JP2014080535A - Coupling agent for rubber-carbon black and rubber composition for tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム・カーボンブラック用カップリング剤及びそれを含むタイヤ用ゴム組成物に関するものである。 The present invention relates to a rubber / carbon black coupling agent and a tire rubber composition containing the same.
近年、環境への関心が高まるにつれ、自動車に対する低燃費化の要請が高まっている。自動車の低燃費化には、タイヤの特性が大きな影響を及ぼすことから、このような目的に適ったタイヤ用ゴム組成物が強く望まれている。一方、走行安全性の面から、湿潤路面でのグリップ力、即ち「ウエットグリップ力」も重視されている。低燃費特性を改善するためには、タイヤの転がり抵抗を小さくすることが必要であるが、転がり抵抗を小さくすると、ウエットグリップ力が低下することになる。 In recent years, as the interest in the environment has increased, there has been an increasing demand for lower fuel consumption for automobiles. A tire rubber composition suitable for such a purpose is strongly desired because the characteristics of the tire have a great influence on the reduction in fuel consumption of automobiles. On the other hand, in terms of running safety, the grip force on a wet road surface, that is, “wet grip force” is also emphasized. In order to improve the low fuel consumption characteristics, it is necessary to reduce the rolling resistance of the tire. However, when the rolling resistance is reduced, the wet grip force is reduced.
ウエットグリップ力を保持しつつ、転がり抵抗の小さいタイヤを開発する手法の一つとして、ゴムの補強剤として配合されているカーボンブラックとゴム分子間の化学結合を強固にし、ゴム組成物中でのカーボンブラックの分散性を向上させるゴム・カーボンブラック用カップリング剤の検討が進められている。 As one of the methods to develop tires with low rolling resistance while maintaining wet grip strength, the chemical bond between carbon black and rubber molecules compounded as a rubber reinforcing agent is strengthened, and in rubber compositions Studies are underway on coupling agents for rubber and carbon black that improve the dispersibility of carbon black.
従来、ゴム・カーボンブラック用カップリング剤として検討されてきたものの多くは、アミノ基含有化合物であり、カーボンブラック表面に存在するカルボニル基及びカルボキシル基とアミノ基との酸塩基相互作用による結合の効果が期待されるからである。
例えば、特許文献1には、ジアルキルアミノ基含有硫黄化合物をゴム・カーボンブラック用カップリング剤として利用することが報告されている。
また、特許文献2には、第4級アンモニウム塩の1つであるイミニウムイオン基がカーボンブラック表面へ強固に結合する特性を利用して、第4級アンモニウム塩構造を有する有機スルフィド化合物をゴム・カーボンブラック用カップリング剤として利用することが報告されている。
Many of the coupling agents for rubber and carbon black that have been studied so far are amino group-containing compounds, and the effect of acid-base interaction between the carbonyl group, carboxyl group and amino group present on the carbon black surface. This is because it is expected.
For example, Patent Document 1 reports that a dialkylamino group-containing sulfur compound is used as a coupling agent for rubber and carbon black.
In addition, Patent Document 2 discloses an organic sulfide compound having a quaternary ammonium salt structure as a rubber by utilizing the property that an iminium ion group, which is one of quaternary ammonium salts, is firmly bonded to the surface of carbon black.・ It has been reported to be used as a coupling agent for carbon black.
しかしながら、何れの場合においても、加硫・成形して得られるタイヤの転がり抵抗の低減効果は、未だ満足すべきものではなかった。 However, in any case, the effect of reducing the rolling resistance of the tire obtained by vulcanization and molding has not yet been satisfactory.
本発明は、優れたウエットグリップ性能及び低燃費性能を発揮するタイヤの原料として好適なゴム・カーボンブラック用カップリング剤及びタイヤ用のゴム組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rubber / carbon black coupling agent and a tire rubber composition that are suitable as a raw material for tires that exhibit excellent wet grip performance and low fuel consumption performance.
本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、化学式(I)〜(III)で示されるジスルフィド化合物をゴム・カーボンブラック用カップリング剤として使用することにより、所期の目的を達成することを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、第1の発明は、化学式(I)〜(III)で示されるジスルフィド化合物から選ばれた一種または二種以上を成分とすることを特徴とするゴム・カーボンブラック用カップリング剤である。
第2の発明は、ジエン系ゴム100重量部に対して、カーボンブラックを10〜100重量部配合し、該カーボンブラック100重量部に対して、第1の発明に記載のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を0.5〜30重量部配合したことを特徴とするゴム組成物である。
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have used the disulfide compound represented by the chemical formulas (I) to (III) as a coupling agent for rubber and carbon black. The inventors have found that the purpose of the period can be achieved and have completed the present invention.
That is, the first invention is a coupling agent for rubber and carbon black characterized in that one or more selected from disulfide compounds represented by chemical formulas (I) to (III) are used as components.
According to a second invention, 10 to 100 parts by weight of carbon black is blended with 100 parts by weight of the diene rubber, and the rubber / carbon black cup according to the first invention is added with respect to 100 parts by weight of the carbon black. A rubber composition containing 0.5 to 30 parts by weight of a ring agent.
本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤の成分であるジスルフィド化合物は、分子内にアミノ基を有する複素環を有しているので、カーボンブラックと共にゴムに配合した場合には、カーボンブラック表面との酸塩基相互作用に加えて、カーボンブラック表面のベンゼン環とのπ電子相互作用によるカーボンブラックとの結合が期待される。
この結果、本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を配合したゴム組成物をタイヤの原料に用いた場合には、優れたウエットグリップ力を保持したまま、転がり抵抗を低減し、低燃費性能が向上したタイヤとすることができる。
Since the disulfide compound which is a component of the coupling agent for rubber and carbon black of the present invention has a heterocyclic ring having an amino group in the molecule, the carbon black surface and In addition to the acid-base interaction, a bond with carbon black is expected due to the π-electron interaction with the benzene ring on the surface of carbon black.
As a result, when the rubber composition containing the coupling agent for rubber and carbon black of the present invention is used as a raw material for tires, rolling resistance is reduced while maintaining excellent wet grip force, and fuel efficiency performance is reduced. The tire can be improved.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤の成分であるジスルフィド化合物は、化学式(I)〜(III)で示されるものであり、分子の両末端が芳香族複素環を主骨格とする左右対称のジスルフィド構造(ビス体構造)を有している。 The disulfide compound that is a component of the coupling agent for rubber and carbon black of the present invention is represented by the chemical formulas (I) to (III), and is bilaterally symmetrical with both ends of the molecule having an aromatic heterocyclic ring as the main skeleton. It has a disulfide structure (bis structure).
当該化合物としては、例えば、
ビスベンズイミダゾリル−2−ジスルフィド、
ビス5−メチルベンズイミダゾリル−2−ジスルフィド、
ビス5−エチルベンズイミダゾリル−2−ジスルフィド、
ビス5−アミノチアジアゾリル−2−ジスルフィド、
ビス5−メチルアミノチアジアゾリル−2−ジスルフィド、
ビス5−エチルアミノチアジアゾリル−2−ジスルフィド、
ビス1,2,4−トリアゾリル−3−ジスルフィド
等が挙げられる。なお、ゴム・カーボンブラック用カップリング剤の成分として、これらのジスルフィド化合物を組み合わせて使用してもよい。
As the compound, for example,
Bisbenzimidazolyl-2-disulfide,
Bis 5-methylbenzimidazolyl-2-disulfide,
Bis 5-ethylbenzimidazolyl-2-disulfide,
Bis 5-aminothiadiazolyl-2-disulfide,
Bis 5-methylaminothiadiazolyl-2-disulfide,
Bis 5-ethylaminothiadiazolyl-2-disulfide,
Examples thereof include bis1,2,4-triazolyl-3-disulfide. These disulfide compounds may be used in combination as a component of the coupling agent for rubber / carbon black.
このようなジスルフィド化合物は、前駆体となるチオール基含有複素環化合物を、過酸化水素で酸化することによって、容易に合成することができる。 Such a disulfide compound can be easily synthesized by oxidizing a thiol group-containing heterocyclic compound as a precursor with hydrogen peroxide.
チオール基含有複素環化合物としては、例えば、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプト−5−メチルベンズイミダゾール、2−メルカプト−5−エチルベンズイミダゾール、2−メルカプト−5−アミノチアジアゾール、2−メルカプト−5−メチルアミノチアジアゾール、2−メルカプト−5−エチルアミノチアジアゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール等が挙げられる。 Examples of the thiol group-containing heterocyclic compound include 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-5-methylbenzimidazole, 2-mercapto-5-ethylbenzimidazole, 2-mercapto-5-aminothiadiazole, 2-mercapto- Examples include 5-methylaminothiadiazole, 2-mercapto-5-ethylaminothiadiazole, 3-mercapto-1,2,4-triazole and the like.
チオール含有複素環化合物と過酸化水素水との反応において、その反応時間や反応温度については特に限定されないが、反応温度は20〜110℃であることが好ましく、40〜80℃であることがより好ましい。反応時間は0.5〜8時間であることが好ましく、1〜4時間であることがより好ましい。反応で用いる溶媒としては、特に限定されないが、工業的製法においては、水またはメタノールが好ましい。 In the reaction between the thiol-containing heterocyclic compound and the hydrogen peroxide solution, the reaction time and reaction temperature are not particularly limited, but the reaction temperature is preferably 20 to 110 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. preferable. The reaction time is preferably 0.5 to 8 hours, more preferably 1 to 4 hours. Although it does not specifically limit as a solvent used by reaction, In an industrial manufacturing method, water or methanol is preferable.
反応により生成した当該ジスルフィド化合物は、反応液中に析出する。その後、これをろ取し、溶剤で洗浄することにより単離精製される。この洗浄の際に用いる溶剤としては、生成物が溶解しにくいものであれば特に制限されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、トルエン、アセトニトリル、ジオキサン等が挙げられる。 The said disulfide compound produced | generated by reaction precipitates in a reaction liquid. Then, it is isolated and purified by filtering it and washing with a solvent. The solvent used in this washing is not particularly limited as long as the product is difficult to dissolve, and examples thereof include water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, toluene, acetonitrile, and dioxane.
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムに、カーボンブラックと共に本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を配合して、混練することにより調製することができる。 The rubber composition of the present invention can be prepared by blending the rubber / carbon black coupling agent of the present invention together with carbon black in a diene rubber and kneading.
本発明のゴム組成物においては、ジエン系ゴム100重量部に対して、カーボンブラックを10〜100重量部の割合で配合することが好ましく、30〜80重量部の割合で配合することがより好ましい。カーボンブラックの配合量が10重量部未満では、加硫・成形したゴムの耐摩耗性が低下するので好ましくない。また、100重量部を超えると、加硫前における混練時のゴム組成物が増粘して加工性が低下する。 In the rubber composition of the present invention, carbon black is preferably blended at a rate of 10 to 100 parts by weight, more preferably 30 to 80 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of diene rubber. . If the blending amount of carbon black is less than 10 parts by weight, the abrasion resistance of the vulcanized and molded rubber is lowered, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the rubber composition at the time of kneading before vulcanization is thickened and the processability is lowered.
本発明のゴム組成物においては、カーボンブラック100重量部に対して、本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を0.5〜30重量部の割合で配合することが好ましく、1〜20重量部の割合で配合することがより好ましい。ゴム・カーボンブラック用カップリング剤の配合量が0.5重量部未満では、加硫・成形して得られるタイヤの転がり抵抗の十分な低減効果が得られない。また、ゴム・カーボンブラック用カップリング剤の配合量が30重量部を超えても、同低減効果はほぼ頭打ちとなり、ゴム・カーボンブラック用カップリング剤の使用量が増えるばかりで経済的ではない。 In the rubber composition of the present invention, the rubber / carbon black coupling agent of the present invention is preferably blended at a ratio of 0.5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black, and 1 to 20 parts by weight. More preferably, it is blended at a ratio of parts. When the blending amount of the rubber / carbon black coupling agent is less than 0.5 parts by weight, the effect of sufficiently reducing the rolling resistance of the tire obtained by vulcanization and molding cannot be obtained. Further, even if the blending amount of the rubber / carbon black coupling agent exceeds 30 parts by weight, the effect of the reduction is almost flat, and the amount of use of the rubber / carbon black coupling agent increases, which is not economical.
本発明のゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、従来からゴム工業の分野において使用されているものを特に制限なく使用することができるが、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)等を好ましく使用できる。これらのジエン系ゴムは、単独または組み合わせて使用することができる。 As the diene rubber compounded in the rubber composition of the present invention, those conventionally used in the field of rubber industry can be used without particular limitation. For example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR ), Butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), chloroprene rubber (CR) and the like can be preferably used. These diene rubbers can be used alone or in combination.
本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックについては、その窒素吸着比表面積(BET法)が50〜250m2/gであることが好ましく、70〜230m2/gであることがより好ましい。窒素吸着比表面積が50m2/g未満では、加硫・成形したゴムの耐摩耗性が低下し、250m2/gを超えると、加硫前におけるゴム組成物が増粘して加工性が低下する。
また、ゴム組成物の補強性や加工性を良好に維持するためには、カーボンブラックのDBP給油量が、60〜150ml/100gであることが好ましく、80〜140ml/100gであることがより好ましい。DBP給油量が60ml/100g未満では、加硫・成形したゴムの補強性が低下し、150ml/100gを超えると、加硫前におけるゴム組成物の加工性が低下する。
The carbon black compounded in the rubber composition of the present invention, preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (BET method) is 50 to 250 m 2 / g, more preferably 70~230m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area is less than 50 m 2 / g, the abrasion resistance of the vulcanized and molded rubber is lowered, and when it exceeds 250 m 2 / g, the rubber composition before vulcanization is thickened and the workability is lowered. To do.
Moreover, in order to maintain the reinforcing property and processability of the rubber composition satisfactorily, the DBP oil supply amount of the carbon black is preferably 60 to 150 ml / 100 g, more preferably 80 to 140 ml / 100 g. . When the DBP oil supply amount is less than 60 ml / 100 g, the reinforcing property of the vulcanized and molded rubber is lowered, and when it exceeds 150 ml / 100 g, the processability of the rubber composition before vulcanization is lowered.
本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックとしては、特に限定されず、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックやチャンネルブラック等が使用可能であるが、タイヤ用としての観点から、ファーネスブラックを好ましく使用することができる。
ファーネスブラックとしては、旭カーボン社製の旭#70や東海カーボン社のシーストG−3等の市販品が使用できる。
The carbon black to be blended in the rubber composition of the present invention is not particularly limited. For example, furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and the like can be used. From the viewpoint of tire use, furnace black is preferable. Can be used.
As the furnace black, commercially available products such as Asahi # 70 manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. and Seast G-3 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. can be used.
本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤は、ジエン系ゴムにカーボンブラックを混合する前、または、ジエン系ゴムとカーボンブラックとの混合中に添加する事が好ましい。 The rubber / carbon black coupling agent of the present invention is preferably added before carbon black is mixed with diene rubber or during mixing of diene rubber and carbon black.
本発明のゴム組成物には、ジエン系ゴム100重量部に対して、加硫剤として、可溶性硫黄や不溶性硫黄等の硫黄成分を0.5〜10重量部配合することが好ましく、2〜5重量部配合することがより好ましい。これらの硫黄成分は、単独または組み合わせて使用することができる。 The rubber composition of the present invention preferably contains 0.5 to 10 parts by weight of a sulfur component such as soluble sulfur or insoluble sulfur as a vulcanizing agent with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. It is more preferable to blend by weight. These sulfur components can be used alone or in combination.
本発明のゴム組成物には、本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤、ジエン系ゴム、カーボンブラックの他に、従来からゴム用に一般的に使用されているシリカやクレー、タルク等の補強剤や充填剤を配合することができる。これら補強剤や充填剤の配合量も一般的な量とすることができるが、ジエン系ゴム100重量部に対して、40〜120重量部の割合で配合することが好ましい。 In addition to the coupling agent for rubber and carbon black of the present invention, diene rubber, and carbon black, the rubber composition of the present invention includes silica, clay, talc and the like that have been conventionally used for rubber. Reinforcing agents and fillers can be blended. The compounding amount of these reinforcing agents and fillers can also be a general amount, but it is preferably compounded at a ratio of 40 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
また本発明のゴム組成物には、この種のゴム配合成分として一般的に使用されているスルフェンアミド系等の加硫促進剤、酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化マグネシウム等の加硫促進助剤、ナフテンオイル系、アロマオイル系等のプロセスオイル、ステアリン酸等の分散剤(ワックス)、老化防止剤、更には酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、素練り促進剤、粘着樹脂、加硫遅延剤等を本発明の効果を損なわない範囲において配合することができる。 Further, the rubber composition of the present invention includes a vulcanization accelerator such as a sulfenamide generally used as a rubber compounding component of this type, a vulcanization accelerator such as zinc oxide (zinc white), and magnesium oxide. Agent, process oil such as naphthenic oil and aroma oil, dispersant (wax) such as stearic acid, anti-aging agent, antioxidant, ozone crack inhibitor, peptizer, adhesive resin, vulcanization delay An agent etc. can be mix | blended in the range which does not impair the effect of this invention.
本発明のゴム組成物は、前述の原料をバンバリーミキサーや、オープンロール等の混練機を用いて混練することによって得られる。そして、例えば、カーカスやベルト、ビード、トレッド等のタイヤ用ゴム部材として加硫・成形される。 The rubber composition of the present invention can be obtained by kneading the above-described raw materials using a Banbury mixer or a kneader such as an open roll. For example, it is vulcanized and molded as a tire rubber member such as a carcass, a belt, a bead, or a tread.
以下、本発明を対照試験、実施例及び比較例によって説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。なお、これらにおいて使用した主な原材料は、以下のとおりである。 Hereinafter, although this invention is demonstrated with a control test, an Example, and a comparative example, this invention is not restrict | limited to these. The main raw materials used in these are as follows.
[原材料]
・NR:チョンハットン社製、商品名「SMR−CV60」
・SBR:日本ゼオン社製、商品名「ニポール1723」
・カーボンブラック:旭カーボン社製、商品名「旭♯70」、BET比表面積77m2/g、DBP給油量101ml/100g
・プロセスオイル:出光興産社製、商品名「アロマックス3」
・ステアリン酸:ミヨシ油脂社製、商品名「MXST」
・亜鉛華:正同化学工業社製、商品名「酸化亜鉛2種」
・加硫剤:四国化成工業社製、不溶性硫黄、商品名「ミュークロンOT20」
・加硫促進剤:大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーCZ−G」
・老化防止剤:大内新興化学工業社製、商品名「ノクラック6C」
[raw materials]
・ NR: Product name “SMR-CV60” manufactured by Chong Hutton
・ SBR: Product name “Nipol 1723” manufactured by ZEON Corporation
Carbon black: manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., trade name “Asahi # 70”, BET specific surface area 77 m 2 / g, DBP oil supply 101 ml / 100 g
・ Process oil: Made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., trade name “Aromax 3”
・ Stearic acid: manufactured by Miyoshi Oil & Fats Co., Ltd., trade name “MXST”
・ Zinc flower: Made by Shodo Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Zinc oxide 2 types"
・ Vulcanizing agent: Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., insoluble sulfur, trade name "Muclon OT20"
・ Vulcanization accelerator: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller CZ-G”
・ Anti-aging agent: Product name “NOCRACK 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
実施例において使用したジスルフィド化合物(ゴム・カーボンブラック用カップリング剤)は以下のとおりであり、これらの合成例を参考例1〜3に示す。なお、これらの合成は、ジスルフィドの公知の合成方法に準じて行った。即ち、水中で、当量のチオール化合物を加熱攪拌しながら、過酸化水素水を滴下で加え、生成するジスルフィド化合物をろ過し、水洗、乾燥することによって、目的とするジスルフィド化合物を得ることができる。 The disulfide compounds (rubber and carbon black coupling agents) used in the examples are as follows, and these synthesis examples are shown in Reference Examples 1 to 3. In addition, these synthesis | combination was performed according to the well-known synthesis | combining method of disulfide. That is, the target disulfide compound can be obtained by adding hydrogen peroxide water dropwise while stirring an equivalent amount of thiol compound in water, filtering the produced disulfide compound, washing with water and drying.
[ジスルフィド化合物]
・ビスベンズイミダゾリル−2−ジスルフィド(「BBZ」と略記する)
・ビス5−アミノチアジアゾリル−2−ジスルフィド(「BAT」と略記する)
・ビス1,2,4−トリアゾリル−3−ジスルフィド(「BTZ」と略記する)
[Disulfide compound]
Bisbenzimidazolyl-2-disulfide (abbreviated as “BBZ”)
Bis 5-aminothiadiazolyl-2-disulfide (abbreviated as “BAT”)
Bis 1,2,4-triazolyl-3-disulfide (abbreviated as “BTZ”)
〔参考例1〕
<BBZの合成>
3Lのフラスコに水1500mlおよび2−メルカプトベンズイミダゾール300.4g(2.0モル)を投入して反応液を調製した。反応液を60℃で攪拌しながら、30%過酸化水素水100g(1.0モル)を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに4時間加熱攪拌をした。次いで、反応液を室温まで冷却して析出物を分離し、水洗、乾燥することにより、目的とするBBZ268.0g(0.90モル、収率90%)を得た。
[Reference Example 1]
<Synthesis of BBZ>
1500 mL of water and 300.4 g (2.0 mol) of 2-mercaptobenzimidazole were added to a 3 L flask to prepare a reaction solution. While stirring the reaction solution at 60 ° C., 100 g (1.0 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added dropwise over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was further heated and stirred for 4 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, and the precipitate was separated, washed with water, and dried to obtain the target BBZ 268.0 g (0.90 mol, yield 90%).
〔参考例2〕
<BATの合成>
3Lのフラスコに水1200mlおよび2−メルカプト−5−アミノチアジアゾール266.4g(2.0モル)を投入して反応液を調製した。反応液を70℃で攪拌しながら、30%過酸化水素水100g(1.0モル)を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに4時間加熱攪拌をした。次いで、反応液を室温まで冷却して析出物を分離し、水洗、乾燥することにより、目的とするBAT235.0g(0.89モル、収率89%)を得た。
[Reference Example 2]
<Synthesis of BAT>
Into a 3 L flask, 1200 ml of water and 266.4 g (2.0 mol) of 2-mercapto-5-aminothiadiazole were added to prepare a reaction solution. While stirring the reaction liquid at 70 ° C., 100 g (1.0 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added dropwise over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was further heated and stirred for 4 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, and the precipitate was separated, washed with water, and dried to obtain 235.0 g (0.89 mol, yield 89%) of the target BAT.
〔参考例3〕
<BTZの合成>
3Lのフラスコに水1500mlおよび3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール202.2g(2.0モル)を投入して反応液を調製した。反応液を60℃で攪拌しながら、30%過酸化水素水100g(1.0モル)を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに4時間加熱攪拌をした。次いで、反応液を室温まで冷却して析出物を分離し、水洗、乾燥することにより、目的とするBTZ170.2g(0.85モル、収率85%)を得た。
[Reference Example 3]
<Synthesis of BTZ>
Into a 3 L flask, 1500 ml of water and 202.2 g (2.0 mol) of 3-mercapto-1,2,4-triazole were added to prepare a reaction solution. While stirring the reaction solution at 60 ° C., 100 g (1.0 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added dropwise over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was further heated and stirred for 4 hours. Next, the reaction solution was cooled to room temperature, and the precipitate was separated, washed with water, and dried to obtain 170.2 g (0.85 mol, yield 85%) of the intended BTZ.
比較例において使用したテトラスルフィド化合物(ゴム・カーボンブラック用カップリング剤)は、以下のとおりである。
[テトラスルフィド化合物]
・ビス(ジメチルアミノエチル)テトラスルフィド:「DME」と略記する。前記の特許文献1記載の方法に従って合成した。
・ビス(ジメチルアミノプロピル)テトラスルフィド:「DMP」と略記する。同上。
・ビス(ジメチルアミノピリジニウムヘキシルクロリド)テトラスルフィド:「DPH」と略記する。前記の特許文献2記載の方法に従って合成した。
The tetrasulfide compound (rubber / carbon black coupling agent) used in the comparative examples is as follows.
[Tetrasulfide compound]
Bis (dimethylaminoethyl) tetrasulfide: Abbreviated as “DME”. The compound was synthesized according to the method described in Patent Document 1.
Bis (dimethylaminopropyl) tetrasulfide: Abbreviated as “DMP”. Same as above.
Bis (dimethylaminopyridinium hexyl chloride) tetrasulfide: abbreviated as “DPH”. The compound was synthesized according to the method described in Patent Document 2.
対照試験、実施例及び比較例で採用した評価試験方法は、以下のとおりである。 The evaluation test methods employed in the control tests, examples and comparative examples are as follows.
[内部損失測定試験]
シート状に加工した未加硫のゴム組成物を、内寸200×200×2mmの金型中で160℃×20分間加熱して加硫ゴムシートを作製し、この加硫ゴムシートから5×20×2mmの短冊状の試験片を切り出した。この試験片を、粘弾性スペクトロメーター(ユービーエム社製、型式Rheosol-G5000)に、掴み具間隔15mmでセットし、雰囲気温度0℃及び60℃で、周波数10Hz、動歪5°の捻り変形を与えて、試験片の内部損失(Tanδ)を測定した。
0℃における内部損失[Tanδ(0℃)]は、ウエットグリップ力の指数であり、数値が大きい程、タイヤのウエットグリップ力が大きいと判定される。
60℃における内部損失[Tanδ(60℃)]は、転がり抵抗の指数であり、数値が小さい程、タイヤの転がり抵抗が小さく、低燃費特性が良好であると判定される。
[Internal loss measurement test]
The unvulcanized rubber composition processed into a sheet is heated in a mold having an internal size of 200 × 200 × 2 mm at 160 ° C. for 20 minutes to produce a vulcanized rubber sheet, and 5 × from this vulcanized rubber sheet A 20 × 2 mm strip-shaped test piece was cut out. This test piece was set on a viscoelastic spectrometer (Model Rheosol-G5000, manufactured by UBM Co.) with a gripping tool spacing of 15 mm, torsional deformation with an ambient temperature of 0 ° C. and 60 ° C., a frequency of 10 Hz, and a dynamic strain of 5 °. Given, the internal loss (Tan δ) of the test piece was measured.
The internal loss [Tan δ (0 ° C.)] at 0 ° C. is an index of the wet grip force, and it is determined that the wet grip force of the tire is larger as the numerical value is larger.
The internal loss [Tan δ (60 ° C.)] at 60 ° C. is an index of rolling resistance, and the smaller the value, the smaller the tire rolling resistance and the better the fuel efficiency characteristics.
内部損失測定試験の結果について、表1においては全て対照試験1のウエットグリップ指数、転がり抵抗指数の値を100とした場合の相対値で示し、表2においては全て対照試験2のウエットグリップ指数、転がり抵抗指数の値を100とした場合の相対値で示した。 The results of the internal loss measurement test are all shown in Table 1 as relative values when the value of the wet grip index of the control test 1 and the rolling resistance index is 100, and in Table 2, all of the wet grip index of the control test 2 The relative value when the value of the rolling resistance index is 100 is shown.
〔対照試験1〕
NR、カーボンブラック、プロセスオイル、ステアリン酸を表1記載の組成になるように計量し、これらをバンバリーミキサーを用いて混練し、マスターバッチを調製した。これに、亜鉛華、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤を表1記載の組成になるように添加し、表面温度70℃の2本ロールミキサーを用いて混練し、シート状に加工した未加硫ゴム組成物を調製した。
得られた未加硫ゴム組成物について内部損失測定試験を行ったところ、得られた試験結果は表1に示したとおりであった。
[Control study 1]
NR, carbon black, process oil, and stearic acid were weighed so as to have the composition shown in Table 1, and kneaded using a Banbury mixer to prepare a master batch. To this, zinc oxide, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, and anti-aging agent are added so as to have the composition shown in Table 1, kneaded using a two-roll mixer with a surface temperature of 70 ° C., and processed into a sheet form An unvulcanized rubber composition was prepared.
When an internal loss measurement test was performed on the obtained unvulcanized rubber composition, the test results obtained were as shown in Table 1.
〔実施例1〜6〕
ゴム・カーボンブラック用カップリング剤を使用した以外は、対照試験1の場合と同様にして、表1記載の組成を有するシート状の未加硫ゴム組成物を調製し、内部損失測定試験を行った。得られた試験結果は、表1に示したとおりであった。
[Examples 1 to 6]
A sheet-like unvulcanized rubber composition having the composition shown in Table 1 was prepared and an internal loss measurement test was performed in the same manner as in Control Test 1 except that a coupling agent for rubber and carbon black was used. It was. The test results obtained were as shown in Table 1.
〔比較例1〜3〕
実施例1〜6と同様にして、表1記載の組成を有するシート状の未加硫ゴム組成物を調製し、内部損失測定試験を行った。得られた試験結果は、表1に示したとおりであった。
[Comparative Examples 1-3]
In the same manner as in Examples 1 to 6, a sheet-like unvulcanized rubber composition having the composition shown in Table 1 was prepared, and an internal loss measurement test was performed. The test results obtained were as shown in Table 1.
〔対照試験2〕
NRの代わりにSBRを使用した以外は、対照試験1と同様にして、表2記載の組成を有するシート状の未加硫ゴム組成物を調製し、内部損失測定試験を行った。得られた試験結果は、表2に示したとおりであった。
[Control study 2]
Except that SBR was used instead of NR, a sheet-like unvulcanized rubber composition having the composition shown in Table 2 was prepared in the same manner as in Control Test 1, and an internal loss measurement test was performed. The test results obtained were as shown in Table 2.
〔実施例7〜12〕
ゴム・カーボンブラック用カップリング剤を使用した以外は、対照試験2の場合と同様にして、表2記載の組成を有するシート状の未加硫ゴム組成物を調製し、内部損失測定試験を行った。得られた試験結果は、表2に示したとおりであった。
[Examples 7 to 12]
A sheet-like unvulcanized rubber composition having the composition shown in Table 2 was prepared and an internal loss measurement test was performed in the same manner as in Control Test 2 except that a coupling agent for rubber and carbon black was used. It was. The test results obtained were as shown in Table 2.
〔比較例4〜6〕
実施例7〜12と同様にして、表2記載の組成を有するシート状の未加硫ゴム組成物を調製し、内部損失測定試験を行った。得られた試験結果は、表2に示したとおりであった。
[Comparative Examples 4 to 6]
In the same manner as in Examples 7 to 12, a sheet-like unvulcanized rubber composition having the composition shown in Table 2 was prepared, and an internal loss measurement test was performed. The test results obtained were as shown in Table 2.
表1及び表2に示した試験結果によれば、本発明のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を配合したゴム組成物を使用すると、従来のゴム・カーボンブラック用カップリング剤を配合したゴム組成物を使用する場合に比べ、ウエットグリップ性は同等以上を維持しつつ、転がり抵抗性が飛躍的に改善された加硫ゴムを得ることができる。 According to the test results shown in Tables 1 and 2, when the rubber composition containing the rubber / carbon black coupling agent of the present invention is used, the rubber composition containing the conventional rubber / carbon black coupling agent is used. Compared to the case of using a product, it is possible to obtain a vulcanized rubber having a drastically improved rolling resistance while maintaining a wet grip property equivalent or higher.
以上の通りであり、本発明によれば、優れたウエットグリップ性能を有し、転がり抵抗を低減させた低燃費型タイヤを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fuel-efficient tire having excellent wet grip performance and reduced rolling resistance.
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