のN2SAは好ましくは400m2/g以下、より好ましくは360m2/g以下、更に好ましくは300m2/g以下、特に好ましくは240m2/g以下、最も好ましくは210m2/g以下である。400m2/gを超えると、加工性が悪化するだけでなく、転がり抵抗も充分に低減させられない傾向がある。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica (2) is preferably 155 m 2 / g or more, more preferably 170 m 2 / g or more, still more preferably 180 m 2 / g or more, particularly preferably 190 m 2 / g or more. is there. If it is less than 155 m < 2 > / g, there exists a possibility that coexistence with the reduction | decrease of rolling resistance by blending with a silica (1) and the improvement of wet grip performance may not become enough. Further, N 2 SA of silica (2) is preferably 400 m 2 / g or less, more preferably 360 m 2 / g or less, further preferably 300 m 2 / g or less, particularly preferably 240 m 2 / g or less, and most preferably 210 m. 2 / g or less. When it exceeds 400 m 2 / g, not only the workability is deteriorated, but also the rolling resistance tends not to be sufficiently reduced.
シリカ(2)としては特に限定されず、たとえば、ローディア社製のゼオシル1205MP、デグッサ社製のウルトラジルVN3−Gなどとして入手できる。 Silica (2) is not particularly limited, and for example, it can be obtained as Rhosil Zeosyl 1205MP, Degussa Ultrasil VN3-G, or the like.
シリカ(2)としては、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As silica (2), only 1 type may be used and it may be used in combination of 2 or more type.
シリカ(2)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上が更に好ましい。5質量部未満では、充分な破壊強度が得られない傾向がある。また、シリカ(2)の含有量は70質量部以下が好ましく、65質量部以下がより好ましく、55質量部以下が更に好ましい。70質量部を超えると、破壊強度は向上しても、加工性が悪化する傾向がある。 5 mass parts or more are preferable with respect to 100 mass parts of rubber components, as for content of a silica (2), 10 mass parts or more are more preferable, and 20 mass parts or more are still more preferable. If it is less than 5 parts by mass, there is a tendency that sufficient fracture strength cannot be obtained. Moreover, 70 mass parts or less are preferable, as for content of a silica (2), 65 mass parts or less are more preferable, and 55 mass parts or less are still more preferable. If it exceeds 70 parts by mass, the workability tends to deteriorate even if the fracture strength is improved.
シリカ(1)とシリカ(2)の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、特に好ましくは30質量部以上、最も好ましくは45質量部以上である。10質量部未満では、シリカ(1)とシリカ(2)をブレンドすることによる充分な補強効果が得られないおそれがある。また、シリカ(1)とシリカ(2)の合計含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下、特に好ましくは70質量部以下である。150質量部を超えると、ゴム組成物中において、シリカが均一に分散することが困難となり、ゴム組成物の加工性が悪化するだけでなく、転がり抵抗も増大するおそれがある。 The total content of silica (1) and silica (2) is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of the rubber component. 30 parts by mass or more, most preferably 45 parts by mass or more. If it is less than 10 mass parts, there exists a possibility that the sufficient reinforcement effect by blending a silica (1) and a silica (2) may not be acquired. The total content of silica (1) and silica (2) is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, still more preferably 80 parts by mass or less, and particularly preferably 70 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, it will be difficult for silica to be uniformly dispersed in the rubber composition, and not only the processability of the rubber composition will deteriorate, but also the rolling resistance may increase.
シリカ(1)の含有量及びシリカ(2)の含有量は、以下の式を満たすことが好ましい。なお、ここで、シリカの含有量とは、ゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)を意味する。
〔シリカ(1)の含有量〕×0.2≦〔シリカ(2)の含有量〕≦〔シリカ(1)の含有量〕×6.5
シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の0.2倍以上が好ましく、0.5倍以上がより好ましい。0.2倍未満では、破壊強度が低下するおそれがある。また、シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の6.5倍以下が好ましく、4倍以下がより好ましく、2倍以下が更に好ましい。6.5倍を超えると、転がり抵抗が増大するおそれがある。
The content of silica (1) and the content of silica (2) preferably satisfy the following formula. In addition, content of a silica means content (mass part) with respect to 100 mass parts of rubber components here.
[Content of silica (1)] × 0.2 ≦ [Content of silica (2)] ≦ [Content of silica (1)] × 6.5
The content of silica (2) is preferably 0.2 times or more, more preferably 0.5 times or more of the content of silica (1). If it is less than 0.2 times, the fracture strength may decrease. Further, the content of silica (2) is preferably 6.5 times or less, more preferably 4 times or less, and still more preferably 2 times or less of the content of silica (1). If it exceeds 6.5 times, rolling resistance may increase.
本発明におけるゴム組成物は、メルカプト基(−SH)を有するシランカップリング剤を含有する。メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、下記式(1)で表される化合物、及び/又は、下記式(2)で示される結合単位Aと下記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物を好適に使用できる。 The rubber composition in the present invention contains a silane coupling agent having a mercapto group (—SH). As a silane coupling agent having a mercapto group, a compound represented by the following formula (1) and / or a binding unit A represented by the following formula (2) and a binding unit B represented by the following formula (3) A compound containing can be preferably used.
上記式(1)中、R101〜R103は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基、又は、−O−(R111−O)z−R112(z個のR111は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表す。z個のR111はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R112は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、又は、炭素数7〜30のアラルキル基を表す。zは、1〜30の整数を表す。)で表される基を表す。R101〜R103はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R104は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜6のアルキレン基を表す。 In the above formula (1), R 101 to R 103 are each a branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or —O— (R 111 -O) z -R 112 (z pieces by R 111, the .z pieces by R 111 representing a divalent hydrocarbon group of branched or unbranched C1-30 may respectively be the same or different. R 112 is a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl having 7 to 30 carbon atoms. Represents a group, and z represents an integer of 1 to 30). R 101 to R 103 may be the same or different from each other. R 104 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
上記式(2)及び式(3)中、xは0以上の整数、yは1以上の整数である。R201は、水素原子、ハロゲン原子、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基、又は、該アルキル基の末端の水素原子が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを表す。R202は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、又は、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基を表す。R201とR202とで環構造を形成してもよい。 In the above formulas (2) and (3), x is an integer of 0 or more, and y is an integer of 1 or more. R 201 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a branched or unbranched C 1-30 alkyl group, a branched or unbranched C 2-30 alkenyl group, a branched or unbranched C 2-30 alkynyl group. Or a group in which the hydrogen atom at the terminal of the alkyl group is substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group. R 202 represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. R 201 and R 202 may form a ring structure.
以下、上記式(1)で表される化合物について説明する。 Hereinafter, the compound represented by the formula (1) will be described.
上記式(1)で表される化合物を使用することで、シリカが良好に分散し、本発明の効果が良好に得られ、特に、雪氷上性能、低燃費性をより顕著に改善できる。 By using the compound represented by the above formula (1), silica is well dispersed and the effects of the present invention can be obtained satisfactorily. Particularly, the performance on snow and ice and the fuel efficiency can be remarkably improved.
R101〜R103は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基、又は、−O−(R111−O)z−R112で表される基を表す。本発明の効果が良好に得られるという点から、R101〜R103は、少なくとも1つが−O−(R111−O)z−R112で表される基であることが好ましく、2つが−O−(R111−O)z−R112で表される基であり、かつ、1つが分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基であることがより好ましい。 R 101 to R 103 are each a branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or —O— (R 111 —O) z —R 112. Represents a group represented by From the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained satisfactorily, at least one of R 101 to R 103 is preferably a group represented by —O— (R 111 —O) z —R 112 , and two of them are — More preferably, it is a group represented by O— (R 111 —O) z —R 112 , and one is a branched or unbranched C 1-12 alkoxy group.
R101〜R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12(好ましくは炭素数1〜5)のアルキル基としては、例えば、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、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) represented by R 101 to R 103 include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and n-butyl. Group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group and the like.
R101〜R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12(好ましくは炭素数1〜5)のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトシキ基、tert−ブトシキ基、ペンチルオキシ基、へキシルオキシ基、へプチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) of R 101 to R 103 include, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n- Examples include butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, 2-ethylhexyloxy, octyloxy, nonyloxy and the like.
R101〜R103の−O−(R111−O)z−R112において、R111は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜3)の2価の炭化水素基を表す。
該炭化水素基としては、例えば、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基、炭素数6〜30のアリーレン基などがあげられる。中でも、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基が好ましい。
In —O— (R 111 —O) z —R 112 of R 101 to R 103 , R 111 represents a branched or unbranched carbon number of 1 to 30 (preferably having 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 carbon number). To 3) a divalent hydrocarbon group.
Examples of the hydrocarbon group include a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, and a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. And an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. Of these, a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms is preferable.
R111の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜3)のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms) of R 111 include, for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, undecylene group, dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like.
R111の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数2〜3)のアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched carbon atoms 2-30 alkenylene group (preferably 2 to 15 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms) of R 111, for example, vinylene group, propenylene group, 2-propenylene Group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like.
R111の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数2〜3)のアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched carbon atoms 2-30 alkynylene group (preferably 2 to 15 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms) of R 111, for example, ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group Hexynylene group, heptynylene group, octynylene group, noninylene group, decynylene group, undecynylene group, dodecynylene group and the like.
R111の炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜15)のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基などがあげられる。 Examples of the arylene group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 15 carbon atoms) of R 111 include a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, and a naphthylene group.
zは1〜30(好ましくは2〜20、より好ましくは3〜7、さらに好ましくは5〜6)の整数を表す。 z represents an integer of 1 to 30 (preferably 2 to 20, more preferably 3 to 7, further preferably 5 to 6).
R112は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基を表す。中でも、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。 R 112 represents a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. Represent. Of these, a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferable.
R112の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数3〜25、より好ましくは炭素数10〜15)のアルキル基としては、例えば、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、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 3 to 25 carbon atoms, more preferably 10 to 15 carbon atoms) of R 112 include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, Isopropyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl , Dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, octadecyl group and the like.
R112の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数3〜25、より好ましくは炭素数10〜15)のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms (preferably 3 to 25 carbon atoms, more preferably 10 to 15 carbon atoms) for R 112 include, for example, a vinyl group, a 1-propenyl group, and 2-propenyl. Group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group Group, pentadecenyl group, octadecenyl group and the like.
R112の炭素数6〜30(好ましくは炭素数10〜20)のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基などがあげられる。 Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 10 to 20 carbon atoms) of R 112 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group.
R112の炭素数7〜30(好ましくは炭素数10〜20)のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などがあげられる。 Examples of the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms (preferably 10 to 20 carbon atoms) of R 112 include a benzyl group and a phenethyl group.
−O−(R111−O)z−R112で表される基の具体例としては、例えば、−O−(C2H4−O)5−C11H23、−O−(C2H4−O)5−C12H25、−O−(C2H4−O)5−C13H27、−O−(C2H4−O)5−C14H29、−O−(C2H4−O)5−C15H31、−O−(C2H4−O)3−C13H27、−O−(C2H4−O)4−C13H27、−O−(C2H4−O)6−C13H27、−O−(C2H4−O)7−C13H27などがあげられる。中でも、−O−(C2H4−O)5−C11H23、−O−(C2H4−O)5−C13H27、−O−(C2H4−O)5−C15H31、−O−(C2H4−O)6−C13H27が好ましい。 Specific examples of the group represented by —O— (R 111 —O) z —R 112 include, for example, —O— (C 2 H 4 —O) 5 —C 11 H 23 , —O— (C 2 H 4 -O) 5 -C 12 H 25, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 14 H 29, -O - (C 2 H 4 -O) 5 -C 15 H 31, -O- (C 2 H 4 -O) 3 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 4 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 6 -C 13 H 27, such as -O- (C 2 H 4 -O) 7 -C 13 H 27 and the like. Among these, -O- (C 2 H 4 -O ) 5 -C 11 H 23, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 15 H 31, -O- (C 2 H 4 -O) 6 -C 13 H 27 are preferable.
R104の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜6(好ましくは炭素数1〜5)のアルキレン基としては、例えば、R111の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基と同様の基をあげることができる。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) of R 104 include the same groups as the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 111. Can give.
上記式(1)で表される化合物としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランや、下記式で表される化合物(EVONIK−DEGUSSA社製のSi363)などがあげられ、下記式で表される化合物を好適に使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the compound represented by the formula (1) include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, and the following formula: The compound represented by the following formula (Si363 manufactured by EVONIK-DEGUSSA) and the like can be used, and a compound represented by the following formula can be preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
次に、上記式(2)で示される結合単位Aと上記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物について説明する。 Next, the compound containing the bond unit A represented by the above formula (2) and the bond unit B represented by the above formula (3) will be described.
上記式(2)で示される結合単位Aと上記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物は、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのポリスルフィドシランに比べ、加工中の粘度上昇が抑制される。これは結合単位Aのスルフィド部分がC−S−C結合であるため、テトラスルフィドやジスルフィドに比べ熱的に安定であることから、ムーニー粘度の上昇が少ないためと考えられる。 The compound containing the bond unit A represented by the above formula (2) and the bond unit B represented by the above formula (3) is being processed compared to polysulfide silanes such as bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide. An increase in the viscosity of the resin is suppressed. This is presumably because the increase in Mooney viscosity is small because the sulfide portion of the bond unit A is a C—S—C bond and is thermally stable compared to tetrasulfide and disulfide.
また、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシランに比べ、スコーチ時間の短縮が抑制される。これは、結合単位Bはメルカプトシランの構造を持っているが、結合単位Aの−C7H15部分が結合単位Bの−SH基を覆うため、ポリマーと反応しにくく、スコーチが発生しにくいためと考えられる。 Moreover, the shortening of the scorch time is suppressed as compared with mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. This is because the bonding unit B has a structure of mercaptosilane, but the —C 7 H 15 part of the bonding unit A covers the —SH group of the bonding unit B, so that it does not easily react with the polymer and scorch is less likely to occur. This is probably because of this.
上述した加工中の粘度上昇を抑制する効果や、スコーチ時間の短縮を抑制する効果を高めることができるという点から、上記構造のシランカップリング剤において、結合単位Aの含有量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。また、結合単位Bの含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上であり、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下、さらに好ましくは55モル%以下である。また、結合単位A及びBの合計含有量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(2)、(3)と対応するユニットを形成していればよい。
In the silane coupling agent having the above structure, the content of the bond unit A is preferably 30 from the viewpoint that the effect of suppressing the increase in viscosity during processing and the effect of suppressing the shortening of the scorch time can be enhanced. It is at least mol%, more preferably at least 50 mol%, preferably at most 99 mol%, more preferably at most 90 mol%. Further, the content of the bond unit B is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, further preferably 10 mol% or more, preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, More preferably, it is 55 mol% or less. Further, the total content of the binding units A and B is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.
The content of the bond units A and B is an amount including the case where the bond units A and B are located at the terminal of the silane coupling agent. The form in which the bonding units A and B are located at the end of the silane coupling agent is not particularly limited, as long as the units corresponding to the formulas (2) and (3) indicating the bonding units A and B are formed. .
R201のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子などがあげられる。 Examples of the halogen atom for R 201 include a chlorine atom, a bromine atom, and a fluorine atom.
R201の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基としては、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、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などがあげられる。該アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 201 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1-12.
R201の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基などがあげられる。該アルケニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C 2-30 alkenyl group of R 201 include a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, and 2-pentenyl. Group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group and the like. The alkenyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
R201の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基などがあげられる。該アルキニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms of R 201 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonynyl group, decynyl group, undecynyl group, And dodecynyl group. The alkynyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
R202の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などがあげられる。該アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 202 include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, an undecylene group, Examples include dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
R202の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などがあげられる。該アルケニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C2-C30 alkenylene group of R202 include vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group and 2-pentenylene. Group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
R202の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などがあげられる。該アルキニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms R 202, ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group, hexynylene group, heptynylene group, octynylene group, nonynylene group, decynylene group, undecynylene group, And dodecynylene group. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
上記式(2)で示される結合単位Aと上記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3〜300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの−C7H15が覆うため、スコーチタイムが短くなることを抑制できるとともに、シリカやゴム成分との良好な反応性を確保することができる。 In the compound containing the bond unit A represented by the above formula (2) and the bond unit B represented by the above formula (3), the total of the repeating number (x) of the bonding unit A and the repeating number (y) of the bonding unit B Is preferably in the range of 3 to 300. Within this range, since the mercaptosilane of the bond unit B is covered by —C 7 H 15 of the bond unit A, it is possible to suppress the scorch time from being shortened and to have good reactivity with silica and rubber components. Can be secured.
上記式(2)で示される結合単位Aと上記式(3)で示される結合単位Bとを含む化合物としては、例えば、Momentive社製のNXT−Z30、NXT−Z45、NXT−Z60などを使用することができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the compound containing the binding unit A represented by the above formula (2) and the coupling unit B represented by the above formula (3), for example, NXT-Z30, NXT-Z45, NXT-Z60 manufactured by Momentive, etc. are used. can do. These may be used alone or in combination of two or more.
上記メルカプト基を有するシランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上、特に好ましくは4質量部以上である。0.5質量部未満では、低燃費性などの改善効果が充分に得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、特に好ましくは9質量部以下である。20質量部を超えると、ゴム強度、耐摩耗性が低下する傾向がある。 The content of the silane coupling agent having a mercapto group is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, still more preferably 2 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of silica. It is 4 parts by mass or more. If it is less than 0.5 parts by mass, there is a possibility that an improvement effect such as low fuel consumption cannot be obtained sufficiently. The content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 12 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less, and particularly preferably 9 parts by mass or less. If it exceeds 20 parts by mass, the rubber strength and wear resistance tend to decrease.
本発明においては、ゴム組成物は、上記メルカプト基を有するシランカップリング剤に加えて更にその他のシランカップリング剤を含有していてもよい。
上記その他のシランカップリング剤としては、例えば、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどが挙げられる。
In the present invention, the rubber composition may further contain another silane coupling agent in addition to the silane coupling agent having a mercapto group.
Examples of the other silane coupling agents include 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, and 2-triethoxy. Silylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-triethoxy Methoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-tri Toxisilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-diethoxymethylsilyl) Propyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazole tetrasulfide and the like.
本発明におけるゴム組成物は、下記式(I)及び/又は(II)で示されるポリスルフィド化合物を含有する。 The rubber composition in the present invention contains a polysulfide compound represented by the following formula (I) and / or (II).
上記式(I)中、R1は、同一又は異なって、置換基を有してもよい炭素数3〜15の1価の炭化水素基を表す。nは、2〜6の整数を表す。 In the above formula (I), R 1 is, same or different, represent a monovalent hydrocarbon group which may having 3 to 15 carbon atoms have a substituent. n represents an integer of 2 to 6.
上記式(II)中、R2は、同一又は異なって、置換基を有してもよい炭素数3〜15の2価の炭化水素基を表す。mは、2〜6の整数を表す。 In the formula (II), R 2 is the same or different and each represents a divalent hydrocarbon group which may having 3 to 15 carbon atoms have a substituent. m represents an integer of 2 to 6.
上記式(I)において、R1は、置換基を有してもよい炭素数3〜15の1価の炭化水素基であるが、該炭素数は、好ましくは5〜12、より好ましくは6〜10である。R1の1価の炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、また、飽和、不飽和炭化水素基(脂肪族、脂環式、芳香族炭化水素基など)のいずれでもよい。なかでも、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基が好ましい。 In the above formula (I), R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms which may have a substituent, and the carbon number is preferably 5 to 12, more preferably 6 -10. The monovalent hydrocarbon group for R 1 may be linear, branched or cyclic, and any of saturated and unsaturated hydrocarbon groups (aliphatic, alicyclic, aromatic hydrocarbon groups, etc.) But you can. Of these, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent is preferable.
R1としては、例えば、炭素数3〜15のアルキル基、置換アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アラルキル基、置換アラルキル基などが挙げられ、なかでも、アラルキル基、置換アラルキル基が好ましい。ここで、アルキル基としては、ブチル基、オクチル基;シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基;アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基;などが挙げられ、置換基としては、オキソ基(=O)、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、アセチル基、アミド基、イミド基などの極性基などが挙げられる。 Examples of R 1 include an alkyl group having 3 to 15 carbon atoms, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, a substituted cycloalkyl group, an aralkyl group, and a substituted aralkyl group. Among these, an aralkyl group and a substituted aralkyl group are exemplified. preferable. Here, examples of the alkyl group include a butyl group and an octyl group; examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group; examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group; and examples of the substituent include an oxo group (═O). And polar groups such as hydroxy group, carboxyl group, carbonyl group, amino group, acetyl group, amide group and imide group.
上記式(I)において、nは、2〜6の整数であるが、好ましくは2〜3、より好ましくは2である。 In the above formula (I), n is an integer of 2 to 6, preferably 2 to 3, and more preferably 2.
上記式(II)において、R2は、置換基を有してもよい炭素数3〜15の2価の炭化水素基であるが、該炭素数は、好ましくは3〜10、より好ましくは4〜8である。R2の2価の炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、また、飽和、不飽和炭化水素基(脂肪族、脂環式、芳香族炭化水素基など)のいずれでもよい。なかでも、置換基を有してもよい脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状脂肪族炭化水素基がより好ましい。 In the formula (II), R 2 is a divalent hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms which may have a substituent, and the carbon number is preferably 3 to 10, more preferably 4 ~ 8. The divalent hydrocarbon group for R 2 may be linear, branched, or cyclic, and any of saturated and unsaturated hydrocarbon groups (aliphatic, alicyclic, aromatic hydrocarbon groups, etc.) But you can. Especially, the aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a linear aliphatic hydrocarbon group is more preferable.
R2としては、例えば、炭素数3〜15のアルキレン基、置換アルキレン基などが挙げられる。ここで、アルキレン基としては、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基などが挙げられ、置換基としては、R1の置換基と同様のものなどが挙げられる。 Examples of R 2 include an alkylene group having 3 to 15 carbon atoms and a substituted alkylene group. Here, examples of the alkylene group include a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, and a nonylene group, and examples of the substituent include those similar to the substituent for R 1 .
上記式(II)において、mは、2〜6の整数であるが、好ましくは2〜3、より好ましくは2である。 In said formula (II), m is an integer of 2-6, Preferably it is 2-3, More preferably, it is 2.
上記式(I)、(II)で示されるポリスルフィド化合物の具体例としては、N,N′−ジ(γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−メチル−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−エチル−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−イソプロピル−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−メトキシ−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−エトキシ−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−クロル−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−ニトロ−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(5−アミノ−γ−ブチロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(δ−バレロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(δ−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−メチル−δ−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−エチル−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−イソプロピル−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(δ−メトキシ−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−エトキシ−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−クロル−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(δ−ニトロ−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(3−アミノ−ε−カプロラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(ω−ヘプタラクタム)ジスルフィド、N,N′−ジ(ω−オクタラクタム)ジスルフィド、ジチオジカプロラクタム、モルホリン・ジスルフィド、N−benzyl−N−[(dibenzylamino)disulfanyl]phenylmethanamine(N,N′−ジチオビス(ジベンジルアミン))などが挙げられる。中でも、ジチオジカプロラクタム、N−benzyl−N−[(dibenzylamino)disulfanyl]phenylmethanamineが特に好ましい。
これらのポリスルフィド化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the polysulfide compound represented by the above formulas (I) and (II) include N, N′-di (γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-methyl-γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-ethyl-γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-isopropyl-γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-methoxy-γ-butyrolactam) disulfide N, N′-di (5-ethoxy-γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-chloro-γ-butyrolactam) disulfide, N, N′-di (5-nitro-γ-butyrolactam) Disulfide, N, N'-di (5-amino-γ-butyrolactam) disulfide, N, N'-di (δ-valerolactam) disulfide, N, N'-di (δ- Caprolactam) disulfide, N, N'-di (ε-caprolactam) disulfide, N, N'-di (3-methyl-δ-caprolactam) disulfide, N, N'-di (3-ethyl-ε-caprolactam) disulfide N, N′-di (3-isopropyl-ε-caprolactam) disulfide, N, N′-di (δ-methoxy-ε-caprolactam) disulfide, N, N′-di (3-ethoxy-ε-caprolactam) Disulfide, N, N′-di (3-chloro-ε-caprolactam) disulfide, N, N′-di (δ-nitro-ε-caprolactam) disulfide, N, N′-di (3-amino-ε-caprolactam ) Disulfide, N, N′-di (ω-heptalactam) disulfide, N, N′-di (ω-octalactam) disulfide, dithiodica Rorakutamu, morpholine disulfide, N-benzyl-N - [(dibenzylamino) disulfanyl] phenylmethanamine (N, N'- dithiobis (dibenzyl amine)), and the like. Among these, dithiodicaprolactam and N-benzyl-N-[(dibenzolamino) disulfuryl] phenylmethanamine are particularly preferable.
These polysulfide compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記ポリスルフィド化合物の含有量は、前記シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上である。0.5質量部未満では、良好な加工性を確保できず、前記性能バランスを充分に改善できないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは13質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えると、ゴム強度、加工性が低下する傾向にあり、コスト面でも望ましくない結果になる場合がある。 The content of the polysulfide compound is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silica. If it is less than 0.5 parts by mass, good workability cannot be ensured, and the performance balance may not be sufficiently improved. Moreover, this content becomes like this. Preferably it is 20 mass parts or less, More preferably, it is 13 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less. If it exceeds 20 parts by mass, the rubber strength and processability tend to be reduced, which may lead to undesirable results in terms of cost.
また、上記ポリスルフィド化合物の含有量は、メルカプト基を有するシランカップリング剤100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは250質量部以下、より好ましくは150質量部以下である。下限未満である場合、上限を超える場合、前記と同様の傾向がある。 Further, the content of the polysulfide compound is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the silane coupling agent having a mercapto group. Moreover, this content becomes like this. Preferably it is 250 mass parts or less, More preferably, it is 150 mass parts or less. When it is less than the lower limit, when it exceeds the upper limit, there is a tendency similar to the above.
本発明におけるゴム組成物は、補強用充填剤としてシリカの他に、カーボンブラックを含有することが好ましい。シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、特定のポリスルフィド化合物と共に、更にカーボンブラックを配合することにより、本発明の効果がより好適に得られる。使用できるカーボンブラックとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できるが、例えば、SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF、ECFのようなファーネスブラック(ファーネスカーボンブラック);アセチレンブラック(アセチレンカーボンブラック);FT、MTのようなサーマルブラック(サーマルカーボンブラック);EPC、MPC、CCのようなチャンネルブラック(チャンネルカーボンブラック);グラファイトなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The rubber composition in the present invention preferably contains carbon black as a reinforcing filler in addition to silica. The effect of the present invention can be more suitably obtained by further blending carbon black with silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and a specific polysulfide compound. The carbon black that can be used is not particularly limited, and those that are common in the tire industry can be used. For example, SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF, and ECF are used. Furnace black (furness carbon black); Acetylene black (acetylene carbon black); Thermal black (thermal carbon black) like FT, MT; Channel black (channel carbon black) like EPC, MPC, CC; Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、通常、5〜200m2/gであり、下限は50m2/gが好ましく、80m2/gがより好ましく、85m2/gが更に好ましい。一方、上限は150m2/gが好ましく、120m2/gがより好ましく、105m2/gが更に好ましい。また、カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸収量は、通常、5〜300ml/100gであり、下限は80ml/100gが好ましく、100ml/100gがより好ましく、110ml/100gが更に好ましい。一方、上限は180ml/100gが好ましく、140ml/100gがより好ましい。カーボンブラックのN2SAやDBP吸収量が上記範囲の下限未満では、補強効果が小さく耐摩耗性が低下する傾向があり、充分な操縦安定性が得られないおそれがある。また、上記範囲の上限を超えると、分散性が悪く、ヒステリシスロスが増大し低燃費性が低下する傾向があり、加工性が悪化するおそれがある。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定され、DBP吸収量は、JIS K 6217−4:2001に準拠して測定される。
カーボンブラックの市販品としては、東海カーボン社製のシースト6、シースト7HM、シーストKH、デグッサ社製のCK3、SpecialBlack4A、三菱化学社製のダイアブラックN339等を用いることができる。
Carbon black nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is usually 5 to 200 m 2 / g, the lower limit is preferably 50 m 2 / g, more preferably 80 m 2 / g, more preferably 85 m 2 / g. On the other hand, the upper limit is preferably 150 meters 2 / g, more preferably 120 m 2 / g, more preferably 105m 2 / g. Carbon black has a dibutyl phthalate (DBP) absorption amount of usually 5 to 300 ml / 100 g, preferably 80 ml / 100 g, more preferably 100 ml / 100 g, and still more preferably 110 ml / 100 g. On the other hand, the upper limit is preferably 180 ml / 100 g, more preferably 140 ml / 100 g. If the amount of N 2 SA or DBP absorbed by the carbon black is less than the lower limit of the above range, the reinforcing effect tends to be small and the wear resistance tends to decrease, and sufficient steering stability may not be obtained. On the other hand, if the upper limit of the above range is exceeded, dispersibility is poor, hysteresis loss tends to increase, and fuel efficiency tends to decrease, and workability may deteriorate.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is measured according to JIS K 6217-2: 2001, and the DBP absorption is measured according to JIS K 6217-4: 2001.
As commercially available products of carbon black, there can be used Seast 6, Seast 7HM, Seast KH, Degussa CK3, Special Black 4A, Mitsubishi Chemical Dia Black N339, and the like.
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。1質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、充分な操縦安定性も得られないおそれがある。カーボンブラックの含有量は、好ましくは90質量部以下、より好ましくは85質量部以下、更に好ましくは60質量部以下、更により好ましくは30質量部以下、特に好ましくは15質量部以下である。90質量部を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。 The content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, sufficient reinforcement may not be obtained. In addition, sufficient steering stability may not be obtained. The carbon black content is preferably 90 parts by mass or less, more preferably 85 parts by mass or less, still more preferably 60 parts by mass or less, still more preferably 30 parts by mass or less, and particularly preferably 15 parts by mass or less. If it exceeds 90 parts by mass, the fuel efficiency tends to deteriorate.
本発明におけるゴム組成物は、カーボン比率が40以上であることが好ましい。40未満であると、高荷重での耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、該カーボン比率は、90以下であることが好ましく、80以下であることがより好ましい。90を超えると、充分な低燃費性が得られないおそれがある。
なお、カーボン比率は、JIS K 6226−1:2003にて求められるカーボンブラック質量分率をA、灰分質量分率をBとし、下記式により算出される。
(カーボン比率)=A/(A+B)×100
The rubber composition in the present invention preferably has a carbon ratio of 40 or more. If it is less than 40, the wear resistance at high loads tends to deteriorate. Further, the carbon ratio is preferably 90 or less, and more preferably 80 or less. If it exceeds 90, there is a possibility that sufficient fuel efficiency cannot be obtained.
The carbon ratio is calculated according to the following formula, where A is the carbon black mass fraction determined by JIS K 6226-1: 2003 and B is the ash mass fraction.
(Carbon ratio) = A / (A + B) × 100
本発明におけるゴム組成物において、シリカ及びカーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは40質量部以上、より好ましくは55質量部以上である。40質量部未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。該合計含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは100質量部以下、特に好ましくは80質量部以下である。200質量部を超えると、充分な低燃費性、加工性が得られないおそれがある。 In the rubber composition of the present invention, the total content of silica and carbon black is preferably 40 parts by mass or more, and more preferably 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 40 parts by mass, sufficient reinforcement may not be obtained. The total content is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, still more preferably 100 parts by mass or less, and particularly preferably 80 parts by mass or less. If the amount exceeds 200 parts by mass, sufficient fuel economy and processability may not be obtained.
本発明におけるゴム組成物がシリカ及びカーボンブラックを含む場合、上記性能バランスの観点から、シリカ及びカーボンブラックの合計含有量100質量%中のシリカの含有率は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましい。また、95質量%以下が好ましい。 When the rubber composition in the present invention contains silica and carbon black, from the viewpoint of the above performance balance, the silica content in the total content of silica and carbon black of 100% by mass is preferably 50% by mass or more, and 70% by mass. % Or more is more preferable, and 80 mass% or more is still more preferable. Moreover, 95 mass% or less is preferable.
本発明におけるゴム組成物は、更に、軟化点が60〜120℃の固体樹脂を、ゴム成分100質量部に対して30質量部以下含むことも好ましい。このような固体樹脂を所定量配合することにより、ウェットグリップ性能を更に向上させることが可能となる。これにより、フィラー量を減じた場合であっても良好なウェットグリップ性能が得られ、良好な雪氷上性能とウェットグリップ性能を高次元で両立できる。また、操縦安定性、耐摩耗性も改善できる。本発明におけるゴム組成物が上記固体樹脂を含む場合の含有量としては、ゴム成分100質量部に対して3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。本発明におけるゴム組成物が上記固体樹脂を含まない場合、充分なウェットグリップ性能、操縦安定性、耐摩耗性(特に、ウェットグリップ性能)が得られない場合がある。また、該含有量は、ゴム成分100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましい。30質量部を超えると、低温領域におけるゴム組成物の弾性率が大幅に上昇し、雪上路面でのグリップ性能や寒冷地域でのウェットグリップ性能が悪化する傾向にある。 The rubber composition in the present invention preferably further contains 30 parts by mass or less of a solid resin having a softening point of 60 to 120 ° C. with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By blending a predetermined amount of such a solid resin, the wet grip performance can be further improved. Thereby, even if it is a case where the amount of fillers is reduced, favorable wet grip performance is obtained, and favorable snow and ice performance and wet grip performance can be achieved at a high level. In addition, steering stability and wear resistance can be improved. When the rubber composition in the present invention contains the solid resin, the content is preferably 3 parts by mass or more and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the rubber composition in the present invention does not contain the solid resin, sufficient wet grip performance, steering stability, and wear resistance (particularly wet grip performance) may not be obtained. Further, the content is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When it exceeds 30 parts by mass, the elastic modulus of the rubber composition in the low temperature region is significantly increased, and the grip performance on the snowy road surface and the wet grip performance in the cold region tend to be deteriorated.
上記固体樹脂の軟化点としては、60℃以上が好ましく、75℃以上がより好ましい。60℃未満では、充分なウェットグリップ性能改善効果が得られない場合がある。また、上記固体樹脂の軟化点は120℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましい。120℃を超えると、高温領域での損失弾性率が大幅に上昇し、低燃費性能が悪化する傾向にある。
なお、固体樹脂の軟化点は、JIS K 6220−1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
As a softening point of the said solid resin, 60 degreeC or more is preferable and 75 degreeC or more is more preferable. If it is less than 60 degreeC, the sufficient wet grip performance improvement effect may not be acquired. The softening point of the solid resin is preferably 120 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or lower. When the temperature exceeds 120 ° C., the loss elastic modulus in the high temperature region significantly increases, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
The softening point of the solid resin is a temperature at which the sphere descends when the softening point specified in JIS K 6220-1: 2001 is measured with a ring and ball softening point measuring device.
上記固体樹脂としては、軟化点が60〜120℃の範囲であれば特に限定されず、例えば、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られるα−メチルスチレン系樹脂等の芳香族ビニル重合体;樹脂の主鎖骨格を構成するモノマー成分としてクマロン及びインデンを含む樹脂であるクマロンインデン樹脂等のクマロン系樹脂;樹脂の主鎖骨格を構成するモノマー成分としてインデンを含む樹脂であるインデン樹脂等のインデン系樹脂;テルペン化合物を重合して得られるポリテルペン樹脂、テルペン化合物と芳香族化合物とを重合して得られる芳香族変性テルペン樹脂等のテルペン系樹脂;ロジン系樹脂などが挙げられる。上記固体樹脂としては、中でも、未加硫時の粘着性や、低燃費性能が良好となることから、芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、及び、これらの樹脂の誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、芳香族ビニル重合体がより好ましい。 The solid resin is not particularly limited as long as the softening point is in the range of 60 to 120 ° C., for example, aromatic vinyl such as α-methylstyrene and / or α-methylstyrene resin obtained by polymerizing styrene. Polymer: Coumarone-based resin such as coumarone indene resin, which is a resin containing coumarone and indene as a monomer component constituting the main chain skeleton of the resin; Inden, a resin containing indene as the monomer component constituting the main chain skeleton of the resin Indene resins such as resins; polyterpene resins obtained by polymerizing terpene compounds; terpene resins such as aromatic modified terpene resins obtained by polymerizing terpene compounds and aromatic compounds; rosin resins and the like. As the above-mentioned solid resin, among others, the adhesiveness at the time of unvulcanization and the low fuel consumption performance are good, so the aromatic vinyl polymer, the coumarone indene resin, the terpene resin, the rosin resin, and these It is preferably at least one selected from the group consisting of resin derivatives, and aromatic vinyl polymers are more preferred.
上記芳香族ビニル重合体では、芳香族ビニル単量体(単位)として、スチレン、α−メチルスチレンが使用され、それぞれの単量体の単独重合体、両単量体の共重合体のいずれでもよい。上記芳香族ビニル重合体としては、経済的で、加工しやすく、ウェットグリップ性能に優れていることから、α−メチルスチレン若しくはスチレンの単独重合体又はα−メチルスチレンとスチレンとの共重合体が好ましく、α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体がより好ましい。 In the aromatic vinyl polymer, styrene and α-methylstyrene are used as the aromatic vinyl monomer (unit), and either a homopolymer of each monomer or a copolymer of both monomers is used. Good. The aromatic vinyl polymer is economical, easy to process, and excellent in wet grip performance. Therefore, α-methylstyrene or a homopolymer of styrene or a copolymer of α-methylstyrene and styrene is used. A copolymer of α-methylstyrene and styrene is more preferable.
上記芳香族ビニル重合体としては、たとえばアリゾナケミカル社製のSYLVARES SA85、SA100、SA120、SA140、イーストマンケミカル社製のR2336などの市販品を好適に用いることができる。 As the aromatic vinyl polymer, for example, commercially available products such as SYLVARES SA85, SA100, SA120, SA140 manufactured by Arizona Chemical Co., and R2336 manufactured by Eastman Chemical Co. can be suitably used.
本発明におけるゴム組成物はまた、更に、ガラス転移温度が−40〜45℃の樹脂を、ゴム成分100質量部に対して1〜30質量部含むことも好ましい。このような樹脂を所定量配合することにより、ウェットグリップ性能を更に向上させることが可能となる。また、幅広い温度領域でのグリップ性能、特に雪氷上性能、を改善でき、低燃費性能を維持したままゴム破壊強度、耐摩耗性を改善できる。本発明におけるゴム組成物が上記樹脂を含む場合の含有量としては、ゴム成分100質量部に対して1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。1質量部未満では、ウェットグリップ性能、ゴム破壊強度の充分な改善効果が得られない場合がある。また、該含有量は、ゴム成分100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。30質量部を超えると、ゴム組成物の可塑が進行し、操縦安定性、ウェットグリップ性能が悪化する傾向にある。 The rubber composition in the present invention preferably further contains 1 to 30 parts by mass of a resin having a glass transition temperature of −40 to 45 ° C. with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By blending a predetermined amount of such resin, the wet grip performance can be further improved. In addition, grip performance in a wide temperature range, especially on snow and ice, can be improved, and rubber breaking strength and wear resistance can be improved while maintaining low fuel consumption performance. When the rubber composition in the present invention contains the resin, the content is preferably 1 part by mass or more and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 1 part by mass, sufficient improvement effects of wet grip performance and rubber breaking strength may not be obtained. The content is preferably 30 parts by mass or less and more preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the amount exceeds 30 parts by mass, plasticity of the rubber composition proceeds, and steering stability and wet grip performance tend to deteriorate.
上記樹脂のガラス転移温度としては、−40℃以上が好ましく、−20℃以上がより好ましい。−40℃未満では、可塑剤としての効果が際立つようになり、耐摩耗性が悪化する傾向にある。あるいは、充分なウェットグリップ性能の改善効果が得られない場合がある。また、上記樹脂のガラス転移温度は45℃以下が好ましい。45℃を超えると、損失弾性率が悪化し、低燃費性能が悪化する傾向にある。
なお、樹脂のガラス転移温度は、JIS K 7121に従い、昇温速度10℃/分の条件で示差走査熱量測定(DSC)を行って測定される値である。
The glass transition temperature of the resin is preferably −40 ° C. or higher, and more preferably −20 ° C. or higher. If it is less than -40 degreeC, the effect as a plasticizer will become conspicuous and it exists in the tendency for abrasion resistance to deteriorate. Alternatively, there may be a case where sufficient wet grip performance improvement effect cannot be obtained. The glass transition temperature of the resin is preferably 45 ° C. or lower. When it exceeds 45 degreeC, a loss elastic modulus will deteriorate and it exists in the tendency for low-fuel-consumption performance to deteriorate.
The glass transition temperature of the resin is a value measured by performing differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K 7121 under the condition of a heating rate of 10 ° C./min.
上記樹脂としては、ガラス転移温度が−40〜45℃の範囲であれば特に限定されず、例えば、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られるα−メチルスチレン系樹脂等の芳香族ビニル重合体;樹脂の主鎖骨格を構成するモノマー成分としてクマロン及びインデンを含む樹脂であるクマロンインデン樹脂等のクマロン系樹脂;樹脂の主鎖骨格を構成するモノマー成分としてインデンを含む樹脂であるインデン樹脂等のインデン系樹脂;テルペン化合物を重合して得られるポリテルペン樹脂、テルペン化合物と芳香族化合物とを重合して得られる芳香族変性テルペン樹脂等のテルペン系樹脂;ロジン系樹脂などが挙げられる。上記樹脂としては、中でも、未加硫時の粘着性や、低燃費性能が良好となることから、芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、及び、これらの樹脂の誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、芳香族ビニル重合体がより好ましい。 The resin is not particularly limited as long as the glass transition temperature is in the range of −40 to 45 ° C., for example, α-methylstyrene and / or aromatic such as α-methylstyrene resin obtained by polymerizing styrene. Vinyl polymer; coumarone-based resin such as coumarone indene resin, which is a resin containing coumarone and indene as a monomer component constituting the main chain skeleton of the resin; a resin containing indene as the monomer component constituting the main chain skeleton of the resin Indene resins such as indene resins; polyterpene resins obtained by polymerizing terpene compounds, terpene resins such as aromatic modified terpene resins obtained by polymerizing terpene compounds and aromatic compounds; rosin resins, etc. . Among the above resins, aromatic vinyl polymers, coumarone indene resins, terpene resins, rosin resins, and these resins, among others, are excellent in non-vulcanized tackiness and low fuel consumption performance. It is preferable that it is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of these derivatives, and an aromatic vinyl polymer is more preferable.
上記芳香族ビニル重合体では、芳香族ビニル単量体(単位)として、スチレン、α−メチルスチレンが使用され、それぞれの単量体の単独重合体、両単量体の共重合体のいずれでもよい。上記芳香族ビニル重合体としては、経済的で、加工しやすく、ウェットグリップ性能に優れていることから、α−メチルスチレン若しくはスチレンの単独重合体又はα−メチルスチレンとスチレンとの共重合体が好ましく、α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体がより好ましい。 In the aromatic vinyl polymer, styrene and α-methylstyrene are used as the aromatic vinyl monomer (unit), and either a homopolymer of each monomer or a copolymer of both monomers is used. Good. The aromatic vinyl polymer is economical, easy to process, and excellent in wet grip performance. Therefore, α-methylstyrene or a homopolymer of styrene or a copolymer of α-methylstyrene and styrene is used. A copolymer of α-methylstyrene and styrene is more preferable.
上記芳香族ビニル重合体としては、たとえばアリゾナケミカル社製のSYLVARES SA85、SA100、SA120、SA140、イーストマンケミカル社製のR2336などの市販品を好適に用いることができる。 As the aromatic vinyl polymer, for example, commercially available products such as SYLVARES SA85, SA100, SA120, SA140 manufactured by Arizona Chemical Co., and R2336 manufactured by Eastman Chemical Co. can be suitably used.
本発明におけるゴム組成物は、通常、仕上げ練り工程で添加、混練される加硫薬品を含む。加硫薬品としては、加硫剤、加硫促進剤が挙げられる。 The rubber composition in the present invention usually contains a vulcanized chemical that is added and kneaded in the final kneading step. Examples of vulcanizing chemicals include vulcanizing agents and vulcanization accelerators.
加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄などの硫黄が挙げられる。 Examples of the vulcanizing agent include sulfur such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, surface-treated sulfur, and insoluble sulfur.
本発明におけるゴム組成物が硫黄を含有する場合、その含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上である。0.5質量部未満では、架橋が少なく、各種ゴム物性が悪化するおそれがある。また、該含有量は、好ましくは6.0質量部以下、より好ましくは4.5質量部以下、更に好ましくは4.0質量部以下、特に好ましくは2.3質量部以下である。6.0質量部を超えると、ゴム強度が低下する傾向がある。 When the rubber composition in the present invention contains sulfur, the content thereof is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 parts by mass or more, further preferably 1 with respect to 100 parts by mass of the rubber component. .5 parts by mass or more. If it is less than 0.5 mass part, there is little bridge | crosslinking and there exists a possibility that various rubber physical properties may deteriorate. Further, the content is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 4.5 parts by mass or less, still more preferably 4.0 parts by mass or less, and particularly preferably 2.3 parts by mass or less. If it exceeds 6.0 parts by mass, the rubber strength tends to decrease.
加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系若しくはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤が挙げられ、なかでも、加硫特性に優れる点から、スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine or aldehyde-ammonia, imidazoline, and xanthate vulcanization accelerators. Among them, sulfenamide-based and guanidine-based vulcanization accelerators are preferable from the viewpoint of excellent vulcanization characteristics.
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、CBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等が挙げられる。チアゾール系加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾリルジスルフィド等が挙げられる。チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。グアニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン(DPG)、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等が挙げられる。なかでも、CBSが好ましく、CBSとDPGを併用することがより好ましい。 Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), TBBS (Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide), N-oxyethylene- Examples include 2-benzothiazylsulfenamide, N, N′-diisopropyl-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and the like. Examples of thiazole vulcanization accelerators include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazolyl disulfide and the like. Examples of thiuram vulcanization accelerators include tetramethylthiuram monosulfide and tetramethylthiuram disulfide. Examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenyl guanidine (DPG), diortolyl guanidine, orthotolyl biguanidine and the like. Among these, CBS is preferable, and it is more preferable to use CBS and DPG in combination.
本発明のゴム組成物が加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上、特に好ましくは1.2質量部以上である。0.1質量部未満では、加硫開始時間が遅くなる傾向がある。また、該含有量は、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.5質量部以下である。5.0質量部を超えると、加硫速度が早く、加工中に焼け(スコーチ)が発生するおそれがある。 When the rubber composition of the present invention contains a vulcanization accelerator, the content thereof is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, further with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably it is 0.7 mass part or more, Most preferably, it is 1.2 mass part or more. If it is less than 0.1 parts by mass, the vulcanization start time tends to be delayed. The content is preferably 5.0 parts by mass or less, more preferably 4.0 parts by mass or less, and still more preferably 3.5 parts by mass or less. If it exceeds 5.0 parts by mass, the vulcanization speed is high, and there is a possibility that scorch occurs during processing.
本発明におけるゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤を配合することができ、そのような添加剤としては、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫活性化剤;有機過酸化物;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;伸展油(オイル)、可塑剤、滑剤、ワックスなどの加工助剤;老化防止剤を例示することができる。 In addition to the above components, the rubber composition according to the present invention can contain additives generally used in the tire industry. Examples of such additives include vulcanized products such as stearic acid and zinc oxide. Activators; organic peroxides; fillers such as calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, mica; processing aids such as extender oils, plasticizers, lubricants, waxes; anti-aging agents It can be illustrated.
上記伸展油としては、アロマチック系鉱物油(粘度比重恒数(V.G.C.値)0.900〜1.049)、ナフテン系鉱物油(V.G.C.値0.850〜0.899)、パラフィン系鉱物油(V.G.C.値0.790〜0.849)などを挙げることができる。伸展油の多環芳香族含有量は、好ましくは3質量%未満であり、より好ましくは1質量%未満である。該多環芳香族含有量は、英国石油学会346/92法に従って測定される。また、伸展油の芳香族化合物含有量(CA)は、好ましくは20質量%以上である。これらの伸展油は、2種以上組み合わされて用いられてもよい。 Examples of the extending oil include aromatic mineral oil (viscosity specific gravity constant (VGC value) 0.900 to 1.049), naphthenic mineral oil (VGC value 0.850 to 0.899), paraffinic mineral oil (VGC value 0.790 to 0.849), and the like. The polycyclic aromatic content of the extender oil is preferably less than 3% by mass, more preferably less than 1% by mass. The polycyclic aromatic content is measured according to the British Petroleum Institute 346/92 method. Moreover, the aromatic compound content (CA) of the extending oil is preferably 20% by mass or more. These extending oils may be used in combination of two or more.
本発明におけるゴム組成物の製造方法としては、通常採用される製造方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫(架橋)する方法等により製造できる。ただし、本発明においては、加硫薬品の混練工程より前の工程において、前記ポリスルフィド化合物を混練する。このようにすることによって、加工性を向上させつつ、良好な雪氷上性能、低燃費性、耐摩耗性が得られるが、加硫薬品の混練工程時に前記ポリスルフィド化合物を混練すると、上記性能も低下し、特に充分な硬度が得られない。本発明におけるゴム組成物は、例えば、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤及び上記ポリスルフィド化合物を混練する工程1と、該工程1で得られた混練物及び加硫薬品を混練する工程2とを含む製造方法により好適に製造できる。この場合、加工性が劇的に改善されるとともに、低燃費性などの前記性能も顕著に改善される。 As a method for producing the rubber composition in the present invention, a production method that is usually employed can be used. For example, the respective components are kneaded using a rubber kneading apparatus such as an open roll or a Banbury mixer, and then vulcanized ( It can be produced by a method of crosslinking). However, in the present invention, the polysulfide compound is kneaded in a step before the vulcanizing chemical kneading step. By doing this, while improving workability, good snow and ice performance, low fuel consumption, and wear resistance can be obtained, but when the polysulfide compound is kneaded during the vulcanizing chemical kneading process, the above performance also decreases. In particular, sufficient hardness cannot be obtained. The rubber composition in the present invention, for example, kneads the rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group and the above polysulfide compound, and the kneaded product and vulcanized chemical obtained in the step 1 are kneaded. It can manufacture suitably with the manufacturing method including the process 2. In this case, the workability is dramatically improved, and the performance such as fuel efficiency is remarkably improved.
(工程1(ベース練り工程))
工程1では、前記ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤及び上記ポリスルフィド化合物を混練する。混練方法としては特に限定されず、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される混練機を使用できる。なお、ベース練り工程は1回でもよいが、添加剤を分割したり、練り増ししたりするなど、練り回数は特に限定されない。
(Process 1 (base kneading process))
In step 1, the rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group and the polysulfide compound are kneaded. The kneading method is not particularly limited, and a kneader used in a general rubber industry such as a Banbury mixer or an open roll can be used. The base kneading step may be performed once, but the number of kneading is not particularly limited, such as dividing the additive or increasing the kneading.
工程1の混練温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは120℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下である。また、混練時間は特に限定されないが、通常30秒〜30分であり、好ましくは1〜30分間である。下限未満であると、シランカップリング剤とシリカの反応が充分に進まず、シリカを良好に分散させることができなくなり、ゴム物性の改善効果が小さくなる傾向がある。一方、上限を超えると、ムーニー粘度が上昇し、加工性が悪化する傾向がある。 The kneading temperature in step 1 is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, still more preferably 120 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower. The kneading time is not particularly limited, but is usually 30 seconds to 30 minutes, preferably 1 to 30 minutes. If it is less than the lower limit, the reaction between the silane coupling agent and silica does not proceed sufficiently, silica cannot be dispersed well, and the effect of improving rubber properties tends to be reduced. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the Mooney viscosity increases and the processability tends to deteriorate.
本発明の効果が良好に得られるという点から、工程1で混練するゴム成分は、全量を100質量%としたとき、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは100質量%である。 The rubber component kneaded in step 1 is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 100% when the total amount is 100% by mass from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily. % By mass.
(工程2(仕上げ練り工程))
工程1を行った後、工程1で得られた混練物を必要に応じて冷却して、更に加硫剤、加硫促進剤の加硫薬品を添加して混練し、未加硫ゴム組成物を得る。
(Process 2 (finishing process))
After performing Step 1, the kneaded product obtained in Step 1 is cooled as necessary, and further vulcanized chemicals such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added and kneaded, and an unvulcanized rubber composition Get.
工程2の混練温度は、通常100℃以下であり、室温(20℃)〜80℃が好ましい。100℃を超えると、ゴム焼け(スコーチ)が生じるおそれがある。工程2の混練時間は特に限定されないが、通常30秒以上であり、好ましくは1〜30分間である。 The kneading temperature in step 2 is usually 100 ° C. or lower, and preferably room temperature (20 ° C.) to 80 ° C. If the temperature exceeds 100 ° C., rubber scorch may occur. The kneading time in step 2 is not particularly limited, but is usually 30 seconds or longer, preferably 1 to 30 minutes.
(工程3(加硫工程))
工程2で得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫など公知の方法で加硫することにより、加硫ゴム組成物が得られる。工程3の加硫温度は、本発明の効果が良好に得られるという点から、好ましくは120℃以上、より好ましくは140℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。
(Process 3 (vulcanization process))
A vulcanized rubber composition is obtained by vulcanizing the unvulcanized rubber composition obtained in step 2 by a known method such as press vulcanization. The vulcanization temperature in step 3 is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained satisfactorily. It is.
なお、適宜添加される配合材料(カーボンブラック、ステアリン酸、酸化亜鉛、伸展油、可塑剤、滑剤、ワックス、老化防止剤など)を混練する時期は特に限定されないが、工程1で混練することが好ましい。 The timing of kneading the appropriately added compounding materials (carbon black, stearic acid, zinc oxide, extender oil, plasticizer, lubricant, wax, anti-aging agent, etc.) is not particularly limited. preferable.
上記加硫ゴム組成物は、ウェットグリップ性能、雪氷上性能、低燃費性、耐摩耗性や、未加硫時における加工性に優れており、これらの性能の顕著な改善効果を得ることができる。 The vulcanized rubber composition is excellent in wet grip performance, performance on snow and ice, fuel efficiency, wear resistance, and processability when not vulcanized, and can obtain a remarkable improvement effect of these performances. .
本発明におけるゴム組成物は、タイヤの各部材に好適に用いることができ、特にトレッドに好適に用いることができる。 The rubber composition in the present invention can be suitably used for each member of a tire, and can be particularly suitably used for a tread.
本発明の冬用空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのトレッド(ベーストレッド及びキャップトレッドからなる2層のトレッドを含む)の形状に合わせて押出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明の冬用空気入りタイヤを製造できる。これにより、前述のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する冬用空気入りタイヤが得られる。 The winter pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, a rubber composition containing various additives as necessary is extruded in accordance with the shape of a tire tread (including a tread of a base tread and a cap tread) at an unvulcanized stage, Molded by a normal method on a tire molding machine and bonded together with other tire members to form an unvulcanized tire. The unvulcanized tire can be heated and pressurized in a vulcanizer to produce the winter pneumatic tire of the present invention. Thereby, the winter pneumatic tire which has the tread produced using the above-mentioned rubber composition is obtained.
本発明の冬用空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤ(特に、乗用車用)として好適に用いることができる。 The winter pneumatic tire of the present invention can be suitably used as a studless tire (particularly for passenger cars).
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:天然ゴムTSR20
BR:宇部興産(株)製のウベポールBR150B(高シスBR、シス含有量:97質量%)
シリカ1:デグッサ社製のウルトラジルVN3−G(N2SA:175m2/g)
シリカ2:デグッサ社製のウルトラジル360(N2SA:50m2/g)
シリカ3:ローディア社製のゼオシル1205MP(N2SA:200m2/g)
シランカップリング剤1:EVONIK−DEGUSSA社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
シランカップリング剤2:Momentive社製のNXT−Z45(結合単位A及び結合単位Bを有する共重合体、上記式(2)〜(3)において、結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%)
シランカップリング剤3:EVONIK−DEGUSSA社製のSi363(下記式で表される化合物)
Below, various chemical | medical agents used by the Example and the comparative example are demonstrated.
NR: Natural rubber TSR20
BR: Ubepol BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (high cis BR, cis content: 97% by mass)
Silica 1: Ultrazil VN3-G (N 2 SA: 175 m 2 / g) manufactured by Degussa
Silica 2: Ultrazil 360 manufactured by Degussa (N 2 SA: 50 m 2 / g)
Silica 3: Zeosyl 1205MP (N 2 SA: 200 m 2 / g) manufactured by Rhodia
Silane coupling agent 1: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by EVONIK-DEGUSSA
Silane coupling agent 2: NXT-Z45 manufactured by Momentive (a copolymer having a bond unit A and a bond unit B, in the above formulas (2) to (3), bond unit A: 55 mol%, bond unit B: 45 mol%)
Silane coupling agent 3: Si363 (compound represented by the following formula) manufactured by EVONIK-DEGUSSA
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN339(N2SA:96m2/g、DBP吸収量:124ml/100g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX−140
α−メチルスチレン系樹脂:アリゾナケミカル社製のSYLVARES SA85(α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:90℃、ガラス転移温度:43℃)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン3C(N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
ポリスルフィド化合物1:ジチオジカプロラクタム(三新化学社製、下記式で示される化合物)
Carbon black: Dia Black N339 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N 2 SA: 96 m 2 / g, DBP absorption: 124 ml / 100 g)
Oil: X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
α-methylstyrene resin: SYLVARES SA85 manufactured by Arizona Chemical Co., Ltd. (copolymer of α-methylstyrene and styrene, softening point: 90 ° C., glass transition temperature: 43 ° C.)
Anti-aging agent: Antigen 3C (N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: Zinc Hua 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Wax: Sunnock N manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
Polysulfide compound 1: dithiodicaprolactam (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., a compound represented by the following formula)
ポリスルフィド化合物2:N−benzyl−N−[(dibenzylamino)disulfanyl]phenylmethanamine(Aldrich社製、下記式で示される化合物) Polysulfide compound 2: N-benzyl-N-[(dibenzylamino) disulfanyl] phenylmethanamine (a compound represented by the following formula, manufactured by Aldrich)
ポリスルフィド化合物3:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM(ジベンゾチアゾリルジスルフィド)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:住友化学(株)製のソクシノールCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
加硫促進剤2:住友化学(株)製のソクシノールD(ジフェニルグアニジン)
Polysulfide compound 3: Noxeller DM (dibenzothiazolyl disulfide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. 1: Soxinol CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Soxinol D (diphenylguanidine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、表1中のベース練りの項目に記載の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り工程)。次に、得られた混練り物に、表1中の仕上げ練りの項目に記載の材料を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た(仕上げ練り工程)。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
(Examples and Comparative Examples)
Using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel Co., Ltd., the materials described in the item of base kneading in Table 1 were kneaded for 5 minutes at 150 ° C. to obtain a kneaded product (base kneading Process). Next, the materials described in the item of finish kneading in Table 1 are added to the kneaded material obtained, and kneaded for 3 minutes under the condition of 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. Obtained (finishing and kneading step). The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成した後、170℃で12分間プレス加硫し、試験用冬用空気入りタイヤ(サイズ:195/65R15、DS−2パターン、スタッドレスタイヤ)を製造した。 Further, the obtained unvulcanized rubber composition was molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, and then press vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes. A winter pneumatic tire for test (size: 195 / 65R15, DS-2 pattern, studless tire) was manufactured.
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物及び試験用冬用空気入りタイヤを使用して、下記の評価を行った。評価結果を表1に示す。 The following evaluation was performed using the obtained unvulcanized rubber composition, vulcanized rubber composition, and a test winter pneumatic tire. The evaluation results are shown in Table 1.
(加工性(ムーニー粘度))
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K 6300に準拠したムーニー粘度を130℃で測定した。比較例1のムーニー粘度(ML1+4)を100とし、下記計算式により指数表示した(加工性指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れ、タイヤ製造時の生産性に優れる。なお、指数100以上であれば、実用的に問題ない加工性といえる。
(加工性指数)=(比較例1のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
(Processability (Mooney viscosity))
About the obtained unvulcanized rubber composition, the Mooney viscosity based on JISK6300 was measured at 130 degreeC. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) of Comparative Example 1 was set to 100, and indexed by the following formula (workability index). The larger the index, the lower the Mooney viscosity, the better the processability, and the better the productivity when manufacturing tires. In addition, if the index is 100 or more, it can be said that the workability has no practical problem.
(Workability index) = (ML 1 + 4 of Comparative Example 1) / (ML 1 + 4 of each formulation) × 100
(低燃費性)
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度50℃で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。tanδの逆数の値について比較例1を100として指数表示した(低燃費性指数)。数値が大きいほど転がり抵抗が小さく、タイヤの低燃費性に優れることを示している。
なお、低燃費性指数は120以上であれば、低燃費性に特に優れているといえる。
(Low fuel consumption)
The loss tangent (tan δ) of the vulcanized rubber composition was measured using a spectrometer manufactured by Ueshima Seisakusho at a dynamic strain amplitude of 1%, a frequency of 10 Hz, and a temperature of 50 ° C. The reciprocal value of tan δ was displayed as an index with Comparative Example 1 being 100 (low fuel consumption index). The larger the value, the lower the rolling resistance and the better the fuel efficiency of the tire.
Note that if the fuel efficiency index is 120 or more, it can be said that the fuel efficiency is particularly excellent.
(雪氷上性能)
上記試験用冬用空気入りタイヤを国産2000ccのFF車に装着し、下記条件下で雪氷上を実車走行し、雪氷上性能を評価した。
(氷上) (雪上)
試験場所 : 北海道名寄テストコ−ス 北海道名寄テストコース
気温 : −1〜−6℃ −2℃〜−10℃
(Performance on snow and ice)
The test winter pneumatic tire was mounted on a domestic 2000cc FF vehicle, and the vehicle was run on snow and ice under the following conditions to evaluate the performance on snow and ice.
(On ice) (on snow)
Test place: Hokkaido Nayoro Test Course Hokkaido Nayoro Test Course Temperature: -1 to -6 ° C -2 ° C to -10 ° C
雪氷上性能評価としては、上記車両を用いて雪氷上を走行し、時速30km/hでロックブレーキを踏み、停止させるまでに要した雪氷上の停止距離(制動停止距離)を測定した。そして、比較例1をリファレンスとして、下記式から計算し、指数表示した(雪氷上性能指数)。指数が大きいほど、雪氷上でのグリップ性能が良好である。なお、雪氷上性能指数は、105よりも大きければ、雪氷上性能に特に優れているといえる。
(雪氷上性能指数)=(比較例1の制動停止距離)/(各配合の制動停止距離)×100
For the performance evaluation on snow and ice, the vehicle traveled on snow and ice, and the stop distance on the snow and ice (braking stop distance) required to stop the vehicle by stepping on the lock brake at a speed of 30 km / h was measured. Then, using Comparative Example 1 as a reference, calculation was performed from the following formula and displayed as an index (performance index on snow and ice). The larger the index, the better the grip performance on snow and ice. If the performance index on snow and ice is larger than 105, it can be said that the performance on snow and ice is particularly excellent.
(Performance index on snow and ice) = (braking stop distance of Comparative Example 1) / (braking stop distance of each formulation) × 100
(ウェット制動性能)
上記試験用冬用空気入りタイヤを国産2000ccのFF車の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた、結果は指数で表し、数値が大きいほどウェット制動性能(ウェットグリップ性能)が良好である。指数は次の式で求めた。
(ウェット制動性能指数)=(比較例1の制動停止距離)/(各配合の制動停止距離)×100
(Wet braking performance)
The test winter pneumatic tire was mounted on all wheels of a domestic 2000cc FF vehicle, and the braking distance from the initial speed of 100 km / h was obtained on the wet asphalt road surface. The result is expressed as an index. Wet braking performance (wet grip performance) is good. The index was calculated by the following formula.
(Wet braking performance index) = (braking stop distance of Comparative Example 1) / (braking stop distance of each formulation) × 100
(耐摩耗性)
上記試験用冬用空気入りタイヤを国産FF車に装着し、8000km走行した後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し下記の式により指数化した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほど、耐摩耗性が良好である。なお、耐摩耗性指数は、105以上であれば、耐摩耗性に特に優れているといえる。
(耐摩耗性指数)=(1mm溝深さが減るときの走行距離)/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
(Abrasion resistance)
Mount the above test winter pneumatic tire on a domestic FF vehicle, measure the groove depth of the tire tread after running 8000 km, calculate the running distance when the tire groove depth decreases by 1 mm, and use the following formula Indexed (wear resistance index). The higher the index, the better the wear resistance. In addition, if the abrasion resistance index is 105 or more, it can be said that the abrasion resistance is particularly excellent.
(Abrasion resistance index) = (travel distance when 1 mm groove depth decreases) / (travel distance when tire groove of Comparative Example 1 decreases by 1 mm) × 100
表1の結果より、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、及び、特定のポリスルフィド化合物を含むゴム組成物であって、当該特定のポリスルフィド化合物を加硫薬品の混練工程より前の工程において混練して作製されるゴム組成物を用いた実施例では、ゴムの加工性を向上させつつ、ウェットグリップ性能を維持又は改善し、転がり抵抗(低燃費性)、雪氷上での制動力(雪氷上性能)、耐摩耗性を相乗的にバランス良く改善できることが明らかとなった。
比較例1、2、5と実施例1との比較により、シリカ配合系において、メルカプト基を有するシランカップリング剤、又は、特定のポリスルフィド化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて、メルカプト基を有するシランカップリング剤と特定のポリスルフィド化合物とを併用した場合に、加工性、低燃費性、雪氷上性能、耐摩耗性の改善において、足し合わせ以上の改善効果が得られることが分かった。
また、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、及び、上記式(I)及び/又は(II)で示されるポリスルフィド化合物に該当しないポリスルフィド化合物(ポリスルフィド化合物3)を含むゴム組成物を用いた比較例8が、実施例1、2に比べて、加工性が悪く、特に雪氷上性能、耐摩耗性に劣るものであることからも、上述した本発明の効果が、メルカプト基を有するシランカップリング剤と特定のポリスルフィド化合物とを併用することによって得られる特異的な相乗効果であることが分かる。
From the results in Table 1, a rubber composition containing a rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and a specific polysulfide compound, the specific polysulfide compound before the vulcanizing chemical kneading step. In the examples using the rubber composition produced by kneading in the process, the wet grip performance is maintained or improved while improving the rubber processability, rolling resistance (low fuel consumption), braking force on snow and ice. (Snow and ice performance) and wear resistance can be improved synergistically in a well-balanced manner.
In comparison with Comparative Examples 1, 2, 5 and Example 1, in the silica compounding system, the mercapto group was compared with the case of using a silane coupling agent having a mercapto group or a specific polysulfide compound alone. It has been found that when the silane coupling agent and the specific polysulfide compound are used in combination, an improvement effect more than the addition can be obtained in improving workability, fuel efficiency, performance on snow and ice, and wear resistance.
A rubber composition comprising a rubber component, silica, a silane coupling agent having a mercapto group, and a polysulfide compound (polysulfide compound 3) not corresponding to the polysulfide compound represented by the above formula (I) and / or (II). Compared to Examples 1 and 2, the used Comparative Example 8 has poor workability, and particularly inferior performance on snow and ice and wear resistance. Therefore, the effect of the present invention described above has a mercapto group. It turns out that it is the specific synergistic effect obtained by using a silane coupling agent and a specific polysulfide compound together.
Claims (8)
該ゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、メルカプト基を有するシランカップリング剤、下記式(I)及び/又は(II)で示されるポリスルフィド化合物、並びに、ガラス転移温度が−40〜45℃の樹脂を、前記ゴム成分100質量部に対して1〜30質量部含み、
加硫薬品の混練工程より前の工程において、該ポリスルフィド化合物を混練して得られることを特徴とする冬用空気入りタイヤ。
The rubber composition, a rubber component, silica, silane coupling agent having a mercapto group, a polysulfide compound represented by the following following formula (I) and / or (II), as well as the glass transition temperature is: -40 to 45 ° C. 1 to 30 parts by mass of resin with respect to 100 parts by mass of the rubber component ,
A winter pneumatic tire obtained by kneading the polysulfide compound in a step prior to a kneading step of a vulcanizing chemical.
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