JP2010270313A - Rubber composition and tire using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤに関し、特にタイヤの低温特性、グリップ性能及び耐破壊性を向上させることが可能なゴム組成物に関するものである。 The present invention relates to a rubber composition and a tire using the rubber composition, and more particularly to a rubber composition capable of improving the low temperature characteristics, grip performance and fracture resistance of the tire.
近年の自動車の高度な動力性能の進化に対して、タイヤの特性として、より優れた操縦安定性、特に乾燥路面での高いグリップ性能が求められるようになってきた。この乾燥路面でのグリップ性能を確保するには、トレッドに用いるゴム組成物のヒステリシスロスを向上させることが必要である。他方、経済性及び安全性の観点からは、タイヤの耐破壊性を十分に確保することも重要な課題である。そして、ゴム組成物のヒステリシスロスを向上させるには、低分子量重合体をブレンドする方法が知られている(例えば、特開昭63−101440号公報(特許文献1)参照)。更に、ヒステリシスロス及び耐摩耗性の双方を向上させるため、低分子量重合体に芳香族ビニル化合物のブロックを導入する方法が報告されている(例えば、特開平4−45137号公報(特許文献2)、特開平6−80824号公報(特許文献3)、特開平7−157597号公報(特許文献4)及び特開平9−278844号公報(特許文献5)参照)。 In response to the evolution of advanced power performance of automobiles in recent years, more excellent handling stability, particularly high grip performance on dry road surfaces, has been demanded as tire characteristics. In order to ensure the grip performance on the dry road surface, it is necessary to improve the hysteresis loss of the rubber composition used for the tread. On the other hand, from the viewpoint of economy and safety, it is also an important issue to sufficiently secure the fracture resistance of the tire. And in order to improve the hysteresis loss of a rubber composition, the method of blending a low molecular weight polymer is known (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 63-101440 (patent document 1)). Furthermore, in order to improve both hysteresis loss and wear resistance, a method of introducing a block of an aromatic vinyl compound into a low molecular weight polymer has been reported (for example, JP-A-4-45137 (Patent Document 2)). JP-A-6-80824 (Patent Document 3), JP-A-7-157597 (Patent Document 4) and JP-A-9-278844 (Patent Document 5)).
しかしながら、本発明者らが検討したところ、従来の種々の低分子量重合体を用いる手法では、低分子量重合体を形成する芳香族ビニル化合物部分と共役ジエン化合物部分との間にミクロ相分離が形成され、該低分子量重合体と高分子量重合体からなるマトリクス成分との相溶性が十分に得られなかったり、芳香族ビニル化合物ブロックの重合度が不十分であったりして、耐破壊性の向上効果に関し、依然として改良の余地があることが分かった。また、上記低分子量重合体の共役ジエン化合物部分におけるビニル結合量が高過ぎると、低温でのブレーキ性能や低温作動性等の低温特性が低下する問題があった。 However, as a result of investigation by the present inventors, in the conventional method using various low molecular weight polymers, microphase separation is formed between the aromatic vinyl compound portion and the conjugated diene compound portion forming the low molecular weight polymer. The compatibility between the low molecular weight polymer and the matrix component composed of the high molecular weight polymer cannot be sufficiently obtained, or the degree of polymerization of the aromatic vinyl compound block is insufficient. Regarding the effect, it was found that there is still room for improvement. Further, when the vinyl bond amount in the conjugated diene compound portion of the low molecular weight polymer is too high, there is a problem that low temperature characteristics such as braking performance at low temperature and low temperature operability are deteriorated.
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、タイヤのグリップ性能、低温特性及び耐破壊性を向上させることが可能なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるゴム組成物を用いた、グリップ性能、低温特性及び耐破壊性に優れたタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition capable of solving the above-described problems of the prior art and improving the grip performance, low temperature characteristics and fracture resistance of a tire. Another object of the present invention is to provide a tire using such a rubber composition and having excellent grip performance, low-temperature characteristics and fracture resistance.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の分子量を有する高分子量重合体を含むゴム成分に、特定の分子量及び構造を有し、更に芳香族ビニル化合物ブロックが特定のピーク分子量を有する低分子量重合体を配合したゴム組成物をタイヤに用いることで、グリップ性能、低温特性及び耐破壊性を改善できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have determined that a rubber component containing a high molecular weight polymer having a specific molecular weight has a specific molecular weight and structure, and further an aromatic vinyl compound block is specified. It has been found that the grip performance, low temperature characteristics and fracture resistance can be improved by using a rubber composition containing a low molecular weight polymer having a peak molecular weight of, for a tire, and the present invention has been completed.
即ち、本発明のゴム組成物は、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体又は共役ジエン化合物重合体であって、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×105〜3.0×106である高分子量重合体(A)を含むゴム成分に対し、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103〜1.0×105である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体であって、芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)、共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)及び芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)からなる低分子量重合体(B)を配合してなり、前記低分子量重合体(B)は、該低分子量重合体(B)の末端の少なくとも一方に前記ブロック成分(B-3)を有し、該低分子量重合体(B)の芳香族ビニル化合物ブロックにおけるポリスチレン換算のピーク分子量が1000以上であることを特徴とする。 That is, the rubber composition of the present invention is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer or a conjugated diene compound polymer, and the polystyrene equivalent weight average molecular weight is 2.0 × 10 5 to 3.0 × 10 6. An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 2.0 × 10 3 to 1.0 × 10 5 with respect to the rubber component containing the polymer (A), the block of the aromatic vinyl compound A low molecular weight polymer (B) comprising a component (B-1), a block component (B-2) of a conjugated diene compound, and a block component (B-3) of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound is blended. The low molecular weight polymer (B) has the block component (B-3) at least at one end of the low molecular weight polymer (B), and the aromatic vinyl compound of the low molecular weight polymer (B). Po in the block Peak molecular weight of the styrene conversion is equal to or 1,000 or more.
なお、「ポリスチレン換算重量平均分子量」及び「ポリスチレン換算のピーク分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した値である。また、「芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)」は、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位が連結した芳香族ビニル化合物ブロックを指し、「共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)」は、共役ジエン化合物に由来する構成単位が連結した共役ジエン化合物ブロックを指し、「芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)」は、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とに由来する構成単位がランダムに連結した部分を指す。 “Polystyrene equivalent weight average molecular weight” and “polystyrene equivalent peak molecular weight” are values measured by gel permeation chromatography (GPC). “Aromatic vinyl compound block component (B-1)” refers to an aromatic vinyl compound block in which structural units derived from an aromatic vinyl compound are linked, and “block component of conjugated diene compound (B-2)”. "Refers to a conjugated diene compound block in which structural units derived from a conjugated diene compound are linked, and" block component (B-3) of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound "refers to an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound. This refers to a portion in which structural units derived from and are linked at random.
本発明のゴム組成物の好適例においては、前記低分子量重合体(B)が(B-1)-(B-2)-(B-3)タイプの構造を形成する。なお、(B-1)-(B-2)-(B-3)の表記は、低分子量重合体(B)の構造におけるブロック成分(B-1)、ブロック成分(B-2)及びブロック成分(B-3)の配列を示す。 In a preferred example of the rubber composition of the present invention, the low molecular weight polymer (B) forms a (B-1)-(B-2)-(B-3) type structure. The notation of (B-1)-(B-2)-(B-3) is the block component (B-1), block component (B-2) and block in the structure of the low molecular weight polymer (B). The arrangement | sequence of a component (B-3) is shown.
本発明のゴム組成物において、前記芳香族ビニル化合物ブロックは、ポリスチレン換算重量平均分子量が800〜40,000であることが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the aromatic vinyl compound block preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 800 to 40,000.
本発明のゴム組成物において、前記ブロック成分(B-3)は、芳香族ビニル化合物の結合量が5〜90質量%であることが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the block component (B-3) preferably has an aromatic vinyl compound bond amount of 5 to 90% by mass.
本発明のゴム組成物において、前記低分子量重合体(B)は、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が30質量%未満であることが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the low molecular weight polymer (B) preferably has a vinyl bond content in the conjugated diene compound portion of less than 30% by mass.
本発明のゴム組成物において、前記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロヘキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、p-tert-ブチル-α-メチルスチレン及びp-tert-ブチルスチレンが好ましく、これらの中でも、スチレンが特に好ましい。 In the rubber composition of the present invention, examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6. -Trimethylstyrene, p-tert-butyl-α-methylstyrene and p-tert-butylstyrene are preferred, and among these, styrene is particularly preferred.
本発明のゴム組成物において、前記共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン及びシクロペンタジエンが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the conjugated diene compound is preferably 1,3-butadiene, isoprene and cyclopentadiene.
本発明のゴム組成物の他の好適例においては、前記低分子量重合体(B)が、重合させる単量体の組成比を制御しながら、各ブロック成分をその配列に従い順に重合して得られる。 In another preferred embodiment of the rubber composition of the present invention, the low molecular weight polymer (B) is obtained by sequentially polymerizing each block component according to its sequence while controlling the composition ratio of monomers to be polymerized. .
本発明のゴム組成物において、前記低分子量重合体(B)は、芳香族ビニル化合物の結合量(X)と共役ジエン化合物の結合量(Y)との質量比(X/Y)が、5/95〜95/5であることが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, the low molecular weight polymer (B) has a mass ratio (X / Y) of the bond amount (X) of the aromatic vinyl compound and the bond amount (Y) of the conjugated diene compound is 5 / 95 to 95/5 is preferable.
本発明のゴム組成物においては、前記低分子量重合体(B)の配合量が、前記ゴム成分100質量部に対して2〜100質量部であることが好ましい。 In the rubber composition of this invention, it is preferable that the compounding quantity of the said low molecular weight polymer (B) is 2-100 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber components.
本発明のゴム組成物の他の好適例においては、更に、前記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を10〜200質量部含有する。ここで、前記充填剤としては、カーボンブラックが好ましい。 In another preferable example of the rubber composition of the present invention, the filler is further contained in an amount of 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Here, as the filler, carbon black is preferable.
また、本発明のタイヤは、上記のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。 The tire of the present invention is characterized by using the above rubber composition for any of the tire members.
本発明によれば、特定の分子量を有する高分子量重合体を含むゴム成分に対し、特定の分子量及び構造を有し、更に芳香族ビニル化合物ブロックが特定のピーク分子量を有する低分子量重合体を配合した、タイヤのグリップ性能、低温特性及び耐破壊性を向上させることが可能なゴム組成物を提供することができる。また、かかるゴム組成物を用いた、グリップ性能、低温特性及び耐破壊性に優れたタイヤを提供することができる。 According to the present invention, a rubber component containing a high molecular weight polymer having a specific molecular weight is blended with a low molecular weight polymer having a specific molecular weight and structure and an aromatic vinyl compound block having a specific peak molecular weight. Thus, it is possible to provide a rubber composition capable of improving the grip performance, low temperature characteristics and fracture resistance of a tire. Moreover, the tire excellent in grip performance, low-temperature characteristics, and fracture resistance using such a rubber composition can be provided.
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体又は共役ジエン化合物重合体であって、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×105〜3.0×106である高分子量重合体(A)を含むゴム成分に対し、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103〜1.0×105である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体であって、芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)、共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)及び芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)からなる低分子量重合体(B)を配合してなり、前記低分子量重合体(B)は、該低分子量重合体(B)の末端の少なくとも一方に前記ブロック成分(B-3)を有し、該低分子量重合体(B)の芳香族ビニル化合物ブロックにおけるポリスチレン換算のピーク分子量が1000以上であることを特徴とする。 The present invention is described in detail below. The rubber composition of the present invention is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer or a conjugated diene compound polymer, and has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 to 3.0 × 10 6. An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 2.0 × 10 3 to 1.0 × 10 5 with respect to the rubber component containing (A), the block component of the aromatic vinyl compound ( B-1), a block component (B-2) of a conjugated diene compound, and a low molecular weight polymer (B) comprising a block component (B-3) of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound, The low molecular weight polymer (B) has the block component (B-3) at least at one end of the low molecular weight polymer (B), and the low molecular weight polymer (B) has an aromatic vinyl compound block. Police Peak molecular weight of down conversion is equal to or 1,000 or more.
本発明のゴム組成物は、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×105〜3.0×106である高分子量重合体(A)を含むゴム成分に、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103〜1.0×105である低分子量重合体(B)を配合しており、ヒステリシスロスを向上させることができる。また、低分子量重合体(B)は、その末端の少なくとも一方に芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)が導入されており、それによって、低分子量重合体(B)中でのミクロ相分離の形成を抑制し、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体又は共役ジエン化合物重合体のいずれに対しても(即ち、高分子量重合体(A)に対して)十分に相溶性を確保することができる。そして、低分子量重合体(B)のミクロ相分離の形成を抑制し、低分子量重合体(B)と高分子量重合体(A)との相溶性を確保することによって、ゴム組成物の破壊強度及びヒステリシスロスを向上させることができる。また、上記したミクロ相分離の形成と相溶性の問題を解消することで、低温での貯蔵弾性率(G')が低下し、ブレーキ性能や低温作動性等の低温特性を改善することができる。 The rubber composition of the present invention has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 3 to 1.0 in a rubber component containing a high molecular weight polymer (A) having a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 to 3.0 × 10 6. A low molecular weight polymer (B) of × 10 5 is blended, and hysteresis loss can be improved. The low molecular weight polymer (B) has a block component (B-3) of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound introduced into at least one of its ends, whereby the low molecular weight polymer (B) Suppresses the formation of microphase separation in the resin, and is sufficient for either aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer or conjugated diene compound polymer (ie, for high molecular weight polymer (A)) It is possible to ensure compatibility. And the formation of microphase separation of the low molecular weight polymer (B) is suppressed, and the fracture strength of the rubber composition is ensured by ensuring the compatibility between the low molecular weight polymer (B) and the high molecular weight polymer (A). In addition, hysteresis loss can be improved. Moreover, by eliminating the above-described problem of the formation of microphase separation and compatibility, the storage elastic modulus (G ′) at low temperature is lowered, and the low temperature characteristics such as brake performance and low temperature operability can be improved. .
本発明のゴム組成物の高分子量重合体(A)は、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×105〜3.0×106である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体又は共役ジエン化合物重合体であることを要する。高分子量重合体(A)のポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×105未満では、ゴム組成物の破壊特性が低下する場合があり、一方、3.0×106を超えると、重合溶液の粘度が高くなり過ぎ生産性が低くなる。なお、上記高分子量重合体(A)のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは2.0×105〜2.5×106であり、更に好ましくは2.0×105〜2.0×106である。また、上記高分子量重合体(A)としては、線状の重合体及び分岐状の重合体のいずれを用いてもよいし、変性剤等を用いて変性することもできる。上記高分子量重合体(A)として、具体的には、天然ゴム(NR)の他、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、イソブチレンイソプレンゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム(SIR)、クロロプレンゴム(CR)等の合成ゴムが挙げられ、これら高分子量重合体(A)は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。 The high molecular weight polymer (A) of the rubber composition of the present invention is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer or conjugated diene compound polymer having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 to 3.0 × 10 6. It is necessary to be. When the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the high molecular weight polymer (A) is less than 2.0 × 10 5 , the fracture characteristics of the rubber composition may be deteriorated. On the other hand, when it exceeds 3.0 × 10 6 , the viscosity of the polymerization solution is high. It becomes too low and productivity becomes low. In addition, the polystyrene conversion weight average molecular weight of the high molecular weight polymer (A) is preferably 2.0 × 10 5 to 2.5 × 10 6 , and more preferably 2.0 × 10 5 to 2.0 × 10 6 . Moreover, as said high molecular weight polymer (A), any of a linear polymer and a branched polymer may be used, and it can also modify | denature using a modifier etc. Specific examples of the high molecular weight polymer (A) include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), and isobutylene isoprene rubber. Synthetic rubbers such as (IIR), halogenated butyl rubber, styrene-isoprene copolymer rubber (SIR), chloroprene rubber (CR) and the like, and these high molecular weight polymers (A) may be used alone. Two or more kinds may be blended and used.
上記高分子量重合体(A)は、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とを共重合、又は共役ジエン化合物を重合して製造される。また、上記高分子量重合体(A)の製造方法としては、特に制限されず、例えば、後述する低分子量重合体(B)と同様な方法等が挙げられる。ここで、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロヘキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、p-tert-ブチル-α-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン等が挙げられ、これら芳香族ビニル化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。一方、共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエン、シクロペンタジエン等が挙げられ、これら共役ジエン化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記芳香族ビニル化合物の中でもスチレンが特に好ましく、上記共役ジエン化合物の中でも、1,3-ブタジエン、イソプレン及びシクロペンタジエンが特に好ましい。 The high molecular weight polymer (A) is produced by copolymerizing an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound or polymerizing a conjugated diene compound. Moreover, it does not restrict | limit especially as a manufacturing method of the said high molecular weight polymer (A), For example, the method similar to the low molecular weight polymer (B) mentioned later etc. are mentioned. Here, examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, p- Examples thereof include tert-butyl-α-methylstyrene and p-tert-butylstyrene. These aromatic vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more. On the other hand, examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, and cyclopentadiene. These conjugated diene compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the aromatic vinyl compounds, styrene is particularly preferable, and among the conjugated diene compounds, 1,3-butadiene, isoprene and cyclopentadiene are particularly preferable.
本発明のゴム組成物のゴム成分は、上記高分子量重合体(A)を含むことを要する。ここで、高分子量重合体(A)以外のゴム成分が含まれる場合においては、ゴム工業界で使用される一般的なゴム成分をブレンドすることができる。高分子量重合体(A)以外のゴム成分として、具体的には、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、イソブチレンイソプレンゴム(IIR)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム(SIR)、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム(BIR)、ニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)等が挙げられる。なお、これら高分子量重合体(A)以外のゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。 The rubber component of the rubber composition of the present invention is required to contain the high molecular weight polymer (A). Here, when a rubber component other than the high molecular weight polymer (A) is contained, a general rubber component used in the rubber industry can be blended. Specific examples of rubber components other than the high molecular weight polymer (A) include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), and isobutylene isoprene. Rubber (IIR), styrene-isoprene copolymer rubber (SIR), butadiene-isoprene copolymer rubber (BIR), nitrile-butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), etc. Is mentioned. In addition, rubber components other than these high molecular weight polymers (A) may be used individually by 1 type, and may be used by blending 2 or more types.
本発明のゴム組成物の低分子量重合体(B)は、ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103〜1.0×105である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体であることを要する。低分子量重合体(B)のポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103未満では、ゴム組成物の破壊特性が低下する場合があり、一方、1.0×105を超えると、ゴム組成物の作業性が低下する。なお、上記低分子量重合体(B)のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは2.0×103〜8.0×104であり、更に好ましくは5.0×103〜8.0×104である。 The low molecular weight polymer (B) of the rubber composition of the present invention is required to be an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 3 to 1.0 × 10 5 . If the polystyrene-reduced weight average molecular weight of the low molecular weight polymer (B) is less than 2.0 × 10 3 , the fracture characteristics of the rubber composition may be reduced, whereas if it exceeds 1.0 × 10 5 , the workability of the rubber composition may be reduced. Decreases. In addition, the polystyrene conversion weight average molecular weight of the low molecular weight polymer (B) is preferably 2.0 × 10 3 to 8.0 × 10 4 , and more preferably 5.0 × 10 3 to 8.0 × 10 4 .
上記低分子量重合体(B)は、芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)、共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)及び芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)からなり、該低分子量重合体(B)の末端の少なくとも一方に、ブロック成分(B-3)が導入されている。芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)と共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)とを有する低分子量重合体(B)は、少なくとも一方の末端に、それぞれのブロック成分を構成する単量体単位からなるブロック成分(B-3)が導入されないと、ミクロ相分離を形成してしまう。従って、低分子量重合体(B)の構造としては、例えば、[(B-1)-(B-2)]n-(B-3)タイプ、[(B-2)-(B-1)]n-(B-3)タイプ、(B-3)-[(B-1)-(B-2)]n-(B-3)タイプ、(B-2)-[(B-1)-(B-2)]n-(B-3)タイプ、(B-1)-[(B-2)-(B-1)]n-(B-3)タイプ等が挙げられ(ここで、nは1〜10の整数である)、これらの中でも、より効果的な相分離構造を形成するためには、(B-1)-(B-2)-(B-3)タイプ及び(B-3)-(B-2)-(B-1)タイプが特に好ましい。なお、各ブロック成分間の境界は明瞭に区別される必要はなく、例えば、ブロック成分(B-1)とブロック成分(B-2)との間に、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との混合物からなる部分、所謂、テーパー構造を形成してもよい。このように、連結されたブロック成分の境界にテーパー構造が形成されれば、高分子量重合体(A)との相溶性が更に向上することになる。また、上記低分子量重合体(B)は、かかる配列にカップリング剤を用いて合成した分岐状の重合体としてもよいし、変性剤等を用いて変性することもできる。更に、低分子量重合体(B)中に同一のブロック成分が複数存在する場合には、該ブロック成分を構成する単量体の種類や組成等を揃える必要はない。なお、低分子量重合体(B)の構造は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。 The low molecular weight polymer (B) includes an aromatic vinyl compound block component (B-1), a conjugated diene compound block component (B-2), and an aromatic vinyl compound and conjugated diene compound block component (B- 3), and the block component (B-3) is introduced into at least one of the terminals of the low molecular weight polymer (B). A low molecular weight polymer (B) having a block component (B-1) of an aromatic vinyl compound and a block component (B-2) of a conjugated diene compound has at least one terminal and constitutes each block component. If the block component (B-3) composed of a monomer unit is not introduced, microphase separation is formed. Therefore, as the structure of the low molecular weight polymer (B), for example, [(B-1)-(B-2)] n- (B-3) type, [(B-2)-(B-1) ] n- (B-3) type, (B-3)-[(B-1)-(B-2)] n- (B-3) type, (B-2)-[(B-1) -(B-2)] n- (B-3) type, (B-1)-[(B-2)-(B-1)] n- (B-3) type, etc. , N is an integer from 1 to 10). Among these, in order to form a more effective phase separation structure, the (B-1)-(B-2)-(B-3) type and ( The B-3)-(B-2)-(B-1) type is particularly preferred. In addition, the boundary between each block component does not need to be clearly distinguished, for example, between an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound between a block component (B-1) and a block component (B-2). You may form the part consisting of a mixture, what is called a taper structure. Thus, if a taper structure is formed in the boundary of the connected block component, compatibility with a high molecular weight polymer (A) will improve further. Moreover, the said low molecular weight polymer (B) is good also as a branched polymer synthesize | combined in this arrangement | sequence using the coupling agent, and can also modify | denaturate using a modifier etc. Further, when a plurality of the same block components are present in the low molecular weight polymer (B), it is not necessary to prepare the types and compositions of the monomers constituting the block components. In addition, the structure of a low molecular weight polymer (B) may be used individually by 1 type, and may be used by blending 2 or more types.
なお、ブロック成分(B-1)は、芳香族ビニル化合物を単独で重合して得られ、ブロック成分(B-2)は、共役ジエン化合物を単独で重合して得られ、ブロック成分(B-3)は、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とを共重合して得られる。ここで、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロヘキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、p-tert-ブチル-α-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン等が挙げられ、これら芳香族ビニル化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。一方、共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエン、シクロペンタジエン等が挙げられ、これら共役ジエン化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記芳香族ビニル化合物の中でもスチレンが特に好ましく、上記共役ジエン化合物の中でも、1,3-ブタジエン、イソプレン及びシクロペンタジエンが特に好ましい。 The block component (B-1) is obtained by polymerizing an aromatic vinyl compound alone, and the block component (B-2) is obtained by polymerizing a conjugated diene compound alone. 3) is obtained by copolymerizing an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound. Here, examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, p- Examples thereof include tert-butyl-α-methylstyrene and p-tert-butylstyrene. These aromatic vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more. On the other hand, examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, and cyclopentadiene. These conjugated diene compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the aromatic vinyl compounds, styrene is particularly preferable, and among the conjugated diene compounds, 1,3-butadiene, isoprene and cyclopentadiene are particularly preferable.
上記低分子量重合体(B)は、芳香族ビニル化合物ブロックのポリスチレン換算でのピーク分子量が1,000以上であることを要し、2,000以上であることが好ましく、5,000以上であることが更に好ましい。ここで、芳香族ビニル化合物ブロックのポリスチレン換算でのピーク分子量が1,000以上であれば、該芳香族ビニル化合物ブロックの重合度が十分に確保されており、耐破壊性の向上効果に優れる。 The low molecular weight polymer (B) requires that the aromatic vinyl compound block has a peak molecular weight in terms of polystyrene of 1,000 or more, preferably 2,000 or more, and more preferably 5,000 or more. Here, if the peak molecular weight in terms of polystyrene of the aromatic vinyl compound block is 1,000 or more, the degree of polymerization of the aromatic vinyl compound block is sufficiently secured, and the effect of improving the fracture resistance is excellent.
また、上記低分子量重合体(B)は、芳香族ビニル化合物ブロックのポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が800〜40,000であることが好ましく、800〜30,000であることが更に好ましい。該ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が800未満では、破壊特性及びヒステリシスロスの向上効果が十分に得られず、一方、40,000を超えると、低温での貯蔵弾性率(G')が高くなり過ぎ、低温でのブレーキ性能や低温作動性等の低温特性が低下することがある。 The low molecular weight polymer (B) preferably has a polystyrene-converted weight average molecular weight (Mw) of the aromatic vinyl compound block of 800 to 40,000, more preferably 800 to 30,000. If the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) is less than 800, the effect of improving fracture characteristics and hysteresis loss cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if it exceeds 40,000, the storage elastic modulus (G ′) at low temperature becomes too high. Low temperature characteristics such as brake performance at low temperatures and low temperature operability may be deteriorated.
更に、上記低分子量重合体(B)をオゾン分解すれば、共役ジエン化合物部分の不飽和結合のみが開裂されるため、芳香族ビニル化合物ブロックのピーク分子量、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を測定することができる。ここで、「オゾン分解」としては、例えば、高分子学会予稿集第29巻第9号第2055頁に記載の方法が挙げられる。なお、「分子量分布」は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)である。 Furthermore, if the low molecular weight polymer (B) is subjected to ozonolysis, only the unsaturated bond of the conjugated diene compound portion is cleaved, so that the peak molecular weight, weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution of the aromatic vinyl compound block ( Mw / Mn) can be measured. Here, as the “ozonolysis”, for example, the method described in Polymer Science Society Proceedings Vol. 29, No. 9, p. The “molecular weight distribution” is a ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn).
上記低分子量重合体(B)は、共役ジエン化合物部分のビニル結合量が30%未満であることが好ましく、15%未満であることが更に好ましい。該低分子量重合体(B)の共役ジエン化合物部分のビニル結合量が30%以上では、低分子量重合体(B)のガラス転移温度(Tg)が上昇する傾向があり、低温での貯蔵弾性率(G')が上昇して低温特性を低下させることがある。 In the low molecular weight polymer (B), the vinyl bond content of the conjugated diene compound portion is preferably less than 30%, and more preferably less than 15%. When the vinyl bond content of the conjugated diene compound portion of the low molecular weight polymer (B) is 30% or more, the glass transition temperature (Tg) of the low molecular weight polymer (B) tends to increase, and the storage elastic modulus at a low temperature. (G ′) may rise and lower the low temperature characteristics.
上記低分子量重合体(B)において、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)は、芳香族ビニル化合物の結合量が5〜90質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることが更に好ましく、10〜70質量%であることが一層好ましい。該芳香族ビニル化合物の結合量が特定した範囲から外れると、ミクロ相分離の抑制や高分子量重合体(A)との十分な相溶性を達成できない場合がある。 In the low molecular weight polymer (B), the block component (B-3) of the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound preferably has a bond amount of the aromatic vinyl compound of 5 to 90% by mass, It is more preferable that it is 80 mass%, and it is still more preferable that it is 10-70 mass%. If the bond amount of the aromatic vinyl compound is out of the specified range, suppression of microphase separation and sufficient compatibility with the high molecular weight polymer (A) may not be achieved.
上記低分子量重合体(B)は、芳香族ビニル化合物の結合量(X)と共役ジエン化合物の結合量(Y)との質量比(X/Y)が、5/95〜95/5であることが好ましく、10/90〜90/10であることが更に好ましい。 In the low molecular weight polymer (B), the mass ratio (X / Y) of the bond amount (X) of the aromatic vinyl compound and the bond amount (Y) of the conjugated diene compound is 5/95 to 95/5. It is preferably 10/90 to 90/10.
上記低分子量重合体(B)は、例えば、重合させる単量体の組成比を制御しながら、低分子量重合体(B)を形成する各ブロック成分をその配列に従い順に重合して製造することができる。例えば、低分子量重合体(B)が(B-1)-(B-2)-(B-3)タイプの構造である場合には、炭化水素系溶媒中、エーテル又は第三級アミン等の極性化合物の存在下、有機アルカリ金属を重合開始剤として用いて、第一単量体の重合を開始し、第一単量体の重合転化率が100質量%未満、好ましくは70〜90質量%の範囲になるまで重合反応を行いブロック成分(B-1)を製造し、次いで第二単量体を加えて、第二単量体の重合転化率が100質量%未満、好ましくは70〜90質量%の範囲になるまで重合してブロック成分(B-2)を製造し、最後に第三単量体を加えてさらに重合してブロック成分(B-3)を製造することにより得られる。なお、低温特性及び耐破壊性を向上させる観点からは、重合反応の最後にブロック成分(B-3)を形成させることが好ましく、また、グリップ性能を向上させる観点からは、重合反応の最初にブロック成分(B-1)を形成させることが好ましい。 The low molecular weight polymer (B) can be produced, for example, by sequentially polymerizing each block component forming the low molecular weight polymer (B) according to the sequence while controlling the composition ratio of the monomers to be polymerized. it can. For example, when the low molecular weight polymer (B) has a structure of (B-1)-(B-2)-(B-3) type, ether or tertiary amine or the like in a hydrocarbon solvent In the presence of a polar compound, an organic alkali metal is used as a polymerization initiator to initiate polymerization of the first monomer, and the polymerization conversion of the first monomer is less than 100% by mass, preferably 70 to 90% by mass. The block reaction (B-1) is carried out by carrying out a polymerization reaction until it falls within the range, then the second monomer is added, and the polymerization conversion of the second monomer is less than 100% by mass, preferably 70 to 90%. The block component (B-2) is produced by polymerization until the mass% range is reached, and finally the third monomer is added and further polymerized to produce the block component (B-3). From the viewpoint of improving low temperature characteristics and fracture resistance, it is preferable to form the block component (B-3) at the end of the polymerization reaction, and from the viewpoint of improving grip performance, at the beginning of the polymerization reaction. It is preferable to form the block component (B-1).
また、本発明によれば、低分子量重合体(B)中にテーパー構造を形成させることによって高分子量重合体(B)との相溶性を大幅に改善することができるため、確実にテーパー構造が形成される製造方法によって低分子量重合体(B)を製造することが好ましい。具体的には、上記したように(a)重合溶液中の単量体の重合転化率が100質量%未満の状態で次の単量体を加える方法、(b)単量体を連続的に加える重合反応において、重合時間が経過するに従い、添加する単量体の組成比(例えば、モル比、質量比等)を変更する方法、(c)使用するランダマイザーの重合溶液中の濃度を調整する方法等が挙げられる。 In addition, according to the present invention, since the compatibility with the high molecular weight polymer (B) can be greatly improved by forming a tapered structure in the low molecular weight polymer (B), the tapered structure is surely obtained. It is preferable to produce the low molecular weight polymer (B) by the production method to be formed. Specifically, as described above, (a) a method in which the following monomer is added in a state where the polymerization conversion rate of the monomer in the polymerization solution is less than 100% by mass, and (b) the monomer is continuously added. In the polymerization reaction to be added, as the polymerization time elapses, a method of changing the composition ratio (for example, molar ratio, mass ratio, etc.) of the added monomer, and (c) adjusting the concentration of the randomizer used in the polymerization solution. And the like.
上記低分子量重合体(B)の製造に用いる炭化水素系溶媒としては、特に限定されず、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、シクロオクタン等の脂環式炭化水素、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素等を用いることができる。これら炭化水素は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 The hydrocarbon solvent used for the production of the low molecular weight polymer (B) is not particularly limited, and cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclopentane, and cyclooctane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, Aliphatic hydrocarbons such as octane and decane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and ethylbenzene can be used. These hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more.
また、上記有機アルカリ金属としては、有機リチウム化合物が好ましく、該有機リチウム化合物としては、エチルリチウム、プロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム(sec-BuLi)、t-ブチルリチウム等のアルキルリチウム;フェニルリチウム、トリルリチウム等のアリールリチウム;ビニルリチウム、プロペニルリチウム等のアルケニルリチウム;テトラメチレンジリチウム、ペンタメチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、デカメチレンジリチウム等のアルキレンジリチウム;1,3-ジリチオベンゼン、1,4-ジリチオベンゼン等のアリレンジリチウムの他;1,3,5-トリリチオシクロヘキサン、1,2,5-トリリチオナフタレン、1,3,5,8-テトラリチオデカン、1,2,3,5-テトラリチオ-4-ヘキシル-アントラセン等が挙げられる。これらの中でも、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム及びテトラメチレンジリチウムが好ましく、n-ブチルリチウムが特に好ましい。更に、上記リチウム系重合開始剤として、Macromolecules, vol.27, 5957-5963 (1994)に従いsec-BuLiとm-ジイソプロペニルベンゼンとの化合物(DiLi)を使用することもできる。上記有機アルカリ金属の使用量は、反応操作における重合速度及び生成させる重合体の分子量によって決定され、通常、単量体100g当たり金属原子として0.02〜5mgの範囲が好ましく、0.05〜2mgの範囲が更に好ましい。なお、Co、Ni、Ti及びNdからなる群から選択される少なくとも一種の金属を含んだ有機アルカリ金属を重合開始剤として使用することもできる。 The organic alkali metal is preferably an organic lithium compound. Examples of the organic lithium compound include alkyl compounds such as ethyl lithium, propyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium (sec-BuLi), and t-butyl lithium. Lithium; aryl lithium such as phenyl lithium and tolyl lithium; alkenyl lithium such as vinyl lithium and propenyl lithium; alkylene dilithium such as tetramethylene dilithium, pentamethylene dilithium, hexamethylene dilithium and decamethylene dilithium; 1,3 Other than allylene dilithium such as 1-dilithiobenzene and 1,4-dilithiobenzene; 1,3,5-trilithiocyclohexane, 1,2,5-trilithionaphthalene, 1,3,5,8-tetralithio Decane, 1,2,3,5-tetralithio-4-hexyl-ant Examples include helix. Among these, n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium and tetramethylenedilithium are preferable, and n-butyllithium is particularly preferable. Furthermore, as the lithium-based polymerization initiator, a compound (DiLi) of sec-BuLi and m-diisopropenylbenzene can be used according to Macromolecules, vol. 27, 5957-5963 (1994). The amount of the organic alkali metal used is determined by the polymerization rate in the reaction operation and the molecular weight of the polymer to be produced, and is usually preferably in the range of 0.02 to 5 mg, more preferably in the range of 0.05 to 2 mg as metal atoms per 100 g of monomer. preferable. An organic alkali metal containing at least one metal selected from the group consisting of Co, Ni, Ti and Nd can also be used as the polymerization initiator.
また、上記低分子量重合体(B)の重合反応は、ランダマイザーの存在下で実施してもよい。該ランダマイザーは、重合体の共役ジエン化合物部分のミクロ構造を制御することができ、より具体的には、重合体の共役ジエン化合物部分のビニル結合量を制御したり、重合体中の共役ジエン化合物単位と芳香族ビニル化合物単位とをランダム化する等の作用を有する。特に、重合溶液中のランダマイザーの濃度が低いと、重合反応の反応速度が低下するため、低分子量重合体(B)中にテーパー構造が自然と形成されることになる。なお、上記ランダマイザーとしては、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビステトラヒドロフリルプロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、1,2-ジピペリジノエタン、カリウム-t-アミレート、カリウム-t-ブトキシド、ナトリウム-t-アミレート等が挙げられる。 Moreover, you may implement the polymerization reaction of the said low molecular weight polymer (B) in presence of a randomizer. The randomizer can control the microstructure of the conjugated diene compound portion of the polymer. More specifically, the randomizer can control the amount of vinyl bonds in the conjugated diene compound portion of the polymer, or can control the conjugated diene content in the polymer. It has the effect of randomizing the compound unit and the aromatic vinyl compound unit. In particular, when the concentration of the randomizer in the polymerization solution is low, the reaction rate of the polymerization reaction is reduced, so that a tapered structure is naturally formed in the low molecular weight polymer (B). The randomizer includes dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, bistetrahydrofurylpropane, triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine. 1,2-dipiperidinoethane, potassium-t-amylate, potassium-t-butoxide, sodium-t-amylate and the like.
上記重合体(B)を得るための重合反応は、バッチ重合方式、連続重合方式のいずれの方式によっても行うことができる。上記重合反応における重合温度は、0〜130℃の範囲が好ましい。また、重合反応は、等温重合、昇温重合及び断熱重合のいずれの重合形式によっても行うことができる。更に、重合を行う際には、反応容器内にゲルが生成するのを防止するために、1,2-ブタジエン等のアレン化合物を添加することもできる。 The polymerization reaction for obtaining the polymer (B) can be performed by either a batch polymerization method or a continuous polymerization method. The polymerization temperature in the polymerization reaction is preferably in the range of 0 to 130 ° C. The polymerization reaction can be carried out by any polymerization method such as isothermal polymerization, temperature rising polymerization and adiabatic polymerization. Furthermore, when performing the polymerization, an allene compound such as 1,2-butadiene may be added in order to prevent the formation of a gel in the reaction vessel.
本発明のゴム組成物においては、上記ゴム成分100質量部に対して、上記低分子量重合体(B)を2〜100質量の範囲で配合することが好ましい。ゴム成分100質量部に対する低分子量重合体(B)の配合量が2質量部未満では、タイヤのグリップ性能を十分に向上させることができず、一方、100質量部を超えると、ゴム組成物のムーニー粘度が低くなり過ぎて生産性が悪くなる。なお、ゴム成分100質量部に対する低分子量重合体(B)の配合量は、5〜80質量部の範囲が更に好ましく、10〜80質量部の範囲が一層好ましい。 In the rubber composition of this invention, it is preferable to mix | blend the said low molecular weight polymer (B) in 2-100 masses with respect to 100 mass parts of said rubber components. If the blending amount of the low molecular weight polymer (B) with respect to 100 parts by mass of the rubber component is less than 2 parts by mass, the grip performance of the tire cannot be sufficiently improved, whereas if it exceeds 100 parts by mass, the rubber composition Mooney viscosity becomes too low, and productivity deteriorates. The blending amount of the low molecular weight polymer (B) with respect to 100 parts by mass of the rubber component is more preferably in the range of 5 to 80 parts by mass, and still more preferably in the range of 10 to 80 parts by mass.
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分100質量部に対して、充填剤を10〜200質量部含有することが好ましい。ゴム成分100質量部に対する充填剤の配合量が10質量部未満では、破壊特性等が十分に得られず、一方、200質量部を超えると、ゴム組成物の作業性が低下する。また、ゴム成分100質量部に対する充填剤の配合量は、30〜200質量部の範囲が更に好ましく、30〜180質量部の範囲が一層好ましい。ここで、充填剤としては、カーボンブラック及び無機充填剤が好ましい。また、充填剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。 The rubber composition of the present invention preferably contains 10 to 200 parts by mass of a filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the blending amount of the filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component is less than 10 parts by mass, sufficient fracture characteristics and the like cannot be obtained, while when it exceeds 200 parts by mass, the workability of the rubber composition is lowered. Further, the blending amount of the filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component is more preferably in the range of 30 to 200 parts by mass, and further preferably in the range of 30 to 180 parts by mass. Here, as the filler, carbon black and inorganic filler are preferable. Moreover, a filler may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
上記カーボンブラックとしては、特に限定されるものではないが、FEF、SRF、HAF、ISAF、SAFグレードのもの等が挙げられる。また、該カーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量(IA)が60mg/g以上で、且つジブチルフタレート(DBP)吸油量が80mL/100g以上のカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックを配合することで、ゴム組成物の諸物性を改善することができるが、耐摩耗性を向上させる観点からは、HAF、ISAF、SAFグレードのものが更に好ましい。 The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include FEF, SRF, HAF, ISAF, and SAF grades. The carbon black is preferably carbon black having an iodine adsorption amount (IA) of 60 mg / g or more and a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 80 mL / 100 g or more. By blending carbon black, various physical properties of the rubber composition can be improved, but those of HAF, ISAF, and SAF grades are more preferable from the viewpoint of improving the wear resistance.
上記無機充填剤としては、シリカ;γ-アルミナ、α-アルミナ等のアルミナ(Al2O3);ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O);ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3];炭酸アルミニウム[Al2(CO3)3]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が挙げられる。これら無機充填剤の中でも、シリカが特に好ましく、具体的には、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。 Examples of the inorganic filler include silica; alumina such as γ-alumina and α-alumina (Al 2 O 3 ); alumina monohydrate such as boehmite and diaspore (Al 2 O 3 .H 2 O); gibbsite, buyer Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] such as Wright; aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 3 ], magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ), Talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2 ), titanium black (TiO 2n-1 ), calcium oxide (CaO), calcium hydroxide [ Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), kaolin (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 ), Pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5, Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium silicate Calcium (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 .nH 2 O], zirconium carbonate [Zr (CO 3 ) 2 ], and various zeolites And crystalline aluminosilicate containing hydrogen, alkali metal, or alkaline earth metal that corrects the charge. Among these inorganic fillers, silica is particularly preferable, and specific examples include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate.
本発明のゴム組成物においては、軟化成分として、パラフィンオイル、ナフテン系オイル、アロマオイル等の軟化剤を用いてもよい。なお、該軟化剤の含有量は、特に限定されるものではない。 In the rubber composition of the present invention, softening agents such as paraffin oil, naphthenic oil and aroma oil may be used as a softening component. The content of the softening agent is not particularly limited.
本発明のゴム組成物には、上記高分子量重合体(A)を含むゴム成分、低分子量重合体(B)、充填剤、軟化剤の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、老化防止剤、シランカップリング剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分に、低分子量重合体(B)と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。 The rubber composition of the present invention includes a rubber component containing the high molecular weight polymer (A), a low molecular weight polymer (B), a filler, a softener, a compounding agent usually used in the rubber industry, For example, an antioxidant, a silane coupling agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, a vulcanization agent, and the like can be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the present invention. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. The rubber composition of the present invention is produced by blending the above rubber component with the low molecular weight polymer (B) and various compounding agents appropriately selected as necessary, kneading, heating, extruding and the like. can do.
また、本発明のタイヤは、上記ゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とし、上記タイヤ部材としては、例えば、タイヤトレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部等が挙げられる。なお、本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を未加硫の状態で用いて各タイヤ部材を形成し、常法に従って、生タイヤを形成し、該生タイヤを加硫することで得られる。上記ゴム組成物をいずれかのタイヤ部材に適用したタイヤは、グリップ性能及び耐破壊性に優れる。また、該タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。 The tire of the present invention is characterized by using the rubber composition as a tire member, and examples of the tire member include a tire tread, an under tread, a carcass, a sidewall, a bead portion, and the like. The tire of the present invention is obtained by forming each tire member using the rubber composition in an unvulcanized state, forming a raw tire according to a conventional method, and vulcanizing the raw tire. A tire in which the rubber composition is applied to any tire member is excellent in grip performance and fracture resistance. Moreover, as gas with which this tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than normal or the air which adjusted oxygen partial pressure, can be used.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
重合体(X-1)及び重合体(Y-1)〜(Y-12)を下記の方法で合成し、得られた重合体のスチレン結合量、ビニル結合量及び重量平均分子量を下記の方法で測定した。また、重合体(Y-1)〜(Y-12)については、更にオゾン分解後の芳香族ビニル化合物ブロックの分子量分布及び重量平均分子量を下記の方法で測定した。 The polymer (X-1) and the polymers (Y-1) to (Y-12) were synthesized by the following method, and the styrene bond amount, vinyl bond amount, and weight average molecular weight of the obtained polymer were determined by the following method. Measured with Further, for the polymers (Y-1) to (Y-12), the molecular weight distribution and the weight average molecular weight of the aromatic vinyl compound block after ozonolysis were further measured by the following methods.
(1)スチレン結合量
合成された重合体のスチレン結合量は、1H-NMRスペクトルの積分比から算出した。
(1) Styrene bond amount The styrene bond amount of the synthesized polymer was calculated from the integral ratio of the 1 H-NMR spectrum.
(2)ビニル結合量
合成された重合体のブタジエン部分又はイソプレン部分のビニル結合量は、赤外法で分析した。
(2) Vinyl bond amount The vinyl bond amount of the butadiene part or isoprene part of the synthesized polymer was analyzed by an infrared method.
(3)ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)
合成された重合体のポリスチレン換算重量平均分子量は、GPCで測定した。ここで、GPCとしてはウォーターズ社製244型GPCを用い、検知器としては示差屈折計を用い、カラムとしては東ソー製カラムGMH−3、GMH−6、G6000H−6を用い、移動相としてはテトラヒドロフランを用いた。また、標準物質としてウォーターズ社製単分散スチレン重合体を用い、GPCによる単分散スチレン重合体のピークの分子量とGPCのカウント数との関係を予め求めて検量線を作成し、これを用いて、重合体のポリスチレン換算での分子量を求めた。
(3) Weight average molecular weight in terms of polystyrene (Mw)
The weight average molecular weight in terms of polystyrene of the synthesized polymer was measured by GPC. Here, 244 type GPC manufactured by Waters is used as GPC, a differential refractometer is used as a detector, columns GMH-3, GMH-6, and G6000H-6 manufactured by Tosoh are used as columns, and tetrahydrofuran is used as a mobile phase. Was used. In addition, using a monodisperse styrene polymer manufactured by Waters as a standard substance, a calibration curve was prepared by previously obtaining the relationship between the molecular weight of the monodisperse styrene polymer peak by GPC and the GPC count number, and using this, The molecular weight of the polymer in terms of polystyrene was determined.
(4)ピーク分子量、分子量分布(Mw/Mn)及び重量平均分子量(Mw)
高分子学会予稿集第29巻第9号2055頁に記載されている方法に従って重合体をオゾン分解した後、上記GPCを用いて、芳香族ビニル化合物ブロックのポリスチレン換算でのピーク分子量、分子量分布(Mw/Mn)及び重量平均分子量(Mw)を求めた。
(4) Peak molecular weight, molecular weight distribution (Mw / Mn) and weight average molecular weight (Mw)
The polymer is subjected to ozonolysis according to the method described in Proceedings of the Society of Polymer Science, Vol. 29, No. 9, p. Mw / Mn) and weight average molecular weight (Mw) were determined.
<重合体(X-1)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)12g、1,3-ブタジエン200g及びスチレン100gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、重合開始剤としてMacromolecules, vol.27, 5957-5963 (1994)に従いsec-BuLiとm-ジイソプロペニルベンゼンとの化合物(DiLi)0.14gを加えて昇温条件下でモノマーの転化率が99%になるまで重合した。その後、老化防止剤として2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾールを3.5g加え、重合体(X-1)を得た。なお、重合体(X-1)は、スチレン結合量が33質量%であり、ビニル結合量が35%であり、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が40万であった。
<Synthesis of polymer (X-1)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 12 g, 1,3-butadiene 200 g and styrene 100 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, in accordance with Macromolecules, vol.27, 5957-5963 (1994) as a polymerization initiator, 0.14 g of a compound (DiLi) of sec-BuLi and m-diisopropenylbenzene was added, and the monomer conversion rate under the temperature rising condition Polymerized until 99%. Thereafter, 3.5 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol was added as an anti-aging agent to obtain a polymer (X-1). The polymer (X-1) had a styrene bond content of 33% by mass, a vinyl bond content of 35%, and a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 400,000.
<重合体(Y-1)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)12g、1,3-ブタジエン200g及びスチレン100gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.25gを加えて昇温条件下で60分間重合し、モノマーの転化率が99%であることを確認した後、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-1)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-1)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 12 g, 1,3-butadiene 200 g and styrene 100 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.25 g of n-butyllithium was added and polymerized for 60 minutes under elevated temperature conditions. After confirming that the monomer conversion was 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization, and the polymer (Y-1) was obtained. The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-2)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)12g、スチレン50gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.25gを加えて昇温条件下で60分間重合し、更に1,3-ブタジエン200gを加えて60分間重合し、次いでスチレン50gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-2)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-2)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 12 g, and styrene 50 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.25 g of n-butyllithium was added and polymerized for 60 minutes under elevated temperature conditions, 200 g of 1,3-butadiene was further polymerized for 60 minutes, and then 50 g of styrene was added to proceed the polymerization. Thereafter, after confirming that the monomer conversion rate was 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization, and a polymer (Y-2) was obtained. The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-3)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)14.4g、スチレン65g及び1,3-ブタジエン55gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.5gを加えて昇温条件下で60分間重合し、更に1,3-ブタジエン90gを加えて60分間重合し、次いでスチレン65g及び1,3-ブタジエン55gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-3)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-3)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 14.4 g, styrene 65 g and 1,3-butadiene 55 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.5 g of n-butyllithium is added and polymerized for 60 minutes under elevated temperature conditions, 90 g of 1,3-butadiene is further polymerized for 60 minutes, and then 65 g of styrene and 55 g of 1,3-butadiene are added. Polymerization was allowed to proceed. Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer reached 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-3). The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-4)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)14.4g、スチレン120gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.5gを加えて昇温条件下で300分間重合し、更に1,3-ブタジエン180gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-4)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-4)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 14.4 g and styrene 120 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.5 g of n-butyllithium was added and polymerized for 300 minutes under the temperature rising condition, and 180 g of 1,3-butadiene was further added to proceed the polymerization. Thereafter, after confirming that the monomer conversion rate was 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization, and a polymer (Y-4) was obtained. The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-5)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)12g、スチレン90gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.25gを加えて昇温条件下で60分間重合し、更に1,3-ブタジエン120gを加えて60分間重合し、次いでスチレン13.5g及び1,3-ブタジエン76.5gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-5)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-5)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 12 g, and styrene 90 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.25 g of n-butyllithium is added and polymerized under elevated temperature conditions for 60 minutes, 120 g of 1,3-butadiene is further added and polymerized for 60 minutes, and then 13.5 g of styrene and 76.5 g of 1,3-butadiene are added. In addition, the polymerization was allowed to proceed. Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer reached 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-5). The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-6)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)12g、スチレン13.5g及び1,3-ブタジエン76.5gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.25gを加えて昇温条件下で60分間重合し、更に1,3-ブタジエン120gを加えて60分間重合し、次いでスチレン90gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-6)を得た。分析値を表1に示す。
<Synthesis of polymer (Y-6)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 12 g, styrene 13.5 g and 1,3-butadiene 76.5 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.25 g of n-butyllithium was added and polymerized for 60 minutes under elevated temperature conditions, 120 g of 1,3-butadiene was further added for polymerization for 60 minutes, and then 90 g of styrene was added to proceed the polymerization. Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer reached 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-6). The analytical values are shown in Table 1.
<重合体(Y-7)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)1.5g、スチレン90gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.5gを加えて昇温条件下で200分間重合した後、更に1,3-ブタジエン90gを加えて重合し、次いでスチレン24g及び1,3-ブタジエン96gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%であることを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-7)を得た。分析値を表2に示す。
<Synthesis of polymer (Y-7)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 1.5 g, and styrene 90 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.5 g of n-butyllithium was added and polymerized for 200 minutes under elevated temperature conditions, and then 90 g of 1,3-butadiene was added for polymerization, followed by addition of 24 g of styrene and 96 g of 1,3-butadiene. Made progress. Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer was 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-7). The analytical values are shown in Table 2.
<重合体(Y-8)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)1.5g、スチレン24g及び1,3-ブタジエン96gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.5gを加えて昇温条件下で200分間重合した後、更に1,3-ブタジエン90gを加えて200分間重合し、次いでスチレン90gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1gを加えて重合を停止し、重合体(Y-8)を得た。分析値を表2に示す。
<Synthesis of polymer (Y-8)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 1.5 g, styrene 24 g and 1,3-butadiene 96 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.5 g of n-butyllithium was added and polymerized for 200 minutes under the temperature-raising conditions, and then 90 g of 1,3-butadiene was further added for polymerization for 200 minutes, and then 90 g of styrene was added to proceed the polymerization. Thereafter, after confirming that the monomer conversion rate was 99%, 1 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization, and a polymer (Y-8) was obtained. The analytical values are shown in Table 2.
<重合体(Y-9)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)18g、スチレン120gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.7gを加えて昇温条件下で100分間重合した後、更にイソプレン180gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1.5gを加えて重合を停止し、重合体(Y-9)を得た。分析値を表2に示す。
<Synthesis of polymer (Y-9)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 18 g, and styrene 120 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, 1.7 g of n-butyllithium was added and polymerized for 100 minutes under a temperature rising condition, and then 180 g of isoprene was further added to proceed the polymerization. Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer was 99%, 1.5 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-9). The analytical values are shown in Table 2.
<重合体(Y-10)の合成>
十分に窒素置換した拌翼つきの5リットルオートクレーブに、シクロヘキサン3000g、テトラヒドロフラン(THF)18g、スチレン75gを導入し、オートクレーブ内の温度を21℃に調整した。次に、n-ブチルリチウム1.7gを加えて昇温条件下で100分間重合した後、更にイソプレン120gを加えて60分間重合し、次いでスチレン52.5g及びイソプレン52.5gを加えて重合を進行させた。その後、モノマーの転化率が99%になったことを確認してから、イソプロピルアルコール1.5gを加えて重合を停止し、重合体(Y-10)を得た。分析値を表2に示す。
<Synthesis of polymer (Y-10)>
Cyclohexane 3000 g, tetrahydrofuran (THF) 18 g, and styrene 75 g were introduced into a 5 liter autoclave with a stirring blade sufficiently purged with nitrogen, and the temperature in the autoclave was adjusted to 21 ° C. Next, after adding 1.7 g of n-butyllithium and polymerizing for 100 minutes under a temperature rising condition, 120 g of isoprene was further added for polymerization for 60 minutes, and then 52.5 g of styrene and 52.5 g of isoprene were added to proceed the polymerization. . Thereafter, after confirming that the conversion rate of the monomer was 99%, 1.5 g of isopropyl alcohol was added to terminate the polymerization to obtain a polymer (Y-10). The analytical values are shown in Table 2.
<重合体(Y-11)及び(Y-12)の合成>
表3に示す重合条件に変えた他は、上記重合体(Y-10)と同様にして重合体(Y-11)及び(Y-12)を合成した。分析値を表3に示す。
<Synthesis of Polymers (Y-11) and (Y-12)>
Polymers (Y-11) and (Y-12) were synthesized in the same manner as the polymer (Y-10) except that the polymerization conditions shown in Table 3 were changed. The analysis values are shown in Table 3.
次に、上記重合体(X-1)及び重合体(Y-1)〜(Y-12)を用いて、表4〜5に示す配合処方のゴム組成物を常法に従って調製し、加硫して得た加硫ゴムに対し、低温特性、グリップ性能及び耐破壊性を下記の方法で評価した。結果を表4〜5に示す。 Next, using the polymer (X-1) and the polymers (Y-1) to (Y-12), rubber compositions having the formulation shown in Tables 4 to 5 were prepared according to a conventional method, and vulcanized. The vulcanized rubber obtained as described above was evaluated for low temperature characteristics, grip performance and fracture resistance by the following methods. The results are shown in Tables 4-5.
(5)低温特性
レオメトリックス社製メカニカルスペクトロメーターを用い、せん断歪5%、温度-20℃、周波数15Hzで貯蔵弾性率(G')を測定し、比較例1の貯蔵弾性率(G')を100として指数表示した。指数値が小さい程、低温作動性及びブレーキ性能等の低温特性が良好であることを示す。
(5) Low temperature characteristics Storage modulus (G ') of Comparative Example 1 was measured using a rheometrics mechanical spectrometer at a shear strain of 5%, a temperature of -20 ° C, and a frequency of 15 Hz. The index was expressed as 100. The smaller the index value, the better the low-temperature characteristics such as low-temperature operability and brake performance.
(6)グリップ性能
レオメトリックス社製メカニカルスペクトロメーターを用い、せん断歪5%、温度60℃、周波数15Hzでtanδを測定し、比較例1のtanδを100として指数表示した。指数値が大きい程、ヒステリシスロスが大きく、グリップ性能に優れ、操縦安定性が良好であることを示す。
(6) Grip performance Using a Rheometrics mechanical spectrometer, tan δ was measured at a shear strain of 5%, a temperature of 60 ° C., and a frequency of 15 Hz. The larger the index value, the greater the hysteresis loss, the better the grip performance, and the better the steering stability.
(7)耐破壊性
JIS K 6301−1995に準拠して室温で引張試験を行い、加硫したゴム組成物の引張り強さ(Tb)を測定し、比較例1の引張り強さを100として指数表示した。指数値が大きい程、耐破壊性が良好であることを示す。
(7) Fracture resistance A tensile test was performed at room temperature in accordance with JIS K 6301-1995, the tensile strength (Tb) of the vulcanized rubber composition was measured, and the tensile strength of Comparative Example 1 was taken as 100. displayed. The larger the index value, the better the fracture resistance.
*1 N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン,大内新興化学工業(株)製,「ノクラック6C」.
*2 ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド,大内新興化学工業(株)製,「ノクセラーDM」.
*3 N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド,大内新興化学工業(株)製,「ノクセラーNS」.
* 1 N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “NOCRACK 6C”.
* 2 Di-2-benzothiazolyl disulfide, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller DM”.
* 3 Nt-Butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller NS”.
表4の結果から、ブロック成分(B-1)、ブロック成分(B-2)及びブロック成分(B-3)からなり、該ブロック成分(B-3)が末端に導入された低分子量重合体(B)を配合した実施例1〜5のゴム組成物は、単量体が完全にランダム重合した比較例1のゴム組成物、ブロック成分(B-3)を末端に有しない比較例2,4,5のゴム組成物、及びブロック成分(B-2)及びブロック成分(B-3)からなる比較例3のゴム組成物と比較して、低温特性、グリップ性能及び耐破壊性を改善できることが分かる。 From the results shown in Table 4, a low molecular weight polymer comprising a block component (B-1), a block component (B-2) and a block component (B-3), wherein the block component (B-3) was introduced at the terminal. The rubber compositions of Examples 1 to 5 blended with (B) were the rubber composition of Comparative Example 1 in which the monomers were completely randomly polymerized, Comparative Example 2 having no terminal block component (B-3). Compared with the rubber composition of Comparative Example 3 comprising the rubber composition of 4 and 5, and the block component (B-2) and the block component (B-3), the low temperature characteristics, grip performance and fracture resistance can be improved. I understand.
また、実施例1〜4の比較から、低分子量重合体(B)の製造において最初にブロック成分(B-3)を形成した場合には、低温特性及び耐破壊性が大幅に改善される一方で、最後にブロック成分(B-3)を導入した場合には、グリップ性能を大幅に改善できることが分かる。 From the comparison of Examples 1 to 4, when the block component (B-3) was first formed in the production of the low molecular weight polymer (B), the low temperature characteristics and the fracture resistance were greatly improved. Thus, it is understood that when the block component (B-3) is finally introduced, the grip performance can be greatly improved.
なお、低分子量重合体(B)のポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103未満で且つ芳香族ビニル化合物ブロックにおけるポリスチレン換算のピーク分子量が1000未満である比較例6のゴム組成物は、耐破壊性が低下しており、低分子量重合体(B)のポリスチレン換算重量平均分子量が1.0×105を超える比較例7のゴム組成物は、低温特性及びグリップ性能が低下していることが分かる。 In addition, the rubber composition of Comparative Example 6 in which the low molecular weight polymer (B) has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of less than 2.0 × 10 3 and the polystyrene equivalent peak molecular weight of the aromatic vinyl compound block is less than 1,000. It can be seen that the low-temperature characteristics and grip performance of the rubber composition of Comparative Example 7, in which the low molecular weight polymer (B) has a polystyrene equivalent weight average molecular weight exceeding 1.0 × 10 5 , are low.
Claims (14)
ポリスチレン換算重量平均分子量が2.0×103〜1.0×105である芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体であって、芳香族ビニル化合物のブロック成分(B-1)、共役ジエン化合物のブロック成分(B-2)及び芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック成分(B-3)からなる低分子量重合体(B)を配合してなり、
前記低分子量重合体(B)は、該低分子量重合体(B)の末端の少なくとも一方に前記ブロック成分(B-3)を有し、該低分子量重合体(B)の芳香族ビニル化合物ブロックにおけるポリスチレン換算のピーク分子量が1000以上であることを特徴とするゴム組成物。 An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer or a conjugated diene compound polymer, comprising a high molecular weight polymer (A) having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 to 3.0 × 10 6. In contrast,
An aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 2.0 × 10 3 to 1.0 × 10 5 , wherein the aromatic vinyl compound block component (B-1) is a conjugated diene compound block A low molecular weight polymer (B) comprising a component (B-2) and a block component (B-3) of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound;
The low molecular weight polymer (B) has the block component (B-3) at least at one end of the low molecular weight polymer (B), and an aromatic vinyl compound block of the low molecular weight polymer (B). A rubber composition having a polystyrene equivalent peak molecular weight of 1000 or more.
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