JP2007277411A - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition which promotes interaction of silica with rubber molecules to improve the reinforcing property of the silica and gives excellent balance between rolling resistance characteristics and wet performance without deteriorating abrasion resistance. <P>SOLUTION: This rubber composition comprising 100 pts.wt. of a dienic rubber and 20 to 120 pts.wt. of silica is characterized by containing a polymer obtained by polymerizing a compound having at least one acrylamide group and at least one hydroxy group in the molecule with a radical polymerization initiator. The compound includes a compound represented by the general formula (1): CH<SB>2</SB>=CHCONH-R-OH (R is one of an alkyl, an alkenyl and an aryl). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、シリカを配合したゴム組成物において、シリカの分散性を向上することで、耐摩耗性を損なうことなく転がり抵抗特性と湿潤路面での制動性能をバランスよく両立することができるゴム組成物、およびこれをトレッドに用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition, and more specifically, in a rubber composition containing silica, by improving the dispersibility of silica, rolling resistance characteristics and braking performance on a wet road surface are obtained without impairing wear resistance. The present invention relates to a rubber composition capable of achieving both balance and a pneumatic tire using the rubber composition for a tread.

空気入りタイヤのトレッドに用いられるゴム組成物は、低燃費性の市場ニーズから転がり抵抗性の低減要求が強く、また安全性の面からの湿潤路面での制動性能や操縦安定性(以下、ウエット性能という)の向上が求められ、さらに耐久性、経済性の点で優れた耐摩耗性が要求されている。   Rubber compositions used in treads for pneumatic tires are strongly demanded to reduce rolling resistance due to market needs for low fuel consumption, and braking performance and handling stability (hereinafter referred to as wet) on wet roads in terms of safety. The improvement in performance) is required, and in addition, excellent wear resistance is required in terms of durability and economy.

ところで、上記転がり抵抗特性とウェット性能とは、ゴムのヒステリシスロスに関わる特性であり、一般にヒステリシスロスを大きくするとウェット性能は高くなり制動特性が向上するが、転がり抵抗も大きくなり燃費性の悪化をもたらす。このように、転がり抵抗特性とウェット性能は、二律背反の関係にあり両特性を同時に満足させるべくゴム組成物が多数検討されている。   By the way, the above-mentioned rolling resistance characteristics and wet performance are characteristics related to the hysteresis loss of rubber.Generally, increasing the hysteresis loss increases wet performance and improves braking characteristics, but also increases rolling resistance and reduces fuel consumption. Bring. Thus, the rolling resistance characteristics and the wet performance are in a trade-off relationship, and many rubber compositions have been studied to satisfy both characteristics at the same time.

近年、ゴム用補強剤として使用されているカーボンブラックに代えて、上記転がり抵抗特性とウェット性能とのバランスが得られやすいシリカを配合したゴム組成物がタイヤトレッドに使用されるようになっている。   In recent years, instead of carbon black, which is used as a rubber reinforcing agent, a rubber composition containing silica that can easily achieve a balance between the rolling resistance characteristics and wet performance has been used for tire treads. .

ところが、シリカ表面は親水性を有して疎水性を示すゴム分子との親和性が低くゴム中への分散性に問題があった。これは、シリカ表面が高極性のシラノール基に覆われているため強い自己凝集性を持ち、極性の異なるゴム分子との相互作用が弱く、シリカ粒子が凝集しやすいことにある。このため、シリカ配合の本来持つゴム特性が十分発揮されていない。   However, the silica surface has a low affinity with rubber molecules having hydrophilicity and hydrophobicity, and there is a problem in dispersibility in rubber. This is because the silica surface is covered with highly polar silanol groups, so that it has strong self-aggregation properties, weak interaction with rubber molecules having different polarities, and silica particles tend to aggregate. For this reason, the rubber characteristic inherent in silica blending is not sufficiently exhibited.

このシリカ分散性を改善するため、シリカとゴム分子とを化学的に結合させるシランカップリング剤が従来より用いられているが、シリカの補強性能はカーボンブラックの補強性には及ばないのが実状である。   In order to improve this silica dispersibility, silane coupling agents that chemically bond silica and rubber molecules have been used in the past, but in reality the reinforcing performance of silica is not as good as that of carbon black. It is.

上記のシリカ配合の問題を解決すべく、ポリマーの改良、例えば、ヒドロキシル側基を含む乳化重合誘導三元共重合体ゴムの利用(特許文献1)、特定のポリエーテルやその誘導体、またα−ピネンやβ−ピネン、ジペンテンなどのテルペントフェノールとの共重合体樹脂、或いはエチレン・酢酸ビニル共重合体などの各種添加剤をシリカ配合に用いることが提案されている(特許文献2〜4)。
特開2002−293994号公報 特開2005−343963号公報 特開2005−47968号公報 特開2005−220212号公報
In order to solve the above-mentioned problem of silica compounding, improvement of the polymer, for example, utilization of emulsion polymerization-derived terpolymer rubber containing hydroxyl side group (Patent Document 1), specific polyether and its derivatives, α- It has been proposed to use various additives such as copolymer resins with terpene phenols such as pinene, β-pinene, and dipentene, or ethylene / vinyl acetate copolymers for blending with silica (Patent Documents 2 to 4). .
JP 2002-293994 A JP 2005-343963 A JP 2005-47968 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-220212

しかしながら、上記技術改良による効果は認められるものの、シランカップリング剤と上記の各種添加剤を使用してもシリカの補強性は未だカーボンブラックに比べ十分とは言えず、シリカ配合ゴム組成物の特性向上には未だ改善の余地がある。   However, although the effect of the above technical improvement is recognized, even if the silane coupling agent and the above various additives are used, the reinforcing property of silica is still not sufficient compared to carbon black, and the characteristics of the silica-containing rubber composition There is still room for improvement.

また、シランカップリング剤自体が低分子量であるため、ゴム組成物の硬度低下などゴム特性にも改良すべき点があり、シリカ配合には混練性やスコーチなどの加工上の問題、転がり抵抗特性とウェット性能とのバランスのよい両立、或いは強度、モジュラスなどゴム特性向上に関して、さらなる改良が求められている。   In addition, since the silane coupling agent itself has a low molecular weight, there are points to be improved in rubber properties such as hardness reduction of the rubber composition. Silica compounding has problems in processing such as kneadability and scorch, and rolling resistance properties. Further improvement is demanded for a good balance between the wet performance and the wet performance, or for improving rubber properties such as strength and modulus.

そこで本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、シリカ配合におけるシリカとゴム分子との相互作用を優れたものとしてシリカの補強性を向上し、耐摩耗性を損なわずに転がり抵抗特性とウェット性能のバランスに優れたゴム組成物を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and improves the reinforcing property of silica by improving the interaction between silica and rubber molecules in the silica compounding, and rolling resistance without impairing wear resistance. An object is to provide a rubber composition having an excellent balance between properties and wet performance.

本発明者は、官能基を有する高分子化合物をシリカ配合に使用することは上記特許文献でも知られているが、なかでもシリカとゴム分子との相互作用を著しく高めることができる高極性な高分子化合物を見出したものである。   The present inventor has also known that the use of a polymer compound having a functional group for silica compounding in the above-mentioned patent document, but among these, a highly polar high molecular weight that can remarkably enhance the interaction between silica and rubber molecules. A molecular compound has been found.

すなわち、請求項1の発明は、ジエン系ゴム100重量部に対し、シリカを20〜120重量部含有するゴム組成物において、分子中にアクリルアミド基および水酸基を少なくとも1つずつ有する化合物を、ラジカル重合開始剤を用いて重合し得られた高分子化合物を含有してなることを特徴とするゴム組成物である。   That is, the invention of claim 1 is based on radical polymerization of a compound having at least one acrylamide group and one hydroxyl group in a molecule in a rubber composition containing 20 to 120 parts by weight of silica with respect to 100 parts by weight of diene rubber. A rubber composition comprising a polymer compound obtained by polymerization using an initiator.

請求項2の発明は、前記化合物が下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物である。
CH=CHCONH−R−OH ・・・(1)
式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基のいずれかである。
The invention according to claim 2 is the rubber composition according to claim 1, wherein the compound is a compound represented by the following general formula (1).
CH 2 = CHCONH-R-OH ··· (1)
In the formula, R is an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.

請求項3の発明は、前記一般式(1)で表される化合物が、N(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドであることを特徴とする請求項2に記載のゴム組成物である。   The invention according to claim 3 is the rubber composition according to claim 2, wherein the compound represented by the general formula (1) is N (2-hydroxyethyl) acrylamide.

請求項4の発明は、前記ジエン系ゴム100重量部に対し、前記高分子化合物を0.5〜10重量部含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物である。   Invention of Claim 4 contains 0.5-10 weight part of said high molecular compounds with respect to 100 weight part of said diene rubbers, The rubber composition in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. It is.

請求項5の発明は、さらに、ポリエチレングリコールを、前記ゴム成分100重量部に対し0.5〜5重量部含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物である。   The invention according to claim 5 is the rubber composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising 0.5 to 5 parts by weight of polyethylene glycol with respect to 100 parts by weight of the rubber component. is there.

請求項6の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とする空気入りタイヤである。   A sixth aspect of the present invention is a pneumatic tire characterized by using the rubber composition according to any one of the first to sixth aspects in a tread.

本発明のゴム組成物によれば、特定の高極性基を有する高分子化合物をシリカ配合に用いることで、シリカ粒子に優れた可塑性を付与しその分散性を向上してゴム分子との相互作用を良好にすることができる。これにより、シリカの補強性を向上し、耐摩耗性を損なわずに転がり抵抗特性とウェット性能のバランスに優れた、タイヤトレッドに好適なゴム組成物を提供することができる。   According to the rubber composition of the present invention, a polymer compound having a specific highly polar group is used for blending silica, thereby imparting excellent plasticity to silica particles and improving its dispersibility, thereby interacting with rubber molecules. Can be improved. As a result, it is possible to provide a rubber composition suitable for a tire tread that improves the reinforcing property of silica and has an excellent balance between rolling resistance characteristics and wet performance without impairing wear resistance.

本発明は、ジエン系ゴムにシリカを含有するゴム組成物であって、該ゴム組成物に分子中にアクリルアミド基および水酸基を少なくとも1つずつ有する化合物をラジカル重合開始剤を用いて重合し得られた高分子化合物を含有してなることを要旨とする。   The present invention is a rubber composition containing silica in a diene rubber, and can be obtained by polymerizing a compound having at least one acrylamide group and one hydroxyl group in the molecule using a radical polymerization initiator. The main point is to contain a high molecular compound.

本発明に用いられるジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)等が使用でき、これらジエン系ゴムの単独あるいは2種類以上を任意の比率でブレンドし使用することができる。   As the diene rubber used in the present invention, natural rubber, isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), nitrile rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), etc. can be used. These diene rubbers may be used alone or in combination of two or more in any ratio.

また、SBRやBRなどの合成ゴムは、その重合方法(乳化重合、溶液重合など)、分子量(分布)、ミクロ構造など、また油展の有無など特に限定されることがなく、ゴム組成物の用途により任意に選択することができる。   Synthetic rubbers such as SBR and BR are not particularly limited in terms of their polymerization method (emulsion polymerization, solution polymerization, etc.), molecular weight (distribution), microstructure, presence or absence of oil expansion, etc. It can be arbitrarily selected depending on the application.

また、本発明のゴム組成物に用いられるシリカとしては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸),乾式シリカ(無水ケイ酸),ケイ酸カルシウム,ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも破壊特性の改良効果並びに低転がり抵抗特性とウェット性能の両立効果が良好である湿式シリカが好ましく、また生産性に優れる点からも好ましい。   Examples of the silica used in the rubber composition of the present invention include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate. Wet silica is preferable because it has both an improvement effect and a low rolling resistance characteristic and wet performance, and is also excellent in terms of productivity.

上記シリカは、窒素吸着比表面積(BET)が100〜300m/g、DBP吸油量が150〜300ml/100gにあるものが好ましく、BETが100m/g未満であるとシリカの補強効果が得られにくくなり、300m/gを超えるとシリカの分散性が著しく低下し、加工性(混合、押出性)が悪化する傾向にある。また、DBP吸油量を150〜300ml/100gとすることで分散性を良好に維持することができる。このようなシリカとしては、東ソーシリカ工業(株)製のニプシールAQ、VN3、トクヤマ(株)製のトクシールUR、U−13、デグサ社製のウルトラジルVN3などの市販品が使用できる。なお、シリカのBETはISO 5794に記載のBET法に、DBP吸油量はJIS K6221に記載の方法に準拠し測定される。 The silica preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (BET) of 100 to 300 m 2 / g and a DBP oil absorption of 150 to 300 ml / 100 g. When the BET is less than 100 m 2 / g, a silica reinforcing effect is obtained. When it exceeds 300 m 2 / g, the dispersibility of silica is remarkably lowered, and the processability (mixing, extrudability) tends to deteriorate. Moreover, a dispersibility can be favorably maintained by making DBP oil absorption amount 150-300 ml / 100g. As such silica, commercially available products such as Nipsil AQ and VN3 manufactured by Tosoh Silica Industry Co., Ltd., Tocsil UR and U-13 manufactured by Tokuyama Co., Ltd., and Ultrazil VN3 manufactured by Degussa Corporation can be used. The BET of silica is measured according to the BET method described in ISO 5794, and the DBP oil absorption is measured according to the method described in JIS K6221.

さらに、シリカとしてはアミン類や有機高分子などで表面処理しゴム分子との親和性を改善した表面処理シリカなどを用いてもよい。   Furthermore, as the silica, surface-treated silica that has been surface-treated with amines or organic polymers to improve the affinity with rubber molecules may be used.

上記シリカの配合量はゴム成分100重量部に対して20〜120重量部である。シリカの配合量が20重量部未満ではシリカ配合による補強性、低発熱性などの作用が発揮されず本発明の目的が達せられず、120重量部を超えると本発明によりシリカの分散性を向上したとしてもゴムのムーニー粘度や硬度が上昇して加工性が悪化し、また耐摩耗性も低下し好ましくない。   The amount of the silica is 20 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of silica is less than 20 parts by weight, the effects of the present invention such as reinforcement and low heat build-up due to the silica are not achieved and the object of the present invention cannot be achieved. Even so, the Mooney viscosity and hardness of the rubber are increased, the workability is deteriorated, and the wear resistance is also lowered.

本発明のゴム組成物に用いられる高分子化合物は、分子中にアクリルアミド基および水酸基を少なくとも1つずつ有する化合物をラジカル重合開始剤を用いて重合し得られるものである。   The polymer compound used in the rubber composition of the present invention is obtained by polymerizing a compound having at least one acrylamide group and one hydroxyl group in the molecule using a radical polymerization initiator.

前記化合物としては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。   As said compound, the compound represented by following General formula (1) is mentioned.

CH=CHCONH−R−OH ・・・(1)
式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基のいずれかである。
CH 2 = CHCONH-R-OH ··· (1)
In the formula, R is an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, and isobutyl groups.

アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、プロペニル基等が挙げられる。   Examples of the alkenyl group include vinyl, allyl, and propenyl groups.

アリール基としては、例えば、フェニル、トルイル、キシリル基等が挙げられる。   Examples of the aryl group include phenyl, toluyl, and xylyl groups.

一般式(1)において、Rは炭素数2から8のアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。その中でも、N(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(「HEAA」と略すことがある)が好ましい例として挙げられる。   In the general formula (1), R is preferably an alkyl group or alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. Among them, N (2-hydroxyethyl) acrylamide (may be abbreviated as “HEAA”) is a preferred example.

前記HEAAは、公知の方法で合成することができ、例えば、エタノ−ルアミンとアクリル酸エステルとの反応、エタノ−ルアミンとアクリル酸クロライドとの反応等の方法を用いることが可能である。   The HEAA can be synthesized by a known method. For example, a method such as a reaction between ethanolamine and an acrylate ester, a reaction between ethanolamine and acrylate chloride, or the like can be used.

本発明のゴム組成物に含有され用いられる高分子化合物は、前記HEAAなどのアクリルアミド基および水酸基を分子中に有する式(1)で表される化合物を、ラジカル重合開始剤により重合し合成されるものである。   The polymer compound contained and used in the rubber composition of the present invention is synthesized by polymerizing a compound represented by the formula (1) having an acrylamide group and a hydroxyl group in the molecule, such as HEAA, with a radical polymerization initiator. Is.

ラジカル重合開始剤は、一般にラジカル重合で使用できるものであれば良く、例えば、アゾ系重合開始剤、有機過酸化物、レドックス系重合開始剤等を挙げることができる。   The radical polymerization initiator is not particularly limited as long as it can be generally used for radical polymerization, and examples thereof include an azo polymerization initiator, an organic peroxide, and a redox polymerization initiator.

好ましいラジカル重合開始剤としては、具体的には、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(ADVN)等のアゾ化合物、また、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物が好適である。これら重合開始剤は、化合物量に対して0.001〜5重量%、特に0.01〜2重量%を用いるのが好ましい。また、必要に応じ、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンなどの重合連鎖移動剤を添加してもよい。   Specific preferred radical polymerization initiators include 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (AMBN), 2,2 An azo compound such as' -azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (ADVN) and an organic peroxide such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, and dicumyl peroxide are preferable. These polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.001 to 5% by weight, particularly 0.01 to 2% by weight, based on the amount of the compound. Moreover, you may add polymerization chain transfer agents, such as an octyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan, as needed.

重合は、通常80〜120℃、好ましくは90〜110℃の熱重合で、1〜10時間行われ、使用するラジカル重合開始剤、化合物、溶剤の種類などにより適宜選定される。また、重合は、窒素などの不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。   The polymerization is usually carried out by thermal polymerization at 80 to 120 ° C., preferably 90 to 110 ° C., for 1 to 10 hours, and is appropriately selected depending on the type of radical polymerization initiator, compound, and solvent to be used. The polymerization is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen.

このようにして得られる本発明にかかる高分子化合物は下記式(2)に示される構造を有し、その重量平均分子量は1000〜50000であることが、さらには1000〜30000であるものが好ましい。分子量が大きい方が、すなわちビニル基部分の繰り返し単位が長いほうが、シリカとの接触部分が多くなりシリカに可塑性を付与しやすくなる。分子量50000を超えるものは、重合反応時間が長くなって合成が困難となる。   The polymer compound according to the present invention thus obtained has a structure represented by the following formula (2), and its weight average molecular weight is preferably 1000 to 50000, more preferably 1000 to 30000. . The larger the molecular weight, that is, the longer the repeating unit of the vinyl group portion, the more the portion that comes into contact with the silica, and it becomes easier to impart plasticity to the silica. When the molecular weight exceeds 50000, the polymerization reaction time becomes long and the synthesis becomes difficult.

−(CH−CH)− ・・・(2)

C=O

H−N−R−OH
nはビニル基の繰り返し数である。
- (CH 2 -CH) n - ··· (2)

C = O

H-N-R-OH
n is the number of repeating vinyl groups.

上記高分子化合物の含有量は、ジエン系ゴム100重量部に対し0.5〜10重量部であり、好ましくは1〜5重量部である。この含有量が0.5重量部未満では、本発明の効果が十分奏されず、10重量部を超えてもそれ以上の効果が得られず、さらに多くすると異物化し耐摩耗性、転がり抵抗などゴム特性を悪化させてしまう。   Content of the said high molecular compound is 0.5-10 weight part with respect to 100 weight part of diene rubbers, Preferably it is 1-5 weight part. If the content is less than 0.5 parts by weight, the effect of the present invention is not sufficiently achieved, and if the content exceeds 10 parts by weight, no further effect can be obtained, and if it is further increased, it becomes foreign matter and wear resistance, rolling resistance, etc. It will deteriorate the rubber properties.

本発明においては、さらに、分子量100〜3000のポリエチレングリコールを含有してもよい。前記ポリエチレングリコールは、従来より界面活性剤の作用によりシリカとゴム分子との親和性を高めることが知られているが、本発明にかかる高分子化合物と併用することで、両者の相乗効果によりシリカ配合のゴム特性を向上することができる。   In the present invention, polyethylene glycol having a molecular weight of 100 to 3000 may be further contained. The polyethylene glycol is conventionally known to increase the affinity between silica and rubber molecules by the action of a surfactant, but when used in combination with the polymer compound according to the present invention, it is The rubber properties of the blend can be improved.

その含有量は、ゴム成分100重量部に対し0.5〜5重量部である。0.5重量部未満では、相乗効果が十分奏されず、5重量部を超えるとゴム硬度が低下し、耐摩耗性やウェット性能が低下する。   The content is 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the synergistic effect is not sufficiently achieved. If the amount exceeds 5 parts by weight, the rubber hardness is lowered, and the wear resistance and wet performance are lowered.

また、本発明においては、従来からシリカ配合に使用されているゴム用のシランカップリング剤を併用してもよい。シランカップリング剤としては、例えば、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)ジスルフィド等のイオウ含有シランカップリング剤、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどが挙げられる。   In the present invention, rubber silane coupling agents conventionally used for silica compounding may be used in combination. Examples of the silane coupling agent include sulfur-containing silane coupling agents such as bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide. Etc.

これらのシランカップリング剤の含有量は前記シリカ量に対して1〜20重量%が好ましく、より好ましくは2〜15重量%の範囲で使用される。シランカップリング剤の含有量が1重量%未満ではシランカップリング剤によるカップリング効果が得られず、20重量%を超えてもそれ以上の効果が得られず、コストが上がり好ましくない。   The content of these silane coupling agents is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 2 to 15% by weight, based on the amount of silica. If the content of the silane coupling agent is less than 1% by weight, the coupling effect by the silane coupling agent cannot be obtained, and if it exceeds 20% by weight, no further effect can be obtained, resulting in an increase in cost.

本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分とシリカ、高分子化合物の他に、ゴム組成物において通常に用いられるカーボンブラックなどの補強剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、プロセスオイル、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫助剤などの各種配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じ適宜配合し用いることができる。   In addition to the rubber component, silica, and polymer compound, the rubber composition of the present invention includes a reinforcing agent such as carbon black ordinarily used in the rubber composition, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator, and a process. Various compounding agents such as oil, anti-aging agent, zinc white, stearic acid, and vulcanization aid can be appropriately blended and used as needed within the range not impairing the effects of the present invention.

本発明のゴム組成物は、原料ゴムと上記必須成分に各種配合剤を配合しバンバリーミキサー、ロール、ニーダーなどの各種混練機を使用して常法に従い作製することができ、タイヤのトレッドを始めとしてサイドウォール、ビード部などのタイヤ各部位に使用することができるが、特にシリカの分散状態を均一にすることで、耐摩耗性を損なわずに転がり抵抗特性とウェット性能のバランスに優れたタイヤトレッド用ゴムとして好適である。   The rubber composition of the present invention can be prepared according to a conventional method using various kneading machines such as a Banbury mixer, a roll, a kneader and the like by blending various compounding agents with the raw rubber and the above essential components, including tire treads. Can be used for tire parts such as sidewalls and bead parts, but especially by making the dispersion state of silica uniform, the tire has an excellent balance of rolling resistance characteristics and wet performance without impairing wear resistance Suitable as tread rubber.

次に、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Next, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these examples.

実施例に使用した本発明にかかる高分子化合物は、エタノ−ルアミンとアクリル酸エステルとの反応により得られた、N(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(HEAA)を、ラジカル重合開始剤としてAIBNをHEAA量に対し0.1重量%用いて熱重合(N雰囲気下、反応器内温度100℃×4時間重合)し得られた高分子化合物(P−HEAAという)である。 The polymer compound according to the present invention used in the examples was prepared by reacting ethanolamine with acrylate, N (2-hydroxyethyl) acrylamide (HEAA) as a radical polymerization initiator, and AIBN as HEAA. thermal polymerization using 0.1 wt% relative to the amount (N 2 atmosphere, the reactor temperature 100 ° C. × 4 hours polymerization) is then obtained resultant polymer compound (referred to P-HEAA).

得られたP−HEAAのGPC測定による重量平均分子量は5000であった。   The obtained P-HEAA had a weight average molecular weight of 5,000 as measured by GPC.

上記P−HEAAと下記スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリカ及び配合成分を表1に記載の配合量(重量部)で配合し、容量20リットルのバンバリーミキサーを使用し実施例、比較例のゴム組成物を調製した。   The above P-HEAA, the following styrene butadiene rubber (SBR), silica and compounding ingredients are blended in the blending amounts (parts by weight) shown in Table 1, and using a Banbury mixer with a capacity of 20 liters, rubber compositions of Examples and Comparative Examples A product was prepared.

[配合成分]
・SBR:乳化重合SBR、JSR(株)「SBR1502」
・シリカ:東ソーシリカ工業(株)「ニプシールVN3」(BET:210m/g)
・シランカップリング剤:デグサ社「Si69」
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)「亜鉛華1号」
・ステアリン酸:花王(株)「ルナックS−20」
・アロマオイル:ジャパンえなじー(株)「プロセスX−140」
・硫黄:細井化学工業(株)「ゴム用粉末硫黄150メッシュ」
・加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)「ノクセラーCZ」
・ポリエチレングリコール:第一工業製薬(株)「PEG400」
[Composition ingredients]
・ SBR: Emulsion polymerization SBR, JSR Corporation "SBR1502"
Silica: Tosoh Silica Industry Co., Ltd. “Nipseal VN3” (BET: 210 m 2 / g)
・ Silane coupling agent: Degussa "Si69"
・ Zinc oxide: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
・ Stearic acid: Kao Corporation “Lunac S-20”
・ Aroma oil: Japan Enajie "Process X-140"
・ Sulfur: Hosoi Chemical Co., Ltd. “Powder sulfur 150 mesh for rubber”
・ Vulcanization accelerator CZ: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. “Noxeller CZ”
-Polyethylene glycol: Daiichi Kogyo Seiyaku "PEG400"

[評価]
得られた各ゴム組成物を用いてキャップ/ベース構造のトレッドを有するタイヤのキャップトレッドに適用し、205/65R15 94Hの空気入りラジアルタイヤを常法に従い製造した。そして、得られた各タイヤについて、転がり抵抗特性とウェット性能及び耐摩耗性を評価した。各評価方法は次の通りである。結果を表1に示す。
[Evaluation]
Each rubber composition obtained was applied to a cap tread of a tire having a tread having a cap / base structure, and a 205 / 65R159H pneumatic radial tire was produced according to a conventional method. And about each obtained tire, rolling resistance characteristics, wet performance, and abrasion resistance were evaluated. Each evaluation method is as follows. The results are shown in Table 1.

[転がり抵抗特性]
使用リムを15×6.5JJとしてタイヤを装着し、空気圧230kPa、荷重450kgfとして、転がり抵抗測定用の1軸ドラム試験機にて23℃で80km/hで走行させたときの転がり抵抗を測定した。比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく、従って燃費性に優れることを示す。
[Rolling resistance characteristics]
The tire was mounted with a rim of 15 × 6.5 JJ, and the rolling resistance was measured when running at 80 km / h at 23 ° C. with a uniaxial drum tester for measuring rolling resistance at an air pressure of 230 kPa and a load of 450 kgf. . It was displayed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The smaller the index, the smaller the rolling resistance and thus the better the fuel efficiency.

[ウェット性能]
2000ccの国産FF車に上記タイヤを4本装着し、2〜3mmの水深で水をまいたアスファルト路面上を走行し、時速90kmでABSを作動させて20km/hまで減速時の制動距離を測定した。比較例1の値を100とした指数で表示し、指数が大きいほどウェット性能に優れることを示す。
[Wet performance]
Measure the braking distance when decelerating to 20 km / h by installing four tires on a 2000cc domestic FF car, running on asphalt road surface watered at a depth of 2-3 mm, operating ABS at 90 km / h did. It displays with the index | exponent which set the value of the comparative example 1 to 100, and shows that it is excellent in wet performance, so that an index | exponent is large.

[耐摩耗性]
各タイヤ4本を2000ccの国産FF車に装着し、乾燥アスファルトの一般路面において5,000Km毎にローテイションしながら、2万Km走行後のトレッド残溝深さから摩耗量を求めた。結果を比較例1を100とした指数で表1に示した。指数の大きいものほど優れる。
[Abrasion resistance]
Four tires were mounted on a 2000 cc domestic FF vehicle, and the amount of wear was determined from the tread remaining groove depth after running 20,000 km while rotating every 5,000 km on the general road surface of dry asphalt. The results are shown in Table 1 as indices with Comparative Example 1 as 100. The higher the index, the better.

Figure 2007277411
Figure 2007277411

表1の結果に示されるように、本発明にかかる高分子化合物P−HEAAを含有する各実施例は耐摩耗性を良好にしながら転がり抵抗特性とウェット性能とをバランスよく発揮し向上することができる。しかしながら、P−HEAAの含有量が0.3重量部(比較例2)では効果が小さく、10重量部(実施例4)では各タイヤ特性が低下傾向を示し、含有量の上限は10重量部程度であることがわかる。さらに、20重量部(比較例3)ではP−HEAAが過剰なため異物化し逆にタイヤ性能が低下してしまう。また、ポリエチレングリコールを併用した実施例5では、明らかな両者の相乗効果が認められる。   As shown in the results of Table 1, each Example containing the polymer compound P-HEAA according to the present invention can improve and improve the rolling resistance characteristics and the wet performance while improving the wear resistance. it can. However, when the content of P-HEAA is 0.3 parts by weight (Comparative Example 2), the effect is small, and when 10 parts by weight (Example 4), each tire characteristic tends to decrease, and the upper limit of the content is 10 parts by weight. It turns out that it is a grade. Furthermore, at 20 parts by weight (Comparative Example 3), P-HEAA is excessive, so that it becomes a foreign substance and the tire performance is reduced. Moreover, in Example 5 which used polyethylene glycol together, the clear synergistic effect of both is recognized.

本発明のゴム組成物は、低燃費性、安全性、耐久性に優れる空気入りタイヤのトレッドゴムに好適であり、乗用車用タイヤからトラック、バス用の大型タイヤ、またスタッドレスタイヤに使用することができる。   The rubber composition of the present invention is suitable for a tread rubber of a pneumatic tire excellent in fuel efficiency, safety and durability, and can be used for a tire for passenger cars, a large tire for trucks and buses, and a studless tire. it can.

Claims (6)

ジエン系ゴム100重量部に対し、シリカを20〜120重量部含有するゴム組成物において、
分子中にアクリルアミド基および水酸基を少なくとも1つずつ有する化合物を、ラジカル重合開始剤を用いて重合し得られた高分子化合物を含有してなる
ことを特徴とするゴム組成物。
In a rubber composition containing 20 to 120 parts by weight of silica with respect to 100 parts by weight of diene rubber,
A rubber composition comprising a polymer compound obtained by polymerizing a compound having at least one acrylamide group and one hydroxyl group in a molecule using a radical polymerization initiator.
前記化合物が下記一般式(1)で表される化合物である
ことを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
CH=CHCONH−R−OH ・・・(1)
式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基のいずれかである。
The rubber composition according to claim 1, wherein the compound is a compound represented by the following general formula (1).
CH 2 = CHCONH-R-OH ··· (1)
In the formula, R is an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.
前記一般式(1)で表される化合物が、N(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドである
ことを特徴とする請求項2に記載のゴム組成物。
The rubber composition according to claim 2, wherein the compound represented by the general formula (1) is N (2-hydroxyethyl) acrylamide.
前記ジエン系ゴム100重量部に対し、前記高分子化合物を0.5〜10重量部含有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。
The rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer compound is contained in an amount of 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
さらに、ポリエチレングリコールを、前記ゴム成分100重量部に対し0.5〜5重量部含有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
Furthermore, 0.5-5 weight part of polyethylene glycol is contained with respect to 100 weight part of said rubber components. The rubber composition in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに用いた
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

A pneumatic tire using the rubber composition according to claim 1 for a tread.

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