JPH09324003A - Modified rubber and carbon-black-filled tire rubber composition containing the same - Google Patents
Modified rubber and carbon-black-filled tire rubber composition containing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ用カーボン
ブラック含有ゴム組成物のヒステリシスロスを低減させ
るために好適な改質ゴムおよび該改質ゴムとカーボンブ
ラックとを含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a modified rubber suitable for reducing the hysteresis loss of a carbon black-containing rubber composition for a tire, and a rubber composition for a tire containing the modified rubber and carbon black. .
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車に対する低燃費の要請が高
まっている。タイヤの特性が低燃費化に対して重要な影
響をおよぼすことから、補強剤としてカーボンブラック
を含み、かつ低燃費性にすぐれた、つまり転がり抵抗の
小さいタイヤ用カーボンブラック含有ゴム組成物が要請
されている。また走行安全性の面からは、湿潤路面にお
けるグリップ力(以下、ウェットグリップ性という)の
大きいタイヤ用カーボンブラック含有ゴム組成物とする
のが望まれる。2. Description of the Related Art In recent years, the demand for low fuel consumption for automobiles has been increasing. Since the characteristics of tires have an important effect on fuel economy, a carbon black-containing rubber composition for tires containing carbon black as a reinforcing agent and having excellent fuel economy, that is, having low rolling resistance is required. ing. Further, from the viewpoint of running safety, it is desirable to use a carbon black-containing rubber composition for tires which has a large grip on wet road surfaces (hereinafter referred to as wet grip).
【0003】ところで、一般的に、転がり抵抗を小さく
するためには70℃付近のヒステリシスロス(tan
δ)を小さくする必要があり、これに対してウェットグ
リップ性を向上させるためには−10℃付近のヒステリ
シスロスを大きくする必要があり、両者は相反する関係
にある。By the way, generally, in order to reduce the rolling resistance, a hysteresis loss (tan) of around 70 ° C.
It is necessary to reduce δ), whereas in order to improve the wet grip property, it is necessary to increase the hysteresis loss at around −10 ° C., and both have a contradictory relationship.
【0004】そこで、本発明者らは、ウェットグリップ
性を低下させることなく転がり抵抗を低減させるため
に、特定のカーボンブラック用カップリング剤を用いて
ゴム組成物中でゴム分子とカーボンブラックとを化学結
合させることにより、カーボンブラックの分散性を向上
させるという方法にたどりついた(特願平7−1464
54号明細書)が、加工面からは耐スコーチ性の改良の
余地が残されていた。Therefore, the present inventors have used a specific coupling agent for carbon black to combine rubber molecules and carbon black in a rubber composition in order to reduce the rolling resistance without lowering the wet grip property. A method of improving the dispersibility of carbon black by chemically bonding was reached (Japanese Patent Application No. 7-1464).
No. 54), but there is still room for improvement in scorch resistance from the processed surface.
【0005】さらに、カーボンブラックの分散性を向上
させるためには、カーボンブラックとゴムとが相互作用
するような官能基を導入することによりゴム分子末端を
変性し、ゴムを改質する方法が知られている。たとえ
ば、特開平7−102117号公報には、ブタジエンま
たはスチレンと3級アミノ基を含む重合性単量体とを乳
化重合することによりゴム分子の末端を変性し、カーボ
ンブラックとゴムとの相互作用を改良する活性点を付与
するゴムの改質方法が開示されている。しかし実用的な
面から考えると、えられる改質ゴムの分子量のコントロ
ールおよびミクロ構造の制御に限界があり、分子設計上
の制限がある。また、カーボンブラックとの相互作用を
高めるためには立体障害の小さいアミノ基を用いる方が
好ましいが、該公報には1級および/または2級アミノ
基によるゴム分子末端の変性についての開示はない。Further, in order to improve the dispersibility of carbon black, there is known a method of modifying the rubber by modifying the rubber molecule terminal by introducing a functional group that allows the carbon black and the rubber to interact with each other. Has been. For example, in JP-A-7-102117, the end of a rubber molecule is modified by emulsion polymerization of butadiene or styrene and a polymerizable monomer containing a tertiary amino group, and the interaction between carbon black and rubber. There is disclosed a method for modifying a rubber that imparts active points that improve the rubber composition. However, from a practical point of view, there is a limit in controlling the molecular weight and the microstructure of the obtained modified rubber, and there is a limit in the molecular design. Further, in order to enhance the interaction with carbon black, it is preferable to use an amino group having a small steric hindrance, but the publication does not disclose modification of the rubber molecule terminal with a primary and / or secondary amino group. .
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこで、以上の問題点
に鑑み、本発明の目的は、ゴム分子の分子鎖にアミノ
基、とくに1級および/または2級アミノ基を導入する
ことによりゴムを変性し、エネルギーロスの少ないカー
ボンブラック含有ゴム組成物を提供することにある。さ
らに本発明の別の目的は、該改質ゴムとカーボンブラッ
クとからなる耐スコーチ性にすぐれたタイヤ用カーボン
ブラック含有ゴム組成物であって、ウェットグリップ性
を低下させることなく転がり抵抗を低減させることので
きるカーボンブラック含有ゴム組成物を提供することに
ある。Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a rubber by introducing an amino group, particularly a primary and / or secondary amino group into the molecular chain of the rubber molecule. Another object of the present invention is to provide a rubber composition containing carbon black which is modified and has a small energy loss. Still another object of the present invention is a carbon black-containing rubber composition for a tire, which is composed of the modified rubber and carbon black and has excellent scorch resistance, and reduces rolling resistance without lowering wet grip properties. Another object of the present invention is to provide a rubber composition containing carbon black.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、式(I):According to the present invention, there is provided a compound of formula (I):
【0008】[0008]
【化3】 Embedded image
【0009】(ただし、R1およびR2は独立してHもし
くは炭素数1〜3のアルキル基、X1は炭素数1〜12
の炭化水素基)で表わされる化合物ならびに/または式
(II):(However, R 1 and R 2 are independently H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 is 1 to 12 carbon atoms.
A hydrocarbon group) and / or formula (II):
【0010】[0010]
【化4】 Embedded image
【0011】(ただし、R3、R4、R5およびR6は独立
してHもしくは炭素数1〜3のアルキル基、X2および
X3は独立して炭素数1〜12の炭化水素基、nは1〜
12の整数)で表わされる化合物により改質されたゴム
に関する。(However, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 2 and X 3 are independently hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms. , N is 1
An integer of 12).
【0012】前記化合物は1級および/または2級アミ
ノ基のみを有しているのが好ましい。また、X1、X2お
よびX3は鎖状または環状の飽和炭化水素であるのが好
ましい。The compounds preferably have only primary and / or secondary amino groups. Further, X 1 , X 2 and X 3 are preferably chain or cyclic saturated hydrocarbons.
【0013】また、本発明は、該改質ゴムとカーボンブ
ラックとからなるカーボンブラック含有ゴム組成物に関
する。このばあい、カーボンブラックの窒素吸着比表面
積が50〜250m2/g、DBP吸油量が60〜15
0ml/100gであるのが好ましく、前記改質ゴム2
0〜100重量%を含むゴム成分100重量部に対して
該カーボンブラック20〜150重量部を配合するのが
好ましい。The present invention also relates to a carbon black-containing rubber composition comprising the modified rubber and carbon black. In this case, carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 50 to 250 m 2 / g and a DBP oil absorption of 60 to 15
The modified rubber 2 is preferably 0 ml / 100 g.
It is preferable to add 20 to 150 parts by weight of the carbon black to 100 parts by weight of the rubber component containing 0 to 100% by weight.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明においては、ゴム分子の分
子鎖にアミノ基、カーボンブラックとの反応性にすぐれ
るという点から好ましくは1級および/または2級アミ
ノ基を導入することにより活性点を付与し、ゴム組成物
中の該ゴム分子が、活性点でカーボンブラックの有する
酸性官能基部分と化学的に結合し、したがってカーボン
ブラックの分散性が向上する。つまり、改質とはゴム分
子鎖中に活性点を付与することをいう。なお、ここでい
う分子鎖とは二重結合部分が存在するゴム分子中の主鎖
および/または側鎖のことをいう。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, it is preferable to introduce a primary and / or secondary amino group from the viewpoint of excellent reactivity with an amino group or carbon black in the molecular chain of a rubber molecule. A point is given, and the rubber molecule in the rubber composition is chemically bonded to the acidic functional group portion of carbon black at the active point, so that the dispersibility of carbon black is improved. That is, the modification means imparting active sites in the rubber molecular chain. The molecular chain referred to here is the main chain and / or side chain in the rubber molecule in which the double bond portion is present.
【0015】本発明における改質ゴムをうるためにゴム
分子の分子鎖に導入されるアミノ基は、前記式(I)お
よび(II)で表わされる化合物により提供され、これら
化合物はそのイオウ原子の部分でゴム分子の分子鎖中の
二重結合部分と化学的に結合する。The amino group introduced into the molecular chain of the rubber molecule in order to obtain the modified rubber in the present invention is provided by the compounds represented by the above formulas (I) and (II), and these compounds have the sulfur atom The part chemically bonds with the double bond part in the molecular chain of the rubber molecule.
【0016】式(I)で表わされる化合物の具体例とし
ては、システアミン、4−アミノブタンチオール、6−
アミノヘキサンチオール、4−アミノシクロヘキシルチ
オール、2−ジメチルアミノエタンチオール、2−メチ
ルアミノエタンチオール、4−メチルアミノブタンチオ
ール、4−メチルアミノシクロヘキシルチオールおよび
アミノチオフェノールなどがあげられ、アミノ基の立体
障害が小さい方がカーボンブラックとの結合性に優れる
という点から1級アミノ基であるシステアミン、4−ア
ミノブタンチオールおよび4−アミノシクロヘキシルチ
オールが好ましく、さらにX1が直鎖の炭化水素基であ
るのが好ましいという点からシステアミンおよび4−ア
ミノブタンチオールがとくに好ましい。Specific examples of the compound represented by the formula (I) include cysteamine, 4-aminobutanethiol, 6-
Aminohexanethiol, 4-aminocyclohexylthiol, 2-dimethylaminoethanethiol, 2-methylaminoethanethiol, 4-methylaminobutanethiol, 4-methylaminocyclohexylthiol, aminothiophenol and the like are mentioned, and the stereo group of the amino group is included. Primary amino groups such as cysteamine, 4-aminobutanethiol, and 4-aminocyclohexylthiol are preferred from the viewpoint that the smaller the hindrance, the better the bondability to carbon black, and X 1 is a linear hydrocarbon group. Cysteamine and 4-aminobutanethiol are particularly preferable in that they are preferable.
【0017】式(II)で表わされる化合物の具体例とし
ては、ビス(2−アミノエチル)ジスルフィド(シスタ
ミン)、ビス(2−ジメチルアミノエチル)ジスルフィ
ド、ビス(3−アミノプロピル)テトラスルフィドおよ
びビス(アミノフェニルジスルフィド)などがあげら
れ、アミノ基の立体障害が小さい方がカーボンブラック
との結合性に優れるという点からビス(2−アミノエチ
ル)ジスルフィドまたはビス(3−アミノプロピル)テ
トラスルフィドなどが好ましく、さらにゴムとの反応性
が高い方が良いという点からビス(3−アミノプロピ
ル)テトラスルフィドがとくに好ましい。Specific examples of the compound represented by the formula (II) include bis (2-aminoethyl) disulfide (cystamine), bis (2-dimethylaminoethyl) disulfide, bis (3-aminopropyl) tetrasulfide and bis. (Aminophenyl disulfide) and the like, and bis (2-aminoethyl) disulfide or bis (3-aminopropyl) tetrasulfide is preferred from the viewpoint that the smaller the steric hindrance of the amino group, the better the bondability with carbon black. Bis (3-aminopropyl) tetrasulfide is particularly preferable because it is preferable that it has a higher reactivity with rubber.
【0018】これらのうちでも、カーボンブラックとの
反応性が高く、立体障害が小さく、えられるゴム組成物
を硬くさせにくい活性水素を2個有するという点から、
システアミン、4−アミノブタンチオールおよび4−ア
ミノシクロヘキシルチオールなどの1級アミン、前記と
同様の活性水素を1個有するという点から2−ジメチル
アミノエタンチオール、4−メチルアミノブタンチオー
ル、4−メチルアミノシクロヘキシルチオールなどの2
級アミンを用いるのが好ましい。Of these, from the viewpoint of having high reactivity with carbon black, small steric hindrance, and having two active hydrogens which make it difficult to harden the obtained rubber composition,
Primary amines such as cysteamine, 4-aminobutanethiol and 4-aminocyclohexylthiol, 2-dimethylaminoethanethiol, 4-methylaminobutanethiol, 4-methylamino from the viewpoint of having one active hydrogen similar to the above. 2 such as cyclohexyl thiol
It is preferable to use a primary amine.
【0019】なお、本発明においては、式(I)および
式(II)で示す化合物を塩の形で用いることもできる。In the present invention, the compounds represented by the formulas (I) and (II) can be used in the form of salts.
【0020】前記式(I)および/または(II)の化合
物により改質することのできるゴムとしては、該化合物
により提供される1級および/または2級アミノ基をそ
の末端および/または側鎖にとりこむことのできるゴム
であればよく、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(I
R)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン
ゴム(SBR)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、
ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピ
レン−ジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル
ゴムおよびクロロプレンなどがあげられるが、ジエン系
ゴムが好ましいという点から天然ゴム、イソプレンゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよび
アクリロニトリル−ブタジエンゴムが好ましく、さらに
タイヤ用ゴム組成物として使用するばあいにおいては天
然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴムおよびスチレ
ン−ブタジエンゴムがとくに好ましい。The rubber which can be modified with the compound of the above formulas (I) and / or (II) includes primary and / or secondary amino groups provided by the compound at its terminal and / or side chain. Any rubber that can be incorporated into natural rubber (NR), isoprene rubber (I
R), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber,
Examples thereof include butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, and chloroprene. Natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and acrylonitrile-butadiene are preferred because diene rubber is preferable. Rubber is preferable, and natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber and styrene-butadiene rubber are particularly preferable when used as a rubber composition for tires.
【0021】本発明の改質ゴムとしては、ゴムを構成す
る繰り返し単位100個当たりに式(I)および/また
は(II)の化合物から提供されるアミノ基を0.01〜
50個、少なすぎると効果が小さく、多すぎると加工性
の低下、機械的強度の低下を招くという点から好ましく
は0.05〜30個、さらに好ましくは0.1〜10個
有するのがよい。The modified rubber of the present invention contains 0.01 to 100 amino groups provided by the compound of formula (I) and / or (II) per 100 repeating units constituting the rubber.
If the number is 50, too small, the effect is small, and if it is too large, workability and mechanical strength are deteriorated, so that the number is preferably 0.05 to 30, and more preferably 0.1 to 10. .
【0022】前記ゴムを改質して改質ゴムを製造する方
法としては、前記ゴムと式(I)および/または(II)
の化合物を2軸押出機またはバンバリーミキサーなどの
密閉混練機中、好ましくはN2ガスなどの不活性雰囲気
中で混練りする方法があげられる。このばあい、混練温
度は50〜200℃、温度が低すぎると反応速度がおそ
すぎて時間がかかりすぎ、高すぎると酸化などにより分
子が切断され、分子量が低下し物性が悪化するため、好
ましくは80〜170℃であるのがよく、混練時間とし
ては0.5〜30分間、好ましくは1〜15分間でよ
い。As a method for producing a modified rubber by modifying the rubber, the rubber and the formula (I) and / or (II) are used.
The compound of (2) is kneaded in a closed kneader such as a twin-screw extruder or a Banbury mixer, preferably in an inert atmosphere such as N 2 gas. In this case, the kneading temperature is 50 to 200 ° C., and if the temperature is too low, the reaction rate is too slow and it takes too long, and if it is too high, the molecules are cleaved due to oxidation and the like, the molecular weight is lowered and the physical properties are deteriorated. Is preferably 80 to 170 ° C., and the kneading time may be 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 15 minutes.
【0023】また、改質ゴムの別の製造方法としては、
まず前記ゴムをキシレンまたはトルエンなどの有機溶媒
に溶解したあと、そこに式(I)および/または(II)
の化合物を添加して、窒素、アルゴンまたはヘリウムな
どの不活性雰囲気下、80〜150℃、好ましくは10
0〜140℃の温度で、0.2〜4時間、好ましくは
0.5〜1時間加熱する。ついで、放冷後、前記ゴムを
蒸留水などで洗浄し、多量のメタノールなどのアルコー
ル中でゴムを沈殿させ、乾燥させることにより本発明の
改質ゴムをうることができる。As another method for producing the modified rubber,
First, the rubber is dissolved in an organic solvent such as xylene or toluene, and then the formula (I) and / or (II) is added thereto.
Of a compound of 80 to 150 ° C., preferably 10 to 150 ° C. under an inert atmosphere such as nitrogen, argon or helium.
Heat at a temperature of 0 to 140 ° C. for 0.2 to 4 hours, preferably 0.5 to 1 hour. Then, after cooling, the rubber is washed with distilled water or the like, precipitated in a large amount of alcohol such as methanol, and dried to obtain the modified rubber of the present invention.
【0024】本発明は、前記改質ゴムを含むゴム成分と
カーボンブラックとからなるゴム組成物(カーボンブラ
ック含有ゴム組成物)にも関する。The present invention also relates to a rubber composition comprising a rubber component containing the modified rubber and carbon black (carbon black-containing rubber composition).
【0025】このばあい、ゴム組成物の前記改質ゴム以
外のゴム成分としては、通常タイヤの分野で用いられる
もの、たとえば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエン
ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−
ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのジエン系ゴ
ム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロ
ピレン−ジエンゴムなどを用いることができるが、改質
が容易であるという点から天然ゴム、イソプレンゴム、
ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムを用いるの
が好ましい。In this case, as the rubber component of the rubber composition other than the modified rubber, those usually used in the field of tires such as natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile- are used.
Diene rubbers such as butadiene rubber and chloroprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene propylene-diene rubber and the like can be used, but natural rubber, isoprene rubber, from the viewpoint of easy modification,
It is preferable to use butadiene rubber or styrene-butadiene rubber.
【0026】また、ゴム成分中の改質ゴムの配合割合と
しては、ゴム成分中に改質ゴムが含まれていればよい
が、改質の効果を充分引き出すという点から20〜10
0重量%であるのが好ましく、さらに、より実用的であ
るという点から30〜100重量%であるのがとくに好
ましい。As for the blending ratio of the modified rubber in the rubber component, it is sufficient that the modified rubber is contained in the rubber component, but it is 20 to 10 from the viewpoint of sufficiently bringing out the modifying effect.
It is preferably 0% by weight, more preferably 30 to 100% by weight from the viewpoint of more practical use.
【0027】つぎに、本発明のカーボンブラック含有ゴ
ム組成物に用いることのできるカーボンブラックとして
は、とくに限定されないが、たとえばファーネスブラッ
ク、アセチレンブラック、サーマルブラックおよびチャ
ンネルブラックなどがあげられ、タイヤ用という点から
ファーネスブラックがとくに好ましい。Next, carbon black that can be used in the rubber composition containing carbon black of the present invention is not particularly limited, but examples thereof include furnace black, acetylene black, thermal black and channel black. Furnace black is particularly preferable from the viewpoint.
【0028】カーボンブラックの窒素吸着比表面積とし
ては、本発明のカーボンブラック含有ゴム組成物中での
カーボンブラックの分散性を悪化させず、該ゴム組成物
のウェットグリップ性を低下させない程度であればよ
く、50〜250m2/g、好ましくは70〜230m2
/gであるのがよい。The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is such that it does not deteriorate the dispersibility of carbon black in the rubber composition containing carbon black of the present invention and does not deteriorate the wet grip of the rubber composition. Well, 50 to 250 m 2 / g, preferably 70 to 230 m 2
/ G is preferable.
【0029】また、カーボンブラックのDBP吸油量と
しては、カーボンブラックの分散性ならびに本発明のカ
ーボンブラック含有ゴム組成物の補強性および加工性を
悪化させない量であればよく、60〜150ml/10
0g、好ましくは80〜140ml/100gであるの
がよい。The DBP oil absorption of carbon black may be any amount which does not deteriorate the dispersibility of carbon black and the reinforcing property and processability of the rubber composition containing carbon black of the present invention, and is 60 to 150 ml / 10.
It is 0 g, preferably 80 to 140 ml / 100 g.
【0030】本発明のカーボンブラック含有ゴム組成物
中のカーボンブラックの配合割合としては、カーボンブ
ラックの分散性およびカーボンブラック含有ゴム組成物
の加工性を悪化させず、かつウェットグリップ性を低下
させない割合であればよく、前記改質ゴムを含むゴム成
分100重量部に対し、カーボンブラック20〜150
重量部、好ましくは30〜80重量部であるのがよい。The blending ratio of carbon black in the rubber composition containing carbon black of the present invention is such that the dispersibility of carbon black and the processability of the rubber composition containing carbon black are not deteriorated and the wet grip property is not deteriorated. It is sufficient that carbon black 20 to 150 is added to 100 parts by weight of the rubber component containing the modified rubber.
The amount is preferably 30 to 80 parts by weight.
【0031】また、本発明のカーボンブラック含有ゴム
組成物のその他の成分としては、シリカなどの補強剤、
充填剤、イオウなどの加硫剤、ZnOおよび/またはス
テアリン酸などの加硫促進剤、アロマオイルなどのプロ
セスオイル、ならびに加工助剤などの配合剤を、カーボ
ンブラックの分散性およびカーボンブラック含有ゴム組
成物の加工性を悪化させず、ウェットグリップ性を低下
させず、かつ転がり抵抗を増大させない程度に適宜配合
してもよい。Further, as the other components of the rubber composition containing carbon black of the present invention, a reinforcing agent such as silica,
A filler, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator such as ZnO and / or stearic acid, a process oil such as aroma oil, and a compounding agent such as a processing aid are added to disperse carbon black and a rubber containing carbon black. The composition may be appropriately blended to such an extent that the processability of the composition is not deteriorated, the wet grip property is not reduced, and the rolling resistance is not increased.
【0032】本発明のカーボンブラック含有ゴム組成物
の製造方法としては、たとえばロール、バンバリーミキ
サーなどを用いて物理的に混練するだけでよいが、該カ
ーボンブラック含有ゴム組成物中におけるカーボンブラ
ックの分散を均一にするためには、ゴムとカーボンブラ
ックを投入したあとにその他の配合剤を投入する方が好
ましい。The carbon black-containing rubber composition of the present invention may be prepared by physically kneading it using, for example, a roll or a Banbury mixer. The carbon black is dispersed in the carbon black-containing rubber composition. In order to make the composition uniform, it is preferable to add other compounding agents after adding rubber and carbon black.
【0033】本発明のカーボンブラック含有ゴム組成物
の組成および製造条件としてはつぎのようなものをあげ
ることができる。The composition and production conditions of the carbon black-containing rubber composition of the present invention are as follows.
【0034】(例1) 改質ゴム 100重量部 カーボンブラック 30〜 60重量部 混練時間 3〜 5分間 混練温度 100〜170℃ このものは、カーボンブラック含有ゴム組成物中でのカ
ーボンブラックの分散を均一にすることができ、70℃
におけるtanδが低く、かつ−10℃におけるtan
δが高いという利点を有する。(Example 1) Modified rubber 100 parts by weight Carbon black 30 to 60 parts by weight Kneading time 3 to 5 minutes Kneading temperature 100 to 170 ° C. This is a dispersion of carbon black in a rubber composition containing carbon black. Can be uniform, 70 ℃
Tan δ at low temperature and tan at −10 ° C.
It has the advantage that δ is high.
【0035】(例2) 改質ゴム 20〜100重量部 他のゴム成分(NR、SBR、IR、BR 80〜 0重量部 および/またはブチルゴムなど) カーボンブラック 30〜 60重量部 混練時間 3〜 5分間 混練温度 100〜170℃ このものは、カーボンブラック含有ゴム組成物中でのカ
ーボンブラックの分散を均一にすることができ、70℃
におけるtanδが低く、かつ−10℃におけるtan
δが高いという利点を有し、かつ改質ゴムの使用量を少
なくすることによりコストメリットがあるばかりでな
く、異種のゴムとのブレンドにより配合設計の幅が広が
るという利点を有する。(Example 2) Modified rubber 20 to 100 parts by weight Other rubber components (NR, SBR, IR, BR 80 to 0 parts by weight and / or butyl rubber, etc.) Carbon black 30 to 60 parts by weight Kneading time 3 to 5 Minute kneading temperature 100 to 170 ° C. This can make the dispersion of carbon black in the rubber composition containing carbon black uniform, and is 70 ° C.
Tan δ at low temperature and tan at −10 ° C.
Not only does it have the advantage of high δ and there is a cost advantage by reducing the amount of the modified rubber used, but it also has the advantage that the range of compounding design is widened by blending with different types of rubber.
【0036】[0036]
【実施例】つぎに、本発明の改質ゴムおよびカーボンブ
ラック含有ゴム組成物の製造方法を実施例にもとづいて
さらに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 Next, the method for producing the modified rubber and the carbon black-containing rubber composition of the present invention will be explained more specifically based on examples, but the present invention is not limited to these.
【0037】実施例1 SBR−a100重量部およびシステアミン0.39重
量部を、60℃でオープンロールにより混合したあと、
バンバリーミキサーを用いて145℃で5分間混練りし
て改質ゴム1をえた。ただし、SBR−aとしては住友
化学工業(株)製(スチレン含量29重量%、ブタジエ
ン部のビニル含量39重量%)のSBRを用いた。Example 1 100 parts by weight of SBR-a and 0.39 parts by weight of cysteamine were mixed by an open roll at 60 ° C.
Modified rubber 1 was obtained by kneading at 145 ° C. for 5 minutes using a Banbury mixer. However, as SBR-a, SBR manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (styrene content 29% by weight, butadiene portion vinyl content 39% by weight) was used.
【0038】実施例2 SBR−a80gをキシレン1.4リットルに溶解した
後、システアミン0.31gを添加し、窒素雰囲気下、
135℃で2時間加熱した。放冷後に蒸留水で洗浄し、
多量のメタノール中にゴムを沈殿させ、真空中で乾燥さ
せることにより改質ゴム2をえた。Example 2 SBR-a (80 g) was dissolved in xylene (1.4 liter), cysteamine (0.31 g) was added, and the mixture was placed under a nitrogen atmosphere.
Heated at 135 ° C. for 2 hours. After cooling down, wash with distilled water,
The modified rubber 2 was obtained by precipitating the rubber in a large amount of methanol and drying it in vacuum.
【0039】実施例3 システアミンの添加量を1.23gにしたほかは実施例
2と同様にして改質ゴム3をえた。Example 3 A modified rubber 3 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of cysteamine added was 1.23 g.
【0040】実施例4 SBR−b80gをキシレン1.4リットルに溶解した
後、システアミン0.62gを添加し、窒素雰囲気下、
135℃で2時間加熱した。放冷後に蒸留水で洗浄し、
多量のメタノール中にゴムを沈殿させ、真空中で乾燥さ
せることにより改質ゴム4をえた。ただし、SBR−b
としては住友化学工業(株)製のSBR1502(スチ
レン含量23.5重量%、ブタジエン部のビニル含量1
6重量%)を用いた。Example 4 SBR-b (80 g) was dissolved in xylene (1.4 liter), cysteamine (0.62 g) was added, and the mixture was placed under a nitrogen atmosphere.
Heated at 135 ° C. for 2 hours. After cooling down, wash with distilled water,
Modified rubber 4 was obtained by precipitating the rubber in a large amount of methanol and drying it in vacuum. However, SBR-b
SBR1502 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (styrene content 23.5% by weight, butadiene portion vinyl content 1)
6 wt%) was used.
【0041】実施例5 システアミン0.62gのかわりに4−アミノチオフェ
ノール1.00gを用いたほかは実施例4と同様にして
改質ゴム5をえた。Example 5 A modified rubber 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 1.00 g of 4-aminothiophenol was used instead of 0.62 g of cysteamine.
【0042】実施例6 システアミン0.62gのかわりにシスタミン二塩酸塩
0.90gを用いたほかは実施例4と同様にして改質ゴ
ム6をえた。Example 6 A modified rubber 6 was obtained in the same manner as in Example 4 except that 0.90 g of cystamine dihydrochloride was used instead of 0.62 g of cysteamine.
【0043】実施例7〜9ならびに比較例1および2 実施例1〜3でえた改質ゴム1〜3またはSBR−aを
用い、表1に示す割合で、バンバリーミキサーを用い、
115℃で4分間混練りすることにより本発明のカーボ
ンブラック含有ゴム組成物1〜3、比較ゴム組成物1お
よび2をえた。ただし、カーボンブラックは窒素吸着比
表面積が183m2/g、DBP吸油量が120ml/
100gのものを用いた。Examples 7 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 The modified rubbers 1 to 3 or SBR-a obtained in Examples 1 to 3 were used in the proportions shown in Table 1 using a Banbury mixer.
By kneading at 115 ° C. for 4 minutes, rubber compositions 1 to 3 containing carbon black of the present invention and comparative rubber compositions 1 and 2 were obtained. However, carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 183 m 2 / g and a DBP oil absorption of 120 ml /
A 100 g one was used.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【0045】評価 実施例4〜6でえたカーボンブラック含有ゴム組成物1
〜3ならびに比較例1および2でえた比較ゴム組成物1
および2の−10℃ならびに70℃におけるヒステリシ
スロス(tanδ)を、岩本製作所(株)製VES−II
Iを用いて、10Hz、振幅±0.25%の条件で測定
した。また、W.I.R.、R.I.R.およびT.I.R.を
下記の式により計算して求めた。 W.I.R.={tanδ(−10℃)−tanδc(−10
℃)}/tanδc(−10℃) R.I.R.={tanδc(70℃)−tanδ(70℃)}/t
anδc(70℃) T.I.R.=W.I.R.+2(R.I.R.)Evaluation Carbon black-containing rubber composition 1 obtained in Examples 4 to 6
~ 3 and Comparative Rubber Composition 1 obtained in Comparative Examples 1 and 2
Hysteresis loss (tan δ) at −10 ° C. and 70 ° C. of No. 2 and No. 2 are VES-II manufactured by Iwamoto Manufacturing Co., Ltd.
It was measured using I under the condition of 10 Hz and an amplitude of ± 0.25%. In addition, WIR, RIR and TIR were calculated by the following formulas. W.I.R. = {Tan δ (-10 ° C.)-Tan δ c (-10
℃)} / tan δ c (−10 ℃) R.I.R. = {Tan δ c (70 ℃) -tan δ (70 ℃)} / t
an δ c (70 ° C) T.I.R. = W.I.R. + 2 (R.I.R.)
【0046】ただし、tanδc(−10℃)およびt
anδc(70℃)は、比較例1のゴム組成物、すなわ
ち1式もしくは2式で表わされる化合物で改質されてい
ないゴムからなるゴム組成物の−10℃および70℃の
tanδである。一般に、tanδの値は、カーボンブ
ラック、軟化剤および加硫剤などの種類ならびに量に大
きく依存しており、これらは従来の技術においてウェッ
トグリップ性および低燃費性のみならず他の特性、たと
えば耐摩耗性および加工性などの特性とのバランスを考
えて最適化される。したがって、式(I)および/また
は式(II)の化合物による改質効果を調べるためには、
対照とされる比較例1のゴム組成物と比較する必要があ
る。また、T.I.R.の式中R.I.R.を2倍しているの
は、改質によるメリットおよび難易度を考慮して重み付
けをしたことによる。However, tan δ c (-10 ° C) and t
an δ c (70 ° C.) is the tan δ at −10 ° C. and 70 ° C. of the rubber composition of Comparative Example 1, that is, the rubber composition composed of the rubber not modified with the compound represented by Formula 1 or Formula 2. In general, the value of tan δ largely depends on the types and amounts of carbon black, softening agents, vulcanizing agents, etc., and these are not only wet grip properties and fuel economy in the conventional technique, but also other properties such as resistance to resistance. It is optimized in consideration of balance with characteristics such as wearability and workability. Therefore, in order to investigate the modifying effect of the compound of formula (I) and / or formula (II),
It is necessary to compare with the rubber composition of Comparative Example 1 used as a control. In addition, the reason that R.I.R. is doubled in the formula of T.I.R. is that it is weighted in consideration of the merit and difficulty of the modification.
【0047】さらに、島津製作所(株)製のムーニー粘
度計、SMV−202型により、130℃でカーボンブ
ラック含有ゴム組成物1〜7ならびに比較ゴム組成物1
〜4のスコーチタイム(t10)(分)を測定した。Further, using a Mooney viscometer SMV-202 manufactured by Shimadzu Corporation, carbon black-containing rubber compositions 1 to 7 and comparative rubber composition 1 at 130 ° C.
Scorch time (t 10 ) (min) of ˜4 was measured.
【0048】結果を表2に示す。The results are shown in Table 2.
【0049】[0049]
【表2】 [Table 2]
【0050】実施例10〜13ならびに比較例3および
4 実施例4〜6でえた改質ゴム4〜6、SBR−bを用
い、表3に示す割合で、バンバリーミキサーを用い、1
00℃(バンバリー設定温度)で4分間混練りすること
により本発明のカーボンブラック含有ゴム組成物4〜
7、比較ゴム組成物3および4をえた。なお、カーボン
ブラックは実施例7と同様のものを用いた。Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 and 4 Using the modified rubbers 4 to 6 and SBR-b obtained in Examples 4 to 6 and using the Banbury mixer at the ratios shown in Table 3, 1
The carbon black-containing rubber composition 4 of the present invention was kneaded at 00 ° C. (Banbury set temperature) for 4 minutes.
7, comparative rubber compositions 3 and 4 were obtained. The same carbon black as in Example 7 was used.
【0051】[0051]
【表3】 [Table 3]
【0052】評価 実施例10〜13でえたカーボンブラック含有ゴム組成
物4〜7ならびに比較例3および4でえた比較ゴム組成
物3および4について、実施例7と同様の評価を行なっ
た。ただし、対照としては比較例3のゴム組成物を用い
た。Evaluation The carbon black-containing rubber compositions 4 to 7 obtained in Examples 10 to 13 and the comparative rubber compositions 3 and 4 obtained in Comparative Examples 3 and 4 were evaluated in the same manner as in Example 7. However, the rubber composition of Comparative Example 3 was used as a control.
【0053】結果を表4に示す。The results are shown in Table 4.
【0054】[0054]
【表4】 [Table 4]
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明によればゴム分子の分子鎖にアミ
ノ基を有する改質ゴムをうることができる。また本発明
の改質ゴムを用いるとウェットグリップ性が高く、かつ
転がり抵抗の低いタイヤ用カーボンブラック含有ゴム組
成物をうることができる。According to the present invention, a modified rubber having an amino group in the molecular chain of the rubber molecule can be obtained. When the modified rubber of the present invention is used, it is possible to obtain a carbon black-containing rubber composition for tires having high wet grip properties and low rolling resistance.
Claims (3)
〜3のアルキル基、X1は炭素数1〜12の炭化水素
基)で表わされる化合物ならびに/または式(II): 【化2】 (ただし、R3、R4、R5およびR6は独立してHもしく
は炭素数1〜3のアルキル基、X2およびX3は独立して
炭素数1〜12の炭化水素基、nは1〜12の整数)で
表わされる化合物により改質されたゴム。1. Formula (I): (However, R 1 and R 2 are independently H or 1 carbon
To an alkyl group, X 1 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and / or a compound represented by the formula (II): (However, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X 2 and X 3 are independently hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, and n is A rubber modified with a compound represented by the formula (1 to 12).
およびカーボンブラックからなるタイヤ用ゴム組成物。2. A rubber composition for a tire comprising a rubber component containing the modified rubber according to claim 1 and carbon black.
ゴム成分100重量部と、窒素吸着比表面積が50〜2
50m2/gであり、DBP吸油量が60〜150ml
/100gであるカーボンブラック20〜150重量部
とからなる請求項2記載のタイヤ用ゴム組成物。3. 100 parts by weight of a rubber component containing 20 to 100% by weight of the modified rubber and a nitrogen adsorption specific surface area of 50 to 2
50m 2 / g, DBP oil absorption is 60 ~ 150ml
The rubber composition for a tire according to claim 2, comprising 20 to 150 parts by weight of carbon black of 100 g / 100 g.
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