JP7151134B2 - Rubber composition for tire and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for tires and a pneumatic tire.
従来より、タイヤには良好な低燃費性能が要求されており、該要求を満たすために、充填剤として、シリカが使用されている。 Conventionally, tires have been required to have good fuel efficiency performance, and silica has been used as a filler to meet this requirement.
例えば、特許文献1には、シリカを含有することにより、低燃費性能を改善できることが開示されているが、まだ改善の余地があり、また他の技術の開発も望まれている。 For example, Patent Literature 1 discloses that the inclusion of silica can improve fuel economy performance, but there is still room for improvement, and the development of other techniques is also desired.
本発明者は鋭意検討した結果、従来の技術ではシリカの分散性、低燃費性能に改善の余地があること、特に、シリカとして、窒素吸着比表面積の大きな微粒子シリカを用いた場合に、シリカの分散性、低燃費性能に改善の余地があることが判明した。
そこで、本発明は、良好なシリカの分散性、低燃費性能を有するゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that there is room for improvement in the dispersibility of silica and fuel efficiency performance in the conventional technology, and in particular, when fine particle silica with a large nitrogen adsorption specific surface area is used as silica, silica's It was found that there is room for improvement in dispersibility and fuel efficiency performance.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition having good silica dispersibility and fuel efficiency, and a pneumatic tire using the same.
本発明は、SiOR基(Rは、水素原子又は炭化水素基)を有するスチレンブタジエンゴムを30質量%以上含むゴム成分と、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上と、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤とを含み、上記シリカと上記界面活性剤とが、同一の時期にゴムと混練りされる、タイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention comprises a rubber component containing 30% by mass or more of a styrene-butadiene rubber having an SiOR group (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group) and 100 parts by mass of a rubber component of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more. 50 parts by mass or more, and at least one surfactant selected from the group consisting of polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salts and polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salts, and the silica and the surfactant agent is kneaded with rubber at the same time.
上記界面活性剤の含有量X(質量部)と、シランカップリング剤の含有量Y(質量部)の比率X/Yが0.05~20であることが好ましい。 The ratio X/Y of the content X (parts by mass) of the surfactant to the content Y (parts by mass) of the silane coupling agent is preferably 0.05 to 20.
上記シリカの含有量Z(質量部)と、上記界面活性剤の含有量X(質量部)と、シランカップリング剤の含有量Y(質量部)の比率Z/(X+Y)が3~30であることが好ましい。 The ratio Z/(X+Y) of the silica content Z (parts by mass), the surfactant content X (parts by mass), and the silane coupling agent content Y (parts by mass) is 3 to 30. Preferably.
上記界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩であることが好ましい。 The surfactant is preferably a polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salt.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したタイヤ部材を有する空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire having a tire member produced using the rubber composition.
本発明によれば、SiOR基(Rは、水素原子又は炭化水素基)を有するスチレンブタジエンゴムを30質量%以上含むゴム成分と、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上と、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤とを含み、上記シリカと上記界面活性剤とが、同一の時期にゴムと混練りされる、タイヤ用ゴム組成物であるので、良好なシリカの分散性、低燃費性能を有する。 According to the present invention, a rubber component containing 30% by mass or more of a styrene-butadiene rubber having an SiOR group (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group) and silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more are added to 100% of the rubber component. 50 parts by mass or more based on parts by mass, and at least one surfactant selected from the group consisting of polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salts and polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salts, and the silica and the above Since the surfactant is a rubber composition for tires that is kneaded with rubber at the same time, it has good silica dispersibility and low fuel consumption performance.
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、SiOR基(Rは、水素原子又は炭化水素基)を有するスチレンブタジエンゴムを30質量%以上含むゴム成分と、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上と、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤とを含み、上記シリカと上記界面活性剤とが、同一の時期にゴムと混練りされる。 The rubber composition for tires of the present invention comprises a rubber component containing 30% by mass or more of a styrene-butadiene rubber having an SiOR group (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group), and silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more. 50 parts by mass or more per 100 parts by mass of the rubber component, and at least one surfactant selected from the group consisting of polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salts and polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salts, The silica and the surfactant are kneaded with the rubber at the same time.
上記ゴム組成物によって良好なシリカの分散性、低燃費性能が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。 Although the reason why the above rubber composition provides good silica dispersibility and fuel efficiency is not necessarily clear, it is speculated as follows.
SiOR基を有するスチレンブタジエンゴム(変性SBR)は、SiOR基がシリカ表面に存在する水酸基と相互作用することにより、シリカ同士の凝集を抑制でき、シリカの分散性を改善できる。更に、上記界面活性剤は、ポリオキシアルキレン部分の存在及び硫酸部分の存在により、親水性を呈するシリカ表面に好適に吸着し、分子末端に存在するアルケニル基やアルキル基によりシリカ表面を疎水化することにより、シリカ同士の凝集を抑制でき、シリカの分散性を改善できると共に、加硫促進剤のシリカへの吸着も防止できる。そして、上記変性SBRと上記界面活性剤とを併用することにより、シリカの分散性の改善が相乗的に進み、従来技術に比べてより良好なシリカの分散性、低燃費性能が得られる。これは、上記界面活性剤の存在により、シリカと上記変性SBRとの親和性が向上しているためと推測される。そして、この効果は、特に、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上と、微粒子シリカを比較的多量配合したゴム組成物において顕著に発揮される。これは、微粒子シリカはシリカの凝集力の強さに起因して凝集しやすいものの、上記変性SBRと上記界面活性剤とを併用することにより、微粒子シリカの分散性の改善が相乗的に進みやすく、分散性の改善効果が発揮されやすいためと推測される。
よって、本願発明では、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上と、微粒子シリカを比較的多量配合した場合であっても、良好なシリカの分散性、低燃費性能を有するゴム組成物を提供できるものと推察される。
更に、本願発明では、上記シリカと上記界面活性剤とが、同一の時期にゴムと混練りされるため、上記変性SBRと上記界面活性剤とを併用する効果がより顕著に得られる。
また、本願発明では、良好なシリカの分散性、低燃費性能に加えて、良好な加工性能、耐摩耗性能、グリップ性能も得られる。
また、SiOR基(Rは、水素原子又は炭化水素基)を有するスチレンブタジエンゴムと、上記界面活性剤とを併用することにより、シリカの分散性、低燃費性能を相乗的に改善できる。
Styrene-butadiene rubber (modified SBR) having SiOR groups can suppress the aggregation of silica particles and improve the dispersibility of silica particles by interacting with hydroxyl groups present on the silica surface. Furthermore, the surfactant preferably adsorbs to the hydrophilic silica surface due to the presence of the polyoxyalkylene portion and the presence of the sulfuric acid portion, and hydrophobizes the silica surface due to the alkenyl group or alkyl group present at the molecular end. As a result, the aggregation of silica particles can be suppressed, the dispersibility of silica can be improved, and the adsorption of the vulcanization accelerator to silica can be prevented. By using the modified SBR and the surfactant in combination, the dispersibility of silica is synergistically improved, and better dispersibility of silica and fuel efficiency than those of the prior art can be obtained. This is presumably because the presence of the surfactant improves the affinity between silica and the modified SBR. This effect is particularly pronounced in a rubber composition containing a relatively large amount of fine particle silica, such as 50 parts by mass or more of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more per 100 parts by mass of the rubber component. be done. This is because although fine particle silica tends to aggregate due to the strength of the cohesive force of silica, by using the modified SBR and the surfactant together, the dispersibility of fine particle silica can be synergistically improved. , it is presumed that the effect of improving dispersibility is likely to be exhibited.
Therefore, in the present invention, silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more is 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and even when a relatively large amount of fine particle silica is blended, good silica It is presumed that it is possible to provide a rubber composition having good dispersibility and low fuel consumption performance.
Furthermore, in the present invention, since the silica and the surfactant are kneaded with the rubber at the same time, the effect of using the modified SBR and the surfactant together can be obtained more remarkably.
Further, in the present invention, in addition to good silica dispersibility and fuel efficiency, good processing performance, wear resistance and grip performance are also obtained.
In addition, by using a styrene-butadiene rubber having a SiOR group (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group) and the above surfactant in combination, dispersibility of silica and fuel efficiency performance can be synergistically improved.
上記ゴム組成物はゴム成分として、SiOR基(Rは、水素原子又は炭化水素基)を有するスチレンブタジエンゴム(変性SBR)を含む。 The rubber composition contains, as a rubber component, a styrene-butadiene rubber (modified SBR) having a SiOR group (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group).
変性SBRとしては、SiOR基を有するSBRであればよく、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を、SiOR基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR(末端にSiOR基を有する末端変性SBR)や、主鎖にSiOR基を有する主鎖変性SBRや、主鎖及び末端にSiOR基を有する主鎖末端変性SBR(例えば、主鎖にSiOR基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR)等が挙げられる。また、変性SBRは、更に、スズ化合物などの多官能化合物によりカップリングされていてもよい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The modified SBR may be SBR having a SiOR group. For example, terminal-modified SBR obtained by modifying at least one end of SBR with a compound (modifying agent) having a SiOR group (end-modified SBR having a SiOR group at the terminal) SBR), a main chain-modified SBR having a SiOR group in the main chain, or a main chain end-modified SBR having a SiOR group in the main chain and at the end (for example, a main chain having a SiOR group and at least one end being modified as described above main chain end-modified SBR modified with an agent) and the like. Moreover, the modified SBR may be further coupled with a polyfunctional compound such as a tin compound. These may be used alone or in combination of two or more.
Rの炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせ等が挙げられる。なかでも、脂肪族炭化水素基が好ましい。また、直鎖状が好ましい。炭化水素基の炭素数は、効果がより良好に得られるという理由から、好ましくは1以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは6以下、特に好ましくは3以下である。 The hydrocarbon group for R may be linear, branched, or cyclic, and includes aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, combinations thereof, and the like. Among them, an aliphatic hydrocarbon group is preferred. Moreover, a straight chain is preferable. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1 or more, preferably 20 or less, more preferably 12 or less, even more preferably 6 or less, and particularly preferably 3 or less, for the reason that the effect can be obtained more favorably. .
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上のものが好ましく、また、炭素数20以下のものが好ましく、12以下のものがより好ましく、6以下のものが更に好ましく、3以下のものが特に好ましい。好ましい例として、上記炭素数のアルキル基が挙げられ、具体的には、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、イソブチル基、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、オクタデシル基等が挙げられる。なかでも、効果がより良好に得られるという理由から、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。 The aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 or more carbon atoms, preferably 20 or less carbon atoms, more preferably 12 or less carbon atoms, more preferably 6 or less carbon atoms, and particularly preferably 3 or less carbon atoms. preferable. Preferable examples include alkyl groups having the above carbon number, and specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert- butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, octadecyl group and the like. Among them, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group are preferred, and a methyl group and an ethyl group are more preferred, since they are more effective.
脂環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等が挙げられる。 Alicyclic hydrocarbon groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclopropenyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, and cyclooctenyl groups. etc.
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、トリル(tolyl)基、キシリル(xylyl)基、ナフチル基等が挙げられる。なお、トリル基及びキシリル基におけるベンゼン環上のメチル基の置換位置は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれの位置でもよい。 Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, benzyl, phenethyl, tolyl, xylyl, and naphthyl groups. The substitution position of the methyl group on the benzene ring in the tolyl group and the xylyl group may be any of the ortho-, meta- and para-positions.
Rとしては、効果がより良好に得られるという理由から、水素原子、上記炭素数の脂肪族炭化水素基が好ましく、水素原子、上記炭素数のアルキル基がより好ましい。 R is preferably a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having the above carbon number, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having the above carbon number, since the effect can be obtained more favorably.
SiOR基は、通常、下記式(A)で表される基である。
R1及びR2の炭化水素基は、Rの炭化水素基と同様の基が挙げられ、好適な態様も同様である。なお、OR基は、SiOR基で説明した基(SiOR基中のOR基)と同様の基が挙げられ、好適な態様も同様である。
R1及びR2は、効果がより好適に得られるという理由から、共にOR基であることが好ましい。すなわち、SiOR基は、Si(OR)3基であることが好ましい。
The hydrocarbon groups for R 1 and R 2 include the same groups as the hydrocarbon group for R, and preferred embodiments are also the same. Examples of the OR group include the same groups as the groups described for the SiOR group (OR group in the SiOR group), and preferred embodiments are also the same.
Both R 1 and R 2 are preferably OR groups because the effect can be obtained more preferably. That is, the SiOR groups are preferably Si(OR) 3 groups.
変性SBRは、SiOR基に加えて、更に他の官能基を有していてもよい。
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)が好ましい。
Modified SBR may have other functional groups in addition to SiOR groups.
Examples of the above functional groups include amino group, amide group, isocyanate group, imino group, imidazole group, urea group, ether group, carbonyl group, oxycarbonyl group, mercapto group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, and sulfinyl group. , thiocarbonyl group, ammonium group, imide group, hydrazo group, azo group, diazo group, carboxyl group, nitrile group, pyridyl group, alkoxy group, hydroxyl group, oxy group, epoxy group and the like. In addition, these functional groups may have a substituent. Among them, amino group (preferably an amino group in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy group (preferably 1 carbon atom 6 alkoxy groups) are preferred.
変性SBRとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)のいずれでもよい。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。 Modified SBR may be emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR) or solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR). These may be used alone or in combination of two or more.
変性SBRの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20万以上であり、より好ましくは30万以上、更に好ましくは50万以上である。また、該Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは200万以下、より好ましくは150万以下、更に好ましくは100万以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、ゴム成分の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
The weight average molecular weight (Mw) of the modified SBR is preferably 200,000 or more, more preferably 300,000 or more, and still more preferably 500,000 or more. The upper limit of Mw is not particularly limited, but is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,500,000 or less, and still more preferably 1,000,000 or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
In this specification, the weight average molecular weight (Mw) of the rubber component is measured by gel permeation chromatography (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: Tosoh Corporation). TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M (manufactured by the company) can be obtained by standard polystyrene conversion based on the measured value.
変性SBRのスチレン量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。また、該スチレン量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、SBRのスチレン量は、H1-NMR測定により算出される。
The styrene content of the modified SBR is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more. The styrene content is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
In this specification, the styrene content of SBR is calculated by H 1 -NMR measurement.
変性SBRのビニル量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上、最も好ましくは40質量%以上である。また、該ビニル量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、ビニル量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
The modified SBR has a vinyl content of preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, particularly preferably 30% by mass or more, and most preferably 40% by mass or more. Also, the vinyl content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
In this specification, the amount of vinyl (amount of 1,2-bonded butadiene units) can be measured by infrared absorption spectrometry.
変性SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)、ダウ社等により製造・販売されているSBRを使用できる。 As the modified SBR, for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Co., Ltd., Asahi Kasei Co., Ltd., Nippon Zeon Co., Ltd., Dow Company, etc. can be used.
ゴム成分100質量%中の変性SBRの含有量は、30質量%以上であり、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上であり、上限は100質量%であってもよいが、他のゴムを含有する場合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of modified SBR in 100% by mass of the rubber component is 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and the upper limit may be 100% by mass, When other rubber is contained, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
変性SBR以外に上記ゴム組成物に使用できるゴム成分としては、上記変性SBR以外のSBR、ブタジエンゴム(BR)、イソプレン系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Rubber components other than modified SBR that can be used in the rubber composition include SBR other than modified SBR, butadiene rubber (BR), isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), and butyl rubber (IIR). and diene rubbers such as styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR). These may be used alone or in combination of two or more.
上記変性SBR以外のSBR(第2のSBR)としては、官能基を有さない非変性SBRが好ましい。 As the SBR (second SBR) other than the modified SBR, non-modified SBR having no functional group is preferable.
第2のSBRの好ましい重量平均分子量(Mw)、スチレン量、ビニル量は、変性SBRの好ましい重量平均分子量(Mw)、スチレン量、ビニル量と同様である。 The preferred weight average molecular weight (Mw), styrene content and vinyl content of the second SBR are the same as the preferred weight average molecular weight (Mw), styrene content and vinyl content of the modified SBR.
第2のSBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)、ダウ社等により製造・販売されているSBRを使用できる。 As the second SBR, for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Co., Ltd., Asahi Kasei Co., Ltd., Nippon Zeon Co., Ltd., Dow, etc. can be used.
ゴム成分100質量%中のSBRの合計含有量(変性SBR及び第2のSBRの合計含有量)は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、上限は100質量%であってもよいが、SBR以外のゴムを含有する場合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The total content of SBR (total content of modified SBR and second SBR) in 100% by mass of the rubber component is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 70% by mass. Although the upper limit may be 100% by mass, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less when a rubber other than SBR is contained. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
BRとしては特に限定されず、例えば、高シス含量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム(希土類系BR)等を使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、高シス含量のBRが好ましい。 BR is not particularly limited, and for example, BR with a high cis content, BR containing syndiotactic polybutadiene crystals, butadiene rubber synthesized using a rare earth catalyst (rare earth BR), etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, BR with a high cis content is preferred.
BRは、非変性BRでもよいし、変性BRでもよい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
変性BRとしては、上述の変性SBRと同様の官能基が導入された変性BRが挙げられる。
BR may be unmodified BR or modified BR. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of modified BR include modified BR into which functional groups similar to those of the above-described modified SBR are introduced.
BRのシス含量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは93質量%以上、更に好ましくは95質量%以上である。下限以上にすることで、良好な耐摩耗性能が得られる傾向がある。
なお、本明細書においてゴム成分のシス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
The cis content of BR is preferably 90% by mass or more, more preferably 93% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more. By setting it to the lower limit or more, there is a tendency that good wear resistance performance can be obtained.
In this specification, the cis content of the rubber component can be measured by infrared absorption spectroscopy.
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)、Lanxess(株)等の製品を使用できる。 As BR, for example, products of Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Zeon Corporation, Lanxess Corporation, etc. can be used.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and still more preferably 30% by mass. % or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
ゴム成分100質量%中のSBR(変性SBR及び第2のSBR)、BRの合計含有量は、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90質量%以上であり、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The total content of SBR (modified SBR and second SBR) and BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more, It may be 100% by mass. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。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。ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、好ましくは5質量%以上であり、好ましくは20質量%以下である。 The isoprene rubber includes natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, modified IR, and the like. As NR, for example, those commonly used in the tire industry, such as SIR20, RSS#3, and TSR20, can be used. The IR is not particularly limited, and for example IR2200 or the like commonly used in the tire industry can be used. Modified NR includes deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), etc. Modified NR includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc. Examples of modified IR include epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, grafted isoprene rubber, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the isoprene-based rubber in 100% by mass of the rubber component is not particularly limited as long as the effect is not impaired, and is preferably 5% by mass or more and preferably 20% by mass or less.
上記ゴム組成物は窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカをゴム成分100質量部に対して50質量部以上含む。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、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。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The rubber composition contains 50 parts by mass or more of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more based on 100 parts by mass of the rubber component.
Examples of silica include dry silica (anhydrous silicic acid) and wet silica (hydrated silicic acid), but wet silica is preferred because it contains many silanol groups. These may be used alone or in combination of two or more.
上記シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、220m2/g以上が好ましく、230m2/g以上がより好ましく、240m2/g以上が更に好ましい。また、該N2SAは、300m2/g以下が好ましく、270m2/g以下がより好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
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 the silica is preferably 220 m 2 /g or more, more preferably 230 m 2 /g or more, and even more preferably 240 m 2 /g or more. Also, the N 2 SA is preferably 300 m 2 /g or less, more preferably 270 m 2 /g or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
上記シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。 As the silica, for example, products of Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, Tokuyama, etc. can be used.
上記シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、50質量部以上であり、好ましくは60質量部以上、より好ましくは70質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは130質量部以下、更に好ましくは120質量部以下、特に好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The silica content is 50 parts by mass or more, preferably 60 parts by mass or more, and more preferably 70 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the rubber component. The content is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 130 parts by mass or less, even more preferably 120 parts by mass or less, and particularly preferably 100 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は上記シリカと共に、上記シリカ以外のシリカ(第2のシリカ)を配合してもよい。この場合、シリカの合計含有量は、上記シリカを単独で用いる場合の含有量と同様の量とすればよい。 The rubber composition may contain silica other than the silica (second silica) together with the silica. In this case, the total content of silica may be the same as the content when silica is used alone.
上記ゴム組成物は、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩からなる群より選択される少なくとも1種の界面活性剤を含む。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。 The rubber composition contains at least one surfactant selected from the group consisting of polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salts and polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salts. These may be used alone or in combination of two or more.
上記界面活性剤は、エチレンオキサイド構造及び/又はプロピレンオキサイド構造を有することが好ましい。親水基として、エチレンオキサイド構造及び/又はプロピレンオキサイド構造を有するものは、シリカとの親和性を高めることができ、効果がより好適に得られる。なかでも、エチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。また、エチレンオキサイド構造及び/又はプロピレンオキサイド構造を有する場合、エチレンオキサイド(EO)及びプロピレンオキサイド(PO)の平均付加モル数(EO及びPOの平均付加モル数の合計)が10以上であることが好ましく、13以上であることがより好ましい。また、該平均付加モル数は、好ましくは80以下、より好ましくは60以下、更に好ましくは40以下である。この場合、シリカとの親和性がより高められ、効果がより好適に得られる。 The surfactant preferably has an ethylene oxide structure and/or a propylene oxide structure. Those having an ethylene oxide structure and/or a propylene oxide structure as a hydrophilic group can increase the affinity with silica, and the effect can be obtained more preferably. Among them, those having an ethylene oxide structure are preferable. In addition, when it has an ethylene oxide structure and/or a propylene oxide structure, the average number of added moles of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) (total number of average added moles of EO and PO) is 10 or more. Preferably, it is 13 or more. Also, the average number of added moles is preferably 80 or less, more preferably 60 or less, still more preferably 40 or less. In this case, the affinity with silica is further enhanced, and the effect is obtained more preferably.
また、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩におけるアルケニル基の炭素数、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩におけるアルキル基の炭素数は、8以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。また、該炭素数は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは15以下である。この場合、シリカの分散性がより高められ、効果がより好適に得られる。 The number of carbon atoms in the alkenyl group in the polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salt and the number of carbon atoms in the alkyl group in the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salt are preferably 8 or more, more preferably 10 or more. Also, the number of carbon atoms is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, and still more preferably 15 or less. In this case, the dispersibility of silica is further enhanced, and the effect is obtained more preferably.
上記界面活性剤の塩形態としては、特に限定されず、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属の塩;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の塩;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン類の塩;アンモニウム塩等が挙げられる。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、アルカリ金属塩、アンモニウム塩が好ましく、ナトリウム塩、アンモニウム塩がより好ましい。 The salt form of the surfactant is not particularly limited, and alkali metal salts such as potassium and sodium; alkaline earth metal salts such as magnesium and calcium; amines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine. salts; ammonium salts and the like. Among them, alkali metal salts and ammonium salts are preferable, and sodium salts and ammonium salts are more preferable, because the effect can be obtained more preferably.
上記界面活性剤のHLB値(グリフィン法で算出)は、好ましくは12以上、より好ましくは13以上である。また、該HLB値は、好ましくは19以下、より好ましくは17以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The HLB value (calculated by the Griffin method) of the surfactant is preferably 12 or more, more preferably 13 or more. Also, the HLB value is preferably 19 or less, more preferably 17 or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩としては、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩が好ましい。 As the polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salt and the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salt, the polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salt is preferable.
ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩としては、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩が好ましく、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウムがより好ましい。 The polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate salt is preferably a polyoxyethylene alkenyl ether sulfate salt, more preferably ammonium polyoxyethylene alkenyl ether sulfate.
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩が好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムがより好ましい。 As the polyoxyalkylene alkyl ether sulfate salt, a polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt is preferable, and sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate is more preferable.
上記界面活性剤としては、例えば、花王(株)、ライオン(株)、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ(株)等の製品を使用できる。 As the surfactant, for example, products of Kao Corporation, Lion Corporation, Lion Specialty Chemicals Co., Ltd., etc. can be used.
上記界面活性剤の含有量は、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質量部以上、更に好ましくは2質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of the surfactant is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and still more preferably 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Also, the content is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は上記界面活性剤と共に、上記界面活性剤以外の界面活性剤(第2の界面活性剤)を配合してもよい。この場合、界面活性剤の合計含有量は、上記界面活性剤を単独で用いる場合の含有量と同様の量とすればよい。 The rubber composition may contain a surfactant other than the surfactant (second surfactant) together with the surfactant. In this case, the total content of surfactants may be the same as the content when the surfactants are used alone.
上記ゴム組成物は、更にシランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピルジスルフィド)、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(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)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(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)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)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、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、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、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピ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、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。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。なかでも、効果が良好に得られる傾向がある点から、スルフィド系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤が好ましく、メルカプト系シランカップリング剤がより好ましい。
なお、本明細書において、メルカプト系シランカップリング剤とは、メルカプト基(-SH)を有するシランカップリング剤に限定されず、メルカプト基の誘導体基(例えば、カルボニルチオ基(-S-C(=O)-))を有するシランカップリング剤をも含む概念である。ここで、メルカプト基の誘導体基とは、メルカプト基(-SH)から合成反応により直接誘導される基に限定されず、メルカプト基(-SH)の水素原子が他の原子または原子団に置換された構造を有する基をも含む概念である。
The rubber composition preferably further contains a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited. (4-triethoxysilylbutyl) tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis(4 -trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) ) disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N , N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, Momentive NXT, NXT-Z, etc. mercapto-based, vinyl-based such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane, amino-based such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- Glycidoxy-based such as glycidoxypropyltrimethoxysilane, nitro-based such as 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane and the like Examples include chloro-based compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfide-based silane coupling agents and mercapto-based silane coupling agents are preferable, and mercapto-based silane coupling agents are more preferable, because they tend to obtain good effects.
In the present specification, the mercapto-based silane coupling agent is not limited to a silane coupling agent having a mercapto group (—SH), but a derivative group of the mercapto group (for example, a carbonylthio group (—S—C ( =O)-)) is also a concept including silane coupling agents. Here, the derivative group of the mercapto group is not limited to a group directly derived from the mercapto group (-SH) by a synthetic reaction, and the hydrogen atom of the mercapto group (-SH) is substituted with another atom or atomic group. The concept also includes a group having a structure such as
メルカプト系シランカップリング剤としては、メルカプト基(-SH)を有するシランカップリング剤が好ましく、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とを含む化合物がより好ましく、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とを含む化合物が更に好ましい。これにより、効果がより好適に得られる。
以下、式(1)で表される化合物について説明する。 The compounds represented by formula (1) are described below.
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、効果がより良好に得られる。 By using the compound represented by the formula (1), silica is well dispersed and the effect is obtained better.
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。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 a branched or unbranched C 1-12 alkyl group, a branched or unbranched C 1-12 alkoxy group, or —O—(R 111 —O) z —R 112 represents the group represented. 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 R 101 to R 103 are —O—( More preferably, it is a group represented by R 111 -O) z -R 112 and one of them is a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
R101~R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1~12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。
炭素数の上限は、好ましくは5である。
The branched or unbranched C 1-12 alkyl group represented by R 101 to R 103 includes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, 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.
The upper limit of carbon number is preferably 5.
R101~R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1~12のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトシキ基、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。
炭素数の上限は、好ましくは5である。
Examples of the branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms of R 101 to R 103 include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, iso-butoxy group, sec -butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, octyloxy group, nonyloxy group and the like.
The upper limit of carbon number is preferably 5.
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 is a branched or unbranched group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 3) represents 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. , an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, and the like. Among them, a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms is preferred.
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。
炭素数の上限は、好ましくは15、より好ましくは3である。
The branched or unbranched C 1-30 alkylene group for R 111 includes, for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group and decylene group. group, undecylene group, dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like.
The upper limit of the number of carbon atoms is preferably 15, more preferably 3.
R111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、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。
炭素数の上限は、好ましくは15、より好ましくは3である。
The branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms for R 111 includes, for example, vinylene group, 1-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.
The upper limit of the number of carbon atoms is preferably 15, more preferably 3.
R111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、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。
炭素数の上限は、好ましくは15、より好ましくは3である。
Branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms for R 111 includes, for example, ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group, hexynylene group, heptynylene group, octinylene group, nonynylene group, decinylene group and undecynylene group. group, dodecinylene group, and the like.
The upper limit of the number of carbon atoms is preferably 15, more preferably 3.
R111の炭素数6~30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。
炭素数の上限は、好ましくは炭素数15である。
Examples of the arylene group having 6 to 30 carbon atoms for R 111 include a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group and a naphthylene group.
The upper limit of the number of carbon atoms is preferably 15 carbon atoms.
zは1~30の整数を表す。下限は、好ましくは2、より好ましくは3、さらに好ましくは5であり、上限は、好ましくは20、より好ましくは7、さらに好ましくは6である。 z represents an integer of 1 to 30; The lower limit is preferably 2, more preferably 3, more preferably 5, and the upper limit is preferably 20, more preferably 7, still more preferably 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 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 group having 7 to 30 carbon atoms. show. Among them, 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。
炭素数の下限は、好ましくは3、より好ましくは10であり、炭素数の上限は、好ましくは25、より好ましくは15である。
The branched or unbranched C 1-30 alkyl group for R 112 includes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, 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, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, octadecyl group and the like. be done.
The lower limit of carbon number is preferably 3, more preferably 10, and the upper limit of carbon number is preferably 25, more preferably 15.
R112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、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。
炭素数の下限は、好ましくは3、より好ましくは10であり、炭素数の上限は、好ましくは25、より好ましくは15である。
Branched or unbranched alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms for R 112 include, for example, vinyl group, 1-propenyl group, 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, pentadecenyl group, octadecenyl group and the like.
The lower limit of carbon number is preferably 3, more preferably 10, and the upper limit of carbon number is preferably 25, more preferably 15.
R112の炭素数6~30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。
炭素数の下限は、好ましくは10であり、炭素数の上限は、好ましくは20である。
Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms for R 112 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group and a biphenyl group.
The lower limit of carbon number is preferably 10, and the upper limit of carbon number is preferably 20.
R112の炭素数7~30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。
炭素数の下限は、好ましくは炭素数10であり、炭素数の上限は、好ましくは20である。
Examples of the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms for R 112 include a benzyl group and a phenethyl group.
The lower limit of the number of carbon atoms is preferably 10 carbon atoms, and the upper limit of the number of carbon atoms is preferably 20 carbon atoms.
-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 —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 -( C2H4 -O) 5 - C15H31 , -O- ( C2H4 - O) 3 - C13H27 , -O- ( C2H4 - O) 4 - C13H 27 , —O—(C 2 H 4 —O) 6 —C 13 H 27 , —O—(C 2 H 4 —O) 7 —C 13 H 27 and the like. Among them, -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 preferred.
R104の分岐若しくは非分岐の炭素数1~6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。
炭素数の上限は、好ましくは5である。
Examples of the branched or unbranched C1-C6 alkylene group for R 104 include the same branched or unbranched C 1-30 alkylene groups for R 111 .
The upper limit of carbon number is preferably 5.
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。
次に、式(2)で示される結合単位Aと式(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, a compound containing a binding unit A represented by formula (2) and a binding unit B represented by formula (3) will be described.
効果がより良好に得られるという理由から、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 bonding unit A is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and preferably 99 mol%, for the reason that the effect can be obtained more favorably. 90 mol % or less, more preferably 90 mol % or less. The content of the binding unit B is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, still more preferably 10 mol% or more, preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, More preferably, it is 55 mol % or less. Also, 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 %.
In addition, the content of the bonding units A and B is the amount including the case where the bonding units A and B are positioned at the terminal of the silane coupling agent. When the bonding units A and B are located at the ends of the silane coupling agent, the form is not particularly limited as long as they form units corresponding to the formulas (2) and (3) representing the bonding units A and B. .
R201のハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素などがあげられる。 Halogen for R 201 includes chlorine, bromine, fluorine and the like.
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。 The branched or unbranched C 1-30 alkyl group for R 201 includes methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, 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, decyl group and the like. The number of carbon atoms in 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。 The branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms for R 201 includes 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。 The branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms for R 201 includes ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonynyl group, decynyl group, undecynyl group, A dodecynyl group and the like can be mentioned. 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。 The branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms for R 202 includes 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, 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。 The branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms for R 202 includes vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group and 2-pentenylene group. 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。 The branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms for R 202 includes an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, a hexynylene group, a heptynylene group, an octinylene group, a nonynylene group, a decinylene group, an undecynylene group, A dodecinylene group and the like can be mentioned. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
式(2)で示される結合単位Aと式(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 a compound containing a bonding unit A represented by formula (2) and a bonding unit B represented by formula (3), the total number of repetitions of the repeating number (x) of the bonding unit A and the repeating number (y) of the bonding unit B The number (x+y) is preferably in the range of 3-300. Within this range, since the mercaptosilane of the bonding unit B is covered by the —C 7 H 15 of the bonding unit A, it is possible to suppress the scorch time from being shortened and to achieve good reactivity with silica and rubber components. can be secured.
式(2)で示される結合単位Aと式(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。 Examples of compounds containing a binding unit A represented by formula (2) and a binding unit B represented by formula (3) include NXT-Z30, NXT-Z45, and NXT-Z60 manufactured by Momentive. can be done. These may be used alone or in combination of two or more.
シランカップリング剤としては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。 Examples of silane coupling agents that can be used include products of Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azmax Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., and the like.
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、3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。また、上記含有量は、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of silica. Moreover, 20 mass parts or less are preferable, and, as for the said content, 15 mass parts or less are more preferable. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記界面活性剤の含有量X(質量部)と、シランカップリング剤の含有量Y(質量部)の比率X/Yが0.05~20であることが好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。ここで、含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量を意味する。
X/Yの下限は、好ましくは0.1、より好ましくは0.2、更に好ましくは0.25であり、X/Yの上限は、好ましくは10、より好ましくは5、更に好ましくは2、最も好ましくは1である。
The ratio X/Y of the content X (parts by mass) of the surfactant to the content Y (parts by mass) of the silane coupling agent is preferably 0.05 to 20. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained. Here, the content means the content per 100 parts by mass of the rubber component.
The lower limit of X/Y is preferably 0.1, more preferably 0.2, more preferably 0.25, and the upper limit of X/Y is preferably 10, more preferably 5, more preferably 2, 1 is most preferred.
窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカの含有量Z(質量部)と、上記界面活性剤の含有量X(質量部)と、シランカップリング剤の含有量Y(質量部)の比率Z/(X+Y)が3~30であることが好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。ここで、含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量を意味する。
Z/(X+Y)の下限は、好ましくは4、より好ましくは5であり、Z/(X+Y)の上限は、好ましくは20、より好ましくは15、更に好ましくは12、特に好ましくは10、最も好ましくは8である。
The ratio of the content Z (parts by mass) of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more, the content X (parts by mass) of the surfactant, and the content Y (parts by mass) of the silane coupling agent Z/(X+Y) is preferably 3-30. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained. Here, the content means the content per 100 parts by mass of the rubber component.
The lower limit of Z/(X+Y) is preferably 4, more preferably 5, and the upper limit of Z/(X+Y) is preferably 20, more preferably 15, still more preferably 12, particularly preferably 10, most preferably is 8.
上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、効果が好適に得られる。
カーボンブラックとしては、特に限定されないが、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。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。
The rubber composition preferably contains carbon black. Thereby, an effect is suitably obtained.
Examples of carbon black include, but are not limited to, N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. 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、70m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上が更に好ましい。また、上記N2SAは、300m2/g以下が好ましく、250m2/g以下がより好ましく、200m2/g以下が更に好ましく、160m2/g以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K 6217-2:2001によって求められる。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 70 m 2 /g or more, more preferably 80 m 2 /g or more, and even more preferably 100 m 2 /g or more. The N 2 SA is preferably 300 m 2 /g or less, more preferably 250 m 2 /g or less, still more preferably 200 m 2 /g or less, and particularly preferably 160 m 2 /g or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is determined according to JIS K 6217-2:2001.
カーボンブラックとしては、例えば、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱化学(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。 As carbon black, for example, products of Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Lion Corporation, Shin Nikka Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd. can be used.
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2質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは30質量部以下、特に好ましくは20質量部以下、最も好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of carbon black is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, still more preferably 30 parts by mass or less, particularly preferably 20 parts by mass or less, and most preferably 10 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
カーボンブラックの含有量A(質量部)と、窒素吸着比表面積が210m2/g以上のシリカの含有量Z(質量部)の比率A/Zが0.01~120であることが好ましい。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。ここで、含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量を意味する。
A/Zの下限は、好ましくは0.02、より好ましくは0.03であり、A/Zの上限は、好ましくは20、より好ましくは1、更に好ましくは0.5、特に好ましくは0.2である。
The ratio A/Z of the content A (parts by mass) of carbon black to the content Z (parts by mass) of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 210 m 2 /g or more is preferably 0.01 to 120. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained. Here, the content means the content per 100 parts by mass of the rubber component.
The lower limit of A/Z is preferably 0.02, more preferably 0.03, and the upper limit of A/Z is preferably 20, more preferably 1, still more preferably 0.5, particularly preferably 0.5. 2.
上記ゴム組成物は、オイルを含有してもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。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。なかでも、アロマ系プロセスオイルが好ましい。
The rubber composition may contain oil.
Oils include, for example, process oils, vegetable oils, or mixtures thereof. As the process oil, for example, paraffinic process oil, aromatic process oil, naphthenic process oil, etc. can be used. Vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, Olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, tung oil and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, aromatic process oils are preferred.
オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。 As oil, for example, Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoi Co., Ltd., H & R, Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Oil Co., Ltd., Fuji Kosan Co., Ltd. etc. products can be used.
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは70質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。
なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイルの量も含まれる。
The content of the oil is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, the content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
The content of oil also includes the amount of oil contained in the rubber (oil-extended rubber).
上記ゴム組成物は、硫黄を含むことが好ましい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。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。
The rubber composition preferably contains sulfur.
Sulfur includes powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, soluble sulfur and the like commonly used in the rubber industry. These may be used alone or in combination of two or more.
硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。 As sulfur, for example, products of Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Io Co., Ltd., Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Flexis Co., Ltd., Nippon Kantan Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
硫黄の含有量は、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質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The sulfur content is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. The above content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含むことが好ましい。
加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;1,3-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のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。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。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。また、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤の併用、チアゾール系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤の併用も好ましい。
また、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤としては、それぞれ、MBT、MBTS;TBBS、CBS;DPGが好ましい。
The rubber composition preferably contains a vulcanization accelerator.
Vulcanization accelerators include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole (MBT) and dibenzothiazyl disulfide (MBTS); tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram-based vulcanization accelerators such as thiuram disulfide (TOT-N); N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfen Sulfenamides such as amides (CBS), N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N,N'-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide vulcanization accelerator; Guanidine vulcanization accelerators such as 1,3-diphenylguanidine (DPG), dioltolylguanidine, and orthotolylbiguanidine can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, thiazole-based vulcanization accelerators, sulfenamide-based vulcanization accelerators, and guanidine-based vulcanization accelerators are preferable because they are more suitable for obtaining effects. Further, the combined use of a sulfenamide-based vulcanization accelerator and a guanidine-based vulcanization accelerator, and the combined use of a thiazole-based vulcanization accelerator and a guanidine-based vulcanization accelerator are also preferable.
Preferred thiazole-based vulcanization accelerators, sulfenamide-based vulcanization accelerators, and guanidine-based vulcanization accelerators are MBT, MBTS; TBBS, CBS, and DPG, respectively.
加硫促進剤の含有量は、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質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of the vulcanization accelerator is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は、樹脂を含有していてもよい。
樹脂としては、タイヤ工業で汎用されているものであれば特に限定されず、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、α-メチルスチレン系樹脂、テルペン系樹脂、p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、C5樹脂、C9樹脂等が挙げられる。市販品としては、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)、東亞合成(株)等の製品を使用できる。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。
The rubber composition may contain a resin.
The resin is not particularly limited as long as it is commonly used in the tire industry, and includes rosin-based resin, coumarone-indene resin, α-methylstyrene-based resin, terpene-based resin, pt-butylphenolacetylene resin, and acrylic resin. resin, C5 resin, C9 resin, and the like. Commercially available products include Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical, Nichinuri Chemical Co., Ltd., Japan. Catalysts, products of JX Nippon Oil & Energy Corporation, Arakawa Chemical Industries, Ltd., Taoka Chemical Industries, Ltd., Toagosei Co., Ltd., etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
樹脂の含有量は、前記性能バランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。 From the viewpoint of the performance balance, the content of the resin is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 50 parts by mass or less.
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含有していてもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、p-フェニレンジアミン系老化防止剤がより好ましい。
The rubber composition may contain an antioxidant.
Examples of anti-aging agents include naphthylamine-based anti-aging agents such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine-based anti-aging agents such as octylated diphenylamine and 4,4′-bis(α,α′-dimethylbenzyl)diphenylamine; -Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, etc. p-phenylenediamine-based antioxidants; quinoline-based antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, monophenolic anti-aging agents such as styrenated phenol; inhibitors and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, p-phenylenediamine anti-aging agents and quinoline anti-aging agents are preferred, and p-phenylenediamine anti-aging agents are more preferred.
老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 As the anti-aging agent, products of Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Flexis, etc. can be used, for example.
老化防止剤の含有量は、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質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of the antioxidant is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は、ワックスを含有していてもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
The rubber composition may contain wax.
The wax is not particularly limited, and includes petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as plant waxes and animal waxes; synthetic waxes such as polymers of ethylene and propylene. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, petroleum waxes are preferred, and paraffin waxes are more preferred.
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。 As the wax, for example, products of Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Kagaku Co., Ltd., etc. can be used.
ワックスの含有量は、前記性能バランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。 The wax content is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of the performance balance. More preferably, it is 10 parts by mass or less.
上記ゴム組成物は、脂肪酸を含有することが好ましい。
脂肪酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸等が挙げられ、効果が良好に得られる傾向があるという点から、ステアリン酸が好ましい。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。
脂肪酸としては、日油(株)、NOF社、花王(株)、和光純薬工業(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition preferably contains a fatty acid.
As the fatty acid, conventionally known fatty acids can be used, and examples thereof include stearic acid, oleic acid, palmitic acid, etc. Stearic acid is preferred because it tends to provide good effects. These may be used alone or in combination of two or more.
As the fatty acid, products of NOF Corporation, NOF Corporation, Kao Corporation, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acids Co., Ltd., and the like can be used.
脂肪酸の含有量は、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質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果が良好に得られる傾向がある。 The content of fatty acid is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. Within the above range, there is a tendency that good effects can be obtained.
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有することが好ましい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition preferably contains zinc oxide.
As the zinc oxide, conventionally known ones can be used, for example, products of Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
酸化亜鉛の含有量は、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質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記数値範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of zinc oxide is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effect tends to be obtained more favorably.
上記ゴム組成物には、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、有機過酸化物、硫酸マグネシウムなどの充填剤等を例示できる。これら充填剤の各含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上であり、好ましくは200質量部以下である。 In addition to the above components, the rubber composition may contain additives generally used in the tire industry, such as fillers such as organic peroxides and magnesium sulfate. The content of each of these fillers is preferably 0.1 parts by mass or more and preferably 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、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、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition can be produced, for example, by kneading the above components using a rubber kneading device such as an open roll mixer or a Banbury mixer, followed by vulcanization.
混練条件としては、架橋剤(加硫剤)及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは85~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理が施される。加硫温度としては、通常140~190℃、好ましくは150~185℃である。 As for the kneading conditions, the kneading temperature is usually 100 to 180°C, preferably 120 to 170°C in the base kneading step for kneading additives other than the cross-linking agent (vulcanizing agent) and the vulcanization accelerator. In the finishing kneading step of kneading the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, the kneading temperature is usually 120°C or lower, preferably 85 to 110°C. A composition obtained by kneading a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator is usually subjected to vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is generally 140-190°C, preferably 150-185°C.
本発明では、上記ゴム組成物は、上記シリカと上記界面活性剤とが、同一の時期にゴムと混練りされる製法により得られる。ここで、同一の時期にゴムと混練りとは、同一の練り工程において、上記シリカと上記界面活性剤が混練機に投入、混練されることを意味する。例えば、ベース練り工程において、両者を混練機に投入、混練すればよい。また、ベース練り工程が複数の工程から構成される場合は、複数の工程のうち一の工程において、両者を混練機に投入、混練すればよい。 In the present invention, the rubber composition is obtained by a production method in which the silica and the surfactant are kneaded with rubber at the same time. Here, rubber and kneading at the same time means that the silica and the surfactant are put into a kneader and kneaded in the same kneading step. For example, in the base kneading step, both may be put into a kneader and kneaded. Moreover, when the base kneading step is composed of a plurality of steps, both of them may be put into a kneader and kneaded in one of the plurality of steps.
ゴム組成物に配合される上記シリカのうち、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、最も好ましくは100質量%の上記シリカが、上記界面活性剤と、同一の時期にゴムと混練りされることが好ましい。これにより、効果がより良好に得られる。
同様に、ゴム組成物に配合される上記界面活性剤のうち、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、最も好ましくは100質量%の上記界面活性剤が、上記シリカと、同一の時期にゴムと混練りされることが好ましい。これにより、効果がより良好に得られる。
Of the silica blended in the rubber composition, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, most preferably 100% by mass of the silica is the surfactant and kneaded with rubber at the same time. Thereby, the effect can be obtained better.
Similarly, among the surfactants blended in the rubber composition, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, most preferably 100% by mass of the surfactant It is preferred that the agent is kneaded with the rubber at the same time as the silica. Thereby, the effect can be obtained better.
上記ゴム組成物は、良好な低燃費性能を有するため、例えば、トレッド(キャップトレッド)、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層などのタイヤ部材に用いることができる。なかでも、トレッドに好適に用いられる。 Since the rubber composition has good fuel economy performance, it can be used for tread (cap tread), sidewall, base tread, undertread, clinch, bead apex, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation. , chafers, inner liners, etc., and tire members such as side reinforcing layers of run-flat tires. Among others, it is preferably used for treads.
(空気入りタイヤ)
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、上記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。
(pneumatic tire)
The pneumatic tire of the present invention is manufactured by a normal method using the rubber composition. That is, the rubber composition blended with the above components is extruded according to the shape of each tire member such as the tread in an unvulcanized stage, and molded together with other tire members on a tire molding machine by a normal method. to form an unvulcanized tire. A tire is obtained by heating and pressurizing this unvulcanized tire in a vulcanizer.
上記空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、競技用タイヤ、スタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)、2輪車用タイヤ、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、鉱山用タイヤ等に好適に使用可能である。 The above pneumatic tires include tires for passenger cars, tires for large passenger cars, tires for large SUVs, tires for trucks and buses, tires for racing, studless tires (winter tires), tires for motorcycles, run-flat tires, and aircraft tires. , mining tires, etc.
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。 EXAMPLES The present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these.
(製造例1)
窒素置換されているオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、スチレン、及び1,3-ブタジエンを仕込む。反応器の内容物の温度を20℃に調整後、n-ブチルリチウムを添加して重合を開始する。断熱条件で重合し、最高温度は85℃に達する。重合転化率が99%に達する時点でブタジエンを追加し、更に5分重合後、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシランを変性剤として加えて15分間反応を行う。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加する。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温されている熱ロールにより乾燥して変性スチレンブタジエンゴム(変性SBR)を得る。
(Production example 1)
A nitrogen purged autoclave reactor is charged with cyclohexane, tetrahydrofuran, styrene, and 1,3-butadiene. After adjusting the temperature of the contents of the reactor to 20° C., n-butyllithium is added to initiate polymerization. It polymerizes under adiabatic conditions and reaches a maximum temperature of 85°C. When the polymerization conversion rate reaches 99%, butadiene is added, and after 5 minutes of polymerization, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane is added as a modifier and reacted for 15 minutes. After completion of the polymerization reaction, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol is added. Then, the solvent is removed by steam stripping, and the mixture is dried with a hot roll controlled at 110° C. to obtain a modified styrene-butadiene rubber (modified SBR).
(製造例2)
変性剤を加えない点を除いて、製造例1と同様に行い、非変性スチレンブタジエンゴム(非変性SBR)を得る。
(Production example 2)
An unmodified styrene-butadiene rubber (unmodified SBR) is obtained in the same manner as in Production Example 1, except that no modifier is added.
上記製造例で得られるSBRについて以下の評価を行う。 The SBRs obtained in the above production examples are evaluated as follows.
(重量平均分子量(Mw))
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により算出する。
(Weight average molecular weight (Mw))
Gel permeation chromatography (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M manufactured by Tosoh Corporation) based on standard polystyrene conversion calculate.
(スチレン量)
SBRのスチレン量は、H1-NMR測定により算出する。
(Styrene content)
The styrene content of SBR is calculated by H 1 -NMR measurement.
(ビニル量)
SBRのビニル量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定する。
(Vinyl content)
The vinyl content of SBR is measured by infrared absorption spectroscopy.
実施例及び比較例で使用する各種薬品について、まとめて説明する。
変性SBR:変性SBR(上記製造例1で調製するSBR、スチレン量:21質量%、ビニル量:55質量%、Mw:85万)
非変性SBR:非変性SBR(上記製造例2で調製するSBR、スチレン量:21質量%、ビニル量:55質量%、Mw:85万)
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:97質量%)
シリカ1:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:180m2/g)
シリカ2:エボニックデグッサ社製の9000GR(N2SA:230m2/g)
シリカ3:東ソー(株)製のNipsil VN3(N2SA:270m2/g)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN134(N2SA:148m2/g)
界面活性剤1:花王(株)製のラムテルPD-104(ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム)
界面活性剤2:花王(株)製のエマールE-27C(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、アルキル基の炭素数:12)
シランカップリング剤:Momentive社製のNXT-Z45(結合単位A及び結合単位Bを含む化合物(結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%))
オイル:(株)出光興産(株)製のダイアナプロセスAH-24(アロマ系プロセスオイル)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(老化防止剤、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン)
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエース0355
ステアリン酸:日油(株)製の椿
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:細井化学工業(株)製のHK-200-5(5質量%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン)
Various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be collectively described.
Modified SBR: Modified SBR (SBR prepared in Production Example 1 above, styrene content: 21% by mass, vinyl content: 55% by mass, Mw: 850,000)
Unmodified SBR: Unmodified SBR (SBR prepared in Production Example 2 above, styrene content: 21% by mass, vinyl content: 55% by mass, Mw: 850,000)
BR: BR150B (cis content: 97% by mass) manufactured by Ube Industries, Ltd.
Silica 1: Ultrasil VN3 from Evonik Degussa (N 2 SA: 180 m 2 /g)
Silica 2: 9000GR (N 2 SA: 230 m 2 /g) manufactured by Evonik Degussa
Silica 3: Nipsil VN3 (N 2 SA: 270 m 2 /g) manufactured by Tosoh Corporation
Carbon black: Show Black N134 (N 2 SA: 148 m 2 /g) manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.
Surfactant 1: Kao Corporation Ramtel PD-104 (polyoxyalkylene alkenyl ether ammonium sulfate)
Surfactant 2: Kao Corporation Emal E-27C (sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, carbon number of alkyl group: 12)
Silane coupling agent: Momentive NXT-Z45 (compound containing bonding unit A and bonding unit B (bonding unit A: 55 mol%, bonding unit B: 45 mol%))
Oil: Diana Process AH-24 (aromatic process oil) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Anti-aging agent: Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (anti-aging agent, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine)
Wax: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
Stearic acid: Camellia zinc oxide manufactured by NOF Corporation: Zinc oxide type 2 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: HK-200-5 (powder sulfur containing 5% by mass of oil) manufactured by Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 1: Noxceler CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Noxceler D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
表1に示す配合処方にしたがい、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を設定温度150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得る。次に、得られる混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、100℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得る。得られる未加硫ゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫して加硫ゴム組成物(加硫ゴムシート)を得る。ここで、シリカと界面活性剤は、それぞれ全量を同時に混練機に投入する。
(Examples and Comparative Examples)
According to the compounding recipe shown in Table 1, using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd., chemicals other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded for 5 minutes at a set temperature of 150 ° C., Get a kneaded product. Next, sulfur and a vulcanization accelerator are added to the resulting kneaded material, and kneaded at 100° C. for 5 minutes using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The resulting unvulcanized rubber composition is press vulcanized at 170° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition (vulcanized rubber sheet). Here, the silica and the surfactant are put into the kneader at the same time.
上記のようにして得られる未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物を使用して、下記の評価を行うことで、表1またはそれに近い値が得られる。 By performing the following evaluation using the unvulcanized rubber composition and the vulcanized rubber composition obtained as described above, Table 1 or values close thereto are obtained.
(ムーニー粘度(加工性能))
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられる130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過する時点での上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定する。測定結果を比較例1の結果を100とし、下記計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示する。指数が大きいほど粘度が低く、加工性能に優れることを示す。
(ムーニー粘度指数)=(比較例1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
(Mooney viscosity (processing performance))
According to JIS K 6300-1 "Unvulcanized rubber-Physical properties-Part 1: Determination of viscosity and scorch time by Mooney viscometer", using a Mooney viscosity tester, heated by preheating for 1 minute 130 C., the small rotor is rotated, and the Mooney viscosity (ML.sub.1 +4 /130.degree. C.) of the unvulcanized rubber composition is measured after 4 minutes. Assuming that the measurement result of Comparative Example 1 is 100, the Mooney viscosity of each formulation is expressed as an index according to the following formula. The larger the index, the lower the viscosity and the better the processing performance.
(Mooney viscosity index) = (Mooney viscosity of Comparative Example 1) / (Mooney viscosity of each formulation) x 100
(ペイン効果(シリカの分散性))
アルファーテクノロジー社製RPA2000を用いて、測定温度110℃(予熱1分)、周波数6cpm、振幅0.28~10%の条件で、上記加硫ゴム組成物の貯蔵弾性率の歪依存性を測定し、歪量0.56%時の貯蔵弾性率の値を求める。結果は、比較例1の値を100として指数表示する(分散性指数)。指数が大きいほどフィラーの分散不良塊が少なく、フィラーの分散性が良好であることを示す。本実施例では、フィラー中に占めるシリカの割合が大きいため、ペイン効果指数は、主にシリカの分散性を示している。
(Paine effect (silica dispersibility))
Using RPA2000 manufactured by Alpha Technology Co., Ltd., the strain dependence of the storage elastic modulus of the vulcanized rubber composition was measured under the conditions of a measurement temperature of 110° C. (1 minute of preheating), a frequency of 6 cpm, and an amplitude of 0.28 to 10%. , the value of the storage elastic modulus when the strain amount is 0.56%. The results are indexed with the value of Comparative Example 1 set to 100 (dispersibility index). The larger the index, the less the poorly dispersed lumps of the filler and the better the dispersibility of the filler. In this example, the proportion of silica in the filler is large, so the Payne effect index mainly indicates the dispersibility of silica.
(低燃費性能)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で、加硫ゴムシートの損失正接(tanδ)を測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式により低燃費性能指数を算出する。低燃費性能指数が大きいほど、低燃費性能に優れることを示す。
(低燃費性能指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Low fuel consumption performance)
Using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., the loss tangent (tan δ) of the vulcanized rubber sheet was measured under the conditions of a temperature of 50 ° C., an initial strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a frequency of 10 Hz. Assuming that tan δ of Comparative Example 1 is 100, the fuel economy performance index is calculated by the following formula. A higher fuel economy performance index indicates better fuel economy performance.
(Fuel efficiency performance index) = (tan δ of Comparative Example 1) / (tan δ of each formulation) x 100
(耐摩耗性能)
LAT試験機(Laboratery Abration an Skid Tester)を用い、荷重40N、速度20km/h、スリップアングル5°の条件にて、各加硫ゴム組成物の容積損失量を測定する。比較例1の容積損失量を100とし、下記計算式によりLAT摩耗指数を算出する。指数が大きいほど耐摩耗性能に優れることを示す。
(耐摩耗性能指数)=(比較例1の容積損失量)/(各配合の容積損失量)×100
(Abrasion resistance performance)
Using an LAT tester (Laboratory Ablation and Skid Tester), the volume loss of each vulcanized rubber composition is measured under the conditions of a load of 40 N, a speed of 20 km/h, and a slip angle of 5°. Assuming that the volume loss of Comparative Example 1 is 100, the LAT wear index is calculated by the following formula. A larger index indicates better wear resistance.
(Abrasion resistance performance index) = (Volume loss of Comparative Example 1) / (Volume loss of each formulation) x 100
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