JP2016166309A - Rubber composition and pneumatic tire prepared therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same.
従来、タイヤ、ゴムホース、工業用ベルト、防振ゴム、防舷材などを構成するゴム組成物として、ジエン系ゴムにプロピレン・エチレン共重合体などのオレフィン系樹脂を配合したものが提案されている。
例えば、特許文献1には、「ジエン系ゴム100重量部に対し、ポリオレフィン系樹脂を不飽和カルボン酸で変性した変性重合体を1〜50重量部配合してなるゴム組成物。」が記載されている([請求項1])。
Conventionally, as a rubber composition constituting a tire, a rubber hose, an industrial belt, an anti-vibration rubber, a fender, etc., a blend of an olefin resin such as propylene / ethylene copolymer with a diene rubber has been proposed. .
For example, Patent Document 1 describes “a rubber composition comprising 1 to 50 parts by weight of a modified polymer obtained by modifying a polyolefin resin with an unsaturated carboxylic acid with respect to 100 parts by weight of a diene rubber”. ([Claim 1]).
ところで、近年、地球環境を保護する観点から、空気入りタイヤにも環境への配慮が求められ、燃費を向上させる性能が望まれている。
燃費を改善するためには、走行時の発熱を抑制可能なゴム組成物を用いて空気入りタイヤを製作すればよく、特に、走行時に路面に接するタイヤトレッドや走行時の繰り返し変形が大きいサイドウォールの発熱を低減することにより、燃費を改善することができると考えられる。
本発明者らは、特許文献1に記載されたタイヤ用ゴム組成物について検討したところ、かかるタイヤ用ゴム組成物は、ポリオレフィン系樹脂を不飽和カルボン酸で変性した変性重合体を配合したことで低発熱化には優れているものの、耐摩耗性において更なる改善が必要であることを知見するに至った。
By the way, in recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, consideration is also required for pneumatic tires, and the performance of improving fuel consumption is desired.
In order to improve fuel economy, it is only necessary to produce pneumatic tires using a rubber composition that can suppress heat generation during driving. Especially, tire treads that contact the road surface during driving and sidewalls that undergo large repeated deformation during driving. It is considered that the fuel consumption can be improved by reducing the heat generation.
When the present inventors examined the rubber composition for tires described in patent document 1, this rubber composition for tires was blended with a modified polymer obtained by modifying a polyolefin resin with an unsaturated carboxylic acid. Although it is excellent in reducing heat generation, it has been found that further improvement in wear resistance is necessary.
そこで、本発明は、優れた低発熱化を維持しつつ、耐摩耗性が良好となるゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubber composition having good wear resistance while maintaining excellent heat generation and a pneumatic tire using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特許文献1に記載されたゴム組成物において、不飽和カルボン酸で変性したポリオレフィンを例えばアミン誘導体等で予め反応させ、この得られた酸変性ポリオレフィン誘導体をジエン系ゴムに対して所定量配合することで、優れた低発熱化を維持しつつ、耐摩耗性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention obtained, in the rubber composition described in Patent Document 1, a polyolefin modified with an unsaturated carboxylic acid was reacted in advance with, for example, an amine derivative or the like. It was found that by adding a predetermined amount of the acid-modified polyolefin derivative to the diene rubber, the wear resistance was improved while maintaining excellent low heat generation, and the present invention was completed.
That is, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.
[1] ジエン系ゴム(A)と、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させて得られた酸変性ポリオレフィン誘導体(B)と、を含有し、
上記酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の含有量が、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜40質量部である、ゴム組成物。
[2] 上記アミノ基を有する化合物(b2)がジアミン化合物である、[1]に記載のゴム組成物。
[3] 上記酸変性ポリオレフィン誘導体(B)が、単軸押出機または二軸混練押出機で、上記酸変性ポリオレフィン(b1)と上記アミノ基を有する化合物(b2)とを上記酸変性ポリオレフィン(b1)の融点以上で溶融混練することにより反応させて得られたものである、[1]または[2]に記載のゴム組成物。
[4] 上記酸変性ポリオレフィン(b1)が、エチレンとα−オレフィンとからなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有するポリオレフィンである、[1]〜[3]のいずれかに記載のゴム組成物。
[5] 上記α−オレフィンが、プロピレン、1−ブテンまたは1−オクテンである、[4]に記載のゴム組成物。
[6] 上記酸変性ポリオレフィン(b1)が、無水マレイン酸で変性されたポリオレフィンである、[1]〜[5]のいずれかに記載のゴム組成物。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載のゴム組成物を構成部材に用いた空気入りタイヤ。
[8] 上記構成部材がタイヤトレッドである、[7]に記載の空気入りタイヤ。
[1] A diene rubber (A), an acid-modified polyolefin derivative (B) obtained by reacting an acid-modified polyolefin (b1) and a compound (b2) having an amino group in advance,
The rubber composition whose content of the acid-modified polyolefin derivative (B) is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
[2] The rubber composition according to [1], wherein the amino group-containing compound (b2) is a diamine compound.
[3] The acid-modified polyolefin derivative (B) is converted into the acid-modified polyolefin (b1) from the acid-modified polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group by a single-screw extruder or a twin-screw kneading extruder. The rubber composition according to [1] or [2], which is obtained by reacting by melting and kneading at a melting point or higher.
[4] The acid-modified polyolefin (b1) according to any one of [1] to [3], wherein the acid-modified polyolefin (b1) is a polyolefin having at least one repeating unit selected from the group consisting of ethylene and α-olefin. Rubber composition.
[5] The rubber composition according to [4], wherein the α-olefin is propylene, 1-butene or 1-octene.
[6] The rubber composition according to any one of [1] to [5], wherein the acid-modified polyolefin (b1) is a polyolefin modified with maleic anhydride.
[7] A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of [1] to [6] as a constituent member.
[8] The pneumatic tire according to [7], wherein the constituent member is a tire tread.
本発明によれば、優れた低発熱化を維持しつつ、耐摩耗性が良好となるゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition having good wear resistance while maintaining excellent heat generation reduction and a pneumatic tire using the rubber composition.
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム(A)と、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させて得られた酸変性ポリオレフィン誘導体(B)と、を含有するゴム組成物である。
また、上記酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜40質量部である。
[Rubber composition]
The rubber composition of the present invention contains a diene rubber (A), an acid-modified polyolefin derivative (B) obtained by reacting an acid-modified polyolefin (b1) and a compound (b2) having an amino group in advance. It is a rubber composition.
Moreover, content of the said acid-modified polyolefin derivative (B) is 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers (A).
本発明においては、ジエン系ゴム(A)に対して、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させて得られた酸変性ポリオレフィン誘導体(B)を所定量配合することにより、優れた低発熱化を維持しつつ、耐摩耗性を良好とすることができる。
これは、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
すなわち、酸変性ポリオレフィン(b1)が有する酸変性基(例えば、無水マレイン酸基)と化合物(b2)が有するアミノ基とが反応し、アミド結合が生起することにより、任意に添加されるシリカ等の充填剤との親和性が高くなり、これにより上記シリカ等の充填剤の分散性を良好にすることができ、優れた低発熱化を維持できるものと考えられる。また、同時に、酸変性ポリオレフィン誘導体(B)中において酸変性ポリオレフィン(b1)とアミノ基を有する化合物(b2)との反応により生起したアミド基同士が電気的な相互作用等により凝集して緻密なネットワークを形成することにより、酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の機械的特性が向上し、これを配合するゴム組成物の耐摩耗性が良好となったものと考えられる。
このことは後述する比較例が示すように、アミノ基を有する化合物(b2)を使用しない場合(比較例2)、および酸変性ポリオレフィン(b1)とアミノ基を有する化合物(b2)とを予め反応させずにこれらをジエン系ゴム(A)と同時に溶融混練する場合(比較例3)には摩耗量低減が実現できていないことからも推測することができる。
以下に、本発明のゴム組成物が含有する各成分について詳細に説明する。
In the present invention, a predetermined amount of the acid-modified polyolefin derivative (B) obtained by reacting the acid-modified polyolefin (b1) and the amino group-containing compound (b2) in advance with the diene rubber (A). As a result, it is possible to improve the wear resistance while maintaining excellent low heat generation.
This is not clear in detail, but is estimated to be as follows.
That is, silica or the like optionally added by reacting an acid-modified group (for example, maleic anhydride group) of the acid-modified polyolefin (b1) with an amino group of the compound (b2) to generate an amide bond It is considered that the affinity with the filler is increased, whereby the dispersibility of the filler such as silica can be improved, and excellent low heat generation can be maintained. At the same time, in the acid-modified polyolefin derivative (B), the amide groups generated by the reaction between the acid-modified polyolefin (b1) and the amino group-containing compound (b2) are aggregated due to electrical interaction or the like to be dense. By forming the network, it is considered that the mechanical properties of the acid-modified polyolefin derivative (B) are improved and the wear resistance of the rubber composition containing the acid-modified polyolefin derivative (B) is improved.
As shown in a comparative example described later, this is the case where the compound (b2) having an amino group is not used (Comparative Example 2), and the acid-modified polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group are reacted in advance. It can also be estimated from the fact that when these are melt kneaded simultaneously with the diene rubber (A) (Comparative Example 3), the amount of wear cannot be reduced.
Below, each component which the rubber composition of this invention contains is demonstrated in detail.
〔ジエン系ゴム(A)〕
本発明のゴム組成物が含有するジエン系ゴム(A)は、主鎖に二重結合を有するものであれば特に限定されず、その具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴム、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)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、耐摩耗性がより良好となり、加工性に優れるという観点から、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴム、NR、BRを用いるのが好ましい。
[Diene rubber (A)]
The diene rubber (A) contained in the rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it has a double bond in the main chain. Specific examples thereof include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR ), Butadiene rubber (BR), aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), styrene-isoprene rubber, isoprene -Butadiene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, etc. are mentioned, These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, it is preferable to use aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, NR, BR from the viewpoint of better wear resistance and excellent workability.
上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン−イソプレンゴム(SBIR)等が挙げられ、中でも、SBRであるのが好ましい。
上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムは、末端がヒドロキシ基、ポリオルガノシロキサン基、カルボニル基、アミノ基等で変性されていてもよい。
更に、上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムの重量平均分子量は特に限定されないが、加工性の観点から、10万〜250万であるのが好ましく、30万〜200万であるのがより好ましい。なお、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムの重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。
Examples of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber include styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene rubber, styrene-butadiene-isoprene rubber (SBIR), and among them, SBR is preferable. .
The aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber may have a terminal modified with a hydroxy group, a polyorganosiloxane group, a carbonyl group, an amino group, or the like.
Furthermore, the weight average molecular weight of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber is not particularly limited, but is preferably 100,000 to 2,500,000, and more preferably 300,000 to 2,000,000 from the viewpoint of processability. . In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber shall be measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran as a solvent.
上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムは、耐摩耗性がより良好となり、加工性に優れるという観点から、芳香族ビニルを20〜50質量%含むことが好ましく、共役ジエン中のビニル結合量を20〜70質量%含むことがより好ましい。 The aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber preferably contains 20 to 50% by mass of aromatic vinyl from the viewpoint of better wear resistance and excellent workability. It is more preferable to contain 20-70 mass%.
ジエン系ゴム(A)が少なくとも芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムを含む場合、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムの量は、低発熱化を更に図ることができ、低発熱性とウェットグリップ性能のバランスの観点から、ジエン系ゴム(A)に30〜100質量%含まれていることが好ましく、40〜90質量%含まれていることがより好ましい。 When the diene rubber (A) contains at least an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber, the amount of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber can further reduce heat generation, and low heat generation and wet grip From the viewpoint of balance of performance, the diene rubber (A) is preferably contained in an amount of 30 to 100% by mass, and more preferably 40 to 90% by mass.
〔酸変性ポリオレフィン誘導体(B)〕
本発明のゴム組成物が含有する酸変性ポリオレフィン誘導体(B)は、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させて得られる。
以下に、酸変性ポリオレフィン誘導体(B)を構成する酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)ついて、それぞれ詳述する。
[Acid-modified polyolefin derivative (B)]
The acid-modified polyolefin derivative (B) contained in the rubber composition of the present invention is obtained by reacting an acid-modified polyolefin (b1) and an amino group-containing compound (b2) in advance.
Hereinafter, the acid-modified polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group constituting the acid-modified polyolefin derivative (B) will be described in detail.
<酸変性ポリオレフィン(b1)>
上記酸変性ポリオレフィン(b1)は、ポリオレフィンを不飽和カルボン酸で変性した変性重合体である。
本発明においては、耐摩耗性がより良好となり、加工性に優れるという観点から、エチレンおよびα−オレフィンからなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有するポリオレフィンであるのが好ましく、上記α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテンまたは1−オクテンが挙げられる。なお、ポリオレフィンは、これらの繰り返し単位を有する単独重合体(ホモポリマー)であっても共重合体であってもよい。
<Acid-modified polyolefin (b1)>
The acid-modified polyolefin (b1) is a modified polymer obtained by modifying a polyolefin with an unsaturated carboxylic acid.
In the present invention, from the viewpoint of better wear resistance and excellent workability, it is preferably a polyolefin having at least one repeating unit selected from the group consisting of ethylene and α-olefin, and the α -Olefin includes propylene, 1-butene or 1-octene. The polyolefin may be a homopolymer (homopolymer) or a copolymer having these repeating units.
(ポリオレフィン)
上記酸変性ポリオレフィン(b1)の骨格を構成するポリオレフィンとしては、例えば、
ポリプロピレン、ポリブテン、ポリオクテンなどの単独重合体(ホモポリマー);
プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・1−ヘキセン共重合体、プロピレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体、プロピレン・1−オクテン共重合体、プロピレン・1−デセン共重合体、プロピレン・1,4−ヘキサジエン共重合体、プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、プロピレン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−オクテン・エチレン共重合体、1−ブテン・エチレン共重合体、1−ブテン・プロピレン共重合体、1−ブテン・1−ヘキセン共重合体、1−ブテン・4−メチル−1−ペンテン共重合体、1−ブテン・1−オクテン共重合体、1−ブテン・1−デセン共重合体、1−ブテン・1,4−ヘキサジエン共重合体、1−ブテン・ジシクロペンタジエン共重合体、1−ブテン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−ブテン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、1−ブテン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体などの2成分系の共重合体;
エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ヘキセン共重合体、エチレン・プロピレン・1−オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・1,4−ヘキサジエン共重合体、エチレン・プロピレン・1,4−ヘキサジエン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、エチレン・プロピレン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−ブテン・エチレン・プロピレン共重合体、1−ブテン・エチレン・1−ヘキセン共重合体、1−ブテン・エチレン・1−オクテン共重合体、1−ブテン・プロピレン・1−オクテン共重合体、1−ブテン・エチレン・1,4−ヘキサジエン共重合体、1−ブテン・プロピレン・1,4−ヘキサジエン共重合体、1−ブテン・エチレン・ジシクロペンタジエン共重合体、1−ブテン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、1−ブテン・エチレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−ブテン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−ブテン・エチレン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、1−ブテン・プロピレン・2、5−ノルボルナジエン共重合体、1−ブテン・エチレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体、1−ブテン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体のような多成分系の共重合体;などが挙げられる。
(Polyolefin)
As the polyolefin constituting the skeleton of the acid-modified polyolefin (b1), for example,
Homopolymers such as polypropylene, polybutene, polyoctene;
Propylene / ethylene copolymer, propylene / 1-butene copolymer, propylene / 1-hexene copolymer, propylene / 4-methyl-1-pentene copolymer, propylene / 1-octene copolymer, propylene / 1 -Decene copolymer, propylene / 1,4-hexadiene copolymer, propylene / dicyclopentadiene copolymer, propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, propylene / 2,5-norbornadiene copolymer, Propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-octene / ethylene copolymer, 1-butene / ethylene copolymer, 1-butene / propylene copolymer, 1-butene / 1-hexene copolymer 1-butene / 4-methyl-1-pentene copolymer, 1-butene / 1-octene copolymer, 1-butene -Decene copolymer, 1-butene-1,4-hexadiene copolymer, 1-butene-dicyclopentadiene copolymer, 1-butene-5-ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-butene-2 Two-component copolymers such as 5-norbornadiene copolymer and 1-butene-5-ethylidene-2-norbornene copolymer;
Ethylene / propylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / 1-hexene copolymer, ethylene / propylene / 1-octene copolymer, ethylene / propylene / 1-octene copolymer, ethylene / propylene / 1, 4-hexadiene copolymer, ethylene / propylene / 1,4-hexadiene copolymer, ethylene / propylene / dicyclopentadiene copolymer, ethylene / propylene / dicyclopentadiene copolymer, ethylene / propylene / 5-ethylidene- 2-norbornene copolymer, ethylene / propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, ethylene / propylene / 2, 5-norbornadiene copolymer, ethylene / propylene / 2, 5-norbornadiene copolymer, ethylene / propylene Propylene-5-ethylidene-2-no Borene copolymer, ethylene / propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-butene / ethylene / propylene copolymer, 1-butene / ethylene / 1-hexene copolymer, 1-butene / ethylene / 1-octene copolymer, 1-butene / propylene / 1-octene copolymer, 1-butene / ethylene / 1,4-hexadiene copolymer, 1-butene / propylene / 1,4-hexadiene copolymer, 1-butene / ethylene / dicyclopentadiene copolymer, 1-butene / propylene / dicyclopentadiene copolymer, 1-butene / ethylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-butene / propylene / 5 -Ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-butene-ethylene-2,5-norbornadiene copolymer, 1-butene・ Multi-components such as propylene / 2,5-norbornadiene copolymer, 1-butene / ethylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, 1-butene / propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer And the like.
これらのうち、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリオクテン、プロピレン・エチレン共重合体、1−ブテン・エチレン共重合体、1−ブテン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体、1−オクテン・エチレン共重合体を用いるのが好ましい。 Among these, polypropylene, polybutene, polyoctene, propylene / ethylene copolymer, 1-butene / ethylene copolymer, 1-butene / propylene copolymer, ethylene / propylene / 1-butene copolymer, 1-octene / It is preferable to use an ethylene copolymer.
(不飽和カルボン酸)
一方、上述したポリオレフィンを変性する不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、クロトン酸、メタアクリル酸、イタコン酸、または、これらの各酸の酸無水物などが挙げられる。
これらのうち、無水マレイン酸、マレイン酸、アクリル酸を用いるのが好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
(Unsaturated carboxylic acid)
On the other hand, examples of the unsaturated carboxylic acid that modifies the above-described polyolefin include maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, crotonic acid, methacrylic acid, itaconic acid, or acid anhydrides of these acids. .
Of these, maleic anhydride, maleic acid, and acrylic acid are preferably used, and maleic anhydride is more preferable.
上記酸変性ポリオレフィン(b1)における酸変性量(質量%)は特に限定されないが、通常0.1〜10質量%であり、0.2〜5質量%であることが好ましい。 Although the acid modification amount (mass%) in the acid-modified polyolefin (b1) is not particularly limited, it is usually 0.1 to 10 mass%, preferably 0.2 to 5 mass%.
上記酸変性ポリオレフィン(b1)は、通常行われる方法、例えば、上記ポリオレフィンに、通常行われる条件、例えば、加熱下での撹拌等により不飽和カルボン酸をグラフト重合させる方法で製造してもよく、また市販品を用いてもよい。
市販品としては、例えば、タフマーMA8510(三井化学社製)、MP0620(三井化学社製)などの無水マレイン酸変性プロピレン・エチレン共重合体;タフマーMH7020(三井化学社製)などの無水マレイン酸変性エチレン・1−ブテン共重合体;アドマーQE060(三井化学社製)などの無水マレイン酸変性ポリプロピレン;等が挙げられる。
The acid-modified polyolefin (b1) may be produced by a method that is usually performed, for example, a method in which an unsaturated carboxylic acid is graft-polymerized to the polyolefin under a condition that is usually performed, for example, stirring under heating. Commercial products may also be used.
Examples of commercially available products include maleic anhydride-modified propylene / ethylene copolymers such as Tuffmer MA8510 (manufactured by Mitsui Chemicals) and MP0620 (manufactured by Mitsui Chemicals); And ethylene / 1-butene copolymer; maleic anhydride-modified polypropylene such as Admer QE060 (manufactured by Mitsui Chemicals); and the like.
<アミノ基を有する化合物(b2)>
アミノ基を有する化合物(b2)としては、単官能または多官能アミン化合物であることが好ましく、多官能アミン化合物がより好ましく、ジアミン化合物がさらに好ましい。
多官能アミン化合物としては、具体的には、例えば、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンなどが挙げられる。
これらのうち、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが、コスト、安全性の観点で好ましい。
<Compound (b2) having an amino group>
The compound (b2) having an amino group is preferably a monofunctional or polyfunctional amine compound, more preferably a polyfunctional amine compound, and still more preferably a diamine compound.
Specific examples of the polyfunctional amine compound include 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-. Examples thereof include phenylenediamine, metaphenylenediamine, and 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene.
Among these, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone and 4,4′-diaminodiphenyl sulfone are preferable from the viewpoints of cost and safety.
<酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の調製>
酸変性ポリオレフィン(b1)に対するアミノ基を有する化合物(b2)の量は、酸変性ポリオレフィン(b1)100質量部に対して0.5〜10質量部が好ましく、1〜6質量部がより好ましい。アミノ基を有する化合物(b2)の量を上記範囲とすることでより優れた低発熱性と耐摩耗性を両立しうる。
<Preparation of acid-modified polyolefin derivative (B)>
0.5-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of acid-modified polyolefin (b1), and, as for the quantity of the compound (b2) which has an amino group with respect to acid-modified polyolefin (b1), 1-6 mass parts is more preferable. By making the amount of the compound (b2) having an amino group within the above range, it is possible to achieve both excellent low heat generation properties and wear resistance.
酸変性ポリオレフィン誘導体(B)は、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を、例えばニーダー、バンバリーミキサー、単軸混練押出機、二軸混練押出機等の公知の混練機を使用して溶融混練することによって調製できるが、その生産性の高さから単軸混練押出機または二軸混練押出機を使用して行うことが好ましい。なお、本発明の効果を阻害しない限り、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)とともに、後述する任意の添加剤を予め添加してもよい。
溶融混練条件は、使用される酸変性ポリオレフィン(b1)、アミノ基を有する化合物(b2)および任意の添加剤の種類および配合量などに応じるが、溶融混練温度は、酸変性ポリオレフィン(b1)の融点以上の温度であり、好ましくは酸変性ポリオレフィン(b1)の融点より20℃高い温度(通常150℃〜200℃)である。溶融混練の時間(滞留時間)は、典型的には1〜10分間、好ましくは2〜8分間である。
上記方法で調製された酸変性ポリオレフィン誘導体(B)は、例えば、溶融状態で二軸混練押出機の吐出口に取り付けられたダイから通常の方法によりフィルム状、シート状またはチューブ状等の形状に押し出すか、あるいは、ストランド状に押し出し、樹脂用ペレタイザーでペレット化して得ることができる。
For the acid-modified polyolefin derivative (B), the acid-modified polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group are mixed with a known kneader such as a kneader, a Banbury mixer, a single-screw kneading extruder, or a twin-screw kneading extruder. Although it can prepare by melt-kneading using, it is preferable to carry out using a single-screw kneading extruder or a twin-screw kneading extruder from the height of the productivity. In addition, unless the effect of this invention is inhibited, you may add the arbitrary additive mentioned later previously with the compound (b2) which has an acid-modified polyolefin (b1) and an amino group.
The melt-kneading conditions depend on the acid-modified polyolefin (b1) used, the amino group-containing compound (b2), and the type and blending amount of any additive, but the melt-kneading temperature depends on the acid-modified polyolefin (b1). The temperature is higher than the melting point, preferably 20 ° C. higher than the melting point of the acid-modified polyolefin (b1) (usually 150 ° C. to 200 ° C.). The melt kneading time (residence time) is typically 1 to 10 minutes, preferably 2 to 8 minutes.
The acid-modified polyolefin derivative (B) prepared by the above method is formed into a film shape, a sheet shape, a tube shape, or the like by a usual method from a die attached to a discharge port of a biaxial kneading extruder in a molten state, for example. It can be obtained by extruding or extruding into a strand and pelletizing with a resin pelletizer.
本発明のゴム組成物における上記酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜40質量部であり、3〜30質量部であるのがより好ましく、5〜30質量部であるのが更に好ましい。
酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の含有量を上記範囲とすることで、優れた低発熱性を維持しつつ、耐摩耗性を良好とすることができ、さらに実用上適切な破断伸びが得られる。
The content of the acid-modified polyolefin derivative (B) in the rubber composition of the present invention is 1 to 40 parts by mass and 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). More preferably, it is 5-30 mass parts.
By setting the content of the acid-modified polyolefin derivative (B) in the above range, it is possible to improve the wear resistance while maintaining excellent low heat build-up, and to obtain a practically appropriate breaking elongation.
〔シリカ〕
本発明のゴム組成物は更にシリカを含有するのが好ましい。シリカは特に限定されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
上記シリカとしては、具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
〔silica〕
The rubber composition of the present invention preferably further contains silica. The silica is not particularly limited, and any conventionally known silica that is blended in the rubber composition for uses such as tires can be used.
Specific examples of the silica include fumed silica, calcined silica, precipitated silica, pulverized silica, fused silica, colloidal silica, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. You may use together.
また、上記シリカは、シリカの凝集を抑制する観点から、CTAB吸着比表面積が50〜300m2/gであるのが好ましく、80〜250m2/gであるのがより好ましい。
ここで、CTAB吸着比表面積は、シリカ表面への臭化n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの吸着量をJIS K6217−3:2001「第3部:比表面積の求め方−CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
The silica preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, more preferably 80 to 250 m 2 / g, from the viewpoint of suppressing silica aggregation.
Here, the CTAB adsorption specific surface area was determined by measuring the adsorption amount of n-hexadecyltrimethylammonium bromide on the silica surface according to JIS K6217-3: 2001 “Part 3: Determination of specific surface area—CTAB adsorption method”. Value.
本発明においては、上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して5〜150質量部であるのが好ましく、10〜120質量部であるのがより好ましく、20〜100質量部であるのがさらに好ましい。 In the present invention, the content of the silica is preferably 5 to 150 parts by mass, more preferably 10 to 120 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). More preferably, it is 100 parts by mass.
〔シランカップリング剤〕
本発明のゴム組成物は、上述した他のシリカを含有する場合、タイヤの補強性能を向上させる理由から、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。
上記シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、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)トリスルフィド、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)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、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、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの1種または2種以上を事前にオリゴマー化させたものを用いてもよい。
〔Silane coupling agent〕
When the rubber composition of the present invention contains the other silica described above, the rubber composition preferably contains a silane coupling agent for the purpose of improving the reinforcing performance of the tire.
Specific examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, Bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxy Silane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N- Methylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl Methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl) tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazole tetrasulfide These may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use what made these 1 type, or 2 or more types oligomerize beforehand.
また、上記以外のシランカップリング剤としては、具体的には、例えば、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−[エトキシビス(3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタコサン−1−イルオキシ)シリル]−1−プロパンチオールなどのメルカプト系シランカップリング剤;3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランなどのチオカルボキシレート系シランカップリング剤;3−チオシアネートプロピルトリエトキシシランなどのチオシアネート系シランカップリング剤;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの1種または2種以上を事前にオリゴマー化させたものを用いてもよい。 Specific examples of silane coupling agents other than those described above include, for example, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3- [ethoxybis (3,6,9,12,15-pentaoxaoctacosan-1-yloxy]. ) Silyl] -1-propanethiol and other mercapto silane coupling agents; 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane and other thiocarboxylate silane coupling agents; 3-thiocyanate propyltriethoxysilane and other thiocyanate silane cups Ring agents; and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use what made these 1 type, or 2 or more types oligomerize beforehand.
これらのうち、補強性改善効果の観点から、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドおよび/またはビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドを使用することが好ましく、具体的には、例えば、Si69[ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド;エボニック・デグッサ社製]、Si75[ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド;エボニック・デグッサ社製]等が挙げられる。 Of these, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and / or bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is preferably used from the viewpoint of reinforcing effect. Specifically, Examples thereof include Si69 [bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide; manufactured by Evonik Degussa], Si75 [bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide; manufactured by Evonik Degussa).
上記シランカップリング剤の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1質量部以上であるのが好ましく、1〜10質量部であるのがより好ましい。
また、上記シランカップリング剤の含有量は、上記シリカ100質量部に対して0.1〜20質量部であるのが好ましく、0.5〜15質量部であるのがより好ましい。
The content of the silane coupling agent is preferably 1 part by mass or more and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
Moreover, it is preferable that it is 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of said silicas, and, as for content of the said silane coupling agent, it is more preferable that it is 0.5-15 mass parts.
〔カーボンブラック〕
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有しているのが好ましい。
上記カーボンブラックとしては、具体的には、例えば、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPE、SRF等のファーネスカーボンブラックが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、上記カーボンブラックは、ゴム組成物の混合時の加工性等の観点から、窒素吸着比表面積(N2SA)が10〜300m2/gであるのが好ましく、20〜200m2/gであるのがより好ましい。
ここで、N2SAは、カーボンブラック表面への窒素吸着量をJIS K 6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
〔Carbon black〕
The rubber composition of the present invention preferably contains carbon black.
Specific examples of the carbon black include furnace carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE, and SRF. These may be used alone or in combination of two or more. May be.
Further, the carbon black, from the viewpoint of workability during mixing of the rubber composition is preferably a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 10 to 300 m 2 / g, with 20 to 200 m 2 / g More preferably.
Here, N 2 SA is a value obtained by measuring the amount of nitrogen adsorbed on the carbon black surface in accordance with JIS K 6217-2: 2001 “Part 2: Determination of specific surface area—nitrogen adsorption method—single point method”. .
上記カーボンブラックを含有する場合の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、1〜100質量部であるのが好ましく、5〜80質量部であるのがより好ましい。 When the carbon black is contained, the content is preferably 1 to 100 parts by mass and more preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
〔その他の成分〕
本発明のゴム組成物は、上述した成分以外に、炭酸カルシウムなどのフィラー;中空ポリマーなどの化学発泡剤;硫黄等の加硫剤;スルフェンアミド系、グアニジン系、チアゾール系、チオウレア系、チウラム系などの加硫促進剤;酸化亜鉛、ステアリン酸などの加硫促進助剤;ワックス;アロマオイル;パラフェニレンジアミン類(例えば、N,N′−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−1,3−ジメチルブチル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン等)、ケトン−アミン縮合物(例えば、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン等)などのアミン系老化防止剤;可塑剤;等のタイヤ用のゴム組成物に一般的に用いられている各種のその他添加剤を配合することができる。
これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。例えば、ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、硫黄は0.5〜5質量部、加硫促進剤は0.1〜5質量部、加硫促進助剤は0.1〜10質量部、老化防止剤は0.5〜5質量部、ワックスは1〜10質量部、アロマオイルは5〜30質量部、それぞれ配合してもよい。
[Other ingredients]
In addition to the components described above, the rubber composition of the present invention comprises a filler such as calcium carbonate; a chemical foaming agent such as a hollow polymer; a vulcanizing agent such as sulfur; a sulfenamide-based, guanidine-based, thiazole-based, thiourea-based, and thiuram. Vulcanization accelerators such as zinc oxide, vulcanization accelerators such as zinc oxide and stearic acid; waxes; aroma oils; paraphenylenediamines (for example, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, N -1,3-dimethylbutyl-N′-phenyl-p-phenylenediamine, etc.), ketone-amine condensates (
As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used. For example, for 100 parts by mass of the diene rubber (A), 0.5 to 5 parts by mass of sulfur, 0.1 to 5 parts by mass of the vulcanization accelerator, and 0.1 to 10 parts by mass of the vulcanization accelerator aid. Parts, anti-aging agent 0.5-5 parts by mass, wax 1-10 parts by mass, aroma oil 5-30 parts by mass, respectively.
〔ゴム組成物の製造方法〕
本発明のゴム組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等)を用いて、混練する方法等が挙げられる。
また、本発明のゴム組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
[Method for producing rubber composition]
The method for producing the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method of kneading the above-described components using a known method and apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc.). It is done.
The rubber composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
[空気入りタイヤ]
本発明の空気入りタイヤ(以下、単に「本発明のタイヤ」ともいう。)は、上述した本発明のゴム組成物を構成(ゴム)部材に用いた空気入りタイヤである。
ここで、本発明のゴム組成物を用いる構成部材は特に限定されないが、例えば、タイヤトレッド部、サイドウォール部、ビード部、ベルト層被覆用、カーカス層被覆用、インナーライナー等が挙げられ、中でも、タイヤトレッド部が好ましい。
図1に、本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの模式的な部分断面図を示すが、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
[Pneumatic tire]
The pneumatic tire of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the tire of the present invention”) is a pneumatic tire using the above-described rubber composition of the present invention as a constituent (rubber) member.
Here, the constituent member using the rubber composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a tire tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a belt layer covering, a carcass layer covering, an inner liner, etc. The tire tread portion is preferable.
FIG. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the tire of the present invention, but the tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図1において、符号1はビード部を表し、符号2はサイドウォール部を表し、符号3は本発明のゴム組成物から構成されるトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
また、タイヤの内面には、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ外部に漏れるのを防止するために、インナーライナー9が配置されている。
In FIG. 1, the code | symbol 1 represents a bead part, the code |
Further, a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the
In the
Moreover, in the bead part 1, the
Further, an
本発明のタイヤは、例えば、本発明のゴム組成物をタイヤトレッド部に用いた場合において、優れた低発熱化を維持しつつ、耐摩耗性を良好とする効果を大きく享受することができる。
また、本発明のタイヤは、例えば、本発明のゴム組成物に用いられたジエン系ゴム(A)、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤の種類およびその配合割合に応じた温度で加硫または架橋し、タイヤトレッド部を形成することにより製造することができる。
For example, when the rubber composition of the present invention is used for a tire tread portion, the tire of the present invention can greatly enjoy the effect of improving wear resistance while maintaining excellent low heat generation.
The tire of the present invention is, for example, at a temperature corresponding to the diene rubber (A) used in the rubber composition of the present invention, the type of vulcanization or crosslinking agent, the type of vulcanization or crosslinking accelerator, and the blending ratio thereof. It can be produced by vulcanization or crosslinking to form a tire tread portion.
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
<酸変性ポリオレフィン誘導体B1の調製>
酸変性ポリオレフィン(タフマーMH7020、三井化学社製))100質量部に対しジアミン化合物1(3,3−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン社製))2質量部の割合で二軸混練押出機(株式会社日本製鋼所製)の原料供給口からシリンダー内に導入し、温度200℃および滞留時間約6分間に設定された混練ゾーンに搬送して溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の酸変性ポリオレフィン誘導体B1を得た。IR測定(透過)で1515〜1650cm-1に新しいピークを観測し、アミド結合が形成されたことを確認した。
<Preparation of acid-modified polyolefin derivative B1>
Biaxial kneading extruder (stock) at a ratio of 2 parts by mass of diamine compound 1 (3,3-diaminodiphenylsulfone (manufactured by Mitsui Chemicals Fine)) to 100 parts by mass of acid-modified polyolefin (Tuffmer MH7020, manufactured by Mitsui Chemicals) The product was introduced into the cylinder from the raw material supply port of Nippon Steel Co., Ltd., transported to a kneading zone set at a temperature of 200 ° C. and a residence time of about 6 minutes, and melt-kneaded, and the melt-kneaded material was attached to the discharge port. Extruded into a strand from the die. The obtained strand-shaped extrudate was pelletized with a resin pelletizer to obtain a pellet-shaped acid-modified polyolefin derivative B1. A new peak was observed at 1515 to 1650 cm −1 by IR measurement (transmission), confirming the formation of an amide bond.
<酸変性ポリオレフィン誘導体B2の調製>
酸変性ポリオレフィン(タフマーMH7020、三井化学社製))100質量部に対しジアミン化合物2(4,4−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン社製))5質量部の割合で二軸混練押出機(株式会社日本製鋼所製)の原料供給口からシリンダー内に導入し、温度200℃および滞留時間約6分間に設定された混練ゾーンに搬送して溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の酸変性ポリオレフィン誘導体B2を得た。IR測定(透過)で1515〜1650cm-1に新しいピークを観測し、アミド結合が形成されたことを確認した。
<Preparation of acid-modified polyolefin derivative B2>
Biaxial kneading extruder (stock) at a ratio of 5 parts by mass of diamine compound 2 (4,4-diaminodiphenylsulfone (manufactured by Mitsui Chemicals Fine)) to 100 parts by mass of acid-modified polyolefin (Tuffmer MH7020, manufactured by Mitsui Chemicals) The product was introduced into the cylinder from the raw material supply port of Nippon Steel Co., Ltd., transported to a kneading zone set at a temperature of 200 ° C. and a residence time of about 6 minutes, and melt-kneaded, and the melt-kneaded material was attached to the discharge port. Extruded into a strand from the die. The obtained strand-like extrudate was pelletized with a resin pelletizer to obtain a pellet-like acid-modified polyolefin derivative B2. A new peak was observed at 1515 to 1650 cm −1 by IR measurement (transmission), confirming the formation of an amide bond.
<酸変性ポリオレフィン誘導体B3の調製>
酸変性ポリオレフィン(タフマーMH7020、三井化学社製))100質量部に対しステアリルアミン(ファーミン80、花王社製))8質量部の割合で二軸混練押出機(株式会社日本製鋼所製)の原料供給口からシリンダー内に導入し、温度200℃および滞留時間約6分間に設定された混練ゾーンに搬送して溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の酸変性ポリオレフィン誘導体B3を得た。IR測定(透過)で1515〜1650cm-1に新しいピークを観測し、アミド結合が形成されたことを確認した。
<Preparation of acid-modified polyolefin derivative B3>
Raw material of twin-screw kneading extruder (manufactured by Nippon Steel Works) at a ratio of 8 parts by weight of stearylamine (Farmin 80, manufactured by Kao Corporation) to 100 parts by weight of acid-modified polyolefin (Tuffmer MH7020, manufactured by Mitsui Chemicals) The mixture was introduced into the cylinder from the supply port, conveyed to a kneading zone set at a temperature of 200 ° C. and a residence time of about 6 minutes, melt-kneaded, and the melt-kneaded product was extruded into a strand from a die attached to the discharge port. The obtained strand-shaped extrudate was pelletized with a resin pelletizer to obtain a pellet-shaped acid-modified polyolefin derivative B3. A new peak was observed at 1515 to 1650 cm −1 by IR measurement (transmission), confirming the formation of an amide bond.
<酸変性ポリオレフィン誘導体B4の調製>
上述の酸変性ポリオレフィン誘導体B1の調製において、酸変性ポリオレフィン(タフマーMH7020、三井化学社製))100質量部に対しジアミン化合物1(3,3−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン社製))を0.5質量部とした以外は同様の方法により酸変性ポリオレフィン誘導体を調製し、ペレット状の酸変性ポリオレフィン誘導体B4を得た。IR測定(透過)で1515〜1650cm-1に新しいピークを観測し、アミド結合が形成されたことを確認した。
<Preparation of acid-modified polyolefin derivative B4>
In the preparation of the above-mentioned acid-modified polyolefin derivative B1, diamine compound 1 (3,3-diaminodiphenyl sulfone (manufactured by Mitsui Chemicals Fine))) is 0 for 100 parts by mass of acid-modified polyolefin (Tuffmer MH7020, manufactured by Mitsui Chemicals). An acid-modified polyolefin derivative was prepared by the same method except that the amount was changed to 0.5 parts by mass to obtain a pellet-like acid-modified polyolefin derivative B4. A new peak was observed at 1515 to 1650 cm −1 by IR measurement (transmission), confirming the formation of an amide bond.
<実施例1〜7および比較例1〜7>
下記第1表に示す成分を、下記第1表に示す割合(質量部)で配合した。
具体的には、まず、下記第1表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、1.7リットルの密閉型ミキサーで5分間混練し、150℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。
次に、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
次に、得られたゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、160℃で20分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
<Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7>
The components shown in Table 1 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 1 below.
Specifically, the components shown in Table 1 below, excluding sulfur and the vulcanization accelerator, were kneaded for 5 minutes with a 1.7 liter closed mixer and released when the temperature reached 150 ° C. A master batch was obtained.
Next, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with an open roll in the obtained master batch to obtain a rubber composition.
Next, the obtained rubber composition was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a lamborn abrasion mold (diameter 63.5 mm, disk shape 5 mm thick) to produce a vulcanized rubber sheet.
上記のとおり製造した加硫ゴムシートを用いて以下の評価を行った。その結果を第1表に示す。 The following evaluation was performed using the vulcanized rubber sheet produced as described above. The results are shown in Table 1.
<切断時伸び(EB):(破断伸びの指標)>
作製した加硫ゴムシートからJIS3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、引張速度500mm/分での引張試験をJIS K6251:2010に準拠して行い、切断時伸び(EB)を25℃にて測定した。
測定結果は、比較例1の値を100とする指数で表し、下記第1表に示した。この指数が大きいほど破断伸びに優れることを意味する。指数が90以上の場合には、実用上適切な伸びが得られる。
<Elongation at break (E B ): (Indicator of elongation at break)>
A JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was punched out from the vulcanized rubber sheet produced, a tensile test at a tensile speed of 500 mm / min was performed in accordance with JIS K6251: 2010, and elongation at break (E B ) was measured at 25 ° C. did.
The measurement results were expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100, and are shown in Table 1 below. It means that it is excellent in elongation at break, so that this index | exponent is large. When the index is 90 or more, a practically appropriate elongation can be obtained.
<反発弾性(60℃)>
作製した加硫ゴムシートについて、JIS K6255:2013に準じて、温度60℃における反発弾性を測定した。
測定結果は、比較例1の値を100とする指数で表し、下記第1表に示した。この指数が大きいほど反発弾性に優れることを意味する。
<Rebound resilience (60 ° C)>
About the produced vulcanized rubber sheet, the resilience at a temperature of 60 ° C. was measured according to JIS K6255: 2013.
The measurement results were expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100, and are shown in Table 1 below. The larger the index, the better the resilience.
<tanδ(60℃)>
作製した加硫ゴムシートについて、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度60℃の条件で、損失正接tanδ(60℃)を測定した。
測定結果は、比較例1の値を100とする指数で表し、下記第1表に示した。この指数が小さいほど、低発熱性に優れることを意味する。
<Tan δ (60 ° C.)>
Using the viscoelastic spectrometer (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent tan δ (60 ° C.) was measured for the prepared vulcanized rubber sheet under the conditions of an elongation deformation strain rate of 10 ± 2%, a frequency of 20 Hz, and a temperature of 60 ° C. It was measured.
The measurement results were expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100, and are shown in Table 1 below. It means that it is excellent in low exothermic property, so that this index | exponent is small.
<耐摩耗性>
調製した各ゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、170℃で15分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
次いで、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を用いて、JIS K 6264−2:2005に準拠し、付加力15N、スリップ率50%、摩耗試験時間10分、試験温度を20℃の条件で摩耗試験を行い、摩耗量を測定した。
試験結果は、以下の式により、比較例1の測定値を100として、指数(インデックス)で表し、下記第1表の「摩耗量」の欄に記載した。指数(インデックス)が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好である。指数が95以下の場合に、耐摩耗性に効果があるものとして判断した。
指数=(測定値/比較例1の試験片の摩耗質量)×100
<Abrasion resistance>
Each of the prepared rubber compositions was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes in a Lambourn wear mold (disk shape with a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm) to produce a vulcanized rubber sheet.
Next, using a Lambourn abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), in accordance with JIS K 6264-2: 2005, with an additional force of 15 N, a slip rate of 50%, a wear test time of 10 minutes, and a test temperature of 20 ° C. A wear test was performed to measure the amount of wear.
The test results were expressed as an index according to the following formula, with the measured value of Comparative Example 1 being 100, and described in the column of “Abrasion amount” in Table 1 below. The smaller the index, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance. When the index was 95 or less, it was judged that the wear resistance was effective.
Index = (Measured value / Wear mass of test piece of Comparative Example 1) × 100
第1表に示す各成分は下記のとおりである。
・SBR:Nipol 1502(日本ゼオン社製)
・BR:Nipol BR 1220(日本ゼオン社製)
・酸変性ポリオレフィン:無水マレイン酸変性エチレン・1−ブテン共重合体(タフマーMH7020、三井化学社製)
・ジアミン化合物1:3,3−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン社製)
・ジアミン化合物2:4,4−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン社製)
・ステアリルアミン:ファーミン80(花王社製)
・酸変性ポリオレフィン誘導体B1:上述した方法で調製したもの
・酸変性ポリオレフィン誘導体B2:上述した方法で調製したもの
・酸変性ポリオレフィン誘導体B3:上述した方法で調製したもの
・酸変性ポリオレフィン誘導体B4:上述した方法で調製したもの
・シランカップリング剤:スルフィド系シランカップリング剤(Si69、エボニック・デグッサ社製)
・シリカ:湿式シリカ(ニップシールAQ、CTAB吸着比表面積170m2/g、日本シリカ社製)
・カーボンブラック:ショウブラックN339M(昭和キャボット社製)
・酸化亜鉛:亜鉛華3種(正同化学工業社製)
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸(日本油脂社製)
・老化防止剤:N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン(アンチゲン6C、住友化学社製)
・オイル:エクストラクト4号S(昭和シェル石油社製)
・イオウ:油処理硫黄(軽井沢精錬所社製)
・含硫黄加硫促進剤(CZ):N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(サンセラー CM−PO、三新化学工業社製)
・加硫促進剤(DPG):1,3−ジフェニルグアニジン(サンセラー D−G、三新化学工業社製)
Each component shown in Table 1 is as follows.
・ SBR: Nipol 1502 (manufactured by Nippon Zeon)
-BR: Nipol BR 1220 (manufactured by Nippon Zeon)
Acid-modified polyolefin: Maleic anhydride-modified ethylene / 1-butene copolymer (Toughmer MH7020, manufactured by Mitsui Chemicals)
・ Diamine compound 1: 3,3-diaminodiphenyl sulfone (Mitsui Chemicals Fine)
・ Diamine compound 2: 4,4-diaminodiphenyl sulfone (Mitsui Chemicals Fine)
-Stearylamine: Farmin 80 (manufactured by Kao Corporation)
-Acid-modified polyolefin derivative B1: Prepared by the method described above-Acid-modified polyolefin derivative B2: Prepared by the method described above-Acid-modified polyolefin derivative B3: Prepared by the method described above-Acid-modified polyolefin derivative B4: Above-mentioned・ Silane coupling agent: sulfide-based silane coupling agent (Si69, manufactured by Evonik Degussa)
Silica: wet silica (nip seal AQ, CTAB adsorption specific surface area 170 m 2 / g, manufactured by Nippon Silica)
・ Carbon black: Show black N339M (manufactured by Showa Cabot)
・ Zinc oxide:
・ Stearic acid: Beads stearic acid (manufactured by NOF Corporation)
Anti-aging agent: N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine (Antigen 6C, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
・ Oil: Extract No. 4 S (made by Showa Shell Sekiyu KK)
・ Sulfur: Oil-treated sulfur (manufactured by Karuizawa Refinery)
-Sulfur-containing vulcanization accelerator (CZ): N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (Sunseller CM-PO, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator (DPG): 1,3-diphenylguanidine (Sunceller DG, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
上記第1表に示す結果から、酸変性ポリオレフィン(b1)およびアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させて得られた酸変性ポリオレフィン誘導体(B)を特定の質量比(ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜40質量部)で配合した実施例1〜7は、耐摩耗性において優れた効果を発現した。低発熱化の観点においても、比較例1と比べて低発熱化に優れるものであった。
比較例3と実施例1との比較、比較例7と実施例6との比較により、実施例1および実施例6のゴム組成物は、酸性ポリオレフィン(b1)とアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させずに導入した比較例3および比較例7のゴム組成物に比べて、耐摩耗性に顕著に優れるものであった。
また、比較例6と実施例5との比較により、上記と同様に、実施例5のゴム組成物は、酸性ポリオレフィン(b1)とアミノ基を有する化合物(b2)を予め反応させずに導入した比較例6のゴム組成物に比べて、耐摩耗性に顕著に優れる傾向が示された。
実施例4、実施例5および実施例6の比較により、モノアミン化合物よりもジアミン化合物を用いた方が、より低発熱化を維持しつつ、優れた耐摩耗性効果が得られることが示された。
比較例5は、耐摩耗性において優れた効果を発現したが、破断伸びの値が低く、実用上適切な伸びが得られなかった。
From the results shown in Table 1 above, the acid-modified polyolefin derivative (B) obtained by reacting the acid-modified polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group in advance was analyzed with a specific mass ratio (diene rubber (A Example 1-7 mix | blended in 1-40 mass parts) with respect to 100 mass parts expressed the effect excellent in abrasion resistance. Also from the viewpoint of reducing heat generation, it was superior to Comparative Example 1 in reducing heat generation.
By comparison between Comparative Example 3 and Example 1, and Comparative Example 7 and Example 6, the rubber compositions of Example 1 and Example 6 were acidic polyolefin (b1) and compound (b2) having an amino group. Compared with the rubber compositions of Comparative Example 3 and Comparative Example 7 which were introduced without reacting in advance, the abrasion resistance was remarkably excellent.
Moreover, by comparison with Comparative Example 6 and Example 5, the rubber composition of Example 5 was introduced without reacting the acidic polyolefin (b1) and the compound (b2) having an amino group in advance, as described above. Compared with the rubber composition of Comparative Example 6, a tendency to be remarkably excellent in wear resistance was shown.
Comparison of Example 4, Example 5 and Example 6 showed that the use of a diamine compound rather than a monoamine compound can provide an excellent wear resistance effect while maintaining lower heat generation. .
Comparative Example 5 exhibited an excellent effect in wear resistance, but the value of elongation at break was low, and a practically appropriate elongation could not be obtained.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
9 インナーライナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記酸変性ポリオレフィン誘導体(B)の含有量が、前記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して1〜40質量部である、ゴム組成物。 A diene rubber (A), an acid-modified polyolefin derivative (B) obtained by previously reacting an acid-modified polyolefin (b1) and an amino group-containing compound (b2),
The rubber composition whose content of the acid-modified polyolefin derivative (B) is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
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