JP2007284572A - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

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則夫 箕内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve rolling resistance characteristics with good balance while maintaining processability, abrasion resistance and wet performances in a rubber composition comprising carbon black compounded therein. <P>SOLUTION: The rubber composition comprises the carbon black in an amount of 10-120 pts.wt. based on 100 pts.wt. of a diene-based rubber. In the rubber composition, 0.1-10 pts.wt. of an aminosilane compound is contained. The aminosilane compound is preferably a compound represented by general formula (1) (R<SP>1</SP><SB>3</SB>Si)<SB>2</SB>-NH (wherein, R<SP>1</SP>represents a 1-8C hydrocarbon group) and/or general formula (2) R<SP>2</SP>-NH-R<SP>3</SP>-Si(-OR<SP>4</SP>)(-OR<SP>6</SP>)-OR<SP>5</SP>(wherein, R<SP>2</SP>represents a hydrogen atom or a 1-8C hydrocarbon group which may contain one or more oxygen atoms or nitrogen atoms in the group; R<SP>3</SP>to R<SP>6</SP>represent each a 1-20C hydrocarbon group which may contain one or more oxygen atoms in the group; and R<SP>3</SP>to R<SP>6</SP>may each be same or different). <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、加工性、耐摩耗性やウェット性能を損なうことなく転がり抵抗特性を向上したカーボンブラック配合のゴム組成物、及びこれをトレッドに用いた空気入りタイヤに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition, and more specifically, a rubber composition containing carbon black with improved rolling resistance characteristics without impairing workability, wear resistance and wet performance, and a pneumatic tire using the same for a tread About.

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求められている。   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. Improvement in performance), and excellent wear resistance 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、二律背反の関係にある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配合の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が、シリカは、親水性を有し、表面が極性の高い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、ゴム中へ分散不良に伴う混練工程や後工程での加工性、また上記のゴム特性が十分活用されていないのが実状である。   By the way, the above-mentioned rolling resistance characteristics and wet performance are characteristics related to the hysteresis loss of rubber, and a rubber composition of silica compounding that is easy to obtain a balance between the rolling resistance characteristics and the wet performance in a trade-off relationship is used for a tire tread. Although silica is used, silica has strong self-aggregation because it is hydrophilic and the surface is covered with highly polar silanol groups. The actual condition is that the processability in the process and the above rubber properties are not fully utilized.

従来より、補強性フィラーとして汎用に用いられている加工性や耐摩耗性の良好なカーボンブラック配合のゴム組成物においても、カーボンブラックの分散性をさらに改良することで、転がり抵抗特性とウェット性能とのバランスが得られると考えられており、例えば、溶液重合SBRと天然ゴムなどのブレンドポリマーにカーボンブラックとシランカップリング剤を配合することが提案されている(特許文献1)。また、重合方法によるジエンポリマーの改良や、改良カーボンブラックにシランカップリング剤を併用することが開示されている(特許文献2、3)。また、シリカ配合のシリカ分散性改良には、有機シラン化合物を用いることが提案させている(特許文献4)。
特開平5−331319号公報 特開平5−209011号公報 特開2003−335980号公報 特開2001−240700号公報
Rolling resistance characteristics and wet performance have been improved by further improving the dispersibility of carbon black even in rubber compositions containing carbon black with good processability and wear resistance, which have been used for reinforcement fillers. For example, it has been proposed to blend carbon black and a silane coupling agent into a blend polymer such as solution-polymerized SBR and natural rubber (Patent Document 1). Further, it is disclosed that a diene polymer is improved by a polymerization method and that a silane coupling agent is used in combination with improved carbon black (Patent Documents 2 and 3). In addition, it has been proposed to use an organosilane compound to improve the silica dispersibility of silica compound (Patent Document 4).
JP-A-5-331319 JP-A-5-209011 JP 2003-335980 A JP 2001-240700 A

通常、カーボンブラックやシリカなど補強性フィラーの分散性を改良させる手法としては、フィラーの表面活性を高めたり、溶液重合によるポリマー分子末端の変性が用いられるが、これによればフィラーの凝集に伴う加工性の悪化や溶液重合以外のポリマーには適用出来ないという欠点があり汎用性に劣っていた。また、シランカップリング剤の利用はカーボンブラックに対してカップリング効果が少なく、有機シラン化合物の使用もカーボンブラックには期待されるほどの分散効果が得られていない。   Usually, as a technique for improving the dispersibility of reinforcing fillers such as carbon black and silica, the surface activity of the filler is increased or the modification of the polymer molecule end by solution polymerization is used. It was inferior in versatility due to the disadvantage that it could not be applied to polymers other than deterioration of processability and solution polymerization. Further, the use of a silane coupling agent has little coupling effect with respect to carbon black, and the use of an organic silane compound does not provide a dispersion effect as expected for carbon black.

本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、タイヤトレッドなどに用いられるジエン系ゴムにカーボンブラックを配合したゴム組成物において、カーボンブラックの分散性を向上させることで、加工性や耐摩耗性、ウェット性能を維持しつつ転がり抵抗特性をバランスよく向上することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and in a rubber composition in which carbon black is blended with a diene rubber used in a tire tread or the like, by improving the dispersibility of carbon black, the processability and The object is to improve rolling resistance characteristics in a well-balanced manner while maintaining wear resistance and wet performance.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、カーボンブラック表面と相互作用を持つとともに、ポリマーとの親和性を向上することができる化合物が、上記課題を解決できることを見出し本発明に到達したものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a compound that can interact with the carbon black surface and improve the affinity with a polymer can solve the above problems. The invention has been reached.

すなわち、本発明は、ジエン系ゴム100重量部に対し、カーボンブラックを10〜120重量部含有してなるゴム組成物において、アミノシラン化合物を0.1〜10重量部有することを特徴とするゴム組成物である。   That is, the present invention provides a rubber composition comprising 0.1 to 10 parts by weight of an aminosilane compound in a rubber composition containing 10 to 120 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of a diene rubber. It is a thing.

前記アミノシラン化合物は、下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物であることが好ましい。
(R Si)−NH ・・・(1)
(式中、Rは炭素数1〜8の炭化水素基を示す)
OR
\ |
N−R−Si−OR ・・・(2)
/ |
H OR
(式中、Rは水素原子又は基中に1個以上の酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R〜Rは基中に1個以上の酸素原子を含んでもよい炭素数1〜20の炭化水素基を示し、R〜Rは同一でも異なるものでもよい。)
The aminosilane compound is preferably a compound represented by the following general formula (1) and / or (2).
(R 1 3 Si) 2 —NH (1)
(Wherein R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms)
R 2 OR 4
\ |
N—R 3 —Si—OR 5 (2)
/ |
H OR 6
(In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain one or more oxygen atoms or nitrogen atoms in the group, and R 3 to R 6 represent one or more in the group. A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an oxygen atom, and R 3 to R 6 may be the same or different.)

そして、本発明の空気入りタイヤは、上記のゴム組成物をトレッドに用いることにある。   And the pneumatic tire of this invention exists in using said rubber composition for a tread.

本発明のゴム組成物によれば、アミノシラン化合物のアミノ基部分がカーボンブラック表面の極性基と相互作用し、同時に炭化水素基がポリマーとの親和性を向上してカーボンブラックの凝集を抑制してその分散性を向上し、特に転がり抵抗の低減に大きく寄与することができる。これにより、カーボンブラック配合のゴム組成物においても、燃費性を向上し、かつ安全性、経済性に優れる空気入りタイヤを提供することができる。   According to the rubber composition of the present invention, the amino group portion of the aminosilane compound interacts with the polar group on the surface of the carbon black, and at the same time, the hydrocarbon group improves the affinity with the polymer and suppresses the aggregation of the carbon black. The dispersibility can be improved, and it can greatly contribute particularly to reduction of rolling resistance. Thereby, also in the rubber composition containing carbon black, it is possible to provide a pneumatic tire that improves fuel efficiency and is excellent in safety and economy.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明のゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴム(NR)及びジエン系合成ゴムからなるジエン系ゴムが使用され、その単独あるいは2種以上のブレンドで使用することができ、そのブレンド比率も特に制限を受けることはない。   In the rubber composition of the present invention, a diene rubber composed of natural rubber (NR) and a diene synthetic rubber is used as a rubber component, and the rubber composition can be used alone or in a blend of two or more. There are no restrictions.

ジエン系合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。   Examples of the diene synthetic rubber include styrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and the like. It is done.

上記ジエン系合成ゴムとしては、その分子量やミクロ構造などは特に制限されない。例えば、SBRの場合、その重合方法やスチレン量、ビニル含量などのミクロ構造、分子量、或いは水酸基やアミノ基等の官能基による末端変性の有無などにより制限されることはない。タイヤトレッド用として用いる場合は、強度や低発熱性、耐摩耗性、加工性等に優れる従来よりトレッド用に用いられる溶液重合或いは乳化重合により得られるSBR、末端変性SBRの中から適宜選択し使用することが好ましく、またスタッドレスタイヤ用には低温特性の良いBRとのブレンド使用が好ましい。   The diene synthetic rubber is not particularly limited in molecular weight or microstructure. For example, in the case of SBR, it is not limited by the polymerization method, microstructure such as styrene content, vinyl content, molecular weight, or presence / absence of terminal modification by a functional group such as hydroxyl group or amino group. When used for tire tread, it is selected from SBR obtained by solution polymerization or emulsion polymerization used for tread, which is superior in strength, low heat build-up, abrasion resistance, workability, etc., and terminal-modified SBR as appropriate. It is also preferable to use a blend with BR having good low temperature characteristics for studless tires.

本発明のゴム組成物に使用されるカーボンブラックとしては、特に制限されることはないが、窒素吸着比表面積(NSA)が70m/g以上であり、DBP吸油量が90ml/100g以上であるものが好ましい。 The carbon black used in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 70 m 2 / g or more, and the DBP oil absorption is 90 ml / 100 g or more. Are preferred.

このNSAが70m/g未満では充分な耐摩耗性が得られにくく、NSAがあまり大きすぎると低燃費性が悪化する原因となり、耐摩耗性及び低燃費性を考慮するとNSAの好ましい範囲は80〜140m/gである。さらに、DBPが90ml/100g未満では充分な耐摩耗性が得られにくく、大きすぎると破断時伸びが悪化する傾向にあり、DBPの好ましい範囲は、90〜140ml/100gである。なお、NSAはASTM3037に、DBPはJIS K6221に準拠して測定した値である。 If the N 2 SA is less than 70 m 2 / g, sufficient wear resistance is difficult to obtain, and if the N 2 SA is too large, the fuel efficiency is deteriorated, and considering the wear resistance and fuel efficiency, N 2 A preferable range of SA is 80 to 140 m 2 / g. Furthermore, if the DBP is less than 90 ml / 100 g, sufficient wear resistance is difficult to obtain, and if it is too large, the elongation at break tends to deteriorate, and the preferred range of DBP is 90 to 140 ml / 100 g. N 2 SA is a value measured according to ASTM 3037, and DBP is a value measured according to JIS K6221.

これらのカーボンブラックは、具体的にはSAF,ISAF、HAF級のカーボンブラックが挙げられ、それらの2種以上をブレンド使用してもよい。   Specific examples of these carbon blacks include SAF, ISAF, and HAF grade carbon blacks, and a mixture of two or more of these may be used.

カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し10〜120重量部であり、好ましくは20〜120重量部、より好ましくは40〜100重量部である。カーボンブラックが10重量部未満ではゴム組成物の補強性が確保できず、160重量部を超えると転がり抵抗特性や耐摩耗性が維持できないおそれが生じる。   The compounding amount of carbon black is 10 to 120 parts by weight, preferably 20 to 120 parts by weight, and more preferably 40 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. If the carbon black is less than 10 parts by weight, the reinforcing property of the rubber composition cannot be ensured, and if it exceeds 160 parts by weight, the rolling resistance characteristics and wear resistance may not be maintained.

本発明のゴム組成物は、アミノシラン化合物がジエン系ゴム成分100重量部に対し0.1〜10重量部含有される。   In the rubber composition of the present invention, the aminosilane compound is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber component.

アミノシラン化合物は、例えば、有機シラン化合物にアンモニアを作用させて得ることができる。化合物中のアミノ基数や分子量は、特に制限されることなく用いることができる。   The aminosilane compound can be obtained, for example, by allowing ammonia to act on the organosilane compound. The number of amino groups and molecular weight in the compound can be used without any particular limitation.

本発明においては、前記アミノシラン化合物は、下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物であることが好ましい。   In the present invention, the aminosilane compound is preferably a compound represented by the following general formula (1) and / or (2).

(R Si)−NH ・・・(1)
式中、Rは炭素数1〜8の炭化水素基を示す。中でも炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
(R 1 3 Si) 2 —NH (1)
In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. Of these, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable.

式(1)で表されるアミノシランとしては、ヘキサメチルジシラザン「(CHSiNHSi(CH」、ヘキサエチルジシラザン「(CSiNHSi(C」、ノナメチルトリシラザン、アニリトリメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン、トリエチルアミノシラン等が挙げられる。中でもヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン等のシラザン化合物が好ましい。 As aminosilanes represented by the formula (1), hexamethyldisilazane “(CH 3 ) 3 SiNHSi (CH 3 ) 3 ”, hexaethyldisilazane “(C 2 H 5 ) 3 SiNHSi (C 2 H 5 ) 3 ”, Nonamethyltrisilazane, anilitrimethylsilane, bis (dimethylamino) dimethylsilane, bis (diethylamino) dimethylsilane, triethylaminosilane and the like. Of these, silazane compounds such as hexamethyldisilazane and hexaethyldisilazane are preferred.

OR
\ |
N−R−Si−OR ・・・(2)
/ |
H OR
式中、Rは水素原子又は基中に1個以上の酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R〜Rは基中に1個以上の酸素原子を含んでもよい炭素数1〜20の炭化水素基を示し、R〜Rは同一でも異なるものでもよい。中でも、Rは水素原子であり、R〜Rは炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
R 2 OR 4
\ |
N—R 3 —Si—OR 5 (2)
/ |
H OR 6
In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain one or more oxygen atoms or nitrogen atoms in the group, and R 3 to R 6 represent one or more hydrocarbon groups in the group. The C1-C20 hydrocarbon group which may contain an oxygen atom is shown, and R 3 to R 6 may be the same or different. Among these, R 2 is a hydrogen atom, and R 3 to R 6 are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

式(2)で表されるアミノシラン化合物としては、例えば、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン「(CO)SiCNHCNH」、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン「(CHO)SiCNHCNH」、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン「(CHO)Si(CH)CNHCNH」、アミノプロピルエトキシシラン「(CO)SiCNH」、アミノプロピルトリメトキシシラン「(CHO)SiCNH」、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン「(CHO)SiCNHC」等が挙げられる。 Examples of the aminosilane compound represented by the formula (2) include N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane “(C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 ”, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane “(CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 ”, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane “(CH 3 O) 2 Si (CH 3 ) C 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 ", aminopropylethoxysilane" (C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ", aminopropyltrimethoxysilane" (CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ", N- phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane" (CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 6 H 5 Or the like.

上記アミノシラン化合物は、それぞれ単独で用いても、それらの2種類以上を混合し用いてもよい。   The aminosilane compounds may be used alone or in combination of two or more thereof.

また、分子量の大きいアミノシラン化合物が、すなわちアルキル基などの炭化水素基部分が多いものが、ポリマーとの親和性をより向上することでカーボンブラックの分散性向上に有利になり、転がり抵抗の低減効果が得られやすくなる。   In addition, aminosilane compounds with a large molecular weight, that is, those having a large number of hydrocarbon groups such as alkyl groups, are advantageous in improving the dispersibility of carbon black by further improving the affinity with the polymer, and the effect of reducing rolling resistance Becomes easier to obtain.

上記アミノシラン化合物の配合量は、ゴム成分100重量部に対して0.1〜10重量部である。配合量が、0.1重量部未満では、アミノ基とカーボンブラック表面との相互作用やアミノシラン化合物とポリマーとの親和性が不十分でカーボンブラックの分散性が改善されず、10重量部を超えると低発熱性が得られず転がり抵抗が低減されないばかりでなく、体積効果によりゴム自体が軟化しウェット性能を悪化させる原因となり、さらにはスコーチが悪化するために加工性が低下する問題も発生する。   The compounding quantity of the said aminosilane compound is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of rubber components. When the blending amount is less than 0.1 part by weight, the interaction between the amino group and the carbon black surface and the affinity between the aminosilane compound and the polymer are insufficient, and the dispersibility of the carbon black is not improved, and the amount exceeds 10 parts by weight. In addition to not being able to obtain low heat build-up and reducing rolling resistance, the volume effect causes the rubber itself to soften and cause wet performance to deteriorate. .

また、本発明のゴム組成物には、補強性フィラーとしてカーボンブラックと併用してシリカを含んでいてもよい。シリカとしては特に制限はなく、従来ゴム補強用として慣用されているもの、例えば乾式法シリカ、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などの中から適宜選択して用いることができるが、湿式法シリカが好適である。このシリカは、耐摩耗性及び低燃費性などの観点から、窒素吸着比表面積(BET)が100〜300m/gの範囲にあるものが好適であり、その配合量はカーボンブラックとの合計量で120重量部以下であり、さらにシリカ量の2〜20重量%のシランカップリング剤を併用することが好ましい。 The rubber composition of the present invention may contain silica as a reinforcing filler in combination with carbon black. Silica is not particularly limited and can be appropriately selected from those conventionally used for reinforcing rubber, for example, dry silica, wet silica (hydrous silicic acid), etc. Is preferred. The silica preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (BET) in the range of 100 to 300 m 2 / g from the viewpoint of wear resistance and fuel efficiency, and the blending amount thereof is the total amount with carbon black. 120 parts by weight or less, and it is preferable to use a silane coupling agent in an amount of 2 to 20% by weight of silica.

本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分とカーボンブラック、アミノシラン化合物に、必要に応じシリカの他に、ゴム工業において通常に用いられる硫黄などの加硫剤、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 the rubber composition of the present invention, in addition to the rubber component, carbon black, and aminosilane compound, if necessary, a vulcanizing agent such as sulfur usually used in the rubber industry, a vulcanization accelerator, a process oil, Various compounding agents such as anti-aging agent, zinc white, stearic acid, and vulcanization aid can be appropriately blended and used as necessary 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、特にカーボンブラックの分散状態を均一にすることで、耐摩耗性やウェット性能を損なわず転がり抵抗を低減させることでタイヤトレッド用ゴムとして好適に使用される。もちろんスタッドレスタイヤにも好適である。   The rubber composition of the present invention can be prepared in accordance with a conventional method using various kneading machines such as a Banbury mixer, a roll, a kneader by blending various compounding agents with the raw rubber and the above-described components, including tire treads. Can be used in tire parts such as sidewalls and bead parts, but especially for tire treads by reducing the rolling resistance without impairing wear resistance or wet performance by making the dispersion state of carbon black uniform It is suitably used as rubber. Of course, it is also suitable for studless tires.

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[ゴム組成物の調製]
アミノシラン化合物としては、下記に示す4種類のアミノシラン化合物A〜Dを用いた。また、下記有機シラン化合物を比較例に用いた。
[Preparation of rubber composition]
As aminosilane compounds, the following four aminosilane compounds A to D were used. Moreover, the following organosilane compound was used for the comparative example.

[アミノ、有機シラン化合物]
・アミノシランA:ヘキサメチルジシラザン「(CHSiNHSi(CH
・アミノシランB:ヘキサエチルジシラザン「(CSiNHSi(C
・アミノシランC:N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン「(CO)SiCNHCNH
・アミノシランD:アミノプロピルエトキシシラン「(CO)SiCNH
・有機シラン:メチルトリエトキシシラン「(CO)SiCH
[Amino, organosilane compounds]
Aminosilane A: Hexamethyldisilazane “(CH 3 ) 3 SiNHSi (CH 3 ) 3
Aminosilane B: hexaethyldisilazane “(C 2 H 5 ) 3 SiNHSi (C 2 H 5 ) 3
Aminosilane C: N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane “(C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2
Aminosilane D: aminopropylethoxysilane “(C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2
Organic silane: methyltriethoxysilane “(C 2 H 5 O) 3 SiCH 3

容量20リットルの密閉式バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合処方に従い、ゴム組成物を調製した。表1のゴム成分及びカーボンブラック、共通配合成分と配合量は以下の通りである。   Using a sealed banbury mixer with a capacity of 20 liters, a rubber composition was prepared according to the formulation shown in Table 1 below. The rubber components, carbon black, common compounding components and compounding amounts in Table 1 are as follows.

[ゴム成分、カーボンブラック]
・ゴム成分:スチレンブタジエンゴム(SBR)、旭化成工業(株)、TUFDENE3330(スチレン含有率=31%、オイル含量37.5%)
・カーボンブラック(N339):東海カーボン(株)、シーストKH
[Rubber component, carbon black]
Rubber component: Styrene butadiene rubber (SBR), Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., TUFDENE 3330 (styrene content = 31%, oil content 37.5%)
Carbon black (N339): Tokai Carbon Co., Ltd., Seast KH

[共通配合成分、配合量]
・オイル:SBR油展分37.5重量部
・亜鉛華:3重量部;三井金属鉱業(株)「亜鉛華1号」
・ステアリン酸:1重量部;花王(株)「ルナックS−20」
・ワックス:1重量部;大内新興化学工業(株)「サンノック」
・老化防止剤6C:2重量部;大内新興化学工業(株)「ノクラック6C」
・老化防止剤RD:2重量部;大内新興化学工業(株)「ノクラック224」
・硫黄:2重量部;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:1.5重量部;大内新興化学工業(株)「ノクセラーCZ」
[Common ingredients and amounts]
・ Oil: 37.5 parts by weight of SBR oil fraction ・ Zinc flower: 3 parts by weight; Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. “Zinc Flower 1”
・ Stearic acid: 1 part by weight; Kao Corporation “Lunac S-20”
・ Wax: 1 part by weight; Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. “Sannok”
Anti-aging agent 6C: 2 parts by weight; Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. “NOCRACK 6C”
Anti-aging agent RD: 2 parts by weight; Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. “NOCRACK 224”
・ Sulfur: 2 parts by weight; Hosoi Chemical Co., Ltd. “Rubber powder sulfur 150 mesh”
・ Vulcanization accelerator CZ: 1.5 parts by weight; Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. “Noxeller CZ”

[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、転がり抵抗とウェット性能を評価した。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 / 65R15 94H pneumatic radial tire was manufactured in accordance with a conventional method, and rolling resistance and wet performance were evaluated. . Each evaluation method is as follows. The results are shown in Table 1.

[転がり抵抗]
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]
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車に各タイヤを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.

Figure 2007284572
Figure 2007284572

表1に示すように、アミノシラン化合物を0.1〜10重量部の範囲で用いた本発明にかかる実施例は、ウェット性能をほぼ維持して転がり抵抗を低減し、燃費性に優れることが分かる。中でも、分子量が大きいアミノシランC、Dを用いた実施例では転がり抵抗低減の効果が大きく現れている。しかし、10重量部を超える(比較例3)と転がり抵抗改善の割にウェット性の低下が大きくなり、有機シラン化合物を用いた比較例2は実施例ほどの効果が得られていない。   As shown in Table 1, it can be seen that the examples according to the present invention using the aminosilane compound in the range of 0.1 to 10 parts by weight substantially maintain the wet performance, reduce the rolling resistance, and are excellent in fuel efficiency. . In particular, in the examples using aminosilanes C and D having a large molecular weight, the effect of reducing rolling resistance is significant. However, when the amount exceeds 10 parts by weight (Comparative Example 3), the reduction in wettability increases for the improvement of rolling resistance, and Comparative Example 2 using an organosilane compound does not provide the same effect as the Examples.

本発明のゴム組成物は、低燃費性、安全性、耐久性に優れ、とくに低燃費重視の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 excellent in low fuel consumption, safety and durability, and is particularly suitable for tread rubber of pneumatic tires with emphasis on low fuel consumption, from passenger car tires to large tires for trucks and buses, and studless Can be used for tires.

Claims (3)

ジエン系ゴム100重量部に対し、カーボンブラックを10〜120重量部含有してなるゴム組成物において、
アミノシラン化合物を0.1〜10重量部含有する
ことを特徴とするゴム組成物。
In a rubber composition comprising 10 to 120 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of diene rubber,
A rubber composition comprising 0.1 to 10 parts by weight of an aminosilane compound.
前記アミノシラン化合物が下記一般式(1)及び/又は(2)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。
(R Si)−NH ・・・(1)
(式中、Rは炭素数1〜8の炭化水素基を示す)
OR
\ |
N−R−Si−OR ・・・(2)
/ |
H OR
(式中、Rは水素原子又は基中に1個以上の酸素原子又は窒素原子を含んでもよい炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R〜Rは基中に1個以上の酸素原子を含んでもよい炭素数1〜20の炭化水素基を示し、R〜Rは同一でも異なるものでもよい。)
The rubber composition according to claim 1, wherein the aminosilane compound is a compound represented by the following general formula (1) and / or (2).
(R 1 3 Si) 2 —NH (1)
(Wherein R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms)
R 2 OR 4
\ |
N—R 3 —Si—OR 5 (2)
/ |
H OR 6
(In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain one or more oxygen atoms or nitrogen atoms in the group, and R 3 to R 6 represent one or more in the group. A hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an oxygen atom, and R 3 to R 6 may be the same or different.)
請求項1または2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 or 2 for a tread.
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