JP2003522065A - Solid silica coupling agent composite in silica rubber - Google Patents

Solid silica coupling agent composite in silica rubber

Info

Publication number
JP2003522065A
JP2003522065A JP2000603305A JP2000603305A JP2003522065A JP 2003522065 A JP2003522065 A JP 2003522065A JP 2000603305 A JP2000603305 A JP 2000603305A JP 2000603305 A JP2000603305 A JP 2000603305A JP 2003522065 A JP2003522065 A JP 2003522065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
coupling agent
weight
rubber
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000603305A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
フオースト,ジヨイ・エイ
オブリスキー,ウイリアム・ジエイ
Original Assignee
ブリヂストン/フアイヤーストン・リサーチ・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ブリヂストン/フアイヤーストン・リサーチ・インコーポレーテッド filed Critical ブリヂストン/フアイヤーストン・リサーチ・インコーポレーテッド
Publication of JP2003522065A publication Critical patent/JP2003522065A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/548Silicon-containing compounds containing sulfur

Abstract

(57)【要約】 種々のタイヤの部品に利用されるシリカ含有ゴム組成物のようなシリカ含有ゴム組成物は固体シリカカップリング剤結合剤複合体を含有する。   (57) [Summary] Silica-containing rubber compositions, such as silica-containing rubber compositions utilized in various tire components, contain a solid silica coupling agent binder complex.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の分野】FIELD OF THE INVENTION

本発明は、シリカを含有するゴム組成物において利用される固体結合剤を含有
するシリカカップリング剤複合体(silica coupling agen
t composite)に関する。固体シリカカップリング剤複合体の使用は
、凝集(agglomeration)の最小化、高められた分散、シリカとゴ
ムとの接着の促進及び複合体の同定(identification)の容易さ
などの取り扱いが容易である利点を有する。
The present invention relates to a silica coupling agent composite containing a solid binder used in a rubber composition containing silica.
tcomposite). The use of the solid silica coupling agent complex is easy to handle, such as minimizing agglomeration, enhanced dispersion, promotion of silica-rubber adhesion, and ease of complex identification. Have advantages.

【0002】[0002]

【発明の背景】BACKGROUND OF THE INVENTION

カップリング剤は、強化剤であるシリカを硫黄で加硫可能なゴム鎖の如きポリ
マー鎖に連結させるのにしばしば利用される。近年において、有機シランはゴム
組成物において使用される良く普及したカップリング剤となった。カップリング
剤の1つの成分はシリカの表面と反応しそして他の成分はゴムと反応し、それに
より共有結合を介してそれらを連結又は橋かけする。
Coupling agents are often utilized to link the toughening silica to polymer chains, such as sulfur vulcanizable rubber chains. In recent years, organosilanes have become a well-known coupling agent used in rubber compositions. One component of the coupling agent reacts with the surface of the silica and the other component reacts with the rubber, thereby linking or bridging them via covalent bonds.

【0003】 最近商業的に使用されている有機シランはそれらの実用性において多くの問題
を提起する。普通は、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィ
ドの如き有機シランは液体形態にある。このようなシランの例には、Degus
sa Corporationにより販売されたSI−69及びウィットコ(W
itco)により販売されたA1289が包含される。有機シランは、有機シラ
ンがDegussa Corpから入手可能なX50−Sの如きカーボンブラッ
クと種々の割合で混合されている「支持された銘柄」(“supported
grade”)としても入手可能である、 しばしば、これらの材料は取り扱いが厄介である。液体形態及び支持された銘
柄の両方に関して、正確な測定を達成するのが困難であり、そしてしばしば装置
、容器等への材料付着により廃棄物が問題となる。有機シランの支持された銘柄
はほこりっぽく(dusty)、分散しにくくそして他のタイプのカーボンブラ
ックのように見える傾向がある。更にこの製品の取り扱いから生じるダストは望
ましくないことがある。
Organosilanes, which have recently been used commercially, pose many problems in their utility. Usually, organosilanes such as bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide are in liquid form. Examples of such silanes include Degus
SI-69 and Witco (W sold by sa Corporation
A1289 sold by Itco). Organosilanes are "supported" (organic silanes are mixed in various proportions with carbon black such as X50-S available from Degussa Corp.
Also available as "grade"), often these materials are cumbersome to handle. Accurate measurements are difficult to achieve, both for liquid forms and for supported brands, and often equipment, containers Waste matters due to material sticking to etc. Organosilane supported brands tend to be dusty, difficult to disperse and look like other types of carbon black. Dust resulting from handling can be undesirable.

【0004】[0004]

【発明の要約】SUMMARY OF THE INVENTION

本発明は、シリカと、シリカカップリング剤及び結合剤を含んでなる複合体と
を含有するゴム組成物に関する。ワックス及び場合によりポリオレフィンの如き
固体結合剤が好ましい。固体シリカカップリング剤複合体の使用は、トレッドの
如き種々のタイヤ部品(tire components)において、それがシ
リカを含有する場合に望ましい。本発明の複合体はゴム組成物の如き組成物中に
完全に溶融し、そして改良された分散を生じる。このような複合体は清浄で、環
境に優しくそして容易に同定可能である。
The present invention relates to a rubber composition containing silica and a composite containing a silica coupling agent and a binder. Solid binders such as waxes and optionally polyolefins are preferred. The use of a solid silica coupling agent composite is desirable in various tire components, such as treads, when it contains silica. The composites of the present invention melt completely into compositions such as rubber compositions and produce improved dispersion. Such complexes are clean, environmentally friendly and easily identifiable.

【0005】[0005]

【発明の態様】Aspects of the invention

本発明の重要な観点は、シリカで強化されたゴム組成物への一般に固体の複合
体の添加である。複合体はシリカカップリング剤及び結合剤の実質的に均質な混
合物を含んでなる。一般に、ペレット、立方体、球等の如きいかなる固体形状も
利用することができるが、ペレットが好ましい。
An important aspect of the present invention is the addition of the generally solid composite to the silica reinforced rubber composition. The composite comprises a substantially homogeneous mixture of silica coupling agent and binder. Generally, any solid shape can be utilized, such as pellets, cubes, spheres, etc., but pellets are preferred.

【0006】 一般に、シリカと反応することができる官能基又は反応性基、及びゴム、特に
不飽和炭素−炭素結合を含有する硫黄で加硫可能なゴム、と反応することができ
る他の官能基又は反応性基も有するシリカカップリング剤を包含するいかなる慣
用のシリカカップリング剤も利用することができる。かくして、シリカカップリ
ング剤はシリカとゴムとの連結橋(connecting bridge)とし
て働く。適当な官能基は、アミノ、ビニル、エポキシ、メルカプト、クロロ、ブ
ロモ及びヨード、メタクリル及びメタクリオイル(methacryoyl)、
グリシドキシル(glycidoxyl)、ニトロソ、イミド、オクチル、オリ
ゴマー、ウレイド又はポリスルフィド基等を包含する。
In general, functional groups or reactive groups capable of reacting with silica, and other functional groups capable of reacting with rubbers, especially sulfur vulcanizable rubbers containing unsaturated carbon-carbon bonds. Alternatively, any conventional silica coupling agent can be utilized including a silica coupling agent that also has a reactive group. Thus, the silica coupling agent acts as a connecting bridge between silica and rubber. Suitable functional groups include amino, vinyl, epoxy, mercapto, chloro, bromo and iodo, methacryl and methacryl.
It includes glycidoxyl, nitroso, imide, octyl, oligomer, ureido or polysulfide groups and the like.

【0007】 本発明の好ましいカップリング剤は、式[0007]   Preferred coupling agents of the present invention have the formula

【0008】[0008]

【化2】 [Chemical 2]

【0009】 式中、nは2〜約7の整数であり、k及びmは独立に、0(即ち存在しない)
〜3であり、そしてR1〜R6は独立にH、又は1〜12個の炭素原子を有するア
ルキルである、 の有機シランを包含する。このような有機シランカップリング剤の例は、 2,2′−ビス(トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリプロポキシシリルエチル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリ−sec・ブトキシシリルエチル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリ−t−ブトキシエチル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリエトキシシリルエチルトリレン)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリメトキシシリルエチルトリレン)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリイソプロポキシプロピル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(トリオクトキシプロピル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(2′−エチルヘキソキシシリルエチル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(ジメトキシ エトキシシリルエチル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(メトキシエトキシプロポキシシリルプロピル)ジスルフィド
、 3,3′−ビス(メトキシ ジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(シクロヘキソキシ ジメチルシリルプロピル)ジスルフィド
、 4,4′−ビス(トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド 3,3′−ビス(トリプロポキシシリル−3−メチルプロピル)ジスルフィド
、 3,3′−ビス(トリメトキシシリル−3−メチルプロピル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(ジメトキシ メチルシリル−3−エチルプロピル)ジスルフ
ィド、 3,3′−ビス(トリメトキシシリル−2−メチルプロピル)ジスルフィド、 3,3′−ビス(ジメトキシフェニルシリル−2−メチルプロピル)ジスルフ
ィド、 3,3′−ビス(トリメトキシシリルシクロヘキシル)ジスルフィド、 12,12′−ビス(トリメトキシシリルドデシル)ジスルフィド、 12,12′−ビス(トリエトキシシリルドデシル)ジスルフィド、 18,18′−ビス(トリメトキシシリルオクタデシル)ジスルフィド、 18,18′−ビス(メトキシジメチルシリルオクタデシル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリメトキシシリル−2−メチルエチル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリエトキシシリル−2−メチルエチル)ジスルフィド、 2,2′−ビス(トリプロポキシシリル−2−メチルエチル)ジスルフィド、
及び 2,2′−ビス(トリオクトキシシリル−2−メチルエチル)ジスルフィド、
を包含する。
Where n is an integer from 2 to about 7 and k and m are independently 0 (ie absent)
˜3, and R 1 to R 6 are independently H, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms. Examples of such organic silane coupling agents are 2,2'-bis (trimethoxysilylethyl) disulfide, 3,3'-bis (trimethoxysilylpropyl) disulfide, 3,3'-bis (triethoxysilyl). Propyl) disulfide, 2,2'-bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, 2,2'-bis (tripropoxysilylethyl) disulfide, 2,2'-bis (tri-sec-butoxysilylethyl) disulfide, 2 , 2'-bis (tri-t-butoxyethyl) disulfide, 3,3'-bis (triethoxysilylethyltolylene) disulfide, 3,3'-bis (trimethoxysilylethyltolylene) disulfide, 3,3 ′ -Bis (triisopropoxypropyl) disulfide, 3,3′-bis (tri Ctoxypropyl) disulfide, 2,2'-bis (2'-ethylhexoxysilylethyl) disulfide, 2,2'-bis (dimethoxyethoxysilylethyl) disulfide, 3,3'-bis (methoxyethoxypropoxysilylpropyl) ) Disulfide, 3,3'-bis (methoxydimethylsilylpropyl) disulfide, 3,3'-bis (cyclohexoxydimethylsilylpropyl) disulfide, 4,4'-bis (trimethoxysilylbutyl) disulfide 3,3'- Bis (tripropoxysilyl-3-methylpropyl) disulfide, 3,3′-bis (trimethoxysilyl-3-methylpropyl) disulfide, 3,3′-bis (dimethoxymethylsilyl-3-ethylpropyl) disulfide, 3, 3'-bis (trime Xysilyl-2-methylpropyl) disulfide, 3,3'-bis (dimethoxyphenylsilyl-2-methylpropyl) disulfide, 3,3'-bis (trimethoxysilylcyclohexyl) disulfide, 12,12'-bis (trimethoxy Silyldodecyl) disulfide, 12,12'-bis (triethoxysilyldodecyl) disulfide, 18,18'-bis (trimethoxysilyloctadecyl) disulfide, 18,18'-bis (methoxydimethylsilyloctadecyl) disulfide, 2,2 ′ -Bis (trimethoxysilyl-2-methylethyl) disulfide, 2,2′-bis (triethoxysilyl-2-methylethyl) disulfide, 2,2′-bis (tripropoxysilyl-2-methylethyl) disulfide ,
And 2,2′-bis (trioctoxysilyl-2-methylethyl) disulfide,
Includes.

【0010】 高度に好ましい有機シランシリカカップリング剤はビス(3−トリエトキシシ
リルプロピル)テトラスルフィド又はビス(3−トリエトキシシリルプロピル)
ジスルフィド又はそれらの組み合わせを包含する。
Highly preferred organosilane silica coupling agents are bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide or bis (3-triethoxysilylpropyl)
Includes disulfides or combinations thereof.

【0011】 他の適当な有機シランカップリング剤は、メチルトリエトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、
ビニル−トリス(2メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、
γメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピ
ル−トリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γグリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γメルカプトプロピルトリ
エトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、アミノアルキルシリコーン溶液、変性されたアミノ有機シ
ラン、γアミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γア
ミノプロピルトリメトキシシラン、変性されたアミノ有機シラン、トリアミノ官
能性シラン等を包含する。
Other suitable organosilane coupling agents are methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane,
Vinyl-tris (2-methoxyethoxysilane), vinyltriacetoxysilane,
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-tris- (2-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- Mercaptopropyltrimethoxysilane, γmercaptopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aminoalkylsilicone solution, modified aminoorganosilane, γaminopropyltrimethoxysilane, N- It includes β- (aminoethyl) -γ aminopropyltrimethoxysilane, modified aminoorganosilanes, triaminofunctional silanes and the like.

【0012】 シランで変性されたエラストマー、即ち、シラン官能基をポリマーの一部とし
て有するエラストマーが利用される場合には、エラストマー内に含まれるシリカ
カップリング剤の存在のため、比例してより少ない量の上記カップリング剤が利
用される。
When a silane-modified elastomer, that is, an elastomer having silane functional groups as part of the polymer is utilized, it is proportionately less due to the presence of the silica coupling agent contained within the elastomer. An amount of the above coupling agent is utilized.

【0013】 シリカ100重量部を基準としたシリカカップリング剤の量は、一般に約0.
1〜約20重量部、望ましくは約0.5〜約15重量部、好ましくは約1.0〜
約10重量部である。結合剤の機能はシリカカップリング剤のための担体として
作用することである。本明細書に記載したとおり、用語「結合剤」は、シリカカ
ップリング剤を除く複合体中のすべての成分を含んでなる。結合剤はシリカカッ
プリング剤より高い融点を有し、そして周囲の温度約70°F(21℃)で複合
体に固体形態を与える。
The amount of silica coupling agent, based on 100 parts by weight of silica, is generally about 0.
1 to about 20 parts by weight, desirably about 0.5 to about 15 parts by weight, preferably about 1.0 to
It is about 10 parts by weight. The function of the binder is to act as a carrier for the silica coupling agent. As described herein, the term "binder" comprises all components in the complex except the silica coupling agent. The binder has a higher melting point than the silica coupling agent and gives the composite a solid form at ambient temperature of about 70 ° F (21 ° C).

【0014】 結合剤は、ワックス(好ましい)、熱可塑性ポリマー、相容化剤(compa
tibilizing agent)、湿潤剤、脂肪酸、エチレン酢酸ビニル、
安定剤等及びそれらの組み合わせであることができる。いかなる天然、合成又は
石油をベースとするワックスも結合剤において利用することができる。例は、パ
ラフィン、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス及びみつろうを
包含するが、それらに限定はされない。マイクロクリスタリンワックスが好まし
い。
The binder is a wax (preferred), a thermoplastic polymer, a compatibilizer (compa).
tibilizing agent), wetting agent, fatty acid, ethylene vinyl acetate,
It can be a stabilizer and the like and combinations thereof. Any natural, synthetic or petroleum based wax can be utilized in the binder. Examples include, but are not limited to, paraffin, microcrystalline wax, carnauba wax and beeswax. Microcrystalline wax is preferred.

【0015】 2〜6個の炭素原子を有するモノマーから製造されたポリオレフィンの如きい
かなる熱可塑性ポリマーも本発明の結合剤において利用することができる。熱可
塑性ポリマーは一般に随意であり、そしてワックス又は他の成分とのブレンドと
して利用される。好ましくは、熱可塑性ポリマーは酸化されたポリエチレンであ
り、これはシリカカップリング剤と結合剤成分との相容性(compatibi
lity)を促進するのを助ける。結合剤の量は、シリカカップリング剤と結合
剤の全重量を基準として一般に約25〜約90重量%、望ましくは約28〜約7
5重量%、好ましくは約32〜約55重量%である。酸化されたポリエチレンは
単独で利用することができるが、それは一般にワックスとの組み合わせにおいて
少量部分(minor portion)として利用される。
Any thermoplastic polymer such as polyolefins made from monomers having 2 to 6 carbon atoms can be utilized in the binder of the present invention. Thermoplastic polymers are generally optional and are utilized as a blend with wax or other ingredients. Preferably, the thermoplastic polymer is oxidized polyethylene, which is compatible with the silica coupling agent and the binder component.
help promote lity). The amount of binder is generally about 25 to about 90% by weight, preferably about 28 to about 7% by weight, based on the total weight of silica coupling agent and binder.
It is 5% by weight, preferably about 32 to about 55% by weight. Oxidized polyethylene can be utilized alone, but it is generally utilized as a minor portion in combination with wax.

【0016】 結合剤複合体は、成分をブレンドして均質な混合物を形成することができる液
相でシリカカップリング剤と結合剤を組み合わせることにより形成される。混合
物は、ペレット、球等の如き所望の使用可能な形態に慣用の方法により加工され
る。複合体を製造するための1つのこのような方法は米国特許第5,621,0
32号に見いだすことができる。
The binder complex is formed by combining the silica coupling agent and the binder in a liquid phase that allows the components to be blended to form a homogeneous mixture. The mixture is processed by conventional methods into the desired workable form such as pellets, spheres and the like. One such method for making composites is US Pat. No. 5,621,0.
You can find it in No. 32.

【0017】 本発明で利用される好ましい複合体は“FE(TESPT)−60”として知
られたElastchemから入手可能なものである。この複合体はワックスと
酸化されたポリエチレンの結合剤中にビス(3−トリエトキシシリルプロピル)
テトラスルフィドを含有する。この複合体は鉱物充填剤及びカーボンブラックを
一般に含まない。
The preferred complex utilized in the present invention is that available from Elastchem known as "FE (TESPT) -60". This complex is bis (3-triethoxysilylpropyl) in a binder of wax and oxidized polyethylene.
Contains tetrasulfide. This composite is generally free of mineral filler and carbon black.

【0018】 シリカカップリング剤複合体の量は変わることができるが、ゴム組成物内に利
用されるすべてのシリカ100重量部を基準として一般に約0.2〜約30重量
部、望ましくは約3〜約25重量部、好ましくは約6〜約18重量部である。
The amount of silica coupling agent complex can vary, but is generally about 0.2 to about 30 parts by weight, preferably about 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of all silica utilized in the rubber composition. To about 25 parts by weight, preferably about 6 to about 18 parts by weight.

【0019】 ゴム組成物中のシリカは、一般にヒュームドシリカ、水和シリカの如きいかな
るタイプのシリカであってもよいが、好ましくは沈降シリカである。シリカを使
用することの利点は、タイヤにおける減少した転がり抵抗、及び従って車両の改
良されたガソリンマイレージ(gasoline mileage)を包含する
。適当なシリカは、一般に窒素ガスを利用して測定して、約40〜約600m2
/g、好ましくは約50〜約300m2/gのBET表面積を有する。表面積を
測定する実際のBET法はJournal of The American
Chemical Society.Volume60,page304(19
30)に記載されている。シリカの最終粒度(ultimate partic
le size)は電子顕微鏡により測定して一般に約0.1〜約100ナノメ
ートル、望ましくは約5〜約50ナノメートルである。しかしより小さい又はよ
り大きい粒子が存在することはできる。シリカの量は、全体のタイヤ部品ゴム1
00重量部当たり約5〜約100重量部、望ましくは約15〜約80重量部、好
ましくは約25〜約60重量部の範囲にある。本発明で利用することができる商
業的に入手可能なシリカは、名称190、210、233、243等の如きHi
−Sil商標の下にPPG・Industriesから商業的に入手可能なシリ
カ;Z1165MP及びZ165GRの如きローンプーランからのシリカ;VN
2及びVN3の如きDegussa AGから入手可能なシリカ及びAkzo
Chemicalからのシリカを包含する。
The silica in the rubber composition may generally be any type of silica such as fumed silica, hydrated silica, but is preferably precipitated silica. The advantages of using silica include reduced rolling resistance in tires, and therefore improved gasoline mileage for vehicles. Suitable silicas are generally about 40 to about 600 m 2 as measured using nitrogen gas.
/ G, preferably about 50 to about 300 m 2 / g BET surface area. The actual BET method for measuring surface area is the Journal of The American
Chemical Society. Volume60, page304 (19
30). Final particle size of silica (ultimate particle)
le size) is generally from about 0.1 to about 100 nanometers, preferably from about 5 to about 50 nanometers, as measured by electron microscopy. However, smaller or larger particles can be present. The amount of silica is 1 for all tire parts rubber
It is in the range of about 5 to about 100 parts by weight, desirably about 15 to about 80 parts by weight, and preferably about 25 to about 60 parts by weight per 00 parts by weight. Commercially available silicas that can be utilized in the present invention include Hi such as 190, 210, 233, 243, etc.
-Silica commercially available from PPG Industries under the Sil trademark; silica from Lone Poulin, such as Z1165MP and Z165GR; VN
2 and silica such as VN3 and Akzo available from Degussa AG
Includes silica from Chemical.

【0020】 本発明のゴム組成物は、天然ゴム、少なくとも1種の共役ジエンモノマー又は
共役ジエンと1種又はそれより多くのビニル置換芳香族モノマー及び場合により
エチレン及びプロピレンモノマー、又はエチレン−プロピレン及び非共役ジエン
から(即ち、EPDMゴム)製造される。共役ジエンモノマーは、総計4〜10
個の炭素原子を有し、例えば、1,3−ブチエン、イソプレン、1,3−ペンタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ペンタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ペンタジエン、2−フェニル−1,3−ブ
タジエン、及び4,5−ジエチル−1,3−オクタジエンを包含する。1種又は
それより多くのビニル置換芳香族モノマーは、総計8〜12個の炭素原子を有し
、例えば、1−ビニルナフタレン、3−メチルスチレン(p−メチルスチレン)
、3,5−ジエチルスチレン等であり、スチレンが好ましい。好ましいトレッド
ゴム組成物は一般に天然ゴム(シス−1,4−ポリイソプレン)、合成ポリイソ
プレン、スチレンブタジエンゴム、変性されたスチレンブタジエン−ブタジエン
ゴム、ブタジエンゴム、変性されたブタジエンゴム、等を包含する。しばしばゴ
ムは油展される(oil extendered)。
The rubber composition of the present invention comprises natural rubber, at least one conjugated diene monomer or conjugated diene and one or more vinyl substituted aromatic monomers and optionally ethylene and propylene monomers, or ethylene-propylene and Manufactured from non-conjugated dienes (ie EPDM rubber). Conjugated diene monomer is 4-10 in total
Having 3 carbon atoms, for example, 1,3-butylene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 2,3- Includes dimethyl-1,3-pentadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, and 4,5-diethyl-1,3-octadiene. The one or more vinyl-substituted aromatic monomers have a total of 8 to 12 carbon atoms, such as 1-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene (p-methylstyrene).
, 3,5-diethylstyrene and the like, with styrene being preferred. Preferred tread rubber compositions generally include natural rubber (cis-1,4-polyisoprene), synthetic polyisoprene, styrene butadiene rubber, modified styrene butadiene-butadiene rubber, butadiene rubber, modified butadiene rubber, and the like. . Often the rubber is oil extended.

【0021】 トレッドの如き本発明のゴム組成物は、ゴム配合技術分野で周知の方法及び処
置により配合することができ、そして適当な量で種々の慣用の添加剤を含有する
ことができる。例えば、カーボンブラック、特別伝導性カーボンブラック(ex
tra conductive carbon black)、及び他のタイプ
のカーボンブラック、加硫助剤(curing aids)、例えば硫黄、硫黄
含有化合物等が利用される。
The rubber composition of the present invention, such as the tread, may be compounded by methods and procedures well known in the rubber compounding art and may contain suitable amounts of various conventional additives. For example, carbon black, special conductive carbon black (ex
Tra conductive carbon black), and other types of carbon black, curable aids such as sulfur, sulfur-containing compounds, and the like are utilized.

【0022】 本発明で使用することができる加硫促進剤は、アミン、ジスルフィド、グアニ
ジン、チオ尿素、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメー
ト等を包含する。他の添加剤は種々の油、例えば芳香族系油、ナフテン系油又は
パラフィン系油;種々の酸化防止剤、例えば、種々のフェニレンジアミン;種々
のオゾン劣化防止剤;種々の脂肪族酸、例えばステアリン酸;酸化亜鉛;種々の
ワックス、例えばマイクロクリスタリンワックス;ペプタイザー、デンプン等を
包含する。クレー、例えばカオリン、クレー等の如き種々の充填剤も利用するこ
とができる。
Vulcanization accelerators that can be used in the present invention include amines, disulfides, guanidines, thioureas, thiazoles, thiurams, sulfenamides, dithiocarbamates and the like. Other additives are various oils such as aromatic oils, naphthenic oils or paraffinic oils; various antioxidants such as various phenylenediamines; various antiozonants; various aliphatic acids such as Stearic acid; zinc oxide; various waxes such as microcrystalline wax; peptizers, starches and the like. Various fillers such as clays, eg kaolin, clays, etc. can also be utilized.

【0023】 本発明のシリカカップリング剤複合体を含有するゴム組成物は、取り扱い、配
合及び重量測定が容易な形態でシリカカップリング剤を使用するのが望ましいい
かなる用途においても利用することができる。かくして特定の用途は、タイヤト
レッド、タイヤサイドウォール、タイヤケーシング、カーカスプライサブトレッ
ド(carcass plies sub−treads)等の如きタイヤの種
々の部品(components)を包含し、そして好ましくはトレッドにおい
て利用される。シリカカップリング剤複合体はホース、ベルト、ワイヤケーブル
、靴底の如き多くの他の用途及びシリカ強化ゴムが利用される用途において使用
することもできる。
The rubber composition containing the silica coupling agent composite of the present invention can be utilized in any application where it is desirable to use the silica coupling agent in a form that is easy to handle, compound and weigh. . Thus, specific applications include and are preferably utilized in treads, such as tire treads, tire sidewalls, tire casings, carcass plies sub-treads, and other tire components. . The silica coupling agent composites can also be used in many other applications such as hoses, belts, wire cables, shoe soles and applications where silica reinforced rubber is utilized.

【0024】 本発明の固体複合体は、液体又は支持された銘柄のシリカカップリング剤と比
較すると良好な代替物である。この複合体は環境に優しい。何故ならば、それは
容器又は取り扱い装置の中に認められうる残留物を残さず、従って製品のより少
量が廃棄されるからである。それは固体であるので、層形成(stratifi
cation)又は集塵機への損失は起こらないであろう。この複合体はまた改
良されたバッチ間のばらつきのなさを与え、そして他の材料と共にカーボンブラ
ックを含有するブレンドから容易に視覚により区別される。
The solid composite of the present invention is a good alternative when compared to liquid or supported brand silica coupling agents. This complex is environmentally friendly. Because it leaves no appreciable residue in the container or handling equipment and therefore a smaller amount of product is discarded. Since it is a solid, stratification
Cation) or loss to the dust collector will not occur. This composite also provides improved batch-to-batch variability and is easily visually distinguishable from blends containing carbon black along with other materials.

【0025】 下記の実施例は本発明を説明するが本発明を限定するものではない。[0025]   The following examples illustrate the invention but do not limit it.

【0026】 実施例 シリコーン含有スチレン−ブタジエンゴム溶液を利用して2つの例を製造し、
そしてそれらを、それぞれElastochem Incにより製造されそして
ワックス及び酸化されたポリエチレンの結合剤を含有するこのビス(3−トリエ
トキシシリルプロピル)のテトラスルフイド及びジスルフィド形態であるEF(
TESPT)−60及びEF(DISS)60と配合した。対照と共に実施例1
及び2の配合処方及び物理的性質を表1に示す。
EXAMPLES Two examples were prepared utilizing a silicone-containing styrene-butadiene rubber solution,
And EF (tetrasulfide and disulfide forms of this bis (3-triethoxysilylpropyl) produced by Elastochem Inc and containing a binder of wax and oxidized polyethylene, respectively.
Blended with TESPT) -60 and EF (DISS) 60. Example 1 with control
The formulation and physical properties of Nos. 2 and 2 are shown in Table 1.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】 対照及び実施例1は下記の如くして製造した。第1混合段階はポリマー、カー
ボンブラックの半分、シリカカップリング剤及び、促進剤と硫黄を除くすべての
他の成分を加えることを含んでいた。それをバンバリー中で300°Fの温度で
約3分間混合した。第2混合段階期間中、カーボンブラックの残りを加えそして
バンバリー中で約300°Fで約2分間混合した。
The control and Example 1 were prepared as follows. The first mixing stage involved adding the polymer, half the carbon black, the silica coupling agent, and all other ingredients except the promoter and sulfur. It was mixed in a Banbury at a temperature of 300 ° F for about 3 minutes. During the second mixing stage, the rest of the carbon black was added and mixed in a Banbury at about 300 ° F for about 2 minutes.

【0029】 その後の再練り(remilling)段階は約260°Fの温度で約1分間
混合された。
The subsequent remilling step was mixed at a temperature of about 260 ° F. for about 1 minute.

【0030】 最終混合段階は促進剤と硫黄のすべてをバッチに加えそして約200°Fの温
度で1分間混合することを含んでいた。
The final mixing stage involved adding all of the accelerator and sulfur to the batch and mixing at a temperature of about 200 ° F. for 1 minute.

【0031】 ゴムストックを好ましい(慣用の)形態(試験サンプル)に薄板化し(she
eted out)そして170℃で15分間加硫した(cured)。
The rubber stock is thinned into a preferred (conventional) form (test sample).
Eted out) and cured at 170 ° C. for 15 minutes.

【0032】 サンプルを加硫した後、ゴムを表1に記載の粘弾性について試験した。実施例
2はジスルフィド有機シランカップリング剤を利用したことを除いて実施例1と
同じ配合処方を有していた。これは、配合処方を第1段階で僅かにより高い温度
で、即ち300°Fの代わりに330°Fで配合することを可能とした。第2段
階混合温度は300°Fであったが、これに対して第3段階混合温度は200°
Fに過ぎなかった。第4段階混合工程は、ジスルフィドカップリング剤の使用が
より高い第1段階混合温度を可能としたので必要ではなかった。混合また配合操
作において1つの段階をなくすることは顕著な利点である。
After vulcanizing the samples, the rubber was tested for the viscoelastic properties listed in Table 1. Example 2 had the same formulation as Example 1 except that a disulfide organosilane coupling agent was utilized. This allowed the compounding formulation to be compounded in the first stage at a slightly higher temperature, ie 330 ° F instead of 300 ° F. The second stage mixing temperature was 300 ° F, while the third stage mixing temperature was 200 ° F.
It was just F. The fourth stage mixing step was not necessary as the use of the disulfide coupling agent allowed higher first stage mixing temperatures. The elimination of one step in the mixing or compounding operation is a significant advantage.

【0033】 表1から明らかなとおり、本発明の固体シリカカップリング剤複合体を利用す
る性質は、カーボンブラック支持された銘柄(carbon black su
pported grade)シランカップリング剤を使用した対照と非常に類
似した性質を与えた。本発明の複合体を利用して同様な性質が達成されたが、ダ
ストのない環境、取り扱い装置、混合容器において認められうる残留物が残らな
いこと等の如き上記した利点に関して顕著な改良が達成された。
As is apparent from Table 1, the property of utilizing the solid silica coupling agent composite of the present invention is that carbon black supported carbon black su.
It gave properties very similar to the control using the prepared grade silane coupling agent. Similar properties were achieved utilizing the composites of the present invention, but significant improvements were achieved with respect to the above-mentioned advantages such as a dust-free environment, handling equipment, no appreciable residue left in mixing vessels, etc. Was done.

【0034】 特許法に従って最善の様式及び好ましい態様を記載したが、本発明の範囲はそ
れらに限定されるものではなく、むしろ特許請求の範囲により限定される。
While in accordance with the patent statutes the best mode and preferred embodiment has been set forth, the scope of the invention is not limited thereto, but rather by the scope of the claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 21/00 C08L 21/00 101/00 101/00 Fターム(参考) 4J002 AA012 AC011 AC021 AC031 AC061 AC081 AE032 AE042 BB002 BB151 BB252 BC001 BC081 BC091 BC131 BF032 DJ016 EF058 EX017 EX027 EX067 EX077 EX087 FD016 FD030 GN01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08L 21/00 C08L 21/00 101/00 101/00 F term (reference) 4J002 AA012 AC011 AC021 AC031 AC061 AC081 AE032 AE042 BB002 BB151 BB252 BC001 BC081 BC091 BC131 BF032 DJ016 EF058 EX017 EX027 EX067 EX077 EX087 FD016 FD030 GN01

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリカを含有する少なくとも1種のゴム組成物と、 シリカカップリング剤及び固体結合剤を含んでなる固体シリカカップリング剤
複合体、 を含んでなるタイヤ部品。
1. A tire part comprising at least one rubber composition containing silica and a solid silica coupling agent composite comprising a silica coupling agent and a solid binder.
【請求項2】 組成物中に存在する該シリカカップリング剤の量がシリカ1
00重量部当たり約0.1〜約20重量部である請求項1に記載のタイヤ部品。
2. The amount of said silica coupling agent present in the composition is silica 1
The tire component of claim 1, wherein the tire component is about 0.1 to about 20 parts by weight per 00 parts by weight.
【請求項3】 該固体結合剤がワックス、熱可塑性ポリマー、相容化剤、湿
潤剤、脂肪酸、エチレン酢酸ビニル、安定剤又はそれらの組み合わせを含んでな
り、そして該固体結合剤の量が該シリカカップリング剤複合体の全重量を基準と
して約25重量%〜約90重量%である請求項1又は2に記載のタイヤ部品
3. The solid binder comprises a wax, a thermoplastic polymer, a compatibilizer, a wetting agent, a fatty acid, ethylene vinyl acetate, a stabilizer or combinations thereof, and the amount of the solid binder is The tire part according to claim 1 or 2, which is about 25% by weight to about 90% by weight based on the total weight of the silica coupling agent composite.
【請求項4】 該シリカカップリング剤が式 【化1】 式中、nは2〜約7の整数であり、k及びmは独立に0〜3であり、そしてR 1 〜R6は独立にH、又は1〜12個の炭素原子を有するアルキルである、 を有する有機シランを含んでなり、そしてシリカの量が該ゴム100重量部当た
り約5〜約100重量部である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ部品。
4. The silica coupling agent has the formula [Chemical 1]   Where n is an integer from 2 to about 7, k and m are independently 0-3, and R 1 ~ R6Are independently H or alkyl having 1 to 12 carbon atoms, Comprising an organosilane and having an amount of silica of 100 parts by weight of the rubber.
The tire component according to any one of claims 1 to 3, which is about 5 to about 100 parts by weight.
【請求項5】 該シリカカップリング剤の量が該シリカ100重量部当たり
約1.0〜約10重量部であり、該シリカカップリング剤がビス(3−トリエト
キシシリルプロピル)テトラスルフィド又はビス(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)ジスルフィド又はそれらの組み合わせであり、該ゴムが天然ゴム、合成ポ
リイソプレン、スチレン−ブタジエンゴム、変性されたスチレン−ブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、変性されたブタジエンゴム、又はそれらの組み合わせであ
る請求項4に記載のタイヤ部品。
5. The amount of the silica coupling agent is about 1.0 to about 10 parts by weight per 100 parts by weight of the silica, and the silica coupling agent is bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide or bis. (3-triethoxysilylpropyl) disulfide or a combination thereof, wherein the rubber is natural rubber, synthetic polyisoprene, styrene-butadiene rubber, modified styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, modified butadiene rubber, or them. The tire component according to claim 4, which is a combination of
【請求項6】 該結合剤がワックスと酸化されたポリエチレンとのブレンド
である請求項5に記載のタイヤ部品。
6. The tire component of claim 5, wherein the binder is a blend of wax and oxidized polyethylene.
【請求項7】 該シリカが該タイヤ部品ゴム100重量部当たりシリカ約5
〜約100重量部の量で存在する請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ部品。
7. The silica is about 5 per 100 parts by weight of the tire component rubber.
7. The tire component of any of claims 1-6 present in an amount of about 100 parts by weight.
【請求項8】 該シリカカップリング剤が、アミノ、ビニル、エポキシ、メ
ルカプト、クロロ、ブロモ、ヨード、メタクリル、メタクリオイル、グリシドキ
シル、ニトロソ、イミド、オクチル、オリゴマー、ウレイド又はポリスルフィド
を含んでなる少なくとも1つの反応性基を有する請求項1〜7のいずれかに記載
のタイヤ部品。
8. The silica coupling agent comprises at least one of amino, vinyl, epoxy, mercapto, chloro, bromo, iodo, methacryl, methacryl oil, glycidoxyl, nitroso, imide, octyl, oligomer, ureido or polysulfide. The tire component according to any one of claims 1 to 7, which has one reactive group.
【請求項9】 シリカカップリング剤がビス(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィ
ド又はその組み合わせである請求項1〜8のいずれかに記載のタイヤ部品組成物
9. The tire component according to claim 1, wherein the silica coupling agent is bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide or a combination thereof. Composition.
【請求項10】 タイヤ部品がタイヤトレッド又はサブトレッド又はタイヤ
カーカスである請求項1〜9のいずれかに記載のタイヤ部品。
10. The tire component according to claim 1, which is a tire tread, a subtread, or a tire carcass.
JP2000603305A 1999-03-10 2000-03-08 Solid silica coupling agent composite in silica rubber Pending JP2003522065A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26521299A 1999-03-10 1999-03-10
US09/265,212 1999-03-10
PCT/US2000/005919 WO2000053671A1 (en) 1999-03-10 2000-03-08 Solid silica coupling agent composites in silica rubber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003522065A true JP2003522065A (en) 2003-07-22

Family

ID=23009504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000603305A Pending JP2003522065A (en) 1999-03-10 2000-03-08 Solid silica coupling agent composite in silica rubber

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1165681A1 (en)
JP (1) JP2003522065A (en)
CA (1) CA2367339A1 (en)
WO (1) WO2000053671A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149588A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for tire, tire member, rubber composition for base tread, base tread, and tire

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2320683C2 (en) 2000-10-13 2008-03-27 Сосьете Де Текнолоджи Мишлен Elastomeric mixture containing polyfunctional organosilane as binding agent
EP2141199B1 (en) * 2006-07-06 2011-11-02 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and tire using same
FR2940290B1 (en) 2008-12-22 2010-12-31 Michelin Soc Tech BLOCKED MERCAPTOSILANE COUPLING AGENT
FR2945815B1 (en) 2009-05-20 2011-07-01 Michelin Soc Tech RUBBER COMPOSITION COMPRISING AN ORGANOSILANE COUPLING AGENT
FR2947552B1 (en) 2009-05-20 2011-08-26 Michelin Soc Tech ORGANOSILANE COUPLING AGENT
JP5256262B2 (en) 2009-12-07 2013-08-07 住友ゴム工業株式会社 Rubber composition for tire and pneumatic tire
US10179479B2 (en) 2015-05-19 2019-01-15 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Plant oil-containing rubber compositions, tread thereof and race tires containing the tread
FR3053345B1 (en) 2016-06-30 2018-07-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin RUBBER COMPOSITION COMPRISING A POLYSULFIDE MONOHYDROXYSILANE COUPLING AGENT
FR3053337B1 (en) 2016-06-30 2018-07-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin MONOHYDROXYSILANE POLYSULFIDE
FR3060565A1 (en) 2016-12-16 2018-06-22 Michelin & Cie ALCOXYSILANE POLYSULFIDE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2512037B1 (en) * 1981-09-03 1986-02-14 Rhone Poulenc Chim Base ELASTOMERIC COMPOSITION REINFORCED BY SILICA WITH A LARGE SPECIFIC SURFACE
US5739198A (en) * 1996-03-18 1998-04-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition and tire with tread thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149588A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for tire, tire member, rubber composition for base tread, base tread, and tire
RU2467035C2 (en) * 2007-06-05 2012-11-20 Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. Rubber mixture for tyres, tyre component, rubber mixture for tread base, tread base and tyre
US8921468B2 (en) 2007-06-05 2014-12-30 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for tire, tire member, base tread rubber composition, base tread and tire

Also Published As

Publication number Publication date
EP1165681A1 (en) 2002-01-02
WO2000053671A1 (en) 2000-09-14
CA2367339A1 (en) 2000-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3414827B2 (en) Tire with tread reinforced by silica
JP5639414B2 (en) Tire with rubber tread containing a combination of resin blend and functionalized elastomer
US5719207A (en) Silica reinforced rubber composition and tire with tread
US5780538A (en) Silica reinforced rubber composition and tire with tread
KR100335293B1 (en) Tire with silica reinforced tread
CN101113217B (en) Rubber composition and tire having tread and/or sidewall using same
US7640957B2 (en) Tire with rubber tread highly loaded with a combination of filler reinforcement and oil
US10087306B2 (en) Additive for silica reinforced rubber formulations
JP3655702B2 (en) Tire with tread reinforced with silica
JPH10251450A (en) Silica-reinforced rubber composition and tire with tread
JPH09227721A (en) Silica-reinforced rubber composition and tire having its tread
JPH09227722A (en) Silica-reinforced rubber composition and tire having its tread
JP2000001572A (en) Silica-reinforced rubber composition and tire with tread prepared therefrom
JPH11269307A (en) Composition containing calcium carbonate and tire having tread
JPH1095873A (en) Rubber composition and tire having tread made therefrom
US20070037917A1 (en) Rubber prepared with precipitated silica and carbon black pellet composites of controlled hardness and tire with component derived therefrom
JP2009120819A (en) Rubber composition and pneumatic tire using it
JPH08259736A (en) Silica-reinforced rubber compound and tire with tread made therefrom
JPH07179667A (en) Tire with silica-reinforced tread
JPH11189683A (en) Heterogeneous silica/carbon black-filled rubber compound
JPH11335494A (en) Rubber composition comprising filler having aggregate containing particle having different particle size
JP2003522065A (en) Solid silica coupling agent composite in silica rubber
JPH0770369A (en) Tire with silica-reinforced tread
JPH11157302A (en) Rubber composition and tire with its tread
CN1312228C (en) Process for producing chemically modified fillers