JP2020105392A - Rubber composition for tire and pneumatic tire - Google Patents

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Abstract

To improve processability in a rubber composition using a hydrogenated copolymer as a rubber component.SOLUTION: A rubber composition for tires according to an embodiment is a hydrogenated copolymer obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugate diene copolymer, in which a weight average molecular weight is 300,000 or larger and 0.1 to 20 pts.mass of an ether-ester compound having HLB expressed by a general formula (1) of 10 or smaller is contained relative to 100 pts.mass of the rubber component containing a hydrogenated copolymer having a hydrogenation rate of the conjugate diene of 80 mol% or larger. In the formula, R1 and R2 each is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbons, R3 is an alkylene group having 2 to 4 carbons, n represents an average number of added moles of an oxyalkylene group, and 60 mass% or larger of (R3O)n is an oxyethylene group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for a tire and a pneumatic tire using the same.

低燃費性や破断強度、耐摩耗性等を向上させることを目的として、タイヤ用ゴム組成物に、芳香族ビニル化合物に基づく構成単位及び共役ジエン化合物に基づく構成単位を有し、共役ジエン部を水素添加した水添共重合体を配合することが知られている(特許文献1〜3)。 For the purpose of improving fuel economy, breaking strength, wear resistance, etc., the rubber composition for a tire has a structural unit based on an aromatic vinyl compound and a structural unit based on a conjugated diene compound, and a conjugated diene part is included. It is known to blend a hydrogenated hydrogenated copolymer (Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、かかる水添共重合体をゴム成分として用いると、ゴム組成物のムーニー粘度が高くなり、加工性に課題がある。 However, when such a hydrogenated copolymer is used as a rubber component, the Mooney viscosity of the rubber composition becomes high and there is a problem in processability.

なお、特許文献4には、充填剤として白色充填剤、即ちシリカを用いたゴム組成物において、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル脂肪酸エステル(エーテルエステル化合物)を配合することが開示されている。しかしながら、この文献は、シリカ配合のゴム組成物の帯電防止性能を付与するために当該脂肪酸エステルを配合するものであり、当該脂肪酸エステルを配合することにより加工性と耐摩耗性が改善されることは記載されていない。また、特許文献4において具体的に用いられているポリオキシアルキレンアルキルエーテル脂肪酸エステルはHLBが高いものであり、HLBが10以下のポリオキシアルキレンアルキルエーテル脂肪酸エステルを用いることは記載されていない。 Patent Document 4 discloses that a polyoxyalkylene alkyl ether fatty acid ester (ether ester compound) is compounded in a rubber composition using a white filler, that is, silica as a filler. However, in this document, the fatty acid ester is blended in order to impart the antistatic performance of the rubber composition containing silica, and the workability and abrasion resistance are improved by blending the fatty acid ester. Is not listed. Further, the polyoxyalkylene alkyl ether fatty acid ester specifically used in Patent Document 4 has a high HLB, and there is no description of using a polyoxyalkylene alkyl ether fatty acid ester having an HLB of 10 or less.

特開2017−145341号公報JP, 2017-145341, A WO2014/133097号WO2014/133097 特開2018−95779号公報JP, 2018-95779, A 特開平10−330539号公報JP, 10-330539, A

本発明の実施形態は、上記の点に鑑み、ゴム成分として水添共重合体を用いたゴム組成物において加工性を改善することを目的とする。 In view of the above points, an embodiment of the present invention aims to improve processability in a rubber composition using a hydrogenated copolymer as a rubber component.

本発明の実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を含むゴム成分100質量部に対して、下記一般式(1)で表されるHLBが10以下のエーテルエステル化合物0.1〜20質量部を含むものである。 The rubber composition for a tire according to the embodiment of the present invention is a hydrogenated copolymer in which an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is hydrogenated, has a weight average molecular weight of 300,000 or more, and has a conjugated diene part. To 100 parts by mass of a rubber component containing a hydrogenated copolymer having a hydrogenation rate of 80 mol% or more, an ether ester compound having an HLB of 10 or less represented by the following general formula (1) is 0.1 to 20. It includes parts by mass.

Figure 2020105392
Figure 2020105392

式中、R及びRはそれぞれ独立に炭素数1〜30の炭化水素基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、(RO)の60質量%以上がオキシエチレン基からなる。 In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents the average number of added moles of the oxyalkylene group. , (R 3 O) n comprises 60% by mass or more of an oxyethylene group.

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、該タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたものである。 The pneumatic tire according to the embodiment of the present invention is manufactured using the rubber composition for a tire.

本発明の実施形態によれば、ゴム成分に水添共重合体を用いたものにおいて、上記エーテルエステル化合物を配合したことにより、加工性を改善することができる。 According to the embodiment of the present invention, the processability can be improved by using the hydrogenated copolymer in the rubber component and blending the ether ester compound.

本実施形態に係るゴム組成物は、水添共重合体を含むゴム成分とともに、特定のエーテルエステル化合物を配合してなるものである。 The rubber composition according to the present embodiment is formed by blending a rubber component containing a hydrogenated copolymer and a specific ether ester compound.

[水添共重合体]
ゴム成分として用いる水添共重合体は、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、重量平均分子量(Mw)が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体である。
[Hydrogenated copolymer]
The hydrogenated copolymer used as the rubber component is a hydrogenated copolymer in which an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is hydrogenated, has a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more, and has a conjugated diene part. Is a hydrogenated copolymer having a hydrogenation rate of 80 mol% or more.

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を構成する芳香族ビニルとしては、特に限定されず、例えばスチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4−シクロヘキシルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The aromatic vinyl constituting the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is not particularly limited, and examples thereof include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4 -Cyclohexylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を構成する共役ジエンとしては、特に限定されず、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The conjugated diene constituting the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is not particularly limited, and for example, 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1. , 3-butadiene, 1,3-hexadiene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記芳香族ビニル−共役ジエン共重合体は、特に限定されないが、スチレン及び1,3−ブタジエンの共重合体(スチレンブタジエン共重合体)であることが好ましい。従って、水添共重合体としては、水添スチレンブタジエン共重合体であることが好ましい。水添共重合体は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても、交互共重合体であってもよい。 The aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is not particularly limited, but is preferably a copolymer of styrene and 1,3-butadiene (styrene-butadiene copolymer). Therefore, the hydrogenated copolymer is preferably a hydrogenated styrene-butadiene copolymer. The hydrogenated copolymer may be a random copolymer, a block copolymer or an alternating copolymer.

上記水添共重合体は、例えば、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体を合成し、水素添加処理を行うことで合成することができる。芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の合成方法は、特に限定されないが、溶液重合法、気相重合法、バルク重合法等を挙げることができ、特に溶液重合法が好ましい。また、重合形式は、回分式及び連続式のいずれであってもよい。なお、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体は市販のものを使用することも可能である。 The hydrogenated copolymer can be synthesized, for example, by synthesizing an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer and performing hydrogenation treatment. The method for synthesizing the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is not particularly limited, but a solution polymerization method, a gas phase polymerization method, a bulk polymerization method and the like can be mentioned, and the solution polymerization method is particularly preferable. Further, the polymerization system may be either a batch system or a continuous system. A commercially available aromatic vinyl-conjugated diene copolymer may be used.

水素添加の方法は、特に限定されず、公知の方法、公知の条件で水素添加すればよい。通常は、20〜150℃、0.1〜10MPaの水素加圧下、水添触媒の存在下で実施される。なお、水素添加率は、水添触媒の量、水添反応時の水素圧力、反応時間等を変えることにより、任意に選定することができる。水添触媒として、通常は、元素周期表4〜11族金属のいずれかを含む化合物を用いることができる。例えば、Ti、V、Co、Ni、Zr、Ru、Rh、Pd、Hf、Re、Pt原子を含む化合物を水添触媒として用いることができる。より具体的な水添触媒としては、Ti、Zr、Hf、Co、Ni、Pd、Pt、Ru、Rh、Re等のメタロセン系化合物;Pd、Ni、Pt、Rh、Ru等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等の担体に担持させた担持型不均一系触媒;Ni、Co等の金属元素の有機塩又はアセチルアセトン塩と有機アルミニウム等の還元剤とを組み合わせた均一系チーグラー型触媒;Ru、Rh等の有機金属化合物又は錯体;水素を吸蔵させたフラーレンやカーボンナノチューブ等を挙げることができる。 The hydrogenation method is not particularly limited, and hydrogenation may be performed by a known method under known conditions. Usually, it is carried out in the presence of a hydrogenation catalyst under hydrogen pressure of 20 to 150° C. and 0.1 to 10 MPa. The hydrogenation rate can be arbitrarily selected by changing the amount of hydrogenation catalyst, hydrogen pressure during hydrogenation reaction, reaction time, and the like. As the hydrogenation catalyst, a compound containing any of metals of Groups 4 to 11 of the Periodic Table of Elements can be usually used. For example, compounds containing Ti, V, Co, Ni, Zr, Ru, Rh, Pd, Hf, Re and Pt atoms can be used as the hydrogenation catalyst. More specific hydrogenation catalysts include metallocene compounds such as Ti, Zr, Hf, Co, Ni, Pd, Pt, Ru, Rh, and Re; metal such as Pd, Ni, Pt, Rh, and Ru as carbon, A supported heterogeneous catalyst supported on a carrier such as silica, alumina, diatomaceous earth; a homogeneous Ziegler type catalyst in which an organic salt or acetylacetone salt of a metal element such as Ni or Co and a reducing agent such as organic aluminum are combined; Examples thereof include organic metal compounds or complexes such as Ru and Rh; fullerenes and carbon nanotubes in which hydrogen is occluded.

水添共重合体の水素添加率は80モル%以上であり、好ましくは80〜95モル%であり、より好ましくは85〜95モル%であり、さらに好ましくは90〜95モル%である。水素添加率が80モル%以上であることにより、架橋の均質化による耐摩耗性の改善効果に優れる。ここで、水添共重合体の水素添加率は、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の共役ジエン部(共役ジエン化合物に基づく単位)に対して水素添加された割合であり、水素添加前の共役ジエン部全体を100モル%としたときの水素添加された共役ジエン部のモル比率である。水添共重合体の水素添加率は、H−NMRを測定して得られたスペクトルの不飽和結合部のスペクトル減少率から計算した値とする。 The hydrogenation rate of the hydrogenated copolymer is 80 mol% or more, preferably 80 to 95 mol%, more preferably 85 to 95 mol%, and further preferably 90 to 95 mol%. When the hydrogenation rate is 80 mol% or more, the effect of improving wear resistance due to homogenization of crosslinking is excellent. Here, the hydrogenation rate of the hydrogenated copolymer is the proportion of hydrogenated relative to the conjugated diene part (unit based on the conjugated diene compound) of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer, which is the value before hydrogenation. It is the molar ratio of the hydrogenated conjugated diene part when the entire conjugated diene part is 100 mol %. The hydrogenation rate of the hydrogenated copolymer is a value calculated from the spectrum reduction rate of the unsaturated bond portion of the spectrum obtained by measuring H 1 -NMR.

水添共重合体のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定された重量平均分子量(Mw)は、30万以上であれば特に限定されないが、30万〜200万であることが好ましく、30万〜100万であることがより好ましく、30万〜60万であることがさらに好ましい。ここで、水添共重合体の重量平均分子量は、検出器として示差屈折率検出器(RI)を用い、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、測定温度を40℃、流量を1.0mL/分、濃度を1.0g/L、注入量を40μLとし、市販の標準ポリスチレンを用いてポリスチレン換算で算出した値とする。 The weight average molecular weight (Mw) of the hydrogenated copolymer measured by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited as long as it is 300,000 or more, but 300,000 to 2,000,000 is preferable, and 300,000 to It is more preferably 1,000,000, and even more preferably 300,000 to 600,000. Here, the weight average molecular weight of the hydrogenated copolymer was measured using a differential refractive index detector (RI) as a detector, tetrahydrofuran (THF) as a solvent, a measurement temperature of 40° C. and a flow rate of 1.0 mL/min. The concentration was 1.0 g/L, the injection amount was 40 μL, and the values were calculated in terms of polystyrene using commercially available standard polystyrene.

[ゴム成分]
ゴム成分は、上記水添共重合体を含むものであり、水添共重合体単独でもよく、水添共重合体とともに他のジエン系ゴムが含まれてよい。
[Rubber component]
The rubber component contains the above hydrogenated copolymer, and may be the hydrogenated copolymer alone or may contain other diene rubber together with the hydrogenated copolymer.

ゴム成分中の上記水添共重合体の含有割合は、70〜100質量%であることが好ましい。すなわち、ゴム成分100質量部中に上記水添共重合体を70〜100質量部含むことが好ましい。ゴム成分中の上記水添共重合体の含有割合は、80〜100質量%であることがより好ましい。 The content ratio of the hydrogenated copolymer in the rubber component is preferably 70 to 100% by mass. That is, it is preferable that 70 to 100 parts by mass of the hydrogenated copolymer is contained in 100 parts by mass of the rubber component. The content ratio of the hydrogenated copolymer in the rubber component is more preferably 80 to 100% by mass.

水添共重合体と併用してもよい上記他のジエン系ゴムは、常温(23℃)において固形状である固形状ゴムであってもよく、常温(23℃)において液状である液状ゴムであってもよい。 The other diene rubber that may be used in combination with the hydrogenated copolymer may be a solid rubber that is solid at room temperature (23°C) or a liquid rubber that is liquid at room temperature (23°C). It may be.

固形状ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらの固形状ゴムは、いずれか1種単独で用いても、2種以上ブレンドして用いてもよい。 Examples of the solid rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene. —Isoprene-butadiene copolymer rubber and the like. These solid rubbers may be used alone or in a blend of two or more.

液状ゴムとしては、例えば、液状イソプレンゴム、液状ブタジエンゴム、液状スチレンブタジエンゴム、液状イソプレンブタジエンゴム、液状イソプレンスチレンゴム、液状イソプレンブタジエンスチレンゴム、液状イソブチレン、液状エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)が挙げられる。これらの液状ゴムは、カルボキシル化やメタクリレート化などによって変性されたものであってもよい。これらの液状ゴムは、いずれか1種単独で用いても、2種以上ブレンドして用いてもよい。 Examples of the liquid rubber include liquid isoprene rubber, liquid butadiene rubber, liquid styrene butadiene rubber, liquid isoprene butadiene rubber, liquid isoprene styrene rubber, liquid isoprene butadiene styrene rubber, liquid isobutylene, liquid ethylene propylene diene rubber (EPDM). .. These liquid rubbers may be modified by carboxylation or methacrylate conversion. These liquid rubbers may be used alone or in a blend of two or more.

液状ゴムとしては市販されているものを利用することもでき、例えば、液状イソプレンゴムとしては、クラレ(株)製のLIR−30、LIR−50、LIR−310、LIR−390、LIR−410、UC−203、UC−102、LIR−290、LIR−700などが挙げられ、液状ブタジエンゴムとしては、同社製のLBR−307、LBR−305、LBR−352、液状スチレンブタジエンゴムとしては、同社製のL−SBR−820、L−SBR−841などが挙げられる。 A commercially available product may be used as the liquid rubber. For example, as the liquid isoprene rubber, LIR-30, LIR-50, LIR-310, LIR-390, LIR-410 manufactured by Kuraray Co., Ltd. may be used. UC-203, UC-102, LIR-290, LIR-700, etc. are mentioned, as liquid butadiene rubber, LBR-307, LBR-305, LBR-352 manufactured by the same company, and liquid styrene butadiene rubber manufactured by the same company. L-SBR-820, L-SBR-841 and the like.

液状ゴムの重量平均分子量は、特に限定されないが、1000〜10万であることが好ましく、2000〜5万でもよい。 The weight average molecular weight of the liquid rubber is not particularly limited, but is preferably 1000 to 100,000, and may be 2000 to 50,000.

液状ゴムの含有量(2種以上使用する場合は合計量)は、ゴム成分100質量部中、30質量部以下であることが好ましく、1〜30質量部であることが好ましく、3〜20質量部であることがより好ましい。 The content of the liquid rubber (total amount when two or more kinds are used) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, and 3 to 20 parts by mass in 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is a part.

[エーテルエステル化合物]
本実施形態に係るゴム組成物には、ゴム成分としての上記水添共重合体とともに、下記一般式(1)で表されるHLBが10以下のエーテルエステル化合物(好ましくはポリオキシアルキレンアルキルエーテル脂肪酸エステル)が配合される。水添共重合体は水添により極性が低下するために、HLBの低い界面活性剤が好適に用いられる。また、該エーテルエステル化合物は、ゴム組成物中で可塑化効果を示すため、ゴム組成物の混練時の粘度が低減すると考えられる。そのため、該エーテルエステル化合物を用いることにより、加工性の改善と耐摩耗性の向上を図ることができる。
[Ether ester compound]
The rubber composition according to the present embodiment includes the above hydrogenated copolymer as a rubber component, an ether ester compound having an HLB of 10 or less represented by the following general formula (1) (preferably polyoxyalkylene alkyl ether fatty acid). Ester) is blended. Since the hydrogenated copolymer has reduced polarity due to hydrogenation, a surfactant having a low HLB is preferably used. Further, since the ether ester compound exhibits a plasticizing effect in the rubber composition, it is considered that the viscosity at the time of kneading the rubber composition is reduced. Therefore, by using the ether ester compound, it is possible to improve workability and wear resistance.

Figure 2020105392
Figure 2020105392

式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に炭素数1〜30の炭化水素基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、(RO)の60質量%以上がオキシエチレン基からなる。 In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents an average addition mole of an oxyalkylene group. Representing a number, 60% by mass or more of (R 3 O) n is composed of an oxyethylene group.

及びRは、上記の通り、それぞれ独立に炭素数1〜30の炭化水素基を表し、該炭化水素基の炭素数は、より好ましくは5〜25であり、更に好ましくは8〜22であり、10〜20でもよい。また、該炭化水素基としては、直鎖又は分岐の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、例えばアルキル基又はアルケニル基であることが好ましい。一実施形態において、Rは、炭素数が1〜25であるアルキル基又はアルケニル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数が8〜20であるアルキル基又はアルケニル基である。また、Rは、炭素数が8〜25であるアルキル基又はアルケニル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数が12〜20であるアルキル基又はアルケニル基である。 As described above, R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbon group preferably has 5 to 25 carbon atoms, and more preferably 8 to 22 carbon atoms. And may be 10 to 20. Further, the hydrocarbon group is preferably a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, for example, an alkyl group or an alkenyl group. In one embodiment, R 1 is preferably an alkyl group or alkenyl group having 1 to 25 carbon atoms, and more preferably an alkyl group or alkenyl group having 8 to 20 carbon atoms. Further, R 2 is preferably an alkyl group or an alkenyl group having 8 to 25 carbon atoms, and more preferably an alkyl group or alkenyl group having 12 to 20 carbon atoms.

は、上記の通り、炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を表す。Rのアルキレン基は直鎖状でも分岐状でもよい。ROで表されるオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基などが挙げられる。式(1)における(RO)は、炭素数2〜4のアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)を付加重合させることにより得られるポリオキシアルキレン鎖である。アルキレンオキサイド等の重合形態は特に限定されず、単独重合体でも、ランダム共重合体でも、ブロック共重合体でもよい。 As described above, R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents the average number of added moles of the oxyalkylene group. The alkylene group for R 3 may be linear or branched. Examples of the oxyalkylene group represented by R 3 O include an oxyethylene group, an oxypropylene group and an oxybutylene group. (R 3 O) n in formula (1) is a polyoxyalkylene chain obtained by addition-polymerizing an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms (for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.). The polymerization form of alkylene oxide or the like is not particularly limited, and may be a homopolymer, a random copolymer, or a block copolymer.

式(1)中の(RO)は、主としてオキシエチレン基からなることが好ましく、(RO)の60質量%以上がオキシエチレン基からなる。すなわち、(RO)で表されるポリオキシアルキレン鎖は、オキシエチレン基を60質量%以上含み、好ましくは80質量%以上含むことである(当該ポリオキシアルキレン鎖を構成する全オキシアルキレン基を100質量%とする)。更に好ましくは、前記ポリオキシアルキレン鎖は、オキシエチレン基を100質量%含むこと、即ち下記一般式(2)で示されるようにオキシエチレン基のみからなることである。 (R 3 O) n in the formula (1) is preferably composed mainly of an oxyethylene group, and 60% by mass or more of (R 3 O) n is composed of an oxyethylene group. That is, the polyoxyalkylene chain represented by (R 3 O) n contains 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more of oxyethylene groups (total oxyalkylene constituting the polyoxyalkylene chain). The group is 100% by mass). More preferably, the polyoxyalkylene chain contains 100% by mass of oxyethylene group, that is, consists of only oxyethylene group as represented by the following general formula (2).

Figure 2020105392
Figure 2020105392

式(2)中のR、R及びnは、式(1)のR、R及びnと同じである。 R 1, R 2 and n in formula (2) is the same as R 1, R 2 and n in formula (1).

オキシアルキレン基の平均付加モル数を表すnは、エーテルエステル化合物のHLBが10以下になるように設定される数であり、R及びRの種類によっても異なるが、例えば1〜20でもよく、2〜15でもよく、3〜10でもよい。 N, which represents the average number of moles of addition of the oxyalkylene group, is a number that is set so that the HLB of the ether ester compound is 10 or less, and varies depending on the types of R 1 and R 2 , but may be, for example, 1 to 20. , 2-15, or 3-10.

エーテルエステル化合物のHLB(親水親油バランス)は、上記の通り10以下であり、より好ましくは3〜10であり、更に好ましくは4〜8である。ここで、HLBは、下記のグリフィンの式により算出される値であり、値が大きいほど分子全体に占める親水部分の割合が多く、親水性が高いことを表す。
HLB=20×(親水部分の分子量)/(全体の分子量)
式中の親水部分の分子量とは、(RO)で表されるポリオキシアルキレン鎖の分子量である。
The HLB (hydrophilic/lipophilic balance) of the ether ester compound is 10 or less as described above, more preferably 3 to 10, and further preferably 4 to 8. Here, HLB is a value calculated by the following Griffin's formula, and the larger the value, the larger the proportion of the hydrophilic portion in the whole molecule and the higher the hydrophilicity.
HLB=20×(molecular weight of hydrophilic part)/(total molecular weight)
The molecular weight of the hydrophilic portion in the formula is the molecular weight of the polyoxyalkylene chain represented by (R 3 O) n .

エーテルエステル化合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.1〜20質量部であることが好ましく、より好ましくは1〜20質量部であり、更に好ましくは2〜15質量部であり、3〜10質量部でもよい。エーテルエステル化合物の配合量が多いほど、加工性及び耐摩耗性の改善効果が高くなるが、20質量部を超えて添加しても更なる効果の改善幅が小さいので、経済的な理由から20質量部以下であることが好ましい。 The content of the ether ester compound is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, and further preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It may be 3 to 10 parts by mass. The greater the amount of the ether ester compound compounded, the higher the effect of improving the workability and wear resistance, but even if added in an amount of more than 20 parts by mass, the further improvement of the effect is small. It is preferably less than or equal to parts by mass.

[補強性充填剤]
本実施形態に係るゴム組成物には、補強性充填剤としてシリカを配合してもよい。シリカを配合することにより、ウェットグリップ性能の向上効果を高めることができる。シリカとしては、特に限定されず、例えば、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカを用いてもよい。
[Reinforcing filler]
The rubber composition according to the present embodiment may contain silica as a reinforcing filler. By adding silica, the effect of improving wet grip performance can be enhanced. The silica is not particularly limited, and wet silica such as wet precipitation silica and wet gel silica may be used.

シリカの含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、10〜150質量部でもよく、20〜100質量部でもよく、30〜80質量部でもよい。 The content of silica is not particularly limited, and may be 10 to 150 parts by mass, 20 to 100 parts by mass, or 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

補強性充填剤としては、シリカ単独でもよく、シリカとカーボンブラックを併用してもよい。カーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば、SAF級(N100番台)、ISAF級(N200番台)、HAF級(N300番台)、FEF級(N500番台)(ともにASTMグレード)など公知の種々の品種を、いずれか1種又は2種以上組み合わせて用いてもよい。カーボンブラックの含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、1〜80質量部でもよく、1〜50質量部でもよく、2〜15質量部でもよい。本実施形態では、シリカを主たる補強性充填剤として用いることが好ましく、例えば補強性充填剤の50質量%以上がシリカであることが好ましく、より好ましくは補強性充填剤の70質量%以上がシリカである。 As the reinforcing filler, silica may be used alone, or silica and carbon black may be used in combination. The carbon black is not particularly limited, and various known types such as SAF class (N100 series), ISAF class (N200 series), HAF class (N300 series), FEF class (N500 series) (both are ASTM grades). May be used alone or in combination of two or more. The content of carbon black is not particularly limited, and may be 1 to 80 parts by mass, 1 to 50 parts by mass, or 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. In the present embodiment, it is preferable to use silica as the main reinforcing filler, for example, 50% by mass or more of the reinforcing filler is preferably silica, and more preferably 70% by mass or more of the reinforcing filler is silica. Is.

補強性充填剤としてシリカを用いる場合、シランカップリング剤を含有させることが好ましい。シランカップリング剤としては、スルフィドシランやメルカプトシランなどが挙げられる。シランカップリング剤の含有量は、特に限定されず、例えば、シリカ含有量に対して2〜20質量%でもよい。 When silica is used as the reinforcing filler, it is preferable to include a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include sulfide silane and mercapto silane. The content of the silane coupling agent is not particularly limited, and may be, for example, 2 to 20 mass% with respect to the silica content.

[その他の配合剤]
本実施形態に係るゴム組成物には、上記成分の他に、オイル、樹脂、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
[Other compounding agents]
In the rubber composition according to the present embodiment, in addition to the above components, an oil, a resin, stearic acid, zinc oxide, an antioxidant, a wax, a processing aid, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, etc., a rubber for tires. Various additives generally used in the composition can be blended.

加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などの各種加硫促進剤を用いることができる。これらの中でも、本実施形態に係るゴム組成物には、グアニジン系加硫促進剤とジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤とを含有することが好ましい。グアニジン系加硫促進剤及びジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤とともに、スルフェンアミド系加硫促進剤を含有させてもよい。 As the vulcanization accelerator, for example, sulfenamide-based vulcanization accelerator, thiuram-based vulcanization accelerator, thiazole-based vulcanization accelerator, thiourea-based vulcanization accelerator, guanidine-based vulcanization accelerator, dithiocarbamate-based vulcanization accelerator Various vulcanization accelerators such as vulcanization accelerators can be used. Among these, the rubber composition according to the present embodiment preferably contains a guanidine vulcanization accelerator and a dithiocarbamate vulcanization accelerator. A sulfenamide-based vulcanization accelerator may be contained together with the guanidine-based vulcanization accelerator and the dithiocarbamate-based vulcanization accelerator.

グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、1,3−ジフェニルグアニジン(D)、1,3−ジ−o−トリルグアニジン(DT)などが挙げられる。 Examples of the guanidine-based vulcanization accelerator include 1,3-diphenylguanidine (D) and 1,3-di-o-tolylguanidine (DT).

ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤としては、例えば、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnBzDTC)、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnMDC)、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnEDC)、ジ−n−ブチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnBDC)、N−ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛(ZnPDC)、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnEPDC)、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム(NaMDC)、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(NaEDC)、ジ−n−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム(NaBDC)、ジエチルジチオカルバミン酸テルル(TeEDC)、ジメチルジチオカルバミン酸銅(CuMDC)、ジメチルジチオカルバミン酸鉄(FeMDC)などが挙げられる。 Examples of the dithiocarbamate vulcanization accelerator include zinc dibenzyldithiocarbamate (ZnBzDTC), zinc dimethyldithiocarbamate (ZnMDC), zinc diethyldithiocarbamate (ZnEDC), zinc di-n-butyldithiocarbamate (ZnBDC), Zinc N-pentamethylenedithiocarbamate (ZnPDC), zinc ethylphenyldithiocarbamate (ZnEPDC), sodium dimethyldithiocarbamate (NaMDC), sodium diethyldithiocarbamate (NaEDC), sodium di-n-butyldithiocarbamate (NaBDC), diethyldithiocarbamine Examples thereof include acid tellurium (TeEDC), copper dimethyldithiocarbamate (CuMDC), and iron dimethyldithiocarbamate (FeMDC).

スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(NS),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(OBS)、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(DZ)が挙げられる。 Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (CZ), N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (NS), N-oxy. Examples thereof include diethylene-2-benzothiazolyl sulfenamide (OBS) and N,N-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide (DZ).

ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤とグアニジン系加硫促進剤の配合割合(グアニジン系加硫促進剤/ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤)は、質量比で、0.5〜3.0であることが好ましい。 The mixing ratio of the dithiocarbamate vulcanization accelerator and the guanidine vulcanization accelerator (guanidine vulcanization accelerator/dithiocarbamate vulcanization accelerator) is 0.5 to 3.0 by mass ratio. It is preferable.

グアニジン系加硫促進剤の含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜3質量部でもよく、0.2〜2質量部でもよい。ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤の含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜3質量部でもよく、0.2〜2質量部でもよい。スルフェンアミド系加硫促進剤の含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜3質量部でもよく、0.2〜2質量部でもよい。加硫促進剤の合計の含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部でもよく、0.5〜5質量部でもよい。 The content of the guanidine-based vulcanization accelerator is not particularly limited, and may be 0.1 to 3 parts by mass or 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content of the dithiocarbamate vulcanization accelerator is not particularly limited, and may be 0.1 to 3 parts by mass or 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content of the sulfenamide vulcanization accelerator is not particularly limited, and may be 0.1 to 3 parts by mass or 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The total content of vulcanization accelerators is not particularly limited, and may be 0.1 to 7 parts by mass, or 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

加硫剤としては、硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の配合量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部でもよく、0.5〜5質量部でもよい。 Sulfur is preferably used as the vulcanizing agent. The compounding amount of the vulcanizing agent is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass or 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

[ゴム組成物の調製、その他]
本実施形態に係るゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、例えば、第一混合段階(ノンプロ練り工程)で、ゴム成分に対し、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階(プロ練り工程)で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合して未加硫のゴム組成物を調製することができる。
[Preparation of rubber composition, etc.]
The rubber composition according to the present embodiment can be prepared by kneading according to a conventional method using a mixer such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll that is commonly used. That is, for example, in the first mixing step (non-pro kneading step), additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and mixed with the rubber component, and then the resulting mixture is subjected to the final mixing step (pro-kneading step). In the kneading step), a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator can be added and mixed to prepare an unvulcanized rubber composition.

本実施形態に係るゴム組成物は、例えば乗用車用、トラックやバスの重荷重用など各種用途のタイヤに用いることができ、空気入りタイヤのトレッド部やサイドウォール部などのタイヤの各部位に適用することができる。好ましくは空気入りタイヤのトレッドに用いること、即ちタイヤトレッド用ゴム組成物である。 The rubber composition according to the present embodiment can be used, for example, for tires of various applications such as passenger cars, heavy loads of trucks and buses, and is applied to each part of the tire such as the tread portion and sidewall portion of a pneumatic tire. be able to. It is preferably used for a tread of a pneumatic tire, that is, a rubber composition for a tire tread.

一実施形態に係る空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いてゴム用押し出し機などによりトレッドゴム等のタイヤ部材を作製し、他のタイヤ部材と組み合わせて未加硫タイヤ(グリーンタイヤ)を作製した後、例えば140〜180℃で加硫成型することにより製造することができる。例えば、空気入りタイヤのトレッドゴムには、キャップゴムとベースゴムとの2層構造からなるものと、両者が一体の単層構造のものがあるが、接地面を構成するゴムに好ましく用いられる。すなわち、単層構造のものであれば、当該トレッドゴムが上記ゴム組成物からなり、2層構造のものであれば、キャップゴムが上記ゴム組成物からなることが好ましい。 The pneumatic tire according to one embodiment uses the above rubber composition to produce a tire member such as a tread rubber using a rubber extruder or the like, and produces an unvulcanized tire (green tire) in combination with another tire member. After that, it can be manufactured by vulcanization molding at 140 to 180° C., for example. For example, tread rubbers for pneumatic tires include those having a two-layer structure of a cap rubber and a base rubber, and those having a single-layer structure in which both are integrated, but they are preferably used as the rubber constituting the ground contact surface. That is, when the tread rubber has a single-layer structure, the tread rubber is preferably composed of the rubber composition, and when the tread rubber has a two-layer structure, the cap rubber is preferably composed of the rubber composition.

以下、実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples will be shown below, but the present invention is not limited to these examples.

水添共重合体についての測定方法は以下の通りである。 The measuring method for the hydrogenated copolymer is as follows.

[重量平均分子量(Mw)の測定]
水添共重合体のMwは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算のMwを求めた。詳細には、測定装置として島津製作所製「LC−10A」を、カラムとしてPolymer Laboratories社製「PLgel−MIXED−C」を、検出器として示差屈折率検出器(RI)を用い、溶媒としてTHFを用い、測定温度を40℃、流量を1.0mL/分、濃度を1.0g/L、注入量を40μLとし、市販の標準ポリスチレンを用いてポリスチレン換算で算出した。
[Measurement of weight average molecular weight (Mw)]
The Mw of the hydrogenated copolymer was determined by gel permeation chromatography (GPC) and calculated as Mw in terms of polystyrene. Specifically, "LC-10A" manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring device, "PLgel-MIXED-C" manufactured by Polymer Laboratories as a column, a differential refractive index detector (RI) as a detector, and THF as a solvent were used. The measurement temperature was 40° C., the flow rate was 1.0 mL/min, the concentration was 1.0 g/L, and the injection amount was 40 μL.

[水素添加率の測定]
水添共重合体の共役ジエン部の水素添加率は、H−NMRを測定して得られたスペクトルの不飽和結合部のスペクトル減少率から算出した。
[Measurement of hydrogenation rate]
The hydrogenation rate of the conjugated diene part of the hydrogenated copolymer was calculated from the spectral reduction rate of the unsaturated bond part of the spectrum obtained by measuring H 1 -NMR.

[結合スチレン量の測定]
水添共重合体の結合スチレン量は、H−NMRを用いて、スチレン単位に基づくプロトンと、ブタジエン単位(水素添加部を含む)に基づくプロトンとのスペクトル強度比から求めた。
[Measurement of bound styrene content]
The amount of bound styrene of the hydrogenated copolymer was determined from the spectral intensity ratio of the proton based on the styrene unit and the proton based on the butadiene unit (including the hydrogenated portion) using H 1 -NMR.

[合成例1:水添共重合体1の合成]
窒素置換された耐熱反応容器に、シクロヘキサンを2.5L、テトラヒドロフラン(THF)を50g、n−ブチルリチウムを0.12g、スチレンを100g、1,3−ブタジエンを400g入れ、反応温度50℃で重合を行った。重合が完了した後にN,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシランを1.7g加えて、1時間反応させた後、水素ガスを0.4MPa−ゲージの圧力で供給し、20分間撹拌した。次いで、水素ガス供給圧力を0.7MPa−ゲージ、反応温度を90℃とし、チタノセンジクロリドを主とした触媒を用いて目的の水素添加率となるまで反応させ、溶媒を除去することにより、水添共重合体1を得た。得られた水添共重合体1は、水添スチレンブタジエンゴムであり、Mwは35万、結合スチレン量は20質量%、ブタジエン部の水素添加率は90モル%であった。
[Synthesis Example 1: Synthesis of hydrogenated copolymer 1]
2.5 liters of cyclohexane, 50 g of tetrahydrofuran (THF), 0.12 g of n-butyllithium, 100 g of styrene, 400 g of 1,3-butadiene were placed in a nitrogen-substituted heat-resistant reaction vessel, and polymerization was carried out at a reaction temperature of 50°C. I went. After the polymerization was completed, 1.7 g of N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxylane was added and reacted for 1 hour, and then hydrogen gas was supplied at a pressure of 0.4 MPa-gauge and stirred for 20 minutes. did. Then, the hydrogen gas supply pressure was set to 0.7 MPa-gauge, the reaction temperature was set to 90° C., the reaction was carried out using a catalyst mainly composed of titanocene dichloride until the target hydrogenation rate was reached, and the solvent was removed, whereby hydrogenation was carried out. Copolymer 1 was obtained. The hydrogenated copolymer 1 thus obtained was a hydrogenated styrene-butadiene rubber, had an Mw of 350,000, a bound styrene content of 20 mass %, and a hydrogenation rate of the butadiene part of 90 mol %.

[合成例2:水添共重合体2の合成]
水素添加を行う反応時間を変更し、水素添加率を変更した以外、合成例1と同様の方法によって水添共重合体2を得た。得られた水添共重合体2は、水添スチレンブタジエンゴムであり、Mwは35万、結合スチレン量は20質量%、ブタジエン部の水素添加率は80モル%であった。
[Synthesis Example 2: Synthesis of hydrogenated copolymer 2]
A hydrogenated copolymer 2 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the reaction time for hydrogenation was changed and the hydrogenation rate was changed. The hydrogenated copolymer 2 thus obtained was a hydrogenated styrene-butadiene rubber, had an Mw of 350,000, a bound styrene content of 20 mass% and a hydrogenation rate of 80 mol% in the butadiene part.

[合成例3:エーテルエステル化合物1の合成]
ラウリルアルコール(東京化成工業(株)製)47g(0.25モル)に、水酸化カリウム触媒0.1gを加え、110〜120℃で撹拌しながらエチレンオキサイド(東京化成工業(株)製)330g(7.5モル)を圧入し、付加反応を行った。反応物をフラスコに移し、触媒の水酸化カリウムをリン酸で中和した。中和物からリン酸塩を濾別してラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物336g(収率76質量%)を得た。得られたラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物200g(0.11モル)とオレイン酸(東京化成工業(株)製)34g(0.12モル)、および触媒としてジブチルチンオキサイド0.7gを計量し、窒素吹込み下で撹拌しながら225℃で脱水エステル化反応を行い、エーテルエステル化合物1を得た。得られた化合物は、式(2)においてR=C1225、R=C1733、n=30であり、HLB=15のエーテルエステル化合物である。
[Synthesis Example 3: Synthesis of ether ester compound 1]
To 47 g (0.25 mol) of lauryl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 g of potassium hydroxide catalyst was added, and ethylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 330 g with stirring at 110 to 120° C. (7.5 mol) was injected under pressure to carry out addition reaction. The reaction was transferred to a flask and the potassium hydroxide catalyst was neutralized with phosphoric acid. The phosphate was filtered off from the neutralized product to obtain 336 g (yield: 76% by mass) of a 30 mol lauryl alcohol ethylene oxide adduct. 200 g (0.11 mol) of 30 mol of the obtained lauryl alcohol ethylene oxide adduct, 34 g (0.12 mol) of oleic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.7 g of dibutyltin oxide as a catalyst were measured. Then, a dehydration esterification reaction was carried out at 225° C. with stirring under nitrogen blowing to obtain an ether ester compound 1. The obtained compound is an ether ester compound with R 1 =C 12 H 25 , R 2 =C 17 H 33 and n=30 in the formula (2), and HLB=15.

[合成例4:エーテルエステル化合物2の合成]
トリデシルアルコール(東京化成工業(株)製)30g(0.15モル)に、水酸化カリウム触媒0.1gを加え、110〜120℃で撹拌しながらエチレンオキサイド(東京化成工業(株)製)46g(1.05モル)を圧入し、付加反応を行った。反応物をフラスコに移し、触媒の水酸化カリウムをリン酸で中和した。中和物からリン酸塩を濾別してトリデシルアルコールエチレンオキサイド7モル付加物64g(収率85質量%)を得た。得られたトリデシルアルコールエチレンオキサイド7モル付加物60g(0.12モル)とステアリン酸(東京化成工業(株)製)37g(0.13モル)、および触媒としてジブチルチンオキサイド0.7gを計量し、窒素吹込み下で撹拌しながら225℃で脱水エステル化反応を行い、エーテルエステル化合物2を得た。得られた化合物は、式(2)においてR=C1327、R=C1735、n=7であり、HLB=8のエーテルエステル化合物である。
[Synthesis Example 4: Synthesis of ether ester compound 2]
To 30 g (0.15 mol) of tridecyl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 g of potassium hydroxide catalyst was added, and ethylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was stirred at 110 to 120°C. 46 g (1.05 mol) was injected under pressure to carry out addition reaction. The reaction was transferred to a flask and the potassium hydroxide catalyst was neutralized with phosphoric acid. The phosphate was filtered off from the neutralized product to obtain 64 g (yield: 85% by mass) of a 7 mol adduct of tridecyl alcohol ethylene oxide. 60 g (0.12 mol) of the obtained 7 mol adduct of tridecyl alcohol ethylene oxide, 37 g (0.13 mol) of stearic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.7 g of dibutyltin oxide as a catalyst were weighed. Then, a dehydration esterification reaction was carried out at 225° C. with stirring under nitrogen blowing to obtain an ether ester compound 2. The obtained compound is an ether ester compound with R 1 =C 13 H 27 , R 2 =C 17 H 35 , n=7 in the formula (2), and HLB=8.

[合成例5:エーテルエステル化合物3の合成]
ラウリルアルコール(東京化成工業(株)製)47g(0.25モル)に、水酸化カリウム触媒0.1gを加え、110〜120℃で撹拌しながらエチレンオキサイド(東京化成工業(株)製)33g(1.5モル)を圧入し、付加反応を行った。反応物をフラスコに移し、触媒の水酸化カリウムをリン酸で中和した。中和物からリン酸塩を濾別してラウリルアルコールエチレンオキサイド6モル付加物150g(収率84質量%)を得た。得られたラウリルアルコールエチレンオキサイド6モル付加物135g(0.19モル)とオレイン酸(東京化成工業(株)製)56g(0.2モル)、および触媒としてジブチルチンオキサイド0.7gを計量し、窒素吹込み下で撹拌しながら225℃で脱水エステル化反応を行い、エーテルエステル化合物3を得た。得られた化合物は、式(2)においてR=C1225、R=C1733、n=6であり、HLB=7のエーテルエステル化合物である。
[Synthesis Example 5: Synthesis of ether ester compound 3]
To 47 g (0.25 mol) of lauryl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 g of potassium hydroxide catalyst was added, and while stirring at 110 to 120° C., 33 g of ethylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). (1.5 mol) was injected under pressure to carry out addition reaction. The reaction was transferred to a flask and the potassium hydroxide catalyst was neutralized with phosphoric acid. The phosphate was filtered off from the neutralized product to obtain 150 g of lauryl alcohol ethylene oxide 6 mol adduct (yield 84% by mass). 135 g (0.19 mol) of the obtained lauryl alcohol ethylene oxide 6 mol adduct, 56 g (0.2 mol) of oleic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.7 g of dibutyltin oxide as a catalyst were measured. Then, a dehydration esterification reaction was carried out at 225° C. with stirring under nitrogen blowing to obtain an ether ester compound 3. The obtained compound is an ether ester compound with R 1 =C 12 H 25 , R 2 =C 17 H 33 , n=6 in the formula (2), and HLB=7.

[合成例6:エーテルエステル化合物4の合成]
ラウリルアルコール(東京化成工業(株)製)47g(0.25モル)に、水酸化カリウム触媒0.1gを加え、110〜120℃で撹拌しながらエチレンオキサイド(東京化成工業(株)製)33g(0.75モル)を圧入し、付加反応を行った。反応物をフラスコに移し、触媒の水酸化カリウムをリン酸で中和した。中和物からリン酸塩を濾別してラウリルアルコールエチレンオキサイド3モル付加物72g(収率90質量%)を得た。得られたラウリルアルコールエチレンオキサイド3モル付加物60g(0.19モル)とオレイン酸(東京化成工業(株)製)56g(0.2モル)、および触媒としてジブチルチンオキサイド0.7gを計量し、窒素吹込み下で撹拌しながら225℃で脱水エステル化反応を行い、エーテルエステル化合物4を得た。得られた化合物は、式(2)においてR=C1225、R=C1733、n=3であり、HLB=5のエーテルエステル化合物である。
[Synthesis Example 6: Synthesis of ether ester compound 4]
To 47 g (0.25 mol) of lauryl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 g of potassium hydroxide catalyst was added, and while stirring at 110 to 120° C., 33 g of ethylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). (0.75 mol) was injected under pressure to carry out addition reaction. The reaction was transferred to a flask and the potassium hydroxide catalyst was neutralized with phosphoric acid. The phosphate was filtered off from the neutralized product to obtain 72 g of lauryl alcohol ethylene oxide 3 mol adduct (yield 90% by mass). 60 g (0.19 mol) of the obtained lauryl alcohol ethylene oxide 3 mol adduct, 56 g (0.2 mol) of oleic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.7 g of dibutyltin oxide as a catalyst were weighed. Then, a dehydration esterification reaction was carried out at 225° C. with stirring under nitrogen blowing to obtain an ether ester compound 4. The obtained compound is an ether ester compound with R 1 =C 12 H 25 , R 2 =C 17 H 33 and n=3 in the formula (2), and HLB=5.

[合成例7:エーテルエステル化合物5の合成]
オレイルアルコール(東京化成工業(株)製)54g(0.2モル)に、水酸化カリウム触媒0.1gを加え、110〜120℃で撹拌しながらエチレンオキサイド(東京化成工業(株)製)26g(0.6モル)を圧入し、付加反応を行った。反応物をフラスコに移し、触媒の水酸化カリウムをリン酸で中和した。中和物からリン酸塩を濾別してオレイルアルコールエチレンオキサイド3モル付加物69g(収率90質量%)を得た。得られたオレイルアルコールエチレンオキサイド3モル付加物58g(0.15モル)とステアリン酸(東京化成工業(株)製)47g(0.165モル)、および触媒としてジブチルチンオキサイド0.7gを計量し、窒素吹込み下で撹拌しながら225℃で脱水エステル化反応を行い、エーテルエステル化合物5を得た。得られた化合物は、式(2)においてR=C1835、R=C1735、n=3であり、HLB=4のエーテルエステル化合物である。
[Synthesis Example 7: Synthesis of ether ester compound 5]
To 54 g (0.2 mol) of oleyl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 g of a potassium hydroxide catalyst was added, and 26 g of ethylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) while stirring at 110 to 120° C. (0.6 mol) was injected under pressure to carry out addition reaction. The reaction was transferred to a flask and the potassium hydroxide catalyst was neutralized with phosphoric acid. The phosphate was filtered off from the neutralized product to obtain 69 g (yield 90% by mass) of a 3 mol adduct of oleyl alcohol ethylene oxide. 58 g (0.15 mol) of the obtained oleyl alcohol ethylene oxide 3 mol adduct, 47 g (0.165 mol) of stearic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.7 g of dibutyltin oxide as a catalyst were measured. Then, a dehydration esterification reaction was carried out at 225° C. with stirring under nitrogen blowing to obtain an ether ester compound 5. The obtained compound is an ether ester compound with R 1 =C 18 H 35 , R 2 =C 17 H 35 , n=3 in the formula (2), and HLB=4.

[ゴム組成物の調製・評価]
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、硫黄及び加硫促進剤を除く成分を添加し混練し(排出温度=160℃)、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。
[Preparation and evaluation of rubber composition]
Using a Banbury mixer, according to the formulation (parts by mass) shown in Table 1 below, first, in the first mixing stage, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator are added and kneaded (exhaust temperature=160° C.), then At the final mixing stage, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product and kneaded (discharging temperature=90° C.) to prepare a rubber composition.

表1中の各成分の詳細は以下の通りである。
・水添SBR1:合成例1に従い作製した水添共重合体1
・水添SBR2:合成例2に従い作製した水添共重合体2
・シリカ:エボニックインダストリーズ社製「UltrasilVN3」
・カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シースト3」
・シランカップリング剤:エボニックインダストリーズ社製「Si69」
・オイル:JXTGエネルギー(株)製「プロセスNC140」
・老化防止剤:大内新興化学(株)製「ノクラック6C」
・ワックス:日本精蝋(株)製「OZOACE0355」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華3号」
・化合物1(HLB15):合成例3に従い作製したエーテルエステル化合物1
・化合物2(HLB8):合成例4に従い作製したエーテルエステル化合物2
・化合物3(HLB7):合成例5に従い作製したエーテルエステル化合物3
・化合物4(HLB5):合成例6に従い作製したエーテルエステル化合物4
・化合物5(HLB4):合成例7に従い作製したエーテルエステル化合物5
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・加硫促進剤1:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」、スルフェンアミド系
・加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製「ノクセラ−D」、グアニジン系
・加硫促進剤3:三新化学工業(株)製「サンセラーZBE」、ジチオカルバミン酸塩系
Details of each component in Table 1 are as follows.
Hydrogenated SBR1: Hydrogenated copolymer 1 prepared according to Synthesis Example 1
Hydrogenated SBR2: Hydrogenated copolymer 2 produced according to Synthesis Example 2
・Silica: "Ultrasil VN3" manufactured by Evonik Industries
・Carbon black: "Seast 3" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
・Silane coupling agent: "Si69" manufactured by Evonik Industries
・Oil: "Process NC140" manufactured by JXTG Energy Co., Ltd.
・Anti-aging agent: "Nocrac 6C" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
・Wax: "OZOACE0355" manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
・Stearic acid: "Lunack S-20" manufactured by Kao Corporation
・Zinc oxide: "Zinc Hua No. 3" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Compound 1 (HLB15): ether ester compound 1 prepared according to Synthesis Example 3
Compound 2 (HLB8): ether ester compound 2 prepared according to Synthesis Example 4
Compound 3 (HLB7): ether ester compound 3 prepared according to Synthesis Example 5
Compound 4 (HLB5): ether ester compound 4 prepared according to Synthesis Example 6
Compound 5 (HLB4): ether ester compound 5 prepared according to Synthesis Example 7
・Sulfur: "Powdered sulfur" manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
・Vulcanization accelerator 1: "Succinol CZ" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., sulfenamide-based vulcanization accelerator 2: "Noxera-D" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., guanidine-based vulcanization accelerated Agent 3: "SANCELLER ZBE" manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., dithiocarbamate type

得られた各ゴム組成物について、加工性を評価するとともに、160℃×30分間加硫して試験片を作製して耐摩耗性を評価した。評価方法は次の通りである。
・加工性:JIS K6300に準拠して東洋精機(株)製ロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴムを100℃で1分間予熱後、4分後のトルク値をムーニー単位で測定し、測定値の逆数について、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを意味する。
With respect to each of the obtained rubber compositions, workability was evaluated, and test pieces were prepared by vulcanizing at 160° C. for 30 minutes to evaluate wear resistance. The evaluation method is as follows.
-Workability: Using a rotorless Mooney measuring machine manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. in accordance with JIS K6300, the unvulcanized rubber was preheated at 100°C for 1 minute, and the torque value after 4 minutes was measured in Mooney units. The reciprocal of the measured value was expressed as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the processability.

・耐摩耗性:JIS K6264に準拠し、岩本製作所(株)製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重29N、スリップ率20%、温度23℃の条件で摩耗減量を測定し、測定値の逆数について、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、摩耗減量が少なく耐摩耗性に優れる。 -Abrasion resistance: In accordance with JIS K6264, a Lambourn abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd. was used to measure the abrasion loss under the conditions of a load of 29 N, a slip ratio of 20%, and a temperature of 23°C, and the reciprocal of the measured value. Was displayed as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the smaller the loss on wear and the better the wear resistance.

Figure 2020105392
Figure 2020105392

結果は表1に示す通りである。ゴム成分として水添共重合体を用いた比較例1に対し、HLBの高いエーテルエステル化合物を添加した比較例2では、耐摩耗性が悪化するとともに加工性の改善効果も小さいものであった。これに対し、HLBが低いエーテルエステル化合物を添加した実施例1〜7であると、加工性を改善することができ、また耐摩耗性を向上することができた。 The results are shown in Table 1. In Comparative Example 2 in which an ether ester compound having a high HLB was added, in contrast to Comparative Example 1 in which a hydrogenated copolymer was used as a rubber component, the wear resistance was deteriorated and the workability improving effect was small. On the other hand, in Examples 1 to 7 in which the ether ester compound having a low HLB was added, the workability could be improved and the wear resistance could be improved.

Claims (2)

芳香族ビニル−共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を含むゴム成分100質量部に対して、下記一般式(1)で表されるHLBが10以下のエーテルエステル化合物0.1〜20質量部を含む、タイヤ用ゴム組成物。
Figure 2020105392
式中、R及びRはそれぞれ独立に炭素数1〜30の炭化水素基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、(RO)の60質量%以上がオキシエチレン基からなる。
A hydrogenated copolymer obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer, the hydrogenated copolymer having a weight average molecular weight of 300,000 or more and a hydrogenation rate of the conjugated diene portion of 80 mol% or more. A rubber composition for a tire, which contains 0.1 to 20 parts by mass of an ether ester compound having an HLB represented by the following general formula (1) of 10 or less based on 100 parts by mass of a rubber component containing a polymer.
Figure 2020105392
In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n represents the average number of added moles of the oxyalkylene group. , (R 3 O) n comprises 60% by mass or more of an oxyethylene group.
請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いて作製された空気入りタイヤ。 A pneumatic tire produced using the rubber composition for a tire according to claim 1.
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