JP2011231295A - Tire rubber composition and heavy-load tire - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire rubber composition which achieves improvement in good fuel economy, abrasion resistance and degradation resistance with good balance, and to provide a heavy-load tire having a tread produced using the tire rubber composition.SOLUTION: The tire rubber composition contains a rubber component, silica and a compound represented by formula (2). The rubber component contains a modified natural rubber having a phosphorus content of ≤200 ppm and a modified butadiene rubber modified with a compound represented by formula (1), wherein the content of the modified natural rubber is 40-95 mass% and the content of the modified butadiene rubber is 5-60 mass%, based on 100 mass% of the rubber component. The content of the compound represented by formula (2) is 0.1-10 pts.mass and the content of the silica is 10-60 pts.mass based on 100 pts.mass of the rubber component.

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた重荷重用タイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for tires and a heavy duty tire using the same.

近年、燃料代の高騰や環境規制の導入により、車の低燃費化への要求が強くなってきており、タイヤ部材の中でも、タイヤにおける占有比率の高いトレッドを製造するためのゴム組成物に対して、優れた低燃費性能が要求されている。 In recent years, due to soaring fuel costs and the introduction of environmental regulations, the demand for lower fuel consumption of vehicles has become stronger, and among the tire components, the rubber composition for producing treads with a high occupation ratio in tires. Therefore, excellent fuel efficiency is required.

低燃費性能を改善するためには、天然ゴムやブタジエンゴムをゴム成分として使用する方法が一般的である。低燃費性能を更に改善する方法として、シリカをフィラーとして使用する方法や、フィラーを減量する方法などが知られている。しかし、これらの方法を用いると、ゴム強度が低下し、耐摩耗性能が悪化する傾向があり、低燃費性能と耐摩耗性能とを高次元で両立させることは困難であった。また、上記ゴム組成物においては、低燃費性能や耐摩耗性能の他、耐劣化性能も要求されており、これらの性能をバランス良く改善する方法が望まれていた。 In order to improve fuel efficiency, natural rubber or butadiene rubber is generally used as a rubber component. As a method for further improving the low fuel consumption performance, a method of using silica as a filler, a method of reducing the amount of filler, and the like are known. However, when these methods are used, the rubber strength tends to decrease and the wear resistance performance tends to deteriorate, and it has been difficult to achieve both low fuel consumption performance and wear resistance performance at a high level. Further, the rubber composition is required to have low fuel consumption performance and wear resistance performance as well as deterioration resistance performance, and a method for improving these performances in a well-balanced manner has been desired.

特許文献1には、石油外資源の含有比率を高めるために、天然ゴム及びエポキシ化天然ゴムを用いたゴム組成物が開示されている。しかし、低燃費性能、耐摩耗性能及び耐劣化性能をバランスよく改善する点については、未だ改善の余地を残している。 Patent Document 1 discloses a rubber composition using natural rubber and epoxidized natural rubber in order to increase the content ratio of non-petroleum resources. However, there is still room for improvement in terms of improving the fuel efficiency, wear resistance, and deterioration resistance in a well-balanced manner.

特開2007−169431号公報JP 2007-169431 A

本発明は、前記課題を解決し、低燃費性能、耐摩耗性能及び耐劣化性能をバランス良く改善できるタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したトレッドを有する重荷重用タイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and provides a rubber composition for a tire that can improve fuel efficiency performance, wear resistance performance and degradation resistance performance in a well-balanced manner, and a heavy duty tire having a tread produced using the rubber composition. Objective.

本発明は、ゴム成分、シリカ及び下記式(2)で表される化合物を含み、上記ゴム成分は、リン含有量が200ppm以下である改質天然ゴムと下記式(1)で表される化合物により変性された変性ブタジエンゴムとを含み、上記ゴム成分100質量%中、改質天然ゴムの含有量が40〜95質量%であり、変性ブタジエンゴムの含有量が5〜60質量%であり、上記ゴム成分100質量部に対して、下記式(2)で表される化合物の含有量が0.1〜10質量部であり、シリカの含有量が10〜60質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。

Figure 2011231295
(式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。nは整数を表す。)
Figure 2011231295
(式(2)において、Aは炭素数2〜10のアルキレン基、R及びRは、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。) The present invention includes a rubber component, silica and a compound represented by the following formula (2), wherein the rubber component is a modified natural rubber having a phosphorus content of 200 ppm or less and a compound represented by the following formula (1) Modified butadiene rubber modified by the above, in 100% by mass of the rubber component, the content of modified natural rubber is 40 to 95% by mass, the content of modified butadiene rubber is 5 to 60% by mass, The rubber composition for tires in which the content of the compound represented by the following formula (2) is 0.1 to 10 parts by mass and the silica content is 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Related to things.
Figure 2011231295
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group, a mercapto group, or a derivative thereof. R 4 and R 5 is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cyclic ether group, and n represents an integer.)
Figure 2011231295
(In Formula (2), A represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and R 6 and R 7 are the same or different and each represents a monovalent organic group containing a nitrogen atom.)

上記改質天然ゴムのトルエン不溶分として測定されるゲル含有率が20質量%以下であることが好ましい。 The gel content measured as the toluene insoluble content of the modified natural rubber is preferably 20% by mass or less.

上記改質天然ゴムは、クロロホルム抽出物の31P NMR測定において、−3ppm〜1ppmにリン脂質によるピークが存在せず、実質的にリン脂質が存在しないことが好ましい。 The modified natural rubber is preferably substantially free of phospholipids and has no peak due to phospholipid at -3 ppm to 1 ppm in 31 P NMR measurement of the chloroform extract.

上記改質天然ゴムの窒素含有量が0.3質量%以下であることが好ましい。 The nitrogen content of the modified natural rubber is preferably 0.3% by mass or less.

上記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理して得られたものであることが好ましい。 The modified natural rubber is preferably obtained by saponifying natural rubber latex.

上記ゴム組成物は、重荷重用タイヤのトレッドに使用されることが好ましい。 The rubber composition is preferably used for a tread of a heavy duty tire.

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する重荷重用タイヤに関する。 The present invention also relates to a heavy duty tire having a tread produced using the rubber composition.

本発明によれば、改質天然ゴム、特定の変性ブタジエンゴム、シリカ及び特定の化合物を含むタイヤ用ゴム組成物であるので、該ゴム組成物を重荷重用タイヤのトレッドに使用することにより、低燃費性能、耐摩耗性能及び耐劣化性能をバランス良く改善した重荷重用タイヤを提供できる。 According to the present invention, since it is a rubber composition for tires containing a modified natural rubber, a specific modified butadiene rubber, silica and a specific compound, by using the rubber composition in a tread of a heavy duty tire, It is possible to provide a heavy-duty tire with improved fuel efficiency, wear resistance, and deterioration resistance in a well-balanced manner.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、リン含有量が200ppm以下である改質天然ゴム(HPNR)、上記式(1)で表される化合物により変性された変性ブタジエンゴム(変性BR)、シリカ及び上記式(2)で表される化合物を含む。天然ゴム(NR)中に含まれるタンパク質やゲル分、リン脂質を低減、除去した改質天然ゴム(HPNR)を用いることでNRの使用に比べて、更なる低燃費化を図ることができる。 The tire rubber composition of the present invention includes a modified natural rubber (HPNR) having a phosphorus content of 200 ppm or less, a modified butadiene rubber (modified BR) modified with a compound represented by the above formula (1), silica, and A compound represented by the above formula (2) is included. By using the modified natural rubber (HPNR) in which the protein, gel, and phospholipid contained in the natural rubber (NR) are reduced and removed, fuel consumption can be further reduced as compared with the use of NR.

しかし、HPNRをNRのケン化処理などによって合成する際、その合成時にNR中の劣化防止成分も除去されるため、ゴムの劣化が速くなり、結果として、耐摩耗性能や耐劣化性能などの性能に劣ってしまう。また、HPNRとシリカを併用した場合、更に大きな低燃費化を実現できるものの、耐摩耗性能が低下する傾向がある。ブタジエンゴムを使用することで耐摩耗性能の低下をある程度は抑制できるが、シリカ配合系において、その効果は充分ではない。 However, when HPNR is synthesized by saponification of NR, etc., the degradation preventing component in NR is also removed during the synthesis, resulting in faster rubber degradation, resulting in performance such as wear resistance and degradation resistance. It is inferior to. In addition, when HPNR and silica are used in combination, the wear resistance performance tends to be reduced, although greater fuel efficiency can be realized. The use of butadiene rubber can suppress a decrease in wear resistance performance to some extent, but the effect is not sufficient in a silica compounded system.

これに対し、本発明では、ゴム成分としてHPNRとともに変性BRを使用しているため、低燃費性能をより改善できるとともに、良好なシリカの分散性が得られ、耐摩耗性能も改善でき、これらを良好に両立できる。また、上記式(2)で表される化合物を上記成分と併用することで、結合エネルギーが高く、熱安定性が高いCC結合をゴム組成物に保有させることができるため、良好な低燃費性能を維持しながら、耐摩耗性能及び耐劣化性能を改善することができる。その結果、低燃費性能、耐摩耗性能及び耐劣化性能をバランス良く改善できる。 On the other hand, in the present invention, the modified BR is used together with HPNR as the rubber component, so that the fuel efficiency can be further improved, the dispersibility of the silica can be obtained, and the wear resistance can be improved. It is possible to achieve both well. Further, by using the compound represented by the above formula (2) in combination with the above components, the rubber composition can have a CC bond having a high binding energy and a high thermal stability. It is possible to improve wear resistance and deterioration resistance while maintaining the above. As a result, low fuel consumption performance, wear resistance performance and degradation resistance performance can be improved in a well-balanced manner.

上記改質天然ゴム(HPNR)は、リン含有量が200ppm以下である。200ppmを超えると、貯蔵中にゲル量が増加し、加硫ゴムのtanδが上昇する傾向がある。該リン含有量は、150ppm以下が好ましく、100ppm以下がより好ましい。ここで、リン含有量は、たとえばICP発光分析等、従来の方法で測定することができる。リンは、リン脂質(リン化合物)に由来するものである。 The modified natural rubber (HPNR) has a phosphorus content of 200 ppm or less. When it exceeds 200 ppm, the amount of gel increases during storage, and the tan δ of the vulcanized rubber tends to increase. The phosphorus content is preferably 150 ppm or less, and more preferably 100 ppm or less. Here, the phosphorus content can be measured by a conventional method such as ICP emission analysis. Phosphorus is derived from phospholipids (phosphorus compounds).

改質天然ゴム中のゲル含有率は、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、7質量%以下が更に好ましい。20質量%を超えると、ムーニー粘度が高くなるなど、加工性が低下する傾向がある。ゲル含有率とは、非極性溶媒であるトルエンに対する不溶分として測定した値を意味し、以下においては単に「ゲル含有率」または「ゲル分」と称することがある。ゲル分の含有率の測定方法は次のとおりである。まず、天然ゴム試料を脱水トルエンに浸し、暗所に遮光して1週間放置後、トルエン溶液を1.3×10rpmで30分間遠心分離して、不溶のゲル分とトルエン可溶分とを分離する。不溶のゲル分にメタノールを加えて固形化した後、乾燥し、ゲル分の質量と試料の元の質量との比からゲル含有率が求められる。 The gel content in the modified natural rubber is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 7% by mass or less. If it exceeds 20% by mass, the processability tends to decrease, for example, the Mooney viscosity increases. The gel content means a value measured as an insoluble content with respect to toluene which is a nonpolar solvent, and may be simply referred to as “gel content” or “gel content” below. The measuring method of the content rate of a gel part is as follows. First, a natural rubber sample is soaked in dehydrated toluene, light-shielded in the dark and left for 1 week, and then the toluene solution is centrifuged at 1.3 × 10 5 rpm for 30 minutes to obtain an insoluble gel content and a toluene soluble content. Isolate. Methanol is added to the insoluble gel and solidified, and then dried, and the gel content is determined from the ratio between the mass of the gel and the original mass of the sample.

改質天然ゴムは、実質的にリン脂質が存在しないことが好ましい。「実質的にリン脂質が存在しない」とは、天然ゴム試料をクロロホルムで抽出し、抽出物の31P NMR測定において、−3ppm〜1ppmにリン脂質によるピークが存在しない状態を表す。−3ppm〜1ppmに存在するリンのピークとは、リン脂質におけるリンのリン酸エステル構造に由来するピークである。 The modified natural rubber is preferably substantially free of phospholipids. “Substantially no phospholipid is present” represents a state in which a natural rubber sample is extracted with chloroform and a peak due to phospholipid does not exist at −3 ppm to 1 ppm in 31 P NMR measurement of the extract. The peak of phosphorus present at -3 ppm to 1 ppm is a peak derived from the phosphate structure of phosphorus in the phospholipid.

改質天然ゴムにおいて、窒素含有量は0.3質量%以下が好ましく、0.15質量%以下がより好ましい。窒素含有量が0.3質量%を超えると、貯蔵中にムーニー粘度が上昇する傾向がある。窒素はタンパク質に由来する。窒素含有量は、例えばケルダール法等、従来の方法で測定することができる。 In the modified natural rubber, the nitrogen content is preferably 0.3% by mass or less, and more preferably 0.15% by mass or less. When the nitrogen content exceeds 0.3% by mass, the Mooney viscosity tends to increase during storage. Nitrogen is derived from proteins. The nitrogen content can be measured by a conventional method such as Kjeldahl method.

改質天然ゴムの製造方法としては、例えば、天然ゴムラテックスをアルカリによりケン化し、ケン化後凝集させたゴムを洗浄し、その後乾燥することにより製造する方法が挙げられる。ケン化処理は、天然ゴムラテックスに、アルカリと、必要に応じて界面活性剤を添加して所定温度で一定時間、静置することにより行う。なお、必要に応じて撹拌等を行っても良い。上記製造方法によれば、ケン化により分離したリン化合物が洗浄除去されるので、天然ゴムのリン含有量を抑えることができる。また、ケン化処理により、天然ゴム中の蛋白質が分解されるので、天然ゴムの窒素含有量を抑えることができる。本発明では、天然ゴムラテックスにアルカリを添加してケン化できるが、天然ゴムラテックスに添加することにより、効率的にケン化処理を行えるという効果がある。 Examples of the method for producing the modified natural rubber include a method of producing natural rubber latex by saponification with alkali, washing the saponified and agglomerated rubber, and then drying. The saponification treatment is performed by adding an alkali and, if necessary, a surfactant to natural rubber latex and allowing to stand at a predetermined temperature for a predetermined time. In addition, you may perform stirring etc. as needed. According to the above production method, the phosphorus compound separated by saponification is washed away, so that the phosphorus content of the natural rubber can be suppressed. Moreover, since the protein in natural rubber is decomposed by the saponification treatment, the nitrogen content of the natural rubber can be suppressed. In the present invention, alkali can be added to natural rubber latex for saponification, but by adding it to natural rubber latex, there is an effect that saponification can be efficiently performed.

天然ゴムラテックスはヘビア樹の樹液として採取され、ゴム分のほか水、蛋白質、脂質、無機塩類などを含み、ゴム中のゲル分は種々の不純物の複合的な存在に基づくものと考えられている。本発明では、ヘビア樹をタッピングして出てくる生ラテックス、あるいは遠心分離法によって濃縮した精製ラテックスを使用できる。更に、生ゴムラテックス中に存在するバクテリアによる腐敗の進行を防止し、ラテックスの凝固を避けるために、常法によりアンモニアを添加したハイアンモニアラテックスであってもよい。 Natural rubber latex is collected as sap of heavy trees and contains rubber, water, proteins, lipids, inorganic salts, etc., and the gel content in rubber is thought to be based on the complex presence of various impurities. . In the present invention, raw latex produced by tapping a heavy tree or purified latex concentrated by centrifugation can be used. Furthermore, high ammonia latex to which ammonia is added by a conventional method may be used to prevent the progress of decay due to bacteria present in the raw rubber latex and to avoid coagulation of the latex.

ケン化処理に用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アミン化合物等が挙げられ、ケン化処理の効果や天然ゴムラテックスの安定性への影響の観点から、特に水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いることが好ましい。 Examples of the alkali used for the saponification treatment include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and an amine compound. From the viewpoint of the effect of the saponification treatment and the influence on the stability of the natural rubber latex, it is particularly hydroxylated. Sodium or potassium hydroxide is preferably used.

アルカリの添加量は特に限定されないが、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、下限は0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、上限は12質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましく、7質量部以下が更に好ましく、5質量部以下が特に好ましい。アルカリの添加量が0.1質量部未満では、ケン化処理に時間がかかってしまうおそれがある。また逆にアルカリの添加量が12質量部を超えると天然ゴムラテックスが不安定化するおそれがある。 The amount of alkali added is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and the upper limit is 12 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of natural rubber latex. Is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and particularly preferably 5 parts by mass or less. If the amount of alkali added is less than 0.1 parts by mass, saponification may take time. Conversely, if the amount of alkali added exceeds 12 parts by mass, the natural rubber latex may be destabilized.

界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が使用可能である。陰イオン性界面活性剤としては、例えばカルボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル系、リン酸エステル系等の陰イオン性界面活性剤があげられる。非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシアルキレンエーテル系、ポリオキシアルキレンエステル系、多価アルコール脂肪酸エステル系、糖脂肪酸エステル系、アルキルポリグリコシド系等の非イオン性界面活性剤があげられる。両性界面活性剤としては、例えばアミノ酸型、ベタイン型、アミンオキサイド型等の両性界面活性剤があげられる。なかでも、陰イオン性界面活性剤が好ましく、スルホン酸系の陰イオン性界面活性剤がより好ましい。 As the surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used. Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid-based, sulfonic acid-based, sulfate ester-based and phosphate ester-based anionic surfactants. Examples of nonionic surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyalkylene ethers, polyoxyalkylene esters, polyhydric alcohol fatty acid esters, sugar fatty acid esters, and alkyl polyglycosides. Examples of the amphoteric surfactant include amphoteric surfactants such as amino acid type, betaine type, and amine oxide type. Among these, an anionic surfactant is preferable, and a sulfonic acid anionic surfactant is more preferable.

界面活性剤の添加量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、下限は0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましく、1.1質量部以上が更に好ましく、2.0質量部以上が特に好ましく、上限は6.0質量部以下が好ましく、5.0質量部以下がより好ましく、3.5質量部以下が更に好ましい。界面活性剤の添加量が0.01質量部未満では、ケン化処理時に天然ゴムラテックスが不安定化するおそれがある。また逆に界面活性剤の添加量が6.0質量部を超えると天然ゴムラテックスが安定化しすぎて凝固が困難になるおそれがある。また、1.1質量部以上である場合には、天然ゴム中のリン含有量、窒素含有量、ゲル含有率をより低減することができる。 The addition amount of the surfactant is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and even more preferably 1.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content of the natural rubber latex. The upper limit is preferably 6.0 parts by mass or less, more preferably 5.0 parts by mass or less, and further preferably 3.5 parts by mass or less. If the addition amount of the surfactant is less than 0.01 parts by mass, the natural rubber latex may become unstable during the saponification treatment. On the other hand, if the amount of the surfactant added exceeds 6.0 parts by mass, the natural rubber latex may be overstabilized and coagulation may be difficult. Moreover, when it is 1.1 mass parts or more, the phosphorus content, the nitrogen content, and the gel content in the natural rubber can be further reduced.

ケン化処理の温度は、アルカリによるケン化反応が十分な反応速度で進行しうる範囲、および天然ゴムラテックスが凝固等の変質を起こさない範囲で適宜、設定できるが、通常は20〜70℃が好ましく、30〜70℃がより好ましい。また処理の時間は、天然ゴムラテックスを静置して処理を行う場合、処理の温度にもよるが、十分な処理を行うことと、生産性を向上することとを併せ考慮すると3〜48時間が好ましく、3〜24時間がより好ましい。 The temperature of the saponification treatment can be appropriately set within a range where the saponification reaction with alkali can proceed at a sufficient reaction rate and within a range where the natural rubber latex does not undergo alteration such as coagulation, but is usually 20 to 70 ° C. Preferably, 30-70 degreeC is more preferable. Further, the treatment time is 3 to 48 hours in consideration of both sufficient treatment and productivity improvement, depending on the treatment temperature when the treatment is performed with natural rubber latex standing. Is preferable, and 3 to 24 hours is more preferable.

ケン化反応終了後、凝集させたゴムを破砕し、洗浄処理を行う。凝集方法としては、例えば、ギ酸等の酸を添加し、pHを調整する方法が挙げられる。また、洗浄処理としては、例えばゴム分を水で希釈して洗浄後、遠心分離処理を行い、ゴム分を取り出す方法が挙げられる。遠心分離する際は、まず天然ゴムラテックスのゴム分が5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%となるように水で希釈する。次いで、5000〜10000rpmで1〜60分間遠心分離すればよく、所望のリン含有量になるまで洗浄を繰り返せばよい。洗浄処理終了後、ケン化処理天然ゴムラテックスが得られる。ケン化処理天然ゴムラテックスを乾燥することにより、本発明における改質天然ゴムが得られる。 After completion of the saponification reaction, the agglomerated rubber is crushed and washed. Examples of the aggregation method include a method of adjusting pH by adding an acid such as formic acid. Examples of the washing treatment include a method of diluting the rubber with water and washing it, and then performing a centrifugal separation treatment to take out the rubber. When centrifuging, it is first diluted with water so that the rubber content of the natural rubber latex is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass. Then, it may be centrifuged at 5000 to 10000 rpm for 1 to 60 minutes, and washing may be repeated until a desired phosphorus content is obtained. After completion of the washing treatment, a saponified natural rubber latex is obtained. The modified natural rubber according to the present invention is obtained by drying the saponified natural rubber latex.

上記製造方法では、天然ゴムラテックス採取後15日以内にケン化、洗浄及び乾燥の工程を終了することが好ましい。より好ましくは10日以内、更に好ましくは5日以内である。採取後固形化せずに15日を超えて放置しておくとゲル分が増大していくためである。 In the above production method, the saponification, washing and drying steps are preferably completed within 15 days after collecting the natural rubber latex. More preferably, it is within 10 days, and more preferably within 5 days. This is because the gel content increases if the sample is left for more than 15 days without solidification after collection.

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分100質量%中の改質天然ゴムの含有量は、40質量%以上であり、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは75質量%以上である。40質量%未満であると、優れた低燃費性能が得られないおそれがある。該含有量は、95質量%以下であり、好ましくは85質量%以下である。95質量%を超えると、耐摩耗性能や耐劣化性能が悪化するおそれがある。 In the tire rubber composition of the present invention, the content of the modified natural rubber in 100% by mass of the rubber component is 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably. Is 75% by mass or more. If the amount is less than 40% by mass, excellent fuel efficiency may not be obtained. The content is 95% by mass or less, preferably 85% by mass or less. If it exceeds 95% by mass, the wear resistance and deterioration resistance may be deteriorated.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、下記式(1)で表される化合物により変性されたブタジエンゴム(変性BR)を含む。変性BRを含むことにより、変性BRの変性基がシリカなどのフィラーと結合するため、ゴムの運動によるエネルギーロスを低減することができ、低燃費性能を向上できる。また、シリカの分散性を改善でき、耐摩耗性も向上できる。
なお、変性ブタジエンゴムとしては、末端に変性基を有するものであっても、主鎖中に変性基を有するものであってもよいが、変性が容易であるという点から、末端変性基を有するものが好ましい。
The rubber composition for tires of the present invention contains butadiene rubber (modified BR) modified with a compound represented by the following formula (1). By including the modified BR, the modified group of the modified BR is bonded to a filler such as silica, so that energy loss due to rubber movement can be reduced and fuel efficiency can be improved. Moreover, the dispersibility of a silica can be improved and abrasion resistance can also be improved.
The modified butadiene rubber may have a modifying group at the terminal or may have a modifying group in the main chain, but has a terminal modifying group from the viewpoint of easy modification. Those are preferred.

Figure 2011231295
Figure 2011231295

上記式(1)で表される化合物において、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(−COOH)、メルカプト基(−SH)又はこれらの誘導体を表す。 In the compound represented by the above formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group (—COOH), a mercapto group (— SH) or derivatives thereof.

上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基などが挙げられる。 As said alkyl group, C1-C4 alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, etc. are mentioned, for example.

上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基などの炭素数1〜8のアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜4)などが挙げられる。なお、アルコキシ基には、シクロアルコキシ基(シクロヘキシルオキシ基などの炭素数5〜8のシクロアルコキシ基など)、アリールオキシ基(フェノキシ基、ベンジルオキシ基などの炭素数6〜8のアリールオキシ基など)も含まれる。 Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, and a t-butoxy group. More preferably, C1-C4) etc. are mentioned. Examples of the alkoxy group include a cycloalkoxy group (such as a cycloalkoxy group having 5 to 8 carbon atoms such as a cyclohexyloxy group) and an aryloxy group (an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms such as a phenoxy group and a benzyloxy group). ) Is also included.

上記シリルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜20の脂肪族基、芳香族基が置換したシリルオキシ基(トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、ジエチルイソプロピルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基、t−ブチルジフェニルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ−p−キシリルシリルオキシ基など)などが挙げられる。 Examples of the silyloxy group include a silyloxy group substituted with an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms and an aromatic group (trimethylsilyloxy group, triethylsilyloxy group, triisopropylsilyloxy group, diethylisopropylsilyloxy group, t- Butyldimethylsilyloxy group, t-butyldiphenylsilyloxy group, tribenzylsilyloxy group, triphenylsilyloxy group, tri-p-xylylsilyloxy group, etc.).

上記アセタール基としては、例えば、−C(RR′)−OR″、−O−C(RR′)−OR″で表される基を挙げることができる。前者としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、イソプロポキシメチル基、t−ブトキシメチル基、ネオペンチルオキシメチル基などが挙げられ、後者としては、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、i−プロポキシメトキシ基、n−ブトキシメトキシ基、t−ブトキシメトキシ基、n−ペンチルオキシメトキシ基、n−ヘキシルオキシメトキシ基、シクロペンチルオキシメトキシ基、シクロヘキシルオキシメトキシ基などを挙げることができる。 Examples of the acetal group include groups represented by -C (RR ')-OR "and -O-C (RR')-OR". Examples of the former include a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a propoxymethyl group, a butoxymethyl group, an isopropoxymethyl group, a t-butoxymethyl group, and a neopentyloxymethyl group. The latter includes a methoxymethoxy group, an ethoxy group, and the like. Methoxy group, propoxymethoxy group, i-propoxymethoxy group, n-butoxymethoxy group, t-butoxymethoxy group, n-pentyloxymethoxy group, n-hexyloxymethoxy group, cyclopentyloxymethoxy group, cyclohexyloxymethoxy group, etc. Can be mentioned.

、R及びRとしては、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。これにより、フィラーの分散性の改善効果を高めることができる。 R 1 , R 2 and R 3 are preferably alkoxy groups, and more preferably methoxy groups. Thereby, the improvement effect of the dispersibility of a filler can be heightened.

上記式(1)で表される化合物において、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。 In the compound represented by the above formula (1), R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cyclic ether group.

及びRのアルキル基としては、例えば、上記アルキル基と同様の基を挙げることができる。 Examples of the alkyl group for R 4 and R 5 include the same groups as the above alkyl group.

及びRの環状エーテル基としては、例えば、オキシラン基、オキセタン基、オキソラン基、オキサン基、オキセパン基、オキソカン基、オキソナン基、オキセカン基、オキセト基、オキソール基などのエーテル結合を1つ有する環状エーテル基、ジオキソラン基、ジオキサン基、ジオキセパン基、ジオキセカン基などのエーテル結合を2つ有する環状エーテル基、トリオキサン基などのエーテル結合を3つ有する環状エーテル基などが挙げられる。なかでも、フィラーの分散性の改善効果が大きいという点から、エーテル結合を1つ有する炭素数2〜7の環状エーテル基が好ましく、エーテル結合を1つ有する炭素数3〜5の環状エーテル基がより好ましい。また、環状エーテル基は環骨格内に不飽和結合を有していないことが好ましい。 Examples of the cyclic ether group of R 4 and R 5 include one ether bond such as an oxirane group, an oxetane group, an oxolane group, an oxane group, an oxepane group, an oxocan group, an oxonan group, an oxecan group, an oxet group, and an oxole group. A cyclic ether group having two ether bonds such as a cyclic ether group, a dioxolane group, a dioxane group, a dioxepane group and a dioxecan group, and a cyclic ether group having three ether bonds such as a trioxane group. Among these, from the point that the effect of improving the dispersibility of the filler is great, a C2-C7 cyclic ether group having one ether bond is preferable, and a C3-C5 cyclic ether group having one ether bond is preferable. More preferred. The cyclic ether group preferably has no unsaturated bond in the ring skeleton.

及びRとしては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜3、より好ましくは炭素数1〜2)が好ましく、エチル基がより好ましい。これにより、フィラーの分散性の改善効果を高め、耐摩耗性能を向上できる。 As R 4 and R 5 , an alkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms) is preferable, and an ethyl group is more preferable. Thereby, the improvement effect of the dispersibility of a filler can be heightened and abrasion resistance performance can be improved.

n(整数)としては、2〜5が好ましい。これにより、フィラーの分散性の改善効果を高めることができる。更には、nは2〜4がより好ましく、3が最も好ましい。nが1以下であると変性反応が阻害される場合があり、nが6以上であると変性剤としての効果が薄れる。 As n (integer), 2-5 are preferable. Thereby, the improvement effect of the dispersibility of a filler can be heightened. Furthermore, n is more preferably 2 to 4, and most preferably 3. If n is 1 or less, the denaturation reaction may be inhibited, and if n is 6 or more, the effect as a denaturing agent is reduced.

上記式(1)で表される化合物の具体例としては、3−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルブトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジブトキシシラン、ジメチルアミノメチルトリメトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、4−ジメチルアミノブチルトリメトキシシラン、ジメチルアミノメチルジメトキシメチルシラン、2−ジメチルアミノエチルジメトキシメチルシラン、3−ジメチルアミノプロピルジメトキシメチルシラン、4−ジメチルアミノブチルジメトキシメチルシラン、ジメチルアミノメチルトリエトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、4−ジメチルアミノブチルトリエトキシシラン、ジメチルアミノメチルジエトキシメチルシラン、2−ジメチルアミノエチルジエトキシメチルシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、4−ジメチルアミノブチルジエトキシメチルシラン、ジエチルアミノメチルトリメトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、4−ジエチルアミノブチルトリメトキシシラン、ジエチルアミノメチルジメトキシメチルシラン、2−ジエチルアミノエチルジメトキシメチルシラン、3−ジエチルアミノプロピルジメトキシメチルシラン、4−ジエチルアミノブチルジメトキシメチルシラン、ジエチルアミノメチルトリエトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、4−ジエチルアミノブチルトリエトキシシラン、ジエチルアミノメチルジエトキシメチルシラン、2−ジエチルアミノエチルジエトキシメチルシラン、3−ジエチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、4−ジエチルアミノブチルジエトキシメチルシラン、下記式(3)〜(10)で表される化合物などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、フィラーの分散性の改善効果が大きいという点から、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、下記式(3)で表される化合物が好ましい。 Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, Aminopropyldimethylethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyldimethylbutoxysilane, 3-aminopropylmethyldibutoxysilane, dimethylaminomethyltrimethoxysilane, 2-dimethyl Aminoethyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 4-dimethylaminobutyltrimethoxysilane, dimethylaminomethyldimethoxymethylsilane, 2-dimethylaminoethyldimethoxy Methylsilane, 3-dimethylaminopropyldimethoxymethylsilane, 4-dimethylaminobutyldimethoxymethylsilane, dimethylaminomethyltriethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 4-dimethylaminobutyl Triethoxysilane, dimethylaminomethyldiethoxymethylsilane, 2-dimethylaminoethyldiethoxymethylsilane, 3-dimethylaminopropyldiethoxymethylsilane, 4-dimethylaminobutyldiethoxymethylsilane, diethylaminomethyltrimethoxysilane, 2- Diethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 4-diethylaminobutyltrimethoxysilane, diethylamino Tildimethoxymethylsilane, 2-diethylaminoethyldimethoxymethylsilane, 3-diethylaminopropyldimethoxymethylsilane, 4-diethylaminobutyldimethoxymethylsilane, diethylaminomethyltriethoxysilane, 2-diethylaminoethyltriethoxysilane, 3-diethylaminopropyltriethoxysilane 4-diethylaminobutyltriethoxysilane, diethylaminomethyldiethoxymethylsilane, 2-diethylaminoethyldiethoxymethylsilane, 3-diethylaminopropyldiethoxymethylsilane, 4-diethylaminobutyldiethoxymethylsilane, the following formulas (3) to ( And the compound represented by 10). These may be used alone or in combination of two or more. Of these, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, and a compound represented by the following formula (3) are preferable from the viewpoint that the effect of improving the dispersibility of the filler is great.

Figure 2011231295
Figure 2011231295

上記式(1)で表される化合物(変性剤)によるブタジエンゴムの変性方法としては、特公平6−53768号公報、特公平6−57767号公報、特表2003−514078号公報などに記載されている方法など、従来公知の手法を用いることができる。例えば、ブタジエンゴムと変性剤とを接触させればよく、ブタジエンゴムを重合し、該重合体ゴム溶液中に変性剤を所定量添加する方法、ブタジエンゴム溶液中に変性剤を添加して反応させる方法などが挙げられる。 Methods for modifying butadiene rubber with the compound represented by the above formula (1) (modifier) are described in JP-B-6-53768, JP-B-6-57767, JP-T2003-514078, and the like. Conventionally known methods such as the above method can be used. For example, the butadiene rubber may be brought into contact with the modifying agent, the butadiene rubber is polymerized, and a predetermined amount of the modifying agent is added to the polymer rubber solution, and the modifying agent is added to the butadiene rubber solution and reacted. The method etc. are mentioned.

変性されるブタジエンゴム(BR)としては特に限定されず、高シス含有量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBRなどを使用できる。また、特表2003−514078号公報などに記載されているランタン系列希土類含有化合物を含む触媒を用いて重合して得られたBRも使用できる。 The butadiene rubber (BR) to be modified is not particularly limited, and BR having a high cis content, BR containing a syndiotactic polybutadiene crystal, or the like can be used. In addition, BR obtained by polymerization using a catalyst containing a lanthanum series rare earth-containing compound described in JP-T-2003-514078 can also be used.

変性BRのビニル含量は、好ましくは35質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。ビニル含量が35質量%を超えると、低燃費性能が悪化する傾向がある。ビニル含量の下限は特に限定されない。
なお、本明細書において、変性BRのビニル含量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
The vinyl content of the modified BR is preferably 35% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less. If the vinyl content exceeds 35% by mass, the fuel efficiency tends to deteriorate. The lower limit of the vinyl content is not particularly limited.
In the present specification, the vinyl content (1,2-bonded butadiene unit amount) of the modified BR can be measured by infrared absorption spectrum analysis.

ゴム成分100質量%中の変性BRの含有量は、5質量%以上であり、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。5質量%未満であると、低燃費性能や耐摩耗性能を充分に改善できないおそれがある。該変性BRの含有量は、60質量%以下であり、好ましくは45質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。60質量%を超えると、HPNRの配合比率が少なくなり、所望の機械的強度が得られなくなるおそれがある。 The content of the modified BR in 100% by mass of the rubber component is 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more. If it is less than 5% by mass, the fuel efficiency and wear resistance may not be sufficiently improved. The content of the modified BR is 60% by mass or less, preferably 45% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 25% by mass or less. If it exceeds 60% by mass, the blending ratio of HPNR decreases, and the desired mechanical strength may not be obtained.

ゴム成分100質量%中のHPNR及び変性BRの合計含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%である。70質量%未満であると、低燃費性能及び耐摩耗性能の両立が困難となる場合がある。 The total content of HPNR and modified BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass. If it is less than 70% by mass, it may be difficult to achieve both low fuel consumption and wear resistance.

上記改質天然ゴム及び変性ブタジエンゴム以外に本発明に使用されるゴム成分としては、一般にタイヤ用ゴム組成物に使用されるジエン系ゴム等が挙げられる。ジエン系ゴムの具体例としては、上記改質天然ゴム以外の天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エポキシ化天然ゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In addition to the modified natural rubber and modified butadiene rubber, examples of the rubber component used in the present invention include diene rubbers generally used in rubber compositions for tires. Specific examples of the diene rubber include natural rubber (NR) other than the modified natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene. Examples include, but are not limited to, rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), and epoxidized natural rubber. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明では、シリカが使用される。変性BRとともにシリカを含有することにより、低燃費性能を向上できる。シリカとしては、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。 In the present invention, silica is used. By including silica together with the modified BR, fuel efficiency can be improved. Examples of silica include dry process silica (anhydrous silica), wet process silica (hydrous silica), and wet process silica is preferred because it has many silanol groups.

シリカのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは80m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは120m/g以上である。80m/g未満であると、シリカの補強効果が小さいため、耐摩耗性能が悪化する傾向がある。また、シリカのNSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは220m/g以下、更に好ましくは200m/g以下である。250m/gを超えると、シリカの分散性が低下する傾向がある。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 80 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, and further preferably 120 m 2 / g or more. When it is less than 80 m 2 / g, since the reinforcing effect of silica is small, the wear resistance performance tends to deteriorate. Further, N 2 SA of silica is preferably 250 m 2 / g or less, more preferably 220 m 2 / g or less, and further preferably 200 m 2 / g or less. When it exceeds 250 m 2 / g, the dispersibility of silica tends to be lowered.
The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.

シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以上、好ましくは12質量部以上である。10質量部未満では、充分な低燃費性能が得られないおそれがある。また、シリカの含有量は、60質量部以下であり、好ましくは45質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは18質量部以下である。60質量部を超えると、加工性が低下する傾向がある。 The content of silica is 10 parts by mass or more, preferably 12 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 10 parts by mass, sufficient fuel efficiency may not be obtained. The content of silica is 60 parts by mass or less, preferably 45 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less, and still more preferably 18 parts by mass or less. If it exceeds 60 parts by mass, the workability tends to decrease.

本発明では、シリカとともに、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられ、なかでも、加工性が良好であるという点から、スルフィド系シランカップリング剤を用いることが好ましい。また、スルフィド系シランカップリング剤としては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィドなどが挙げられ、なかでも、加工性が良好であるという点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドを用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a silane coupling agent together with silica. Examples of the silane coupling agent include sulfide-based, mercapto-based, vinyl-based, amino-based, glycidoxy-based, nitro-based, and chloro-based silane coupling agents. Among these, from the viewpoint of good processability. It is preferable to use a sulfide-based silane coupling agent. As sulfide-based silane coupling agents, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2- Triethoxysilylethyl) disulfide, and the like. Among them, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is preferably used from the viewpoint of good workability.

シランカップリング剤を含有する場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して2質量部以上が好ましく、4質量部以上がより好ましい。2質量部未満では、耐摩耗性能が悪化する傾向がある。また、シランカップリング剤の含有量は、15質量部以下が好ましく、13質量部以下がより好ましい。15質量部を超えると、シランカップリング剤の配合による耐摩耗性能の改善効果がみられず、コストの増大に見合った効果が得られない傾向がある。 When the silane coupling agent is contained, the content of the silane coupling agent is preferably 2 parts by mass or more and more preferably 4 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. If it is less than 2 parts by mass, the wear resistance performance tends to deteriorate. Moreover, 15 mass parts or less are preferable and, as for content of a silane coupling agent, 13 mass parts or less are more preferable. When it exceeds 15 parts by mass, the effect of improving the wear resistance performance due to the blending of the silane coupling agent is not seen, and the effect commensurate with the increase in cost tends to be not obtained.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができる。 The tire rubber composition of the present invention preferably contains carbon black. By blending carbon black, it is possible to enhance the reinforcement.

本発明のタイヤ用ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は90m/g以上が好ましく、100m/g以上がより好ましく、105m/gが更に好ましい。90m/g未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は200m/g以下が好ましく、150m/g以下がより好ましく、120m/g以下が更に好ましい。200m/gを超えると、カーボンブラックを良好に分散させるのが難しくなる傾向がある。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
If the rubber composition for a tire of the present invention contains carbon black, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably not less than 90m 2 / g, 100m 2 / g or more, more preferably, 105m 2 / g is more preferable. If it is less than 90 m < 2 > / g, there exists a possibility that sufficient reinforcement may not be obtained. Further, the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black is preferably 200 meters 2 / g or less, more preferably 150 meters 2 / g, more preferably 120 m 2 / g or less. If it exceeds 200 m 2 / g, it tends to be difficult to disperse carbon black well.
In addition, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is calculated | required by A method of JISK6217.

本発明のタイヤ用ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上である。10質量部未満では、補強性を充分に改善できないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは70質量部以下、より好ましくは50質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。70質量部を超えると、カーボンブラックを良好に分散させるのが難しくなる傾向がある。 When the tire rubber composition of the present invention contains carbon black, the carbon black content is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, and still more preferably, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 30 parts by mass or more. If it is less than 10 mass parts, there exists a possibility that reinforcing property cannot fully be improved. The carbon black content is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and still more preferably 40 parts by mass or less. If it exceeds 70 parts by mass, it tends to be difficult to disperse carbon black well.

本発明のゴム組成物において、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは35質量部以上、更に好ましくは45質量部以上である。また、上記合計含有量は、好ましくは130質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下、特に好ましくは60質量部以下である。上記範囲内とすることにより、良好な耐摩耗性能が得られる。また、上記合計含有量を減量しなくても良好な低燃費性能が得られる。 In the rubber composition of the present invention, the total content of carbon black and silica is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 35 parts by mass or more, and further preferably 45 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. is there. The total content is preferably 130 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, still more preferably 80 parts by mass or less, and particularly preferably 60 parts by mass or less. By setting it within the above range, good wear resistance can be obtained. In addition, good fuel efficiency can be obtained without reducing the total content.

本発明では、下記式(2)で表される化合物が使用される。該化合物を配合することにより、結合エネルギーが高く、熱安定性が高いCC結合をゴム組成物に保有させることができるため、良好な低燃費性能を維持しながら、耐摩耗性能及び耐劣化性能を改善することができる。

Figure 2011231295
(上記式(2)において、Aは炭素数2〜10のアルキレン基、R及びRは、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
アルキレン基としては、特に限定されず、直鎖状、分岐状、環状のものがあげられるが、なかでも、直鎖状のアルキレン基が好ましい。 In the present invention, a compound represented by the following formula (2) is used. By compounding the compound, the rubber composition can have a CC bond having high binding energy and high thermal stability, so that it has excellent wear resistance and deterioration resistance while maintaining good fuel efficiency. Can be improved.
Figure 2011231295
(In the above formula (2), A represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and R 6 and R 7 are the same or different and represent a monovalent organic group containing a nitrogen atom.)
The alkylene group is not particularly limited, and includes linear, branched, and cyclic groups. Among them, a linear alkylene group is preferable.

アルキレン基の炭素数は2〜10が好ましく、4〜8がより好ましい。アルキレン基の炭素数が1では、熱的な安定性が悪く、S−S結合から得られるメリットが得られない傾向があり、アルキレン基の炭素数が11以上では、S架橋鎖以上の長さとなってしまい、−S−に置換して、置き換わることが困難となる傾向がある。 2-10 are preferable and, as for carbon number of an alkylene group, 4-8 are more preferable. When the number of carbon atoms of the alkylene group is 1, the thermal stability tends to be poor, and there is a tendency that the merit obtained from the S—S bond cannot be obtained. Therefore, it tends to be difficult to replace with -S x- .

上記条件を満たすアルキレン基としては、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基などがあげられる。なかでも、ポリマー/ポリマー間の硫黄架橋にスムーズに置換し、熱的にも安定であるという理由から、ヘキサメチレン基が好ましい。 Examples of the alkylene group satisfying the above conditions include ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, decamethylene group and the like. Among them, a hexamethylene group is preferable because it smoothly substitutes for a polymer / polymer sulfur bridge and is thermally stable.

及びRとしては、チッ素原子を含む1価の有機基であれば特に限定されないが、芳香環を少なくとも1つ含むものが好ましく、炭素原子がジチオ基に結合したN−C(=S)−で表される結合基を含むものがより好ましい。 R 6 and R 7 are not particularly limited as long as they are monovalent organic groups containing a nitrogen atom, but those containing at least one aromatic ring are preferred, and N—C (= Those containing a linking group represented by S)-are more preferred.

及びRは、それぞれ同一でも、異なっていてもよいが、製造の容易さなどの理由から、同一であることが好ましい。 R 6 and R 7 may be the same or different from each other, but are preferably the same for reasons such as ease of production.

上記条件を満たす化合物としては、例えば、1,2−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)エタン、1,3−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)プロパン、1,4−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ブタン、1,5−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ペンタン、1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン、1,7−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘプタン、1,8−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)オクタン、1,9−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ノナン、1,10−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)デカンなどがあげられる。なかでも、熱的に安定であり、分極性に優れるという理由から、1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサンが好ましい。 Examples of the compound satisfying the above conditions include 1,2-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) ethane, 1,3-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) propane, 1, 4-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) butane, 1,5-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) pentane, 1,6-bis (N, N′-dibenzylthio) Carbamoyldithio) hexane, 1,7-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) heptane, 1,8-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) octane, 1,9-bis (N , N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) nonane, 1,10-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) decane and the like. Among these, 1,6-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) hexane is preferable because it is thermally stable and has excellent polarizability.

上記式(2)で表される化合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上であり、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは0.7質量部以上である。0.1質量部未満であると、上記式(2)で表される化合物を配合したことにより得られる効果が小さい傾向がある。上記式(2)で表される化合物の含有量は、10質量部以下であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは2.5質量部以下、更に好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1.5質量部以下である。10質量部を超えると、架橋密度が高くなり過ぎて、耐摩耗性能が悪化するおそれがある。 The content of the compound represented by the above formula (2) is 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. As mentioned above, More preferably, it is 0.7 mass part or more. There exists a tendency for the effect acquired by mix | blending the compound represented by the said Formula (2) that it is less than 0.1 mass part is small. The content of the compound represented by the formula (2) is 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, more preferably 2.5 parts by mass or less, still more preferably 2 parts by mass or less, particularly preferably. 1.5 parts by mass or less. If it exceeds 10 parts by mass, the crosslinking density becomes too high, and the wear resistance may be deteriorated.

本発明では、通常、硫黄が使用される。
硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。
In the present invention, sulfur is usually used.
Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur.

硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、更に好ましくは0.3質量部以上である。0.1質量部未満であると、加硫速度が遅くなり、生産性が悪化するおそれがある。硫黄の含有量は、好ましくは2.5質量部以下、より好ましくは1.7質量部以下、更に好ましくは1.3質量部以下、特に好ましくは0.7質量部以下である。2.5質量部を超えると、老化後のゴム物性変化が大きくなるおそれがある。 The sulfur content is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, and still more preferably 0.3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 0.1 parts by mass, the vulcanization rate will be slow, and the productivity may be deteriorated. The sulfur content is preferably 2.5 parts by mass or less, more preferably 1.7 parts by mass or less, still more preferably 1.3 parts by mass or less, and particularly preferably 0.7 parts by mass or less. If the amount exceeds 2.5 parts by mass, the change in physical properties of rubber after aging may increase.

本発明のタイヤ用ゴム組成物に硫黄が使用される場合、硫黄及び上記式(2)で表される化合物の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは1.2質量部以上である。1質量部未満であると、加硫速度が遅くなる傾向がある。該合計含有量は、好ましくは3質量部以下であり、より好ましくは2.5質量部以下、更に好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1.7質量部以下である。3質量部を超えると、架橋密度が高くなり過ぎて、耐摩耗性能が悪化するおそれがある。 When sulfur is used in the rubber composition for tires of the present invention, the total content of sulfur and the compound represented by the above formula (2) is preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 1.2 parts by mass or more. If it is less than 1 part by mass, the vulcanization rate tends to be slow. The total content is preferably 3 parts by mass or less, more preferably 2.5 parts by mass or less, still more preferably 2 parts by mass or less, and particularly preferably 1.7 parts by mass or less. When it exceeds 3 parts by mass, the crosslinking density becomes too high, and the wear resistance may be deteriorated.

硫黄の含有量(質量)/式(2)で表される化合物の含有量(質量)は、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.3以上である。0.05未満であると、加硫速度が遅くなる傾向がある。また、該質量比は、好ましくは2.5以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1以下である。2.5を超えると、上記式(2)で表される化合物を配合する効果が充分に得られないおそれがある。 The content (mass) of the compound represented by the sulfur content (mass) / formula (2) is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 or more, and still more preferably 0.3 or more. If it is less than 0.05, the vulcanization rate tends to be slow. The mass ratio is preferably 2.5 or less, more preferably 1.5 or less, and still more preferably 1 or less. When it exceeds 2.5, there exists a possibility that the effect of mix | blending the compound represented by the said Formula (2) may not fully be acquired.

本発明では、通常、加硫促進剤が使用される。加硫促進剤としては、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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(CBS)、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(DZ)、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、N,N’−ジフェニルグアニジン(DPG)などが挙げられる。なかでも、加硫速度をコントロールしやすいという理由からTBBS、CBS、DZなどのスルフェンアミド系加硫促進剤が好ましく、TBBSがより好ましい。 In the present invention, a vulcanization accelerator is usually used. Examples of the vulcanization accelerator include N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), N, N′-dicyclohexyl-2- Examples include benzothiazolylsulfenamide (DZ), mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazolyl disulfide (MBTS), N, N′-diphenylguanidine (DPG), and the like. Of these, sulfenamide-based vulcanization accelerators such as TBBS, CBS, and DZ are preferred, and TBBS is more preferred because the vulcanization rate can be easily controlled.

本発明では、オイルが使用されてもよい。本発明のタイヤ用ゴム組成物において、オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは1質量部以下、更に好ましくは0質量部(実質的に含有しない)である。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、HPNRの使用により、NRの使用に比べてムーニー粘度を低減できるため、良好な加工性を維持しながら、オイルを減量することができる。 In the present invention, oil may be used. In the rubber composition for tires of the present invention, the oil content is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, still more preferably 0 parts by mass (substantially) with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Not contained). Since the rubber composition for tires of the present invention can reduce Mooney viscosity by using HPNR as compared with the use of NR, the amount of oil can be reduced while maintaining good processability.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。該ゴム組成物は、タイヤの各部材に使用でき、なかでも、重荷重用タイヤ(特にトラック・バス用)のトレッド(キャップトレッド)に好適に使用できる。 The tire rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like and then vulcanizing. The rubber composition can be used for each member of a tire, and in particular, can be suitably used for a tread (cap tread) of a heavy duty tire (especially for trucks and buses).

本発明の重荷重用タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどのタイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の重荷重用タイヤを製造することができる。
The heavy duty tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition.
That is, a rubber composition containing the above components is extruded in accordance with the shape of a tire member such as a tread at an unvulcanized stage, and is molded together with other tire members by a normal method on a tire molding machine. Thus, an unvulcanized tire is formed. By heating and pressurizing this unvulcanized tire in a vulcanizer, the heavy duty tire of the present invention can be produced.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴムラテックス:タイテックス社から入手したフィールドラテックスを使用
界面活性剤:花王(株)製のEmal−E(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム)
NaOH:和光純薬工業(株)製のNaOH
NR:TSR20
HPNR(ケン化処理天然ゴム):下記製造例1より得られた固形ゴム
BR:日本ゼオン(株)製のNipol BR1220(ビニル含量:1質量%、非変性)
変性BR:住友化学(株)製の変性ブタジエンゴム(ビニル含量:15質量%、上記式(1)のR、R及びR=−OCH、R及びR=−CHCH、n=3)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(NSA:111m/g)
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(NSA:175m/g、平均一次粒子径:15nm)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
老化防止剤:FLEXSYS(株)製の老化防止剤6C(SANTOFLEX 6PPD)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華2種
VP KA9188:ランクセス社製のVP KA9188(1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
Natural rubber latex: Field latex obtained from Taitex Co., Ltd. Surfactant: Emal-E (Polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate) manufactured by Kao Corporation
NaOH: NaOH manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
NR: TSR20
HPNR (saponified natural rubber): Solid rubber BR obtained from Production Example 1 below: Nipol BR1220 (vinyl content: 1% by mass, unmodified) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
Modified BR: Modified butadiene rubber manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (vinyl content: 15% by mass, R 1 , R 2 and R 3 of formula (1) = — OCH 3 , R 4 and R 5 = —CH 2 CH 3 , n = 3)
Carbon Black: Show Black N220 (N 2 SA: 111 m 2 / g) manufactured by Cabot Japan
Silica: ULTRASIL VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g, average primary particle size: 15 nm)
Silane coupling agent: Si266 (bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide) manufactured by Degussa
Wax: Sannoc Wax anti-aging agent manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd .: Anti-aging agent 6C (SANTOFLEX 6PPD) manufactured by FLEXSYS Co., Ltd.
Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: 2 types of zinc white VP KA9188 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: VP KA9188 manufactured by LANXESS (1,6-bis (N, N′-dibenzylthiocarbamoyldithio) hexane)
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Noxeller NS manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

(アルカリによる改質天然ゴムの作製)
製造例1
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、天然ゴムラテックス1000gに対し、Emal−E10gとNaOH20gを加え、室温で48時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。このラテックスに水を添加してDRC15%(w/v)となるまで希釈した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0〜4.5に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水1000mlで洗浄を繰り返し、その後110℃で2時間乾燥して固形ゴム(ケン化天然ゴム)を得た。
(Production of modified natural rubber with alkali)
Production Example 1
After adjusting the solid rubber latex solids concentration (DRC) to 30% (w / v), 1000 g of natural rubber latex was added with 10 g of Emal-E and 20 g of NaOH, followed by saponification at room temperature for 48 hours. Natural rubber latex was obtained. Water was added to the latex to dilute to DRC 15% (w / v), and then formic acid was added with slow stirring to adjust the pH to 4.0 to 4.5 to cause aggregation. The agglomerated rubber was pulverized, washed repeatedly with 1000 ml of water, and then dried at 110 ° C. for 2 hours to obtain a solid rubber (saponified natural rubber).

製造例1により得られた固形ゴム及びTSRについて以下に示す方法により、窒素含有量、リン含有量、ゲル含有率を測定した。結果を表1に示す。 With respect to the solid rubber and TSR obtained in Production Example 1, the nitrogen content, phosphorus content, and gel content were measured by the methods described below. The results are shown in Table 1.

(窒素含有量の測定)
窒素含有量は、CHN CORDER MT−5(ヤナコ分析工業社製)を用いて測定した。測定には、まずアンチピリンを標準物質として、窒素含有量を求めるための検量線を作製した。次いで、製造例で得られたケン化天然ゴム又はTSRのサンプル約10mgを秤量し、3回の測定結果から平均値を求めて、試料の窒素含有量とした。
(Measurement of nitrogen content)
The nitrogen content was measured using CHN CORDER MT-5 (manufactured by Yanaco Analytical Industries). For the measurement, first, a calibration curve for determining the nitrogen content was prepared using antipyrine as a standard substance. Next, about 10 mg of the saponified natural rubber or TSR sample obtained in the production example was weighed, and the average value was obtained from the measurement results of three times to obtain the nitrogen content of the sample.

(リン含有量の測定)
ICP発光分析装置(ICPS−8100、島津製作所(株)製)を使用してリン含有量を求めた。
また、リンの31P−NMR測定は、NMR分析装置(400MHz、AV400M、日本ブルカー社製)を使用し、80%リン酸水溶液のP原子の測定ピークを基準点(0ppm)として、クロロホルムにより生ゴムより抽出した成分を精製し、CDClに溶解して測定した。
(Measurement of phosphorus content)
The phosphorus content was determined using an ICP emission spectrometer (ICPS-8100, manufactured by Shimadzu Corporation).
In addition, 31 P-NMR measurement of phosphorus uses an NMR analyzer (400 MHz, AV400M, manufactured by Nippon Bruker Co., Ltd.), and uses a measurement peak of P atom in an 80% aqueous phosphoric acid solution as a reference point (0 ppm), and raw rubber with chloroform. More extracted components were purified, dissolved in CDCl 3 and measured.

(ゲル含有率の測定)
1mm×1mmに切断した生ゴムのサンプル70.00mgを計り取り、これに35mLのトルエンを加え1週間冷暗所に静置した。次いで、遠心分離に付してトルエンに不溶のゲル分を沈殿させ上澄みの可溶分を除去し、ゲル分のみをメタノールで固めた後、乾燥し質量を測定した。次の式によりゲル含有率(%)を求めた。
ゲル含有率(質量%)=[乾燥後の質量mg/最初のサンプル質量mg]×100
(Measurement of gel content)
A raw rubber sample 70.00 mg cut to 1 mm × 1 mm was weighed, 35 mL of toluene was added thereto, and the mixture was allowed to stand in a cool dark place for 1 week. Subsequently, centrifugation was performed to precipitate a gel component insoluble in toluene, the soluble component of the supernatant was removed, and only the gel component was solidified with methanol, and then dried and the mass was measured. The gel content (%) was determined by the following formula.
Gel content (mass%) = [mass mg after drying / mg of initial sample] × 100

Figure 2011231295
Figure 2011231295

表1に示すように、ケン化天然ゴム(HPNR)は、TSRに比べて、窒素含有量、リン含有量、ゲル含有率が低減していた。また、製造例1において得られた改質天然ゴムから抽出した抽出物の31P NMR測定において、−3ppm〜1ppmにリン脂質によるピークを検出しなかった。 As shown in Table 1, the saponified natural rubber (HPNR) had a reduced nitrogen content, phosphorus content, and gel content as compared to TSR. Further, in the 31 P NMR measurement of an extract obtained by extracting from the modified natural rubber obtained in Production Example 1 it did not detect the peak due to phospholipids -3Ppm~1ppm.

<実施例及び比較例>
表2に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を150℃で30分間、2mm厚の金型でプレスし、加硫ゴム組成物を得た。これを新品ゴムとして、以下の試験を行った。
<Examples and Comparative Examples>
According to the formulation shown in Table 2, using a 1.7 L Banbury mixer, chemicals other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded to obtain a kneaded product. Next, using an open roll, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded into the obtained kneaded material to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was pressed with a 2 mm-thick mold at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a vulcanized rubber composition. The following tests were conducted using this as a new rubber.

(発熱性能指数)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各配合のtanδを測定し、比較例3のtanδを100として、各配合のtanδを指数表示した。数値が小さいほど発熱しにくく、低燃費性能に優れることを示す。
(発熱性能指数)=(各配合のtanδ)/(比較例3のtanδ)×100
(Heat generation performance index)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), tan δ of each formulation was measured under the conditions of a temperature of 70 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%. The tan δ of each formulation was displayed as an index. A smaller value indicates less heat generation and better fuel efficiency.
(Heat generation performance index) = (tan δ of each formulation) / (tan δ of Comparative Example 3) × 100

(耐摩耗性能指数)
岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用い、表面回転速度50m/min、負荷荷重3.0kg、かつ落砂量15g/minでスリップ率20%の条件下にて上記加硫ゴム組成物のランボーン摩耗量を測定した。そして、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、比較例3の容積損失量を100として、下記計算式により、各配合の容積損失量を指数表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性能に優れることを示す。
(耐摩耗性能指数)=(比較例3の容積損失量)/(各配合の容積損失量)×100
(Abrasion resistance index)
Using a lambourne wear tester manufactured by Iwamoto Seisakusho, lambourne wear of the above vulcanized rubber composition under conditions of a surface rotation speed of 50 m / min, a load load of 3.0 kg, a sandfall of 15 g / min and a slip rate of 20%. The amount was measured. Then, the volume loss amount was calculated from the measured amount of Lambourn wear, and the volume loss amount of Comparative Example 3 was set to 100, and the volume loss amount of each formulation was displayed as an index according to the following formula. It shows that it is excellent in abrasion resistance performance, so that a numerical value is large.
(Abrasion resistance index) = (volume loss amount of Comparative Example 3) / (volume loss amount of each formulation) × 100

(耐劣化性能指数)
上記加硫ゴム組成物を80℃のオーブンで7日間熱劣化させ、これを劣化品とした。
JIS K6251に準じて引張試験を行い、上記劣化品の破断伸びを測定した。そして、比較例3の破断伸びを100として、下記計算式により、各配合の破断伸びを指数表示した。数値が大きいほど、耐劣化性能に優れることを示す。
(耐劣化性能指数)=(各配合の破断伸び)/(比較例3の破断伸び)×100
(Degradation resistance index)
The vulcanized rubber composition was thermally deteriorated in an oven at 80 ° C. for 7 days to obtain a deteriorated product.
A tensile test was performed according to JIS K6251 to measure the elongation at break of the deteriorated product. And the breaking elongation of the comparative example 3 was set to 100, and the breaking elongation of each formulation was indicated by an index according to the following formula. It shows that it is excellent in deterioration-resistant performance, so that a numerical value is large.
(Deterioration resistance index) = (Elongation at break for each formulation) / (Elongation at break in Comparative Example 3) × 100

Figure 2011231295
Figure 2011231295

表2より、HPNR、変性BR、シリカ及びVP KA9188を含む実施例では、耐摩耗性能、耐劣化性能及び低燃費性能をバランス良く向上できた。一方、上記成分を併用していない比較例は、実施例と比べ性能が劣っていた。 From Table 2, in the examples including HPNR, modified BR, silica, and VP KA9188, the wear resistance performance, the degradation resistance performance, and the low fuel consumption performance could be improved in a balanced manner. On the other hand, the comparative example which does not use the said component together was inferior in performance compared with the Example.

Claims (7)

ゴム成分、シリカ及び下記式(2)で表される化合物を含み、
前記ゴム成分は、リン含有量が200ppm以下である改質天然ゴムと下記式(1)で表される化合物により変性された変性ブタジエンゴムとを含み、
前記ゴム成分100質量%中、改質天然ゴムの含有量が40〜95質量%であり、変性ブタジエンゴムの含有量が5〜60質量%であり、
前記ゴム成分100質量部に対して、下記式(2)で表される化合物の含有量が0.1〜10質量部であり、シリカの含有量が10〜60質量部であるタイヤ用ゴム組成物。
Figure 2011231295
(式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子、アルキル基又は環状エーテル基を表す。nは整数を表す。)
Figure 2011231295
(式(2)において、Aは炭素数2〜10のアルキレン基、R及びRは、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
Including a rubber component, silica and a compound represented by the following formula (2),
The rubber component includes a modified natural rubber having a phosphorus content of 200 ppm or less and a modified butadiene rubber modified with a compound represented by the following formula (1):
In 100% by mass of the rubber component, the content of the modified natural rubber is 40 to 95% by mass, the content of the modified butadiene rubber is 5 to 60% by mass,
The rubber composition for tires in which the content of the compound represented by the following formula (2) is 0.1 to 10 parts by mass and the silica content is 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. object.
Figure 2011231295
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group, a mercapto group, or a derivative thereof. R 4 and R 5 is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cyclic ether group, and n represents an integer.)
Figure 2011231295
(In Formula (2), A represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and R 6 and R 7 are the same or different and each represents a monovalent organic group containing a nitrogen atom.)
前記改質天然ゴムのトルエン不溶分として測定されるゲル含有率が20質量%以下である請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for tires according to claim 1, wherein the modified natural rubber has a gel content measured as a toluene insoluble content of 20% by mass or less. 前記改質天然ゴムは、クロロホルム抽出物の31P NMR測定において、−3ppm〜1ppmにリン脂質によるピークが存在せず、実質的にリン脂質が存在しない請求項1又は2に記載のタイヤ用ゴム組成物。 3. The tire rubber according to claim 1, wherein the modified natural rubber has no phospholipid peak at -3 ppm to 1 ppm and substantially no phospholipid in 31 P NMR measurement of a chloroform extract. Composition. 前記改質天然ゴムの窒素含有量が0.3質量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the modified natural rubber has a nitrogen content of 0.3 mass% or less. 前記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理して得られたものである請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to any one of claims 1 to 4, wherein the modified natural rubber is obtained by saponifying natural rubber latex. 重荷重用タイヤのトレッドに使用される請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 5, which is used for a tread of a heavy load tire. 請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する重荷重用タイヤ。
A heavy duty tire having a tread produced using the rubber composition according to claim 1.
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