JP2008050452A - Rubber composition for tire and pneumatic tire produced by using the composition as bead filler - Google Patents

Rubber composition for tire and pneumatic tire produced by using the composition as bead filler Download PDF

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JP2008050452A JP2006227126A JP2006227126A JP2008050452A JP 2008050452 A JP2008050452 A JP 2008050452A JP 2006227126 A JP2006227126 A JP 2006227126A JP 2006227126 A JP2006227126 A JP 2006227126A JP 2008050452 A JP2008050452 A JP 2008050452A
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Yoshihiko Suzuki
好彦 鈴木
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition having improved balance of elongation at break and high elastic modulus. <P>SOLUTION: The rubber composition for tire comprises (A) 100 pts.wt. of a diene rubber containing (i) 50-90 pts.wt. of natural rubber and/or polyisoprene rubber and (ii) 10-50 pts.wt. of a styrene-butadiene copolymer rubber and (B) 0.1-6 pts.wt. of a carboxylic acid-containing disulfide amine salt compound expressed by formula (I). The invention further provides a pneumatic tire produced by using the composition as a bead filler. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物並びにそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは破断伸びと高弾性率のバランスが改良されたタイヤ用ゴム組成物並びにそれをビードフィラーに用いた空気入りタイヤに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire rubber composition and a pneumatic tire using the same, and more particularly, a tire rubber composition having an improved balance between elongation at break and high elastic modulus, and a pneumatic tire using the same as a bead filler. About.

空気入りタイヤにおいて、ビードフィラーはビード部及びカーカスターンアップエッジの動きを抑え、エッジセパレーションを防止するために、高弾性率のゴムを使用する必要がある。またタイヤの軽量化及び操縦安定性の向上等の要求からも高弾性率のゴムを使用することが望ましい。一方、一般的に高弾性率にすると破断伸びが低下することから、結果としてエッジ部の変形に対応しきれずに、エッジセパレーションが発生することから、ビードフィラーに使用するゴムには、高弾性率と高破断伸びの両立が必要である(特許文献1及び2参照)。   In a pneumatic tire, the bead filler needs to use rubber having a high elastic modulus in order to suppress the movement of the bead portion and the carcass turn-up edge and prevent edge separation. In addition, it is desirable to use a rubber having a high elastic modulus from the viewpoint of reducing the weight of the tire and improving the handling stability. On the other hand, when the elastic modulus is generally increased, the elongation at break decreases, and as a result, the edge separation occurs without being able to cope with the deformation of the edge portion, so that the rubber used for the bead filler has a high elastic modulus. And high break elongation are required (see Patent Documents 1 and 2).

特開平05−098081号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-098081 特開平11−140230号公報JP-A-11-140230

従って、本発明の目的は、空気入りタイヤのビードフィラーに使用するのに適した破断伸びと高弾性率のバランスが改良されたゴム組成物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition having an improved balance between elongation at break and high elastic modulus suitable for use as a bead filler for pneumatic tires.

本発明に従えば、(A)天然ゴム(NR)及び/又はポリイソプレンゴム(IR)50〜90重量部及び(ii)スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)10〜50重量部を含むジエン系ゴム100重量部並びに
(B)式(I):

Figure 2008050452
(式中、R1 ,R2 及びR3 は、独立に、水素又は炭素数1〜20のヘテロ原子及び/又は置換基を有してもよい有機基であり、Xは炭素数2〜20のヘテロ原子及び/又は置換基を有してもよい有機基である。)
で表されるカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物0.1〜6重量部
を含んでなるタイヤ用ゴム組成物並びにそれをビードフィラーに用いた空気入りタイヤが提供される。 According to the present invention, a diene comprising (A) 50 to 90 parts by weight of natural rubber (NR) and / or polyisoprene rubber (IR) and (ii) 10 to 50 parts by weight of styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) 100 parts by weight of rubber and (B) Formula (I):
Figure 2008050452
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or an organic group which may have a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms and / or a substituent, and X is 2 to 20 carbon atoms. The hetero atom and / or the organic group which may have a substituent.
A rubber composition for tires comprising 0.1 to 6 parts by weight of an amine salt compound of a carboxylic acid-containing disulfide represented by formula (1) and a pneumatic tire using the same as a bead filler are provided.

本発明によれば、カルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物を含む加硫促進剤を使用することによって、破断伸びと高弾性率のバランスが改良されたゴム組成物を得ることができる。   According to the present invention, a rubber composition having an improved balance between elongation at break and high elastic modulus can be obtained by using a vulcanization accelerator containing an amine salt compound of a carboxylic acid-containing disulfide.

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、NR及び/又はIRとSBRとを含む特定のゴム組成物に、前記式(I)のカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(B)を含む加硫促進剤を使用することによって、ゴム組成物の破断伸びと高弾性率とのバランスを改良することに成功した。   As a result of advancing research to solve the above problems, the present inventors have determined that a specific rubber composition containing NR and / or IR and SBR has an amine salt compound of a carboxylic acid-containing disulfide of the formula (I) ( By using the vulcanization accelerator containing B), the balance between the elongation at break and the high elastic modulus of the rubber composition was successfully improved.

本発明によれば、(i)天然ゴム(NR)及び/又はポリイソプレンゴム(IR)50〜90重量部、好ましくは60〜85重量部並びに(ii)スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)10〜50重量部、好ましくは15〜40重量部からなるゴム成分(A)100重量部に対して、前記一般式(I)で表わされるカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(B)を0.1〜6重量部配合する。   According to the invention, (i) natural rubber (NR) and / or polyisoprene rubber (IR) 50-90 parts by weight, preferably 60-85 parts by weight and (ii) styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) The amine salt compound (B) of the carboxylic acid-containing disulfide represented by the above general formula (I) is added in an amount of 0.1 to 100 parts by weight of the rubber component (A) comprising 10 to 50 parts by weight, preferably 15 to 40 parts by weight. 1 to 6 parts by weight is blended.

本発明の好ましい態様では、前記成分(A)及び(B)に加えて、成分(A)100重量部に対して、スルフェンアミド系加硫促進剤(C)並びに硫黄(D)を配合する。成分(B),(C)及び(D)の配合量は、下記式(1)の関係を満足するのが好ましい。
1.2≦(D)/[(B)/2+(C)]≦3.0 (1)
この比率が小さいと破断伸びが低くなり、高速耐久性の改善が少なくなるおそれがあるので好ましくなく、逆に大きいと弾性率向上効果が小さくなり、高速耐久性改善が少なくなるおそれがあるので好ましくない。
In a preferred embodiment of the present invention, in addition to the components (A) and (B), a sulfenamide vulcanization accelerator (C) and sulfur (D) are blended with 100 parts by weight of the component (A). . The blending amounts of the components (B), (C) and (D) preferably satisfy the relationship of the following formula (1).
1.2 ≦ (D) / [(B) / 2 + (C)] ≦ 3.0 (1)
If this ratio is small, the elongation at break is low, and there is a risk that improvement in high-speed durability may be reduced. On the other hand, if the ratio is large, the effect of improving the elastic modulus is reduced, and improvement in high-speed durability may be reduced. Absent.

本発明によれば、前記式(I)のカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物を、ジエン系ゴム100重量部当り、0.1〜6重量部、好ましくは1〜5重量部配合する。カルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(I)の配合量が少ないと弾性率が低くなるので好ましくなく、逆に多いとゴムが硬くなり過ぎて破断伸びが不足するので好ましくない。   According to the present invention, 0.1 to 6 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight of the carboxylic acid-containing disulfide amine salt compound of the formula (I) is added per 100 parts by weight of the diene rubber. If the compounding amount of the amine salt compound (I) of the carboxylic acid-containing disulfide is small, the elastic modulus is low, which is not preferable. On the other hand, if the amount is too large, the rubber becomes too hard and the elongation at break is insufficient.

本発明に係るゴム組成物には、ゴム成分(A)として、(i)NR及び/又はIRと、(ii)SBRとを、前述の通りの比率で配合する。NR及び/又はIRの配合量が少ないと(即ちSBRの配合量が多いと)、破断伸びが低下し、高速耐久性が低下するので好ましくなく、逆にNR及び/又はIRの配合量が多いと(即ちSBRの配合量が少ないと)、高破断伸びだが、弾性率が低下し、また押出加工性悪化するので好ましくない。なお、本発明において使用するNR,IR及びSBRはタイヤ用などに使用することができる任意のものとすることができる。なお、本発明のゴム組成物には、NR,IR及びSBR以外の任意のジエン系ゴム、その他のゴムを本発明の目的を損わない限り少量配合してもよい。   In the rubber composition according to the present invention, as the rubber component (A), (i) NR and / or IR and (ii) SBR are blended in the ratio as described above. If the blending amount of NR and / or IR is small (that is, if the blending amount of SBR is large), the elongation at break is lowered and high-speed durability is lowered, which is not preferable. Conversely, the blending amount of NR and / or IR is large. (In other words, when the amount of SBR is small), the elongation at break is high, but this is not preferable because the elastic modulus is lowered and the extrusion processability is deteriorated. In addition, NR, IR, and SBR used in the present invention may be any that can be used for tires and the like. The rubber composition of the present invention may contain a small amount of any diene rubber other than NR, IR and SBR and other rubbers as long as the object of the present invention is not impaired.

本発明において使用するカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(即ち本発明のジスルフィドのアミン塩化合物)は、前記式(I)で表わされる化合物であり、その詳細は平成18年8月14日に出願の特願2006−221258号出願に記載の通りである(引用によりこの出願の内容を本明細書に組み入れるものとする)。具体的には、前記式(I)において、R1 ,R2 及びR3 は、それぞれ独立に、水素又は炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12の有機基であることができ、そのような有機基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ステアリル基などの鎖式炭化水素基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基などの環式炭化水素基が挙げられる。それら有機基の鎖内に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を有していてもよい。そのような有機基の例としては、例えば、メトキシプロピル基、メトキシエチル基、テトラヒドロフルフリル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシシクロヘキシル基等が挙げられる。R1 及びR2 は、それらが結合している窒素原子と共に、複素環基、例えばイミダゾール基、トリアゾール基、ピラゾール基、アジリジン基、ピロリジン基、ピペリジン基、モルホリン基、チアモルホリン基等の基を形成していてもよい。R1 及びR2 がそれらが結合している窒素原子と共に複素環基を形成している場合には、さらにその複素環上に置換基を有していてもよい。この置換基の例としては、例えばメチル、エチルなどのアルキル基;ブロモ、クロロなどのハロゲン基;ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、エステル基等が挙げられる。 The carboxylic acid-containing disulfide amine salt compound used in the present invention (that is, the disulfide amine salt compound of the present invention) is a compound represented by the above formula (I), the details of which are filed on Aug. 14, 2006. Japanese Patent Application No. 2006-221258 (the contents of this application are incorporated herein by reference). Specifically, in the formula (I), R 1 , R 2 and R 3 can be each independently hydrogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, Examples of such an organic group include a chain hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and a stearyl group, and a cyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group. Is mentioned. In the chain of these organic groups, you may have hetero atoms, such as a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. Examples of such an organic group include a methoxypropyl group, a methoxyethyl group, a tetrahydrofurfuryl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxycyclohexyl group. R 1 and R 2 together with the nitrogen atom to which they are bonded, a heterocyclic group such as imidazole group, triazole group, pyrazole group, aziridine group, pyrrolidine group, piperidine group, morpholine group, thiamorpholine group It may be formed. In the case where R 1 and R 2 form a heterocyclic group together with the nitrogen atom to which they are bonded, they may further have a substituent on the heterocyclic ring. Examples of this substituent include alkyl groups such as methyl and ethyl; halogen groups such as bromo and chloro; hydroxyl groups, alkoxy groups, carboxyl groups, and ester groups.

前記式(I)において、Xは、置換基を有していてもよい炭素数2〜20の、好ましくは炭素数2〜12の、鎖式炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及び複素環基から選ばれる有機基である。この有機基の例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基、シクロブチレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基、チアゾール基、チアジアゾール基、ピルジルナフチレン基等が挙げられる。Xが鎖式炭化水素基又は脂環式炭化水素基である場合には、Xは、その炭素鎖内に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から成る群から選ばれるヘテロ原子を有していてもよく、メチル、エチルなどのアルキル基、ブロモ、クロロなどのハロゲン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エステル基などを有してもよい。   In the formula (I), X is a chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, and aromatic. An organic group selected from a hydrocarbon group and a heterocyclic group. Examples of the organic group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a hexylene group, a cyclobutylene group, a cyclohexylene group, a phenylene group, a thiazole group, a thiadiazole group, and a pyridylnaphthylene group. When X is a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, X has a heteroatom selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom in the carbon chain. Alternatively, it may have an alkyl group such as methyl or ethyl, a halogen group such as bromo or chloro, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an ester group.

本発明に係るジスルフィドのアミン塩化合物(I)は、下記反応式(1)に示すように、前記式(II)で示される1つの分子にカルボン酸を有するジスルフィド化合物(式中、Xは前記定義の通りである)と前記式(III)のアミン類(式中、R1 ,R2 及びR3は前記定義の通りである)とを反応させることにより製造することができる。この反応には酸化剤や触媒などを必要とすることなく、適当な溶媒(例えばメタノール、エタノール、プロパノールなどの脂肪族アルコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、2−ブタノンなどのケトン類など)中で式(II)及び式(III)の化合物を混合反応させることによって、製造することができる。 As shown in the following reaction formula (1), the disulfide amine salt compound (I) according to the present invention is a disulfide compound having a carboxylic acid in one molecule represented by the formula (II) (wherein X represents the above As defined above) and an amine of formula (III) (wherein R 1 , R 2 and R 3 are as defined above) can be produced. This reaction does not require an oxidant or a catalyst, and an appropriate solvent (for example, an aliphatic alcohol such as methanol, ethanol or propanol, an ether such as diethyl ether or tetrahydrofuran, or a ketone such as acetone or 2-butanone). Etc.) can be produced by mixing and reacting the compounds of formula (II) and formula (III).

Figure 2008050452
Figure 2008050452

本発明の別の態様によれば、前記ジスルフィドのアミン塩化合物(I)は、下記反応式(2)に示すように、1つの分子にカルボン酸を含有するチオール化合物(IV)とアミン(III)との反応を酸化剤の存在下で反応させることによって製造することができる。   According to another aspect of the present invention, the disulfide amine salt compound (I) comprises a thiol compound (IV) containing a carboxylic acid in one molecule and an amine (III) as shown in the following reaction formula (2). ) In the presence of an oxidizing agent.

Figure 2008050452
Figure 2008050452

前記反応式(1)及び(2)において、アミン(III)は、ジスルフィド化合物(II)又はチオール化合物(IV)に対して、化学量論的に過剰量(例えば1.01〜1.15当量)で反応させるのが好ましい。   In the reaction formulas (1) and (2), the amine (III) is stoichiometrically excessive (for example, 1.01 to 1.15 equivalents) relative to the disulfide compound (II) or the thiol compound (IV). ).

前記反応式(1)において、出発原料として用いられるカルボン酸含有ジスルフィド化合物(II)の具体例としては、例えば、ジチオジグリコール酸、ジチオジプロピオン酸、ジチオサリチル酸、ジチオビス(2−ニトロ安息香酸)などがあげられる。一方、反応式(2)で用いられる式(IV)で表わされるチオール化合物としてはメルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオサリチル酸、チオニコチン酸などがあげられる。   Specific examples of the carboxylic acid-containing disulfide compound (II) used as a starting material in the reaction formula (1) include, for example, dithiodiglycolic acid, dithiodipropionic acid, dithiosalicylic acid, dithiobis (2-nitrobenzoic acid) Etc. On the other hand, examples of the thiol compound represented by the formula (IV) used in the reaction formula (2) include mercaptoacetic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiosalicylic acid, and thionicotinic acid.

一方、上記式(III)で表されるアミンの具体例としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、イソブチルアミン、tert−ブチルアミン,ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロヘキシルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン、N−エチルシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミン、exo−2−アミノノルボルナン、2−メトキシエチルアミン、ビス(2−メトキシエチル)アミン、テトラフルフリルアミン、モルホリン、チオモルホリン、1−メチルピペラジン、2−メチルイミダゾール、エタノールアミン、2−アミノシクロヘキサノール、ピペラジン、2−ピペラジンメタノール、2−ピペラジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンなどが挙げられる。   On the other hand, specific examples of the amine represented by the above formula (III) include, for example, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, isobutylamine, tert-butylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropyl. Amine, cyclopropylamine, cyclobutylamine, cyclohexylamine, N-methylcyclohexylamine, N-ethylcyclohexylamine, dicyclohexylamine, 2-methylcyclohexylamine, exo-2-aminonorbornane, 2-methoxyethylamine, bis (2-methoxy) Ethyl) amine, tetrafurfurylamine, morpholine, thiomorpholine, 1-methylpiperazine, 2-methylimidazole, ethanolamine, 2-aminocyclohexanol , Piperazine, 2-piperazine methanol, 2-piperazine ethanol, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, trimethylamine, triethylamine, tri-propyl amine.

前記反応式(2)に使用することができる酸化剤としては、特に制限はないが、次の化合物が挙げられる。塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸アンモニウムなどの塩素酸塩類;過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウムなどの過塩素酸塩類;過酸化リチウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウムなどの無機過酸化物;亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどの亜塩素酸塩類;臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウムなどの臭素酸塩類;硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムなどの硝酸塩類;ヨウ素酸ナトリウム、ヨウ素酸カリウム、ヨウ素酸カルシウムなどのヨウ素酸塩類;過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウムなどの過マンガン酸塩類;重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウムなどの重クロム酸塩類;過ヨウ素酸ナトリウムなどの過ヨウ素酸塩類;メタ過ヨウ素酸などの過ヨウ素酸;無水クロム酸(三酸化クロム)などのクロム酸化物;二酸化鉛などの鉛酸化物;五酸化二ヨウ素などのヨウ素酸化物;亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウムなどの亜硝酸塩類;次亜塩素酸カルシウムなどの次亜塩素酸塩類;三塩素化イソシアヌル酸などの塩素化イソシアヌル酸;ペルオキソ二硫酸アンモニウムなどのペルオキソ二硫酸塩類;ペルオキソホウ酸アンモニウムなどのペルオキソホウ酸塩類;過塩素酸;過酸化水素;硝酸;フッ化塩素、三フッ化臭素、五フッ化臭素、五フッ化ヨウ素、ヨウ素などのハロゲン化化合物;エチレンジアミンテトラ酢酸銅、ニトリロトリプロピオン酸銅などの銅の水溶性キレート化合物;ジメチルスルホキシドなどの有機化合物;酸素など。酸化剤として酸素を使用する場合、酸素源として空気を用いることもできる。これらは単独で用いてもよく、危険のない限り複数を組合せて用いてもよい。これらのうち、反応が容易で効率が高い点で、塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、ヨウ素、エチレンジアミンテトラ酢酸銅、ニトリロトリプロピオン酸銅および酸素が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as an oxidizing agent which can be used for the said Reaction formula (2), The following compound is mentioned. Chlorates such as sodium chlorate, potassium chlorate and ammonium chlorate; perchlorates such as sodium perchlorate and potassium perchlorate; inorganic peroxides such as lithium peroxide, sodium peroxide and potassium peroxide Chlorites such as sodium chlorite and potassium chlorite; bromates such as sodium bromate and potassium bromate; nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate and ammonium nitrate; sodium iodate, potassium iodate, iodine Iodates such as calcium acid; Permanganates such as potassium permanganate and sodium permanganate; Dichromates such as sodium dichromate and potassium dichromate; Periodates such as sodium periodate Periodate such as metaperiodic acid; chromic anhydride (chromium trioxide) ), Etc .; lead oxides such as lead dioxide; iodine oxides such as diiodine pentoxide; nitrites such as sodium nitrite and potassium nitrite; hypochlorites such as calcium hypochlorite; Chlorinated isocyanuric acid such as trichlorinated isocyanuric acid; peroxodisulfates such as ammonium peroxodisulfate; peroxoborate salts such as ammonium peroxoborate; perchloric acid; hydrogen peroxide; nitric acid; chlorine fluoride, trifluoride Halogenated compounds such as bromine, bromine pentafluoride, iodine pentafluoride and iodine; water-soluble chelate compounds of copper such as copper ethylenediaminetetraacetate and copper nitrilotripropionate; organic compounds such as dimethyl sulfoxide; oxygen and the like. When oxygen is used as the oxidizing agent, air can also be used as the oxygen source. These may be used alone or in combination as long as there is no danger. Of these, sodium chlorate, sodium perchlorate, sodium peroxide, sodium chlorite, hydrogen peroxide, iodine, copper ethylenediaminetetraacetate, copper nitrilotripropionate and oxygen are easy to react and high in efficiency. preferable.

前記反応に用いることができる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどの脂肪族アルコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、アセトン、2−ブタノンなどのケトン類、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド(DMF)などの含窒素有機溶媒などがあげられる。これらの溶媒は単独または混合溶媒の形で使用しても良い。これらのうち、ジスルフィド類、チオール類とアミン類への溶解性が高く、反応生成物から取り除きやすい点から、脂肪族アルコール類、エーテル類、ケトン類が好ましい。   Examples of the solvent that can be used in the reaction include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and butanol, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran (THF), and isopropyl ether, and ketones such as acetone and 2-butanone. And nitrogen-containing organic solvents such as acetonitrile and dimethylformamide (DMF). These solvents may be used alone or in the form of a mixed solvent. Of these, aliphatic alcohols, ethers, and ketones are preferred because they are highly soluble in disulfides, thiols, and amines and can be easily removed from the reaction product.

前記反応の反応温度には特に限定はないが、0℃〜100℃の範囲内であることが好ましい。0℃未満では反応時間が遅くなり、100℃を超える温度では生成物の望ましくない副反応が起こるおそれがある。この反応温度は、さらに好ましくは20℃〜70℃の範囲内である。   Although there is no limitation in particular in the reaction temperature of the said reaction, it is preferable to exist in the range of 0 to 100 degreeC. Below 0 ° C, the reaction time is slow, and at temperatures above 100 ° C, undesirable side reactions of the product may occur. This reaction temperature is more preferably in the range of 20 ° C to 70 ° C.

本発明のゴム組成物において使用する加硫促進剤はカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物のみから成っていてもよいが、そのカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物に加えて当該技術分野において未加硫ゴムの加硫促進剤として一般的に使用されているスルフェンアミド系加硫促進剤(C)を硫黄(D)と共に配合し、その配合比率は上記式(1)の関係を満足するのが好ましい。   The vulcanization accelerator used in the rubber composition of the present invention may consist only of an amine salt compound of a carboxylic acid-containing disulfide, but in addition to the amine salt compound of the carboxylic acid-containing disulfide, unvulcanized in the art. The sulfenamide vulcanization accelerator (C) generally used as a rubber vulcanization accelerator is blended with sulfur (D), and the blending ratio satisfies the relationship of the above formula (1). preferable.

本発明に係るゴム組成物に用いることができるスルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えばN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N′−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどが挙げられる。   Examples of the sulfenamide-based vulcanization accelerator that can be used in the rubber composition according to the present invention include N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide and Nt-butyl-2-benzothiazolylsulfene. Examples include amide, N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide, N, N′-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, and the like.

なお本発明に係るゴム組成物に含めることのできる加硫剤としては、前記硫黄に加えて、例えば有機過酸化物、キノンジオキシム、金属酸化物及びアルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。   In addition to the sulfur, examples of the vulcanizing agent that can be included in the rubber composition according to the present invention include organic peroxides, quinone dioximes, metal oxides, and alkylphenol-formaldehyde resins.

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラックやシリカなどの補強剤(フィラー)、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で汎用のゴム用混練機、例えばロール、バンバリーミキサー、ニーダー等を用いて、混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。   In addition to the components described above, the rubber composition according to the present invention is used for tires such as reinforcing agents (fillers) such as carbon black and silica, various oils, anti-aging agents, plasticizers, and other rubber compositions. Various additives that are generally blended can be blended, and such additives are kneaded by a general method using a general-purpose rubber kneader such as a roll, a Banbury mixer, a kneader, etc. And can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used.

本発明に係るゴム組成物は、図1に模式的に示す典型的な空気入りタイヤのビードフィラーなどに好適に用いることができ、従来の一般的な空気入りタイヤの製造ラインにそのまま使用することができる。   The rubber composition according to the present invention can be suitably used for a typical pneumatic tire bead filler or the like schematically shown in FIG. 1 and used as it is in a conventional general pneumatic tire production line. Can do.

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these Examples.

調製例1:ジスルフィドのアミン塩化合物Aの合成:
メタノール1000g中、ジチオサリチル酸306.4g(1mol)とシクロヘキシルアミン218.2g(2.2mol)を入れ、室温で30分反応させた。反応終了後、減圧下でメタノールを除いてからろ過し、アセトンで2回洗浄・乾燥後、下記式で示される白色粉末の化合物Aを499.2g(収率99%)得た。
Preparation Example 1: Synthesis of disulfide amine salt compound A:
In 1000 g of methanol, 306.4 g (1 mol) of dithiosalicylic acid and 218.2 g (2.2 mol) of cyclohexylamine were added and reacted at room temperature for 30 minutes. After completion of the reaction, methanol was removed under reduced pressure, followed by filtration, washing twice with acetone and drying, to obtain 499.2 g (yield 99%) of Compound A as a white powder represented by the following formula.

Figure 2008050452
Figure 2008050452

1HNMR(400MHz,DMSO−d6)δ in ppm:1.0−1.3,1.5,1.7,1.9,2.9,7.1,7.2,7.5,7.8
元素分析値(%):C26H36N204S2
計算値:C,61.87;H,7.19;N,5.55;S,12.71
測定値:C,61.54;H,7.28;N,5.56;S,12.72
1 HNMR (400 MHz, DMSO-d6) δ in ppm: 1.0-1.3, 1.5, 1.7, 1.9, 2.9, 7.1, 7.2, 7.5, 7 .8
Elemental analysis value (%): C26H36N204S2
Calculated values: C, 61.87; H, 7.19; N, 5.55; S, 12.71
Measurement: C, 61.54; H, 7.28; N, 5.56; S, 12.72

標準例1,実施例1〜8及び比較例1〜3
サンプルの調製
表Iに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を1.7リットルのバンバリーミキサー(温調60℃×60rpm)で5分間混練し、160℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで左右10回切り返しすることにより混練し、ゴム組成物を得た。
Standard Example 1, Examples 1-8 and Comparative Examples 1-3
Sample preparation In the formulation shown in Table I, the ingredients other than the vulcanization accelerator and sulfur were kneaded for 5 minutes in a 1.7 liter Banbury mixer (temperature controlled 60 ° C x 60 rpm) and released when the temperature reached 160 ° C. A master batch was obtained. This master batch was kneaded by turning the vulcanization accelerator and sulfur 10 times left and right with an open roll to obtain a rubber composition.

次に得られたゴム組成物を15×15×0.2cmの金型中で150℃で30分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で必要なサンプル形状にして加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Iに示す。   Next, the rubber composition thus obtained was vulcanized in a 15 × 15 × 0.2 cm mold at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a vulcanized rubber sheet, which was formed into a sample shape necessary for the following test method. The physical properties of the vulcanized rubber were measured. The results are shown in Table I.

ゴム物性評価試験法
破断伸び:JIS 6251に準拠しダンベル3号型のサンプルを速度500mm/minで伸張し20℃における破断伸びを測定した。結果は標準例の値を100として指数表示した。この数値が大きいほど破断伸びが高いことを示す。
貯蔵弾性率E’:JIS 6394に準拠し、初期歪10%、振幅2%、周波数20Hzにて20℃及び100℃での貯蔵弾性率E’を測定した。結果は標準例の値を100として指数表示した。この数値が大きいほど高弾性率であることを示す。
Rubber property evaluation test method Breaking elongation: A dumbbell No. 3 type sample was stretched at a speed of 500 mm / min in accordance with JIS 6251, and the breaking elongation at 20 ° C. was measured. The results are shown as an index with the value of the standard example being 100. It shows that breaking elongation is so high that this figure is large.
Storage elastic modulus E ′: Based on JIS 6394, the storage elastic modulus E ′ at 20 ° C. and 100 ° C. was measured at an initial strain of 10%, an amplitude of 2%, and a frequency of 20 Hz. The results are shown as an index with the value of the standard example being 100. A larger value indicates a higher elastic modulus.

高速耐久性:4.5“ピン型コールドフィード押出機にて各ゴム組成物を使用して押出したビードフィラーを用いて、265/70R16オールシーズンパターンのタイヤを作製した。比較例2はビードフィラー押出形状不良により、評価用タイヤの作製を中止した。ドラム径1707mmでJIS D−4230高速耐久性試験終了後、30分毎に10km/hr加速して、タイヤが破壊する迄、試験を続行した。破壊までの走行距離を標準例のゴム組成物を用いたタイヤの走行距離を100とした指数で示した。この値が大きいほど高速耐久性に優れることを示す。 High-speed durability : A tire with a 265 / 70R16 all-season pattern was prepared using bead fillers extruded using each rubber composition in a 4.5 "pin type cold feed extruder. Comparative Example 2 was a bead filler. Production of the tire for evaluation was stopped due to poor extrusion shape.After completion of the JIS D-4230 high-speed durability test with a drum diameter of 1707 mm, the test was continued at a speed of 10 km / hr every 30 minutes until the tire broke. The distance traveled until breakage was indicated by an index with the distance traveled by the tire using the rubber composition of the standard example as 100. The larger this value, the better the high-speed durability.

Figure 2008050452
Figure 2008050452

表I脚注
*1:タイ製天然ゴム STR20
*2:日本ゼオン(株)製 スチレンブタジエン共重合体ゴム Nipol1502
*3:東海カーボン(株)製 カーボンブラック シースト3
*4:正同化学工業(株)製 酸化亜鉛3種
*5:千葉脂肪酸(株)製 工業用ステアリン酸
*6:出光興産(株) ダイアナプロセスオイルAH−20
*7:住友化学(株)製 アンチゲンRD−G
*8:Flexsys(株) クリステックスHS OT 20
*9:大内新興化学工業(株) ノクセラー NS−F
*10:調製例1で合成した化合物A
Table I footnote * 1: Thai natural rubber STR20
* 2: Styrene butadiene copolymer rubber made by Nippon Zeon Co., Ltd. Nipol 1502
* 3: Carbon black seast 3 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
* 4: Three types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. * 5: Industrial stearic acid manufactured by Chiba Fatty Acid Co., Ltd. * 6: Idemitsu Kosan Co., Ltd. Diana Process Oil AH-20
* 7: Sumitomo Chemical Co., Ltd. Antigen RD-G
* 8: Flexsys Co., Ltd. Christex HS OT 20
* 9: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Noxeller NS-F
* 10: Compound A synthesized in Preparation Example 1

表Iの結果から明らかなように、実施例1及び2は本発明の加硫促進剤を単独で所定量使用した例で、高破断伸び、高弾性率で、高速耐久性が向上している。これに対し、比較例1は本発明の加硫促進剤を単独で上限量を超えて使用したもので、高弾性率だが、破断伸び及び高速耐久性が十分でない。   As is apparent from the results in Table I, Examples 1 and 2 are examples in which a predetermined amount of the vulcanization accelerator of the present invention was used alone, with high breaking elongation, high elastic modulus, and high-speed durability improved. . On the other hand, Comparative Example 1 uses the vulcanization accelerator of the present invention alone in excess of the upper limit and has a high elastic modulus but is not sufficient in breaking elongation and high-speed durability.

実施例3は本発明の加硫促進剤をスルフェンアミド系加硫促進剤と併用した例で、高破断伸び、高弾性率で、高速耐久性が向上している。実施例4は本発明の加硫促進剤を下限量用い、そしてスルフェンアミド系加硫促進剤と併用した場合の例で、僅かながら改善がみられる。実施例5は本発明の加硫促進剤と硫黄量とが前記式(1)の値が規定範囲内では、高破断伸び及び高速耐久性の向上がみとめられる。しかし、実施例6は本発明の実施例ではあるが、本発明の好ましい態様における加硫促進剤と硫黄の使用量の前記式(1)の値が3.0を超えると、弾性率の向上効果及び高速耐久性の改善効果が小さくなることを示している。   Example 3 is an example in which the vulcanization accelerator of the present invention is used in combination with a sulfenamide-based vulcanization accelerator, which has high elongation at break, high elastic modulus, and high-speed durability. Example 4 is an example in which the lower limit of the vulcanization accelerator of the present invention is used, and in combination with the sulfenamide vulcanization accelerator, a slight improvement is observed. In Example 5, when the vulcanization accelerator of the present invention and the amount of sulfur are within the specified range of the formula (1), high elongation at break and improvement in high-speed durability are observed. However, although Example 6 is an example of the present invention, when the value of the formula (1) of the vulcanization accelerator and the amount of sulfur used in the preferred embodiment of the present invention exceeds 3.0, the elastic modulus is improved. It shows that the effect and the improvement effect of high-speed durability are reduced.

実施例7は本発明の加硫促進剤単独を所定量、NR/SBRの比率の上限で使用した場合で、標準例に比較して弾性率は同等だが、高破断伸びで高速耐久性が向上する。比較例2は本発明の加硫促進剤を単独で所定量使用し、NR/SBRをNR過剰で使用した例で高破断伸びは得られるが、弾性率は低下する。また押出加工性が悪化して評価用タイヤ製造ができなかった。   Example 7 is a case where the vulcanization accelerator of the present invention alone is used at a predetermined amount and at the upper limit of the ratio of NR / SBR, but the elastic modulus is equal to that of the standard example, but the high breaking elongation is improved due to high elongation at break. To do. In Comparative Example 2, a predetermined amount of the vulcanization accelerator of the present invention is used alone and NR / SBR is used in excess of NR, and a high elongation at break can be obtained, but the elastic modulus decreases. Moreover, the extrudability deteriorated and the tire for evaluation could not be manufactured.

実施例8は本発明の加硫促進剤を単独で所定量使用し、NR/SBRをNR下限(SBR上限)で使用した例で破断伸びの改善は小さいが、高弾性率で高速耐久性が向上する。これに対し、比較例3は本発明の加硫促進剤を単独で所定量した例であるが、NR/SBRをNR下限未満(SBR上限超)で使用したもので、高弾性率だが、破断伸びが低下し、高速耐久性が悪化した。   Example 8 is an example in which a predetermined amount of the vulcanization accelerator of the present invention is used alone and NR / SBR is used at the NR lower limit (SBR upper limit), but the improvement in breaking elongation is small, but the high elastic modulus and high-speed durability are high. improves. On the other hand, Comparative Example 3 is an example in which the vulcanization accelerator of the present invention is used alone in a predetermined amount, but NR / SBR is used below the NR lower limit (exceeding the SBR upper limit), and has a high elastic modulus but is not broken. Elongation decreased and high speed durability deteriorated.

本発明では特定のNR/IR及びSBRのゴム組成物にカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(I)を加硫促進剤として使用することにより、高弾性率と高破断伸びとのバランスを改良することができるので、空気入りタイヤのビードフィラーなどとして有用である。   In the present invention, the use of the carboxylic acid-containing disulfide amine salt compound (I) as a vulcanization accelerator in specific NR / IR and SBR rubber compositions improves the balance between high modulus and high elongation at break. Therefore, it is useful as a bead filler for pneumatic tires.

本発明に係るゴム組成物を用いるビードフィラーを他の部位と共に模式的に示す典型的な空気入りタイヤの子午線半断面図である。It is a meridian half section view of the typical pneumatic tire which shows typically the bead filler using the rubber composition concerning the present invention with other parts.

Claims (3)

(A)(i)天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム50〜90重量部及び(ii)スチレン−ブタジエン共重合体ゴム10〜50重量部を含むジエン系ゴム100重量部並びに
(B)式(I):
Figure 2008050452
(式中、R1 ,R2 及びR3 は、独立に、水素又は炭素数1〜20のヘテロ原子及び/又は置換基を有してもよい有機基であり、Xは炭素数2〜20のヘテロ原子及び/又は置換基を有してもよい有機基である。)
で表されるカルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物0.1〜6重量部
を含んでなるタイヤ用ゴム組成物。
(A) (i) natural rubber and / or polyisoprene rubber 50 to 90 parts by weight and (ii) 100 parts by weight of diene rubber containing 10 to 50 parts by weight of styrene-butadiene copolymer rubber, and (B) formula (I ):
Figure 2008050452
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are independently hydrogen or an organic group which may have a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms and / or a substituent, and X is 2 to 20 carbon atoms. The hetero atom and / or the organic group which may have a substituent.
A rubber composition for tires comprising 0.1 to 6 parts by weight of an amine salt compound of a carboxylic acid-containing disulfide represented by the formula:
スルフェンアミド系加硫促進剤(C)及び硫黄(D)を更に含み、正味硫黄量(D)と前記カルボン酸含有ジスルフィドのアミン塩化合物(B)及びスルフェンアミド系加硫促進剤(C)との配合量が下記式(1)を満足する請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
1.2≦(D)/[(B)/2+(C)]≦3.0 (1)
It further contains a sulfenamide-based vulcanization accelerator (C) and sulfur (D), and has a net sulfur content (D), an amine salt compound (B) of the carboxylic acid-containing disulfide, and a sulfenamide-based vulcanization accelerator (C The rubber composition for tires according to claim 1, wherein the blending amount thereof satisfies the following formula (1).
1.2 ≦ (D) / [(B) / 2 + (C)] ≦ 3.0 (1)
請求項1又は2に記載のゴム組成物をビードフィラーに用いた空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition according to claim 1 as a bead filler.
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