JP2015143310A - Rubber composition and pneumatic tire using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for improving grip performance and rolling resistivity of a tire, and a pneumatic tire having a tread using the same.SOLUTION: There is provided the rubber composition composed of 100 pts.mass of a rubber component (A) and 0 to 50 pts.mass of an isobutylene-based copolymer (B) with respect to the rubber component (A). The rubber component (A) is composed of : 60 to 80 mass% of styrene-butadiene rubber having a styrene content of 20 to 40 mass%, a carbon-carbon double bond content of 50 to 60 mass%, a glass transition temperature of -40 to -20°C and a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000; and 20 to 40 mass% of styrene-butadiene rubber having a styrene content of 20 to 35 mass%, a carbon-carbon double bond content of 50 to 65 mass%, a glass transition temperature of -30 to -20°C and a weight average molecular weight of 200,000 to less than 500,000. The isobutylene-based copolymer (B) has an isobutylene structure unit and a norbornenyl-based alicyclic group-containing vinyl ether structural unit.

Description

本発明は、グリップ性に優れたゴムの原料となるゴム組成物、および、前記ゴム組成物の架橋物を含んでなるグリップ性に優れた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition that is a raw material for rubber having excellent grip properties, and a pneumatic tire that is excellent in grip properties comprising a crosslinked product of the rubber composition.

スチレンブタジエン共重合体ゴム(以下、概ねSBRと略記する。)のジエン系ゴム架橋物は、グリップ特性に優れ、タイヤの路面と接するトレッド部に使用されるが、2種以上の異なるガラス転移温度や重量平均分子量、スチレン/ブタジエン配合比を有するSBRを含むゴム組成物が用いられる場合がある。しかし、化学構造(スチレンとブタジエンのモル比、ブタジエン部の化学構造、等々)や分子量の異なるSBRの、いかなるブレンド物が最適であるかはいまだ明らかではない(特許文献1および2)。   Diene rubber cross-linked products of styrene-butadiene copolymer rubber (hereinafter abbreviated as SBR) are excellent in grip properties and are used in the tread portion that contacts the road surface of the tire, but two or more different glass transition temperatures. A rubber composition containing SBR having a weight average molecular weight or a styrene / butadiene blend ratio may be used. However, it is not yet clear what blends of SBRs having different chemical structures (such as the molar ratio of styrene and butadiene, the chemical structure of the butadiene part, etc.) and different molecular weights are optimal (Patent Documents 1 and 2).

また、α−オレフィン―非共役ジエン共重合体架橋系(特許文献3)、あるいはそれら共重合系にオレフィン性二重結合を含有するゴム成分(SBR、ブチルゴム、ノルボルネン系重合体等)の存在下の共架橋系も検討されている(特許文献4、5)。しかし、近年ジエン系ゴムの分子構造が精密に制御され、多様な化学構造のゴムが提供されて来ると、ブレンドゴム特性において、各々のゴム単味の加成性は容易に成立しないことが確認されており。これは、両ゴム間の相溶性に基づいて出現するモルホロジー、両ゴムの架橋速度の差に起因しているものと考えられる。後者は、場合によっては、生産性の低下に繋がることがある。本発明に係るゴム組成物に用いられるイソブチレン系共重合体及びそれを使用したゴム組成物の提案も上記特許文献3,4において行われているものの、2種以上の異なるガラス転移温度や重量平均分子量、スチレン/ブタジエン配合比を有する複数種のSBRを含むブレンドゴム系の奏する耐グリップ性効果については、未だ明らかにされていない。   In addition, in the presence of an α-olefin-nonconjugated diene copolymer crosslinking system (Patent Document 3) or a rubber component (SBR, butyl rubber, norbornene polymer, etc.) containing an olefinic double bond in the copolymer system. Co-crosslinking systems are also being studied (Patent Documents 4 and 5). However, in recent years, when the molecular structure of diene rubbers is precisely controlled and rubbers with various chemical structures are provided, it is confirmed that the individual rubber additivity cannot be easily established in blend rubber properties. It has been done. This is thought to be due to the morphology that appears based on the compatibility between the two rubbers and the difference in the crosslinking rate between the two rubbers. The latter may lead to a decrease in productivity in some cases. Although the proposal of the isobutylene-type copolymer used for the rubber composition which concerns on this invention, and the rubber composition using the same is also performed in the said patent documents 3 and 4, two or more types of different glass transition temperatures and weight averages are carried out. The grip resistance effect exhibited by the blend rubber system containing a plurality of types of SBR having a molecular weight and a styrene / butadiene blend ratio has not yet been clarified.

特開2007−321046号公報JP 2007-321046 A 特開2013−221032号公報JP2013-221032A 国際公開WO2010/137655号公報International Publication No. WO2010 / 137655 国際公開WO2011/021437号公報International Publication WO2011 / 021437 特開2014−9300号公報JP 2014-9300 A

本発明者らは、耐グリップ性に優れたゴム組成物の検討をかさね、特定のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムの組み合わせ或いはそれと特定構造のα−オレフィン―非共役ジエン共重合体の組み合わせが適することを見出し、本発明の完成に至った。   The present inventors have investigated a rubber composition excellent in grip resistance, and a combination of a specific styrene-butadiene copolymer rubber or a combination of an α-olefin-nonconjugated diene copolymer having a specific structure is suitable. As a result, the present invention has been completed.

本発明の第一は、スチレン含有量が20〜40質量%、炭素―炭素間二重結合含有量が50〜60質量%、ガラス転移温度が−40〜−20℃、重量平均分子量が50万〜100万のスチレン−ブタジエンゴム(以下、「SBR1」という。)60〜80質量%;スチレン含有量が20〜35質量%、炭素―炭素間二重結合含有量が50〜65質量%、ガラス転移温度が−30〜−20℃、重量平均分子量が20万以上50万未満のスチレン−ブタジエンゴム(以下、「SBR2」という。)20〜40質量%;(「SBR1」、「SBR2」合わせて100質量%とする。)からなるゴム成分(A)100質量部と、下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位を有するイソブチレン系重合体(B)を(A)ゴム成分100質量部に対して0〜50質量部からなるゴム組成物を提供する。

Figure 2015143310
Figure 2015143310
[式(2)中、Xは2価の基を示し、Yは環内に不飽和結合を有する置換又は未置換の脂環基を示し、nは0又は1を示す。] In the first aspect of the present invention, the styrene content is 20 to 40% by mass, the carbon-carbon double bond content is 50 to 60% by mass, the glass transition temperature is −40 to −20 ° C., and the weight average molecular weight is 500,000. ~ 1 million styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as "SBR1") 60-80 mass%; styrene content 20-35 mass%, carbon-carbon double bond content 50-65 mass%, glass Styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as “SBR2”) having a transition temperature of −30 to −20 ° C. and a weight average molecular weight of 200,000 to less than 500,000; 20 to 40% by mass; (“SBR1”, “SBR2”) 100 parts by mass of a rubber component (A) comprising an isobutylene polymer (B) having a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): ) (A) Go To provide a rubber composition consisting of 0-50 parts by mass relative to 100 parts by weight of component.
Figure 2015143310
Figure 2015143310
[In formula (2), X represents a divalent group, Y represents a substituted or unsubstituted alicyclic group having an unsaturated bond in the ring, and n represents 0 or 1. ]

本発明の第二は、前記イソブチレン系重合体が、下記式(3)および下記式(4)で表される構造単位を有することを特徴とする、本発明第一に記載のゴム組成物を提供する。

Figure 2015143310
[式(3)中、nは0又は1を示す。]
Figure 2015143310
[式(4)中、nは0又は1を示す。] A second aspect of the present invention is the rubber composition according to the first aspect of the present invention, wherein the isobutylene polymer has structural units represented by the following formula (3) and the following formula (4). provide.
Figure 2015143310
[In the formula (3), n represents 0 or 1. ]
Figure 2015143310
[In Formula (4), n shows 0 or 1. ]

本発明の第三は、本発明第一ないし第二に記載のゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤを提供する。   A third aspect of the present invention provides a pneumatic tire having a tread using the rubber composition according to the first or second aspect of the present invention.

本発明によれば、SBRの有する特性を損なうことなく、タイヤ構造材等として有用なグリップ性に優れた架橋ゴムを得ることができる。なお、架橋ゴムのグリップ性能は、粘弾性スペクトロメータを用いて測定する諸特性において、tanδの値の大小で判断可能であることは当業者間で公知である。本発明のゴム組成物は、0℃に於けるtanδの値が大きいゴム組成物である。
低温、高温に於けるtanδとタイヤ特性ついては、特許文献4[0049]、特許文献5[0073]を参照されたい。本発明に係るゴム組成物においては、60℃におけるtanδが小さく、優れた転がり抵抗特性を併せ持つことが確認されている。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the crosslinked rubber excellent in the grip property useful as a tire structure material etc. can be obtained, without impairing the characteristic which SBR has. It is well known to those skilled in the art that the grip performance of the crosslinked rubber can be determined by the value of tan δ in various characteristics measured using a viscoelastic spectrometer. The rubber composition of the present invention is a rubber composition having a large tan δ value at 0 ° C.
For tan δ and tire characteristics at low and high temperatures, see Patent Document 4 [0049] and Patent Document 5 [0073]. In the rubber composition according to the present invention, tan δ at 60 ° C. is small, and it has been confirmed that it has excellent rolling resistance characteristics.

本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、異なるガラス転移温度及び重量平均分子量を有する2種のSBRと、必要に応じて添加される、特定構造のα−オレフィン―非共役ジエン共重合体の混合物とを含有する。   The rubber composition of the present invention comprises, as a rubber component, two types of SBR having different glass transition temperatures and weight average molecular weights, and an α-olefin-nonconjugated diene copolymer having a specific structure added as necessary. Containing the mixture.

第1のSBR(以下、「SBR1」。)は、JISK6239準拠で測定するスチレン含有量が20〜40質量%、好ましくは20〜30質量%の範囲にあり、かつ、JISK6239準拠で測定する炭素−炭素間二重結合量が50〜60質量%、好ましくは50〜55質量%の範囲にある。
また、DSC法(昇温速度5℃/分、JISK7121準拠)で測定するガラス転移温度が−40〜−20℃、好ましくは−40〜−30℃であり、GPC法で測定する重量平均分子量が50万〜100万、好ましくは50万〜70万である。
The first SBR (hereinafter referred to as “SBR1”) has a styrene content measured in accordance with JISK6239 in the range of 20 to 40% by mass, preferably 20 to 30% by mass, and is measured in accordance with JISK6239. The amount of carbon-carbon double bonds is in the range of 50 to 60% by mass, preferably 50 to 55% by mass.
Moreover, the glass transition temperature measured by DSC method (temperature rising rate 5 degree-C / min, based on JISK7121) is -40--20 degreeC, Preferably it is -40--30 degreeC, The weight average molecular weight measured by GPC method is. It is 500,000 to 1,000,000, preferably 500,000 to 700,000.

第2のSBR(以下、「SBR2」。)は、JISK6239準拠で測定するスチレン含有量が20〜35質量%の範囲にあり、かつ、炭素−炭素二重結合量が50〜65質量%の範囲にある。また、DSC法で測定するガラス転移温度が−30〜−20℃、好ましくは−27〜−22℃であり、GPC法で測定する重量平均分子量が20万以上50万未満、好ましくは22万〜48万である。   The second SBR (hereinafter referred to as “SBR2”) has a styrene content measured in accordance with JISK6239 in the range of 20 to 35% by mass and a carbon-carbon double bond content in the range of 50 to 65% by mass. It is in. The glass transition temperature measured by DSC method is −30 to −20 ° C., preferably −27 to −22 ° C., and the weight average molecular weight measured by GPC method is 200,000 to less than 500,000, preferably 220,000 to 480,000.

本発明では、SBR1を60〜80質量%、SBR2を40〜20質量%の範囲でゴム組成物とする。ゴム組成物とは、混練工程後の均一分散状態をいう。本発明におけるゴム組成物においては、透過型顕微鏡(TEM)で観察した場合に、実質的に、粒径が1μm以上の明確な分散相が検出されない。SBR1、SBR2の製造方法としては、特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)などが挙げられる。なかでも、本発明の効果が好適に得られるという理由から、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)が好ましい。   In the present invention, the rubber composition is SBR1 in the range of 60 to 80% by mass and SBR2 in the range of 40 to 20% by mass. The rubber composition refers to a uniformly dispersed state after the kneading step. In the rubber composition of the present invention, when observed with a transmission microscope (TEM), a clear dispersed phase having a particle diameter of 1 μm or more is not substantially detected. The production method of SBR1 and SBR2 is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR) and the like. Among these, solution-polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR) is preferable because the effects of the present invention can be suitably obtained.

本発明では、相対的に多量成分かつ高粘度成分であるSBR1の連続相中に、相対的に少量成分かつ低粘度成分であるSBR2が良分散するものと考えられる。また、前者は、相対的に、低ガラス転移温度成分であり、後者は、相対的に高ガラス転移温度成分である。SBR1の含有量が60質量%未満であると、主としてタイヤ諸特性の基本特性を担うSBR1の特性が十分に発揮されないことがあり、SRR2の含有量が20質量%未満であると、その高ガラス転移温度に依存すると考えられる、0℃のtanδの増加(グリップ特性の向上)が得られないことがある。   In the present invention, it is considered that SBR2, which is a relatively small component and a low viscosity component, is well dispersed in the continuous phase of SBR1, which is a relatively large component and a high viscosity component. The former is a relatively low glass transition temperature component, and the latter is a relatively high glass transition temperature component. When the content of SBR1 is less than 60% by mass, the characteristics of SBR1 mainly responsible for the basic characteristics of the tire characteristics may not be sufficiently exhibited. When the content of SRR2 is less than 20% by mass, the high glass An increase in tan δ at 0 ° C. (improvement of grip characteristics), which is considered to depend on the transition temperature, may not be obtained.

本発明者らは、上述するように、相対的に低ガラス転移温度を有するSBR2が、相対的に高ガラス転移温度を有するSBR1中に良分散し、固有の相互作用を生じることが、0℃のtanδの増加(グリップ特性の向上)が発現するものと推察している。   As described above, the present inventors have found that SBR2 having a relatively low glass transition temperature is well dispersed in SBR1 having a relatively high glass transition temperature and causes an inherent interaction. It is presumed that an increase in tan δ (improvement of grip characteristics) of the

本発明においては、このような良好な相互作用出現、ゴム混練工程、架橋の取扱い易さ、空気入りタイヤ特性のバランスを並立させるため、SBR1、SBR2両者の分子量の範囲を所定の範囲としている。   In the present invention, the molecular weight range of both SBR1 and SBR2 is set to a predetermined range in order to balance such good interaction appearance, rubber kneading process, ease of handling of crosslinking, and pneumatic tire characteristics.

本発明においては、α―オレフィン―非共役ジエン化合物共重合ゴムは、下記式(1)および下記式(2)を構造単位として含むイソブチレン系重合体を使用する。

Figure 2015143310
Figure 2015143310
In the present invention, as the α-olefin-nonconjugated diene compound copolymer rubber, an isobutylene polymer containing the following formula (1) and the following formula (2) as structural units is used.
Figure 2015143310
Figure 2015143310

好ましくは、下記式(3)および下記式(4)を構造単位として含むイソブチレン系重合体を使用する。

Figure 2015143310
Figure 2015143310
Preferably, an isobutylene polymer containing the following formula (3) and the following formula (4) as structural units is used.
Figure 2015143310
Figure 2015143310

本発明者らは、後述する実施例の結果から判断して、これらイソブチレン系重合体は、SBRとの相溶性と共架橋性に優れていると考えている。本発明者らは、SBR中のオレフィン構造と、イソブチレン系重合体の側鎖に配置した環状オレフィンとが、立体障害の影響を大きく受けずに架橋反応し、この共架橋効果によって、異なる2種類のSBR同士(SBR1,SBR2と記載する)の相互作用を高め、本発明の効果を高めているものと推察している。   The present inventors consider that these isobutylene polymers are excellent in compatibility with SBR and co-crosslinking properties, as judged from the results of Examples described later. The present inventors have carried out a crosslinking reaction between the olefin structure in SBR and the cyclic olefin arranged in the side chain of the isobutylene polymer without being greatly affected by steric hindrance, and two different types are obtained by this co-crosslinking effect. It is presumed that the interaction between SBRs (denoted as SBR1 and SBR2) is enhanced and the effect of the present invention is enhanced.

本発明に使用されるイソブチレン系重合体は、ルイス酸の存在下、イソブチレンおよび式(2):

Figure 2015143310
[式(2)中、Xは2価の基を示し、Yは環内に不飽和結合を有する置換または未置換の脂環基を示し、nは0または1を示す。]
で表されるビニルエーテルを含有するカチオン重合性モノマーを共重合させて得ることができる。
上記共重合に関する詳細は、特許文献3の段落[0035]〜[0060]に開示されているが、概略以下の通りである。 The isobutylene-based polymer used in the present invention is isobutylene and formula (2):
Figure 2015143310
[In the formula (2), X represents a divalent group, Y represents a substituted or unsubstituted alicyclic group having an unsaturated bond in the ring, and n represents 0 or 1. ]
It can obtain by copolymerizing the cation polymerizable monomer containing vinyl ether represented by these.
Details regarding the copolymerization are disclosed in paragraphs [0035] to [0060] of Patent Document 3, which are outlined below.

上記式(5)で表されるビニルエーテルとしては、極性基を含まない、すなわち炭素原子と水素原子のみで構成され、かつ環内に不飽和結合を有するノルボルネニル系脂環基を置換基Yとして持つモノマーが好ましい。   The vinyl ether represented by the above formula (5) does not contain a polar group, that is, has a norbornenyl alicyclic group having only unsaturated atoms in the ring as a substituent Y. Monomers are preferred.

極性基を含まないノルボルネニル系脂環基の具体例としては、
ジシクロペンタジエニルなどのジシクロペンタジエニル系脂環基;テトラシクロドデセニル系脂環基;2−ノルボルネニルなどのノルボルネニル系脂環基;五環体以上の環状オレフィン系脂環基;などが挙げられる。
Specific examples of norbornenyl alicyclic groups that do not contain a polar group include:
Dicyclopentadienyl alicyclic groups such as dicyclopentadienyl; tetracyclododecenyl alicyclic groups; norbornenyl alicyclic groups such as 2-norbornenyl; And so on.

本発明のイソブチレン系重合体において、上記式(1)で表される構造単位と上記式(2)で表される構造単位との共重合比は特に制限されないが、両者の合計量を基準として、上記式(2)で表される構造単位が1モル%以上60モル%以下であることが好ましく、1モル%以上40モル%以下であることがより好ましく、1モル%以上20モル%以下であることがさらに好ましい。なお、ここでいう共重合比とは、1分子当たりの共重合比の平均値であり、13C−NMR(500MHz)法により各構造に帰属する炭素の共鳴信号の強度を測定、比較することにより求めることができる。両者の重合形態はブロック共重合、ランダム共重合のいずれでもよい。これら範囲を逸脱すると、上記式(2)に起因する共架橋が過剰、または、不足となり、タイヤに応用した場合の高グリップ性等の十分な効果が得られないことがある。 In the isobutylene polymer of the present invention, the copolymerization ratio of the structural unit represented by the above formula (1) and the structural unit represented by the above formula (2) is not particularly limited, but based on the total amount of both. The structural unit represented by the formula (2) is preferably 1 mol% to 60 mol%, more preferably 1 mol% to 40 mol%, and more preferably 1 mol% to 20 mol%. More preferably. The copolymerization ratio here is an average value of the copolymerization ratio per molecule, and the intensity of the resonance signal of carbon belonging to each structure is measured and compared by the 13 C-NMR (500 MHz) method. It can ask for. Both polymerization forms may be block copolymerization or random copolymerization. When deviating from these ranges, the co-crosslinking resulting from the above formula (2) becomes excessive or insufficient, and sufficient effects such as high grip properties when applied to tires may not be obtained.

本発明に係る共重合反応では、重合触媒としてルイス酸を使用する。ルイス酸としては、カチオン重合に使用可能な公知のものの中から幅広く使用できる。例えば、三塩化ホウ素、三フッ化ホウ素等のハロゲン化ホウ素化合物;四塩化チタン等のハロゲン化チタン化合物;四塩化スズ等のハロゲン化スズ化合物;三塩化アルミニウム等のハロゲン化アルミニウム化合物;五塩化アンチモン、五フッ化アンチモン等のハロゲン化アンチモン化合物;五塩化タングステン等のハロゲン化タングステン化合物;五塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン化合物;五塩化タンタル等のハロゲン化タンタル化合物;などが挙げられるが、それらに限定されるものではない。これらのルイス酸のうち、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、エチルジクロロアルミニウム、四塩化スズ、四塩化チタンなどが好ましい。また、これらのルイス酸のうち、反応温度を変えることにより容易に分子量を制御することができる観点からは、三フッ化ホウ素が好ましい。   In the copolymerization reaction according to the present invention, a Lewis acid is used as a polymerization catalyst. As a Lewis acid, it can use widely from well-known things which can be used for cationic polymerization. For example, boron halide compounds such as boron trichloride and boron trifluoride; titanium halide compounds such as titanium tetrachloride; tin halide compounds such as tin tetrachloride; aluminum halide compounds such as aluminum trichloride; antimony pentachloride Antimony halide compounds such as antimony pentafluoride; tungsten halide compounds such as tungsten pentachloride; molybdenum halide compounds such as molybdenum pentachloride; tantalum halide compounds such as tantalum pentachloride; It is not limited. Of these Lewis acids, boron trifluoride, aluminum trichloride, ethyldichloroaluminum, tin tetrachloride, titanium tetrachloride and the like are preferable. Of these Lewis acids, boron trifluoride is preferred from the viewpoint that the molecular weight can be easily controlled by changing the reaction temperature.

ルイス酸の使用量は、原料モノマー1モルに対して、0.01〜1000ミリモル当量使用することができ、好ましくは0.05〜500ミリモル当量の範囲である。   The Lewis acid can be used in an amount of 0.01 to 1000 mmol equivalent, preferably 0.05 to 500 mmol equivalent, per 1 mol of the raw material monomer.

上記のルイス酸は、アルコール等の極性化合物を配位させた錯体(以下、「ルイス酸錯体」という。)として用いることもできる。このようにルイス酸に配位して錯体を形成する化合物を、錯化剤ともいう。   The above Lewis acid can also be used as a complex in which a polar compound such as alcohol is coordinated (hereinafter referred to as “Lewis acid complex”). A compound that coordinates to a Lewis acid to form a complex is also referred to as a complexing agent.

ルイス酸錯体としては、三フッ化ホウ素に上記の錯化剤を配位させてなる、三フッ化ホウ素錯体が好ましい。また、三フッ化ホウ素のアルコール錯体がより好ましい。このようなルイス酸錯体によれば、反応温度を変えることにより容易に分子量を制御することができる。   As the Lewis acid complex, a boron trifluoride complex obtained by coordinating the above complexing agent to boron trifluoride is preferable. Further, an alcohol complex of boron trifluoride is more preferable. According to such a Lewis acid complex, the molecular weight can be easily controlled by changing the reaction temperature.

また、上記の共重合反応に際し、反応溶媒を用いることができる。反応溶媒としては、ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素、および芳香族炭化水素からなる群から選ばれる単独溶媒、または、それらの混合溶媒が挙げられる。   In the copolymerization reaction, a reaction solvent can be used. Examples of the reaction solvent include a single solvent selected from the group consisting of halogenated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, or a mixed solvent thereof.

本発明の実施形態として反応溶媒を使用する場合には、得られる重合体の溶解度、溶液の粘度や除熱の容易さを考慮し、重合体の濃度が0.1〜80質量%となるよう溶媒を使用することが好ましく、生産効率および操作性の観点からは1〜50質量%となるよう使用することがより好ましい。また重合時のモノマー濃度としては、0.1〜8モル/リットル程度が好ましく、0.5〜5モル/リットル程度がより好ましい。また、重合時の有機溶媒の使用量は、使用するモノマーの質量に対して0.5〜100倍量であることが、適当な粘度、発熱のコントロールの点で好ましい。   When using a reaction solvent as an embodiment of the present invention, considering the solubility of the resulting polymer, the viscosity of the solution, and the ease of heat removal, the polymer concentration is 0.1 to 80% by mass. It is preferable to use a solvent, and it is more preferable to use it so that it may become 1-50 mass% from a viewpoint of production efficiency and operativity. Further, the monomer concentration at the time of polymerization is preferably about 0.1 to 8 mol / liter, more preferably about 0.5 to 5 mol / liter. In addition, the amount of the organic solvent used during the polymerization is preferably 0.5 to 100 times the mass of the monomer used from the viewpoint of controlling appropriate viscosity and heat generation.

重合温度は、得られるイソブチレン系重合体の平均分子量に影響するので、目的とする平均分子量に応じて、採用する重合温度を適宜選択すればよいが、重合温度としては−80℃〜20℃程度が好ましく、更に好ましくは−70〜0℃程度とするのがよく、重合時間は、通常0.5〜180分程度、好ましくは20〜150分程度である。   Since the polymerization temperature affects the average molecular weight of the resulting isobutylene polymer, the polymerization temperature to be employed may be appropriately selected according to the target average molecular weight, but the polymerization temperature is about −80 ° C. to 20 ° C. More preferably, it is good to set it as about -70-0 degreeC, and superposition | polymerization time is about 0.5 to 180 minutes normally, Preferably it is about 20 to 150 minutes.

本発明においては、SBR1、SBR2以外の、SBRおよびジエン系ゴムを含んでいてもよい。例えば、ブタジエンユニットのシス−1,4結合含有率が35%未満であるスチレンブタジエン共重合体、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロロプレンゴム(CR)等である。これらは、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。   In the present invention, SBR and diene rubber other than SBR1 and SBR2 may be included. For example, a styrene butadiene copolymer having a cis-1,4 bond content of the butadiene unit of less than 35%, natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), nitrile butadiene rubber (NBR), Chloroprene rubber (CR) and the like. These may use only 1 type and can also use 2 or more types together.

また、本発明においては、本発明に係る、α―オレフィン―非共役ジエン化合物共重合ゴム以外のα―オレフィン―非共役ジエン化合物共重合ゴムを含んでもよい。例えば、1,6−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンを使用したEPDM等である。これらは、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。また、本発明に係る、α―オレフィン―非共役ジエン化合物共重合ゴムとの相溶性に優れるゴム配合材として、前記イソブチレン系共重合体以外のポリマーを含んでいてもよい。例えば、ポリイソブチレン、ポリイソブチレンースチレン共重合体、ブチルゴム等が挙げられる。これらは、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。   In the present invention, an α-olefin-nonconjugated diene compound copolymer rubber other than the α-olefin-nonconjugated diene compound copolymer rubber according to the present invention may be included. For example, EPDM using 1,6-hexadiene, dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, or the like. These may use only 1 type and can also use 2 or more types together. The rubber compounding material having excellent compatibility with the α-olefin-nonconjugated diene compound copolymer rubber according to the present invention may contain a polymer other than the isobutylene copolymer. Examples thereof include polyisobutylene, polyisobutylene-styrene copolymer, butyl rubber and the like. These may use only 1 type and can also use 2 or more types together.

本発明では、SBR1とSBR2合わせて100質量部に対して、前記イソブチレン共重合体を0〜50質量部を含むことを特徴とする。50質量部を超えると、SBR1およびSBR2からなる架橋ゴム組成物を他の成分、添加剤と共にタイヤに加工した場合の特性を損なうことがある。好ましくは、5〜30質量部、さらに好ましくは、10〜20質量部である。5質量部未満であると、SBR1とSBR2からなるゴム組成物における均一に共架橋をする効果の発現が不足することがある。   In this invention, 0-50 mass parts of said isobutylene copolymers are included with respect to 100 mass parts combining SBR1 and SBR2. If it exceeds 50 parts by mass, the properties of the crosslinked rubber composition comprising SBR1 and SBR2 when processed into a tire together with other components and additives may be impaired. Preferably, it is 5-30 mass parts, More preferably, it is 10-20 mass parts. If it is less than 5 parts by mass, the effect of uniformly co-crosslinking in the rubber composition comprising SBR1 and SBR2 may be insufficient.

本発明に係るゴム組成物には、上記、SBR1、SBR2とα−オレフィン−非共役ジエン共重合体系ゴムに、軟化剤・可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤等の添加剤、カーボンブラック、シリカ等の補強材、カップリング剤等、通常のゴム加工で使用される薬剤を配合して、架橋を行う。架橋方法には、特に制限はない。
架橋前のゴム組成物のムーニー粘度にも制限はないが、ムーニー粘度(ML1+4、100℃)を30〜50とすることが好ましい。これらの範囲外では、混練におけるトルクに過不足が生じて、各種添加剤等の分散・拡散が不十分となり、本発明の効果を十分に得ることができないことがある。
In the rubber composition according to the present invention, additives such as the above-mentioned SBR1, SBR2 and α-olefin-nonconjugated diene copolymer rubber, softener / plasticizer, antioxidant, ultraviolet absorber, anti-aging agent, etc. Crosslinking is carried out by blending chemicals used in normal rubber processing, such as reinforcing materials such as carbon black and silica, and coupling agents. There is no particular limitation on the crosslinking method.
The Mooney viscosity of the rubber composition before crosslinking is not limited, but the Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) is preferably 30-50. Outside these ranges, the torque during kneading becomes excessive and insufficient, and the dispersion / diffusion of various additives becomes insufficient, and the effects of the present invention may not be sufficiently obtained.

補強剤としては、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。   Examples of the reinforcing agent include carbon black and silica.

カーボンブラックは、耐磨耗性の向上、転がり抵抗特性の向上、紫外線による亀裂やひび割れの防止(紫外線劣化防止)等の効果が得られる観点から、補強剤として好適に用いられる。カーボンブラックの種類は特に限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラック、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、チャンネルブラック、グラファイト等のカーボンブラックを使用することができる。また、カーボンブラックの粒径、細孔容積、比表面積等の物理的特性についても特に限定されるものではなく、従来ゴム工業で使用されている各種のカーボンブラック、例えば、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF(いずれも、米国のASTM規格D−1765−82aで分類されたカーボンブラックの略称)等を適宜使用することができる。カーボンブラックを用いる場合、その配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、5〜80質量部であることが好ましく、10〜60質量部であることがより好ましい。また、30〜80質量部とすることもでき、40〜60質量部とすることもできる。このような配合量であると、本実施形態に係るゴム組成物及び架橋ゴム組成物において、補強剤としての効果を良好に得ることができる。   Carbon black is suitably used as a reinforcing agent from the viewpoints of improving wear resistance, improving rolling resistance characteristics, preventing cracks and cracks caused by ultraviolet rays (preventing ultraviolet degradation), and the like. The type of carbon black is not particularly limited, and conventionally known carbon blacks such as furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite can be used. Further, the physical characteristics such as particle size, pore volume and specific surface area of carbon black are not particularly limited, and various carbon blacks conventionally used in the rubber industry, for example, SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF (all are abbreviations of carbon black classified according to the US ASTM standard D-1765-82a) and the like can be used as appropriate. When carbon black is used, the blending amount is preferably 5 to 80 parts by mass, more preferably 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). Moreover, it can also be set as 30-80 mass parts, and can also be set as 40-60 mass parts. In such a blending amount, the effect as a reinforcing agent can be favorably obtained in the rubber composition and the crosslinked rubber composition according to the present embodiment.

シリカとしては、従来よりゴム用補強剤として使用されているものを特に制限なく使用でき、例えば乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、合成ケイ酸塩系ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられる。シリカの比表面積は特に制限はないが、通常、40〜600m2/gの範囲、好ましくは70〜300m2/gのものを用いることができ、一次粒子径は10〜1000nmのものを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。シリカの使用量は、ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜150質量部であることが好ましく、10〜100質量部であることがより好ましく、30〜100質量部であることがさらに好ましい。   As silica, those conventionally used as rubber reinforcing agents can be used without particular limitation, such as dry method white carbon, wet method white carbon, synthetic silicate white carbon, colloidal silica, precipitated silica and the like. It is done. The specific surface area of silica is not particularly limited, but a silica having a surface area of 40 to 600 m2 / g, preferably 70 to 300 m2 / g, and a primary particle diameter of 10 to 1000 nm can be used. . These may be used alone or in combination of two or more. The amount of silica used is preferably 0.1 to 150 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, and 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). Is more preferable.

また、シリカを配合させる目的で、ゴム組成物にシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ−エトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、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(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィドなどが挙げられる。これらは単独でも用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。シランカップリング剤の添加量は、所望するシリカの配合量によって適宜変更できるが、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましい。   Moreover, you may mix | blend a silane coupling agent with a rubber composition in order to mix | blend a silica. Examples of the silane coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxy-ethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyltrimethoxy. Silane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, bis (3- (triethoxysilyl) propyl ) Disulfide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Although the addition amount of a silane coupling agent can be suitably changed with the compounding quantity of the desired silica, it is preferable that it is 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A).

充填剤としては、クレー、タルク等の鉱物の粉末類、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの炭酸塩類、水酸化アルミニウムなどのアルミナ水和物などを主に強度、加工性、経済性向上のために用いることができる。   As fillers, mineral powders such as clay and talc, carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate, and alumina hydrates such as aluminum hydroxide are mainly used to improve strength, workability and economic efficiency. be able to.

軟化剤・可塑剤としては、リノール酸、オレイン酸、アビチエン酸を主とするトール油、パインタール、菜種油、綿実油、落花生油、ひまし油、パーム油、フアクチス等の植物系軟化剤、パラフィン系油、ナフテン系油、芳香族系油、ジブチルフタレート等のフタル酸誘導体、等が挙げられる。軟化剤の配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0〜50質量部であることが好ましい。   As softeners and plasticizers, plant oil softeners such as tall oil, mainly linoleic acid, oleic acid, and abithienic acid, pineapple, rapeseed oil, cottonseed oil, peanut oil, castor oil, palm oil, fuacitis, paraffinic oil, Examples thereof include naphthenic oils, aromatic oils, and phthalic acid derivatives such as dibutyl phthalate. It is preferable that the compounding quantity of a softener is 0-50 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A).

本実施形態に係るゴム組成物はまた、ゴム工業の分野で使用される種々の添加剤、例えば、老化防止剤、イオウ、架橋剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、しゃく解剤、プロセス油、可塑剤等の1種又は2種以上を、必要に応じて含有していてもよい。これらの添加剤の配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましい。   The rubber composition according to this embodiment also includes various additives used in the field of the rubber industry, such as anti-aging agents, sulfur, crosslinking agents, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, peptizers, processes. You may contain 1 type, or 2 or more types, such as oil and a plasticizer, as needed. It is preferable that the compounding quantity of these additives is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A).

老化防止剤として、p,p’−ジアミノジフェニルメタン等の第一級アミン類;フェニル-α-ナフチルアミン、N,N’−ジフェニル-p-フェニレンジアミン等の第二級アミン類; 2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,5−ジ−tert−ブチル-ハイドロキノン、ハイドロキノンモノベンジルエーテル等のアルキルフェノール類;2−メルカプトベンズイミダゾール等イミダゾール類が挙げられる。配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましい。   Antiaging agents include primary amines such as p, p′-diaminodiphenylmethane; secondary amines such as phenyl-α-naphthylamine and N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine; 2,6-di Alkylphenols such as -tert-butyl-p-cresol, 2,5-di-tert-butyl-hydroquinone, hydroquinone monobenzyl ether; and imidazoles such as 2-mercaptobenzimidazole. It is preferable that a compounding quantity is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A).

加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系促進剤;2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィドなどのチアゾール系促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジンなどのグアニジン系促進剤;n−ブチルアルデヒド−アニリン縮合品、ブチルアルデヒド−モノブチルアミン縮合品などのアルデヒド−アミン系促進剤;ヘキサメチレンテトラミンなどのアルデヒド−アンモニア系促進剤;チオカルバニリドなどのチオ尿素系促進剤、などが挙げられる。これらの加硫促進剤を配合する場合は、1種類を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。   Examples of the vulcanization accelerator include thiuram accelerators such as tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide, and tetraethylthiuram disulfide; thiazole accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole and dibenzothiazyl disulfide; N-cyclohexyl Sulfenamide accelerators such as 2-benzothiazylsulfenamide and N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide; guanidine accelerators such as diphenylguanidine and diortolylguanidine; n-butyraldehyde -Aldehyde-amine accelerators such as aniline condensates and butyraldehyde-monobutylamine condensates; aldehyde-ammonia accelerators such as hexamethylenetetramine; thiourea accelerators such as thiocarbanilide Agents, and the like. When blending these vulcanization accelerators, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. It is preferable that content of a vulcanization accelerator is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components (A).

加硫助剤としては酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化マグネシウムなどの金属酸化物;水酸化カルシウムなどの金属水酸化物;炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などの金属炭酸塩;ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩;ジn−ブチルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどのアミン類;エチレンジメタクリレート、ジアリルフタレート、N,N−m−フェニレンジマレイミド、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどが挙げられる。これらの加硫助剤を配合する場合は、1種類を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。加硫助剤の含有量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましい。   Vulcanization aids include metal oxides such as zinc oxide (zinc white) and magnesium oxide; metal hydroxides such as calcium hydroxide; metal carbonates such as zinc carbonate and basic zinc carbonate; stearic acid and oleic acid Aliphatic acid salts such as zinc stearate and magnesium stearate; amines such as di-n-butylamine and dicyclohexylamine; ethylene dimethacrylate, diallyl phthalate, N, Nm-phenylene dimaleimide, triallyl isocyanurate And trimethylolpropane trimethacrylate. When blending these vulcanization aids, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The content of the vulcanization aid is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A).

本実施形態に係るゴム組成物は、一般にゴム組成物の製造方法として用いられる方法を適用することにより製造することができる。例えば、上述した各成分を、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ロールミキサー等の混練機を用いて混合すること等により製造することができる。   The rubber composition according to the present embodiment can be produced by applying a method generally used as a method for producing a rubber composition. For example, it can manufacture by mixing each component mentioned above using kneading machines, such as a Brabender, a Banbury mixer, and a roll mixer.

以下に実施例、比較例を以って本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例により本発明が何ら限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
<ゴム組成物の混練>
SBRとして、JSR社製SL−563を80質量部、日本ゼオン社製NS116Rを20質量部使用した。
上記SBR100重量部に充填剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤及び老化防止剤を、それぞれ表2に示す量だけ配合して、ロールミキサー(6インチφ×16インチ)を用い、回転数30rpm、前後ロール回転比1:1.22の条件で混練しゴム組成物を得た。
なお、充填剤としてはシリカAQ(東ソー・シリカ社製)を、可塑剤としてはプロセスオイル「NS−100」(出光興産(株)製)を、加硫剤としては硫黄(川越化学(株)製)を、加硫助剤としては「酸化亜鉛3号」(ハクスイテック(株)製)及びステアリン酸(日本精化(株)製)を、加硫促進剤としてはスルフェンアミド系促進剤の「ノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)」(大内新興化学(株)製)及びグアニジン系促進剤の「ノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン)」(大内新興化学(株)製)を、老化防止剤としては「老化防止剤224」(大内新興化学(株)製)を、それぞれ用いた。
混練後のゴム組成物を160℃×20分の加硫条件で圧縮成形し、シートを作製した。このシート作製時の動的粘弾性(すなわち耐グリップ性の指標)を評価した。これらの結果を表2に示す。
以下、実施例2〜6、比較例1は表−2に従って、比較例2〜10は表3に従ってゴム組成物を混練し、加硫して測定用シートを作製した。このシート作製時の動的粘弾性(すなわち耐グリップ性の指標)を評価した。これらの結果を表3に示す。
[Example 1]
<Kneading of rubber composition>
As SBR, 80 parts by mass of SL-563 manufactured by JSR Corporation and 20 parts by mass of NS116R manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. were used.
A filler, a plasticizer, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid and an anti-aging agent are blended in the amounts shown in Table 2 in 100 parts by weight of the SBR, and a roll mixer (6 inches φ × 16 inches) is added. ) And kneaded under the conditions of a rotation speed of 30 rpm and a front / rear roll rotation ratio of 1: 1.22 to obtain a rubber composition.
Silica AQ (manufactured by Tosoh Silica) is used as the filler, process oil “NS-100” (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) as the plasticizer, and sulfur (Kawagoe Chemical Co., Ltd.) as the vulcanizing agent. Made of Zinc Oxide No. 3 (Hakusui Tech Co., Ltd.) and stearic acid (made by Nippon Seika Co., Ltd.) as vulcanization aids, and sulfenamide accelerators as vulcanization accelerators. “Noxeller CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)” (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) and the guanidine accelerator “Noxeller D (1,3-diphenylguanidine)” (Emerging Ouchi) Chemical Co., Ltd.) and “Aging Prevention Agent 224” (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) were used as anti-aging agents.
The rubber composition after kneading was compression molded under a vulcanization condition of 160 ° C. × 20 minutes to produce a sheet. The dynamic viscoelasticity (that is, an index of grip resistance) at the time of producing the sheet was evaluated. These results are shown in Table 2.
Hereinafter, rubber compositions were kneaded according to Examples 2 to 6 and Comparative Example 1 according to Table-2, and Comparative Examples 2 to 10 according to Table 3 and vulcanized to prepare measurement sheets. The dynamic viscoelasticity (that is, an index of grip resistance) at the time of producing the sheet was evaluated. These results are shown in Table 3.

[実施例5]
<イソブチレン系重合体の合成>
特許文献3の実施例1に開示されたように、300mLの3口フラスコにセプタムキャップ、真空ラインを繋げた還流管、温度管を取り付け、スターラーチップを入れ、真空ライン(シュレンク管付き)を用いて、系内の脱気−窒素置換を2回繰り返し、常圧窒素雰囲気下とした。そのフラスコ内に、水素化カルシウムにて乾燥−蒸留した34.8gのトルエン溶媒を、シリンジを用いてセプタムキャップから注入した。
次にシリンジを用いて、5.68mmolのトリシクロデセンビニルエーテル(丸善石油化学(株)製)を注入した。フラスコを所定温度の低温槽に浸漬させ、系内の液温が所定温度になったことを確認した後、イソブチレン51.2mmolを反応系に移した。系内の液温が十分に所定温度(約10℃)となった時点で、窒素雰囲気下のグローブボックス内、1.06mol/Lのエチルアルミニウムジクロライド(EADC)/n−ヘキサン溶液を精製ヘキサンにて10倍希釈した調整触媒液(エチルアルミニウムジクロライドとして、1.14mmol)をシリンジにて秤量し、反応器に注入した。 触媒液注入から2時間後、フラスコを低温槽から取り出し、室温まで放置させた。反応混合液を1N水酸化ナトリウム水溶液にて抽出操作を行い(2回)、得られた油相を純水にて抽出操作を行った。水相側のpHが中性になったことを確認した後、油相をエバポレータにて溶媒を留去させ、残渣を減圧乾燥機にて1mmHg、12時間、60℃にて乾燥させ、目的のイソブチレン系重合体(イソブチレンとトリシクロデセンビニルエーテルとの共重合体)を2.41g得た。
なお、得られた物質が、目的のイソブチレン系重合体(イソブチレンとトリシクロデセンビニルエーテルとの共重合体)であることは、13C−NMR測定により確認した。上記式(2)の含有量は1.1モル%であった。
<ゴム組成物の混練>
上記で得たイソブチレン系重合体10質量部を追加して用いた以外は、実施例1で述べたのと同様にしてゴム組成物を得、加硫シートを作製して、測定に供した。
[Example 5]
<Synthesis of isobutylene polymer>
As disclosed in Example 1 of Patent Document 3, a septum cap, a reflux tube connected to a vacuum line, and a temperature tube were attached to a 300 mL three-necked flask, a stirrer chip was placed, and a vacuum line (with a Schlenk tube) was used. Then, deaeration-nitrogen replacement in the system was repeated twice to obtain a normal pressure nitrogen atmosphere. Into the flask, 34.8 g of toluene solvent dried and distilled with calcium hydride was injected from the septum cap using a syringe.
Next, 5.68 mmol of tricyclodecene vinyl ether (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was injected using a syringe. The flask was immersed in a low temperature bath at a predetermined temperature, and after confirming that the liquid temperature in the system reached a predetermined temperature, 51.2 mmol of isobutylene was transferred to the reaction system. When the temperature of the liquid in the system sufficiently reaches a predetermined temperature (about 10 ° C.), a 1.06 mol / L ethylaluminum dichloride (EADC) / n-hexane solution is used as purified hexane in a glove box under a nitrogen atmosphere. The adjusted catalyst solution (1.14 mmol as ethylaluminum dichloride) diluted 10 times was weighed with a syringe and injected into the reactor. Two hours after the injection of the catalyst solution, the flask was taken out of the low temperature bath and allowed to stand at room temperature. The reaction mixture was extracted with a 1N aqueous sodium hydroxide solution (twice), and the resulting oil phase was extracted with pure water. After confirming that the pH of the aqueous phase became neutral, the solvent was distilled off from the oil phase with an evaporator, and the residue was dried with a vacuum dryer at 1 mmHg for 12 hours at 60 ° C. 2.41 g of isobutylene polymer (copolymer of isobutylene and tricyclodecene vinyl ether) was obtained.
In addition, it was confirmed by 13 C-NMR measurement that the obtained substance was the target isobutylene polymer (copolymer of isobutylene and tricyclodecene vinyl ether). Content of the said Formula (2) was 1.1 mol%.
<Kneading of rubber composition>
A rubber composition was obtained in the same manner as described in Example 1 except that 10 parts by mass of the isobutylene polymer obtained above was additionally used, and a vulcanized sheet was prepared and subjected to measurement.

[実施例6]
実施例5において、イソブチレン系重合体20質量部を用いた以外は、実施例1で述べたのと同様にしてゴム組成物を得、加硫シートを作製して、測定に供した。
[Example 6]
In Example 5, a rubber composition was obtained in the same manner as described in Example 1 except that 20 parts by mass of an isobutylene polymer was used, and a vulcanized sheet was produced and subjected to measurement.

表2〜3において使用した原材料の上述以外の種類を下記に示す(表1に掲載)。
・SBR3:ゴムメーカーSBRサンプル、スチレン24重量%、炭素−炭素二重結合57重量%、Tg−23℃、Mw48万、非油展品
・SBR4:JSR社製SL−552、スチレン23重量%、炭素−炭素二重結合31重量%、Tg−53℃、Mw23万、非油展品
・SBR5:旭化成ケミカルズ社製タフデン2003、スチレン26重量%、炭素−炭素二重結合9重量%、Tg−87℃、Mw24万、非油展品
・イソブチレン系重合体:下記式(5):

Figure 2015143310
[Mw35,000、Mw/Mn1.1、m=7]
に示す構造を有する重合体 The types of raw materials used in Tables 2 to 3 other than those described above are shown below (shown in Table 1).
SBR3: rubber manufacturer SBR sample, styrene 24% by weight, carbon-carbon double bond 57% by weight, Tg-23 ° C, Mw 480,000, non-oil-extended product SBR4: JSR SL-552, styrene 23% by weight, carbon -Carbon double bond 31 wt%, Tg-53 ° C, Mw 230,000, non-oil-extended product, SBR5: Asahi Kasei Chemicals Toughden 2003, styrene 26 wt%, carbon-carbon double bond 9 wt%, Tg-87 ° C, Mw 240,000, non-oil-extended product / isobutylene polymer: Formula (5) below:
Figure 2015143310
[Mw 35,000, Mw / Mn 1.1, m = 7]
Polymer having the structure shown in

Figure 2015143310
Figure 2015143310

[動的粘弾性の測定]
動的粘弾性の測定は、JIS K 7244−4:1999「プラスチック−動的機械特性の試験方法−第4 部:引張振動―非共振法」に準じて実施した。具体的には、16種類のタイヤトレッド用ゴムシートから、厚さ1mm×幅5mm×長さ40mmの試験片を1枚ずつ切り出して用い、周波数10Hz、動的歪み0.1%の条件で、測定温度−50〜100℃の範囲を2℃/分で昇温させながら、引張モードで測定した。用いた装置は動的粘弾性測定装置RSA−3(TA INSTRUMENTS製)である。得られた結果は比較例1の値を100とする指数として、表2〜3の「tanδ(0℃)」および「tanδ(60℃)」の欄に示した。tanδ(0℃)の指数が大きいほど、グリップ性能が優れることを意味し、tanδ(60℃)の指数が小さいほど、転がり抵抗性能が優れることを意味する。
(参考文献;「ゴム中のナノ粒子ネットワーク構造モデル構築による高性能タイヤの開発」36頁22行,独立行政法人海洋研究開発機構 地球シミュレータプロジェクト2011.3.31 、「末端変性S−SBRによるシリカ分散性の向上および転がり抵抗の低減」JSR Technical Review No. 117/2010, p-18, 3.1)
[Measurement of dynamic viscoelasticity]
The measurement of dynamic viscoelasticity was performed according to JIS K 7244-4: 1999 “Plastics—Testing method of dynamic mechanical properties—Part 4: Tensile vibration—Non-resonance method”. Specifically, from 16 types of rubber sheets for tire treads, test pieces each having a thickness of 1 mm, a width of 5 mm, and a length of 40 mm were cut out and used one by one under the conditions of a frequency of 10 Hz and a dynamic strain of 0.1%. The temperature was measured in the tensile mode while raising the temperature in the range of -50 to 100 ° C. at 2 ° C./min. The apparatus used is a dynamic viscoelasticity measuring apparatus RSA-3 (manufactured by TA INSTRUMENTS). The obtained results are shown in the columns of “tan δ (0 ° C.)” and “tan δ (60 ° C.)” in Tables 2 and 3 as indexes with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index of tan δ (0 ° C.), the better the grip performance, and the smaller the index of tan δ (60 ° C.), the better the rolling resistance performance.
(Reference: “Development of high-performance tires by building a nanoparticle network structure model in rubber”, p. 36, line 22, Marine Research and Development Organization Earth Simulator Project 2011.3.31, “Silica dispersibility by terminal-modified S-SBR” Improvement and reduction of rolling resistance ”JSR Technical Review No. 117/2010, p-18, 3.1)

表2より、実施例1〜4のゴム組成物は、転がり抵抗を維持しつつ(60℃tanδが105以下)、グリップ性能を向上(0℃tanδが105以上)させることが確認される。
また、実施例5〜6のゴム組成物は、本発明に係るイソブチレン系重合体を含有することで、実施例1に記載のゴム組成物に比べて、さらに、グリップ性能が向上(0℃tanδが120以上)することが確認される。
表3より、比較例2、4のゴム組成物はSBR2またはSBR3の配合量が少なすぎて0℃tanδ増加の効果が表れず、比較例3、5のゴム組成物はSBR2またはSBR3の配合量が多すぎてグリップ性能は向上する(0℃tanδ増加)ものの、転がり抵抗性能が悪化する(60℃tanδの低下)。比較例6〜9はSBR4およびSBR5の炭素−炭素二重結合量が50重量%より少なく、ガラス転移温度が−40℃より低く、重量平均分子量が50万未満であったため、グリップ性能は何れの場合も悪化し、転がり抵抗性能は比較例7及び9で著しく悪化する。
比較例10のゴム組成物は、SBR1単独にイソブチレン系重合体を添加したため、グリップ性能は向上するものの、転がり抵抗性能が悪化する。
From Table 2, it is confirmed that the rubber compositions of Examples 1 to 4 improve the grip performance (0 ° C. tan δ is 105 or more) while maintaining rolling resistance (60 ° C. tan δ is 105 or less).
Further, the rubber compositions of Examples 5 to 6 further improved grip performance (0 ° C. tan δ) compared to the rubber composition described in Example 1 by containing the isobutylene polymer according to the present invention. Is 120 or more).
From Table 3, the rubber composition of Comparative Examples 2 and 4 has too little compounding amount of SBR2 or SBR3 and the effect of increasing 0 ° C. tan δ does not appear, and the rubber composition of Comparative Examples 3 and 5 has the compounding amount of SBR2 or SBR3. However, the grip performance is improved (0 ° C. tan δ increase), but the rolling resistance performance is deteriorated (60 ° C. tan δ decrease). Since Comparative Examples 6 to 9 had a carbon-carbon double bond amount of SBR4 and SBR5 of less than 50 wt%, a glass transition temperature of less than -40 ° C, and a weight average molecular weight of less than 500,000, The rolling resistance performance is significantly deteriorated in Comparative Examples 7 and 9.
In the rubber composition of Comparative Example 10, since the isobutylene polymer was added to SBR1 alone, the grip performance was improved, but the rolling resistance performance was deteriorated.

本発明によれば、SBRの有する特性を損なうことなく、タイヤ構造材等として有用なグリップ性、転がり抵抗性に優れた架橋ゴムを得ることができ、それをトレッドに用いた空気入りタイヤに適用される。   According to the present invention, it is possible to obtain a crosslinked rubber having excellent grip properties and rolling resistance useful as a tire structure material and the like without impairing the characteristics of the SBR, and applying it to a pneumatic tire using the tread. Is done.

Figure 2015143310
Figure 2015143310

Figure 2015143310
Figure 2015143310

Claims (3)

スチレン含有量が20〜40質量%、炭素―炭素間二重結合含有量が50〜60質量%、ガラス転移温度が−40〜−20℃、重量平均分子量が50万以上および100万以下のスチレン−ブタジエンゴム(以下、「SBR1」という。)60〜80質量%、
スチレン含有量が20〜35質量%、炭素―炭素間二重結合含有量が50〜65質量%、ガラス転移温度が−30〜−20℃、重量平均分子量が20万以上および50万未満のスチレン−ブタジエンゴム(以下、「SBR2」という。)20〜40質量%、
(「SBR1」、「SBR2」合わせて100質量%とする。)
からなるゴム成分(A)100質量部と、
下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位を有するイソブチレン系重合体(B)を(A)ゴム成分100質量部に対して0〜50質量部からなるゴム組成物。
Figure 2015143310
Figure 2015143310
[式(2)中、Xは2価の基を示し、Yは環内に不飽和結合を有する置換又は未置換の脂環基を示し、nは0又は1を示す。]
Styrene having a styrene content of 20 to 40% by mass, a carbon-carbon double bond content of 50 to 60% by mass, a glass transition temperature of −40 to −20 ° C., and a weight average molecular weight of 500,000 or more and 1,000,000 or less. -60-80 mass% butadiene rubber (hereinafter referred to as “SBR1”),
Styrene having a styrene content of 20 to 35 mass%, a carbon-carbon double bond content of 50 to 65 mass%, a glass transition temperature of -30 to -20 ° C, a weight average molecular weight of 200,000 or more and less than 500,000 -Butadiene rubber (hereinafter referred to as "SBR2") 20-40% by mass,
("SBR1" and "SBR2" are combined to 100% by mass)
100 parts by mass of a rubber component (A) comprising:
From 0 to 50 parts by mass of the isobutylene polymer (B) having a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2) with respect to 100 parts by mass of the (A) rubber component: A rubber composition.
Figure 2015143310
Figure 2015143310
[In formula (2), X represents a divalent group, Y represents a substituted or unsubstituted alicyclic group having an unsaturated bond in the ring, and n represents 0 or 1. ]
前記イソブチレン系重合体が、下記式(3)および下記式(4)で表される構造単位を有することを特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物。
Figure 2015143310
[式(3)中、nは0又は1を示す。]
Figure 2015143310
[式(4)中、nは0又は1を示す。]
The rubber composition according to claim 1, wherein the isobutylene polymer has a structural unit represented by the following formula (3) and the following formula (4).
Figure 2015143310
[In the formula (3), n represents 0 or 1. ]
Figure 2015143310
[In Formula (4), n shows 0 or 1. ]
請求項1ないし2に記載のゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ。   A pneumatic tire having a tread using the rubber composition according to claim 1.
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