JP2020132730A - Rubber composition for studless tire and studless tire including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤに関するものであり、詳しくは、従来技術よりも氷上性能およびウェット性能を高め得るスタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤに関するものである。 The present invention relates to a rubber composition for a studless tire and a studless tire using the same. Specifically, the present invention relates to a rubber composition for a studless tire capable of improving on-ice performance and wet performance as compared with the prior art, and a studless tire using the same. It is about.
スタッドレスコンパウンドは低温下での柔軟性を確保するために、コンパウンドのガラス転移温度(Tg)が低く設計されており、湿潤状態の路面における制動性(ウェット性能)と相関性の高いtanδ(0℃)が低くならざるを得ない。
これを補うため、スタッドレスコンパウンドにおいてもシリカを使用することが知られている。しかし、スタッドレスコンパウンドで主に使用される天然ゴムはシランカップリング剤とシリカとの反応性を阻害してしまう傾向があり、また天然ゴム自体にもシリカと相互作用できる官能基を有していないことから、シリカの分散性が上がらず、シリカ配合によるウェット性能への効果を充分に発揮しきれていないという問題があった。
The studless compound is designed to have a low glass transition temperature (Tg) of the compound in order to ensure flexibility at low temperatures, and tan δ (0 ° C) has a high correlation with braking performance (wet performance) on wet road surfaces. ) Must be low.
To compensate for this, it is known that silica is also used in studless compounds. However, natural rubber, which is mainly used in studless compounds, tends to inhibit the reactivity of the silane coupling agent with silica, and the natural rubber itself does not have a functional group capable of interacting with silica. Therefore, there is a problem that the dispersibility of silica is not improved and the effect of the silica compounding on the wet performance is not fully exhibited.
一方、氷上性能(氷状路面上の摩擦力)向上のためには、トレッドゴムの表面粗さを上げることが有効であり、その手法として、熱膨張性マイクロカプセル(中空ポリマー)を使用することや、ジエン系ゴムと相溶しない反応性官能基を有する架橋性オリゴマーまたはポリマーと、平均粒子径が1〜200μmの三次元架橋した微粒子とを含有する技術が知られているが(例えば特許文献1参照)、この技術はウェット性能の向上に寄与するものではなく、むしろコンパウンド強度が低下することで、ウェット性能が低下してしまうおそれがあった。 On the other hand, in order to improve the performance on ice (friction force on icy road surface), it is effective to increase the surface roughness of the tread rubber, and as a method, use heat-expandable microcapsules (hollow polymer). Alternatively, a technique is known that contains a crosslinkable oligomer or polymer having a reactive functional group that is incompatible with diene rubber and three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle size of 1 to 200 μm (for example, Patent Documents). (Refer to 1), this technique does not contribute to the improvement of wet performance, but rather, the compound strength is lowered, so that the wet performance may be lowered.
したがって本発明の目的は、従来技術よりも氷上性能およびウェット性能を高め得るスタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber composition for a studless tire capable of enhancing on-ice performance and wet performance as compared with the prior art, and a studless tire using the same.
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに対し、シリカを特定量配合し、さらに特定の可塑剤および熱膨張性マイクロカプセルを特定量で配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下の通りである。
As a result of diligent research, the present inventors have been able to solve the above problems by blending a specific amount of silica with a diene rubber, and further blending a specific plasticizer and a heat-expandable microcapsule in a specific amount. We were able to complete the present invention.
That is, the present invention is as follows.
1.ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを10質量部以上、ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を1〜40質量部および熱膨張性マイクロカプセルを0.1〜20質量部配合してなることを特徴とするスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
2.前記ジエン系ゴム100質量部に対し、さらに、前記ジエン系ゴムとは相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマーを0.3〜30質量部および平均粒子径が0.5〜50μmの三次元架橋した微粒子を0.1〜12質量部配合してなることを特徴とする前記1に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
3.前記1または2に記載のゴム組成物をトレッドに使用したスタッドレスタイヤ。
1. 1. 10 parts by mass or more of silica, 1 to 40 parts by mass of polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), and 0.1 to 20 parts by mass of heat-expandable microcapsules are blended with respect to 100 parts by mass of diene rubber. A rubber composition for studless tires, which is characterized by becoming.
2. 2. Three-dimensionally crosslinked fine particles of 0.3 to 30 parts by mass of a crosslinkable oligomer or polymer incompatible with the diene rubber and an average particle size of 0.5 to 50 μm with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. The rubber composition for a studless tire according to 1 above, which comprises 0.1 to 12 parts by mass of.
3. 3. A studless tire using the rubber composition according to 1 or 2 for a tread.
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを10質量部以上、特定の可塑剤であるポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を1〜40質量部および熱膨張性マイクロカプセルを0.1〜20質量部を配合しているので、従来技術よりも氷上性能およびウェット性能を高め得るスタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤを提供することができる。 The rubber composition of the present invention has 10 parts by mass or more of silica, 1 to 40 parts by mass of polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), which is a specific plasticizer, and thermal expansion with respect to 100 parts by mass of diene rubber. Since 0.1 to 20 parts by mass of the sex microcapsules are blended, it is possible to provide a rubber composition for a studless tire capable of enhancing on-ice performance and wet performance as compared with the prior art, and a studless tire using the same.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
(ジエン系ゴム)
本発明で使用されるジエン系ゴムは、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−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
これらのうち、氷上性能およびウェット性能向上の観点から、NR、BRを用いるのが好ましく、ジエン系ゴム100質量部中、NRを30〜75質量部、BRを25〜70質量部使用するのが好ましい。
(Diene rubber)
The diene rubber used in the present invention includes, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (BR). NBR), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, its molecular weight and microstructure are not particularly limited, and may be terminal-modified with an amine, amide, silyl, alkoxysilyl, carboxyl, hydroxyl group or the like, or may be epoxidized.
Of these, from the viewpoint of improving on-ice performance and wet performance, it is preferable to use NR and BR, and out of 100 parts by mass of diene rubber, 30 to 75 parts by mass of NR and 25 to 70 parts by mass of BR are used. preferable.
(シリカ)
本発明で使用されるシリカは、乾式シリカ、湿式シリカ、コロイダルシリカなど、従来からゴム組成物において使用することが知られている任意のシリカを単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。
なお、氷上性能およびウェット性能をさらに高めるという観点から、シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、150〜250m2/gであることが好ましい。
なお窒素吸着比表面積(N2SA)は、JIS K6217−2に準拠して求めるものとする。
(silica)
The silica used in the present invention can be any silica conventionally known to be used in rubber compositions, such as dry silica, wet silica, and colloidal silica, which can be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of further enhancing the on-ice performance and the wet performance, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 150 to 250 m 2 / g.
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) shall be determined in accordance with JIS K6217-2.
シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、10質量部以上であり、20〜120質量部が好ましく、25〜100質量部がさらに好ましい。 The blending amount of silica is 10 parts by mass or more, preferably 20 to 120 parts by mass, and more preferably 25 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
(特定の可塑剤)
本発明では、特定の可塑剤としてポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を使用する。
ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)は、可塑剤としての効果に加えて、シリカの凝集を防ぐことでシリカの分散を向上させる効果を有するものと推測される。
(Specific plasticizer)
In the present invention, polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) is used as a specific plasticizer.
It is presumed that polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) has an effect of improving the dispersion of silica by preventing the aggregation of silica in addition to the effect as a plasticizer.
ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)において、ポリオキシエチレン単位の繰り返し数は、例えば6〜12であり、8〜10が好ましい。 In polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), the number of repetitions of the polyoxyethylene unit is, for example, 6 to 12, preferably 8 to 10.
ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)は、市販品を利用することができ、例えばライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製リオノンDEH−40等が挙げられる。 As the polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), a commercially available product can be used, and examples thereof include Lionon DEH-40 manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.
ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、1〜40質量部であり、2〜25質量部が好ましい。
ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)の配合量が1質量部未満では、配合量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができず、40質量部を超えるとウェット性能が低下する。
The blending amount of polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) is 1 to 40 parts by mass, preferably 2 to 25 parts by mass, based on 100 parts by mass of the diene rubber.
If the blending amount of polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) is less than 1 part by mass, the blending amount is too small to achieve the effect of the present invention, and if it exceeds 40 parts by mass, the wet performance deteriorates.
(熱膨張性マイクロカプセル)
本発明におけるゴム組成物は、氷上性能を高めるという観点から、熱膨張性マイクロカプセルを配合する。
本発明において、熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。熱膨張性マイクロカプセルの殻材はニトリル系重合体により形成することができる。
またマイクロカプセルの殻材中に内包する熱膨張性物質は、熱によって気化または膨張する特性をもち、例えば、イソアルカン、ノルマルアルカン等の炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種類が例示される。イソアルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、2−メチルペンタン、2−メチルヘキサン、2,2,4−トリメチルペンタン等を挙げることができ、ノルマルアルカンとしては、n−ブタン、n−プロパン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等を挙げることができる。これらの炭化水素は、それぞれ単独で使用しても複数を組み合わせて使用してもよい。熱膨張性物質の好ましい形態としては、常温で液体の炭化水素に、常温で気体の炭化水素を溶解させたものがよい。このような炭化水素の混合物を使用することにより、未加硫タイヤの加硫成形温度域(150℃〜190℃)において、低温領域から高温領域にかけて十分な膨張力を得ることができる。
このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えばスェーデン国エクスパンセル社製の商品名「EXPANCEL 091DU−80」または「EXPANCEL 092DU−120」等、或いは松本油脂製薬社製の商品名「マツモトマイクロスフェアー F−85D」または「マツモトマイクロスフェアー F−100D」等を使用することができる。
(Thermal expandable microcapsules)
The rubber composition in the present invention contains heat-expandable microcapsules from the viewpoint of enhancing the performance on ice.
In the present invention, the heat-expandable microcapsules have a structure in which a heat-expandable substance is encapsulated in a shell material formed of a thermoplastic resin. The shell material of the heat-expandable microcapsules can be formed of a nitrile polymer.
Further, the heat-expandable substance contained in the shell material of the microcapsules has a property of vaporizing or expanding by heat, and for example, at least one kind selected from the group consisting of hydrocarbons such as isoalkane and normal alkane is exemplified. Examples of isoalkanes include isobutane, isopentane, 2-methylpentane, 2-methylhexane, 2,2,4-trimethylpentane, and examples of normal alkanes include n-butane, n-propane, n-hexane, and the like. Examples thereof include n-heptane and n-octane. These hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more. As a preferable form of the thermally expandable substance, a hydrocarbon obtained by dissolving a gaseous hydrocarbon at room temperature in a liquid hydrocarbon at room temperature is preferable. By using such a mixture of hydrocarbons, a sufficient expansion force can be obtained from a low temperature region to a high temperature region in the vulcanization molding temperature range (150 ° C. to 190 ° C.) of the unvulcanized tire.
Examples of such heat-expandable microcapsules include the trade name "EXPANCEL 091DU-80" or "EXPANCEL 092DU-120" manufactured by Expandel, Sweden, or the trade name "Matsumoto Micros" manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd. "Fair F-85D" or "Matsumoto Microsphere F-100D" or the like can be used.
熱膨張性マイクロカプセルの配合割合は、ジエン系ゴム100質量部に対し、0.1〜20質量部であり、1〜10質量部が好ましい。 The blending ratio of the heat-expandable microcapsules is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the diene rubber.
ここで本発明では、氷上性能をさらに向上させるために、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、前記ジエン系ゴムと相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー0.3〜30質量部および平均粒子径が0.5〜50μmの三次元架橋した微粒子0.1〜12質量部を配合してなることが好ましい。これらの成分は、特許文献1(特開2014−62168号公報)に開示され公知であるが、以下、説明する。 Here, in the present invention, in order to further improve the performance on ice, the crosslinkable oligomer or polymer incompatible with the diene rubber has 0.3 to 30 parts by mass and the average particle size with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. It is preferable to blend 0.1 to 12 parts by mass of three-dimensionally crosslinked fine particles of 0.5 to 50 μm. These components are disclosed and known in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-62168), and will be described below.
架橋性オリゴマーまたはポリマーは、前記(A)ジエン系ゴムと相溶しないものを用いる。
「ジエン系ゴムと相溶しない」とは、上記ジエン系ゴムに包含される全てのゴム成分に対して相溶しないという意味ではなく、上記ジエン系ゴムおよび上記架橋性オリゴマーまたはポリマーに用いる各々の具体的な成分が互いに非相溶であることをいう。
As the crosslinkable oligomer or polymer, one that is incompatible with the (A) diene rubber is used.
"Incompatible with the diene-based rubber" does not mean that it is incompatible with all the rubber components contained in the diene-based rubber, but each used for the diene-based rubber and the crosslinkable oligomer or polymer. It means that the specific components are incompatible with each other.
架橋性オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系、植物由来系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable oligomer or polymer include polyether-based, polyester-based, polyolefin-based, polycarbonate-based, aliphatic, saturated hydrocarbon-based, acrylic-based, plant-derived or siloxane-based polymers or copolymers. Can be mentioned.
これらのうち、スタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好となる観点から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーとしては、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、アクリル系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体であるのが好ましい。 Of these, from the viewpoint of improving the ice performance and abrasion resistance of the studless tire, the crosslinkable oligomer or polymer is a polyether-based, polycarbonate-based, acrylic-based or siloxane-based polymer or copolymer. It is preferable to have it.
ここで、上記ポリエーテル系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレントリオール、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ソルビトール系ポリオール等が挙げられる。
また、上記ポリカーボネート系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリオール化合物(例えば、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール等)とジアルキルカーボネートとのエステル交換反応により得られるもの等が挙げられる。
また、上記アクリル系の重合体または共重合体としては、例えば、アクリルポリオール;アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリレートの単独ポリマー;これらアクリレートを2種以上組み合わせたアクリレート共重合体;等が挙げられる。
また、上記シロキサン系の重合体または共重合体は、オルガノポリシロキサンを主鎖とする化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、ポリジメチルシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等が挙げられる。
Here, examples of the above-mentioned polyether-based polymer or copolymer include polyethylene glycol, polypropylene glycol (PPG), polypropylene triol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, polytetramethylene ether glycol (PTMEG), and sorbitol. Examples include system polyols.
Further, as the polycarbonate-based polymer or copolymer, for example, an ester of a polyol compound (for example, 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, etc.) and a dialkyl carbonate. Examples thereof include those obtained by an exchange reaction.
Further, as the acrylic polymer or copolymer, for example, an acrylic polyol; a single polymer of an acrylate such as an acrylate, a methyl acrylate, an ethyl acrylate, a butyl acrylate, or a 2-ethylhexyl acrylate; or a combination of two or more of these acrylates. Acrylate copolymer; and the like.
The siloxane-based polymer or copolymer is not particularly limited as long as it is a compound having an organopolysiloxane as a main chain, and specific examples thereof include polydimethylsiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, and methylphenylpoly. Examples thereof include siloxane and diphenylpolysiloxane.
本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーは、分子間で架橋することにより、スタッドレスタイヤの氷上性能がより良好となる理由から、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有しているのが好ましい。
ここで、上記シラン官能基は、いわゆる架橋性シリル基とも呼ばれ、その具体例としては、加水分解性シリル基;シラノール基;シラノール基をアセトキシ基誘導体、エノキシ基誘導体、オキシム基誘導体、アミン誘導体などで置換した官能基;等が挙げられる。
これらの官能基のうち、ゴムの加工時に上記架橋性オリゴマーまたはポリマーが適度に架橋され、スタッドレスタイヤの氷上性能が更に良好となり、耐摩耗性もより良好となる理由から、シラン官能基、イソシアネート基、酸無水物基またはエポキシ基を有しているのが好ましく、中でもシラン官能基(特に加水分解性シリル基、シラノール基)および/またはイソシアネート基を有しているのがより好ましい。
In the present invention, the crosslinkable oligomer or polymer has a hydroxyl group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, and an allyl because the crosslinking between the molecules improves the ice performance of the studless tire. It preferably has at least one reactive functional group selected from the group consisting of groups, carboxy groups, acid anhydride groups and epoxy groups.
Here, the silane functional group is also called a so-called crosslinkable silyl group, and specific examples thereof include a hydrolyzable silyl group; a silanol group; a silanol group as an acetoxy group derivative, an enoxy group derivative, an oxime group derivative, and an amine derivative. Functional groups substituted with such as; etc.
Of these functional groups, the silane functional group and the isocyanate group are for the reason that the crosslinkable oligomer or polymer is appropriately crosslinked during rubber processing, the ice performance of the studless tire is further improved, and the abrasion resistance is also improved. , It is preferable to have an acid anhydride group or an epoxy group, and more preferably it has a silane functional group (particularly a hydrolyzable silyl group, a silanol group) and / or an isocyanate group.
ここで、上記加水分解性シリル基としては、具体的には、例えば、アルコキシシリル基、アルケニルオキシシリル基、アシロキシシリル基、アミノシリル基、アミノオキシシリル基、オキシムシリル基、アミドシリル基等が挙げられる。
これらのうち、加水分解性と貯蔵安定性のバランスが良好となる理由から、アルコキシシリル基であるのが好ましく、具体的には、メトキシシリル基、エトキシシリル基であるのが好ましい。
Here, as the hydrolyzable silyl group, specific examples thereof include an alkoxysilyl group, an alkenyloxysilyl group, an asyloxysilyl group, an aminosilyl group, an aminooxysilyl group, an oximesilyl group, an amidesilyl group and the like. Be done.
Of these, an alkoxysilyl group is preferable, and specifically, a methoxysilyl group and an ethoxysilyl group are preferable, because the balance between hydrolyzability and storage stability is good.
また、上記イソシアネート基は、ポリオール化合物(例えば、ポリカーボネート系ポリオールなど)の水酸基とポリイソシアネート化合物のイソシアネート基とを反応させた際に残存するイソシアネート基のことである。
なお、上記ポリイソシアネート化合物は、分子内にイソシアネート基を2個以上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、TDI(例えば、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI))、MDI(例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′−MDI)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′−MDI))、1,4−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)などの脂肪族ポリイソシアネート;トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)などの脂環式ポリイソシアネート;これらのカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;等が挙げられる。
Further, the isocyanate group is an isocyanate group that remains when the hydroxyl group of a polyol compound (for example, a polycarbonate-based polyol or the like) is reacted with the isocyanate group of a polyisocyanate compound.
The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule, and specific examples thereof include TDI (for example, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI)). ), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI)), MDI (eg, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4') -MDI)), 1,4-phenylenediocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), trizine diisocyanate (TODI), 1,5-naphthalenedi isocyanate (NDI), Aromatic polyisocyanates such as triphenylmethane triisocyanate; aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornan diisocyanate (NBDI); transcyclohexane-1,4-diisocyanate , Isophorone diisocyanate (IPDI), bis (isocyanatemethyl) cyclohexane (H6XDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) and other alicyclic polyisocyanates; these carbodiimide-modified polyisocyanates; these isocyanurate-modified polyisocyanates; etc. ..
なお、本発明においては、反応性官能基として水酸基を有する架橋性オリゴマーまたはポリマーを用いる場合、上記ジエン系ゴムに配合する前に、予めイソシアネート化合物等により架橋性オリゴマーまたはポリマーの一部あるいは全部を架橋させておくか、イソシアネート化合物等の架橋剤を予めゴムに配合しておくことが好ましい。 In the present invention, when a crosslinkable oligomer or polymer having a hydroxyl group is used as the reactive functional group, a part or all of the crosslinkable oligomer or polymer is previously prepared with an isocyanate compound or the like before being blended with the diene rubber. It is preferable to carry out cross-linking or to add a cross-linking agent such as an isocyanate compound to the rubber in advance.
本発明においては、上記反応性官能基は、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーの少なくとも主鎖の末端に有しているのが好ましく、主鎖が直鎖状である場合は1.5個以上有しているのが好ましく、2個以上有しているのがより好ましい。一方、主鎖が分岐している場合は3個以上有しているのが好ましい。 In the present invention, the reactive functional group is preferably contained at least at the end of the main chain of the crosslinkable oligomer or polymer, and 1.5 or more when the main chain is linear. It is preferable to have two or more. On the other hand, when the main chain is branched, it is preferable to have three or more.
また、本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーの重量平均分子量または数平均分子量は、上記ジエン系ゴムへの分散性やゴム組成物の混練加工性が良好となり、更に後述する微粒子を上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中で調製する際の粒径や形状の調整が容易となる理由から、300〜30000であるのが好ましく、500〜25000であるのがより好ましい。
ここで、重量平均分子量および数平均分子量は、いずれも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。
Further, in the present invention, the weight average molecular weight or the number average molecular weight of the crosslinkable oligomer or polymer improves the dispersibility in the diene rubber and the kneading processability of the rubber composition, and further crosslinks the fine particles described later. It is preferably 300 to 30,000, more preferably 500 to 25,000, for the reason that the particle size and shape can be easily adjusted when prepared in the sex oligomer or polymer.
Here, both the weight average molecular weight and the number average molecular weight shall be measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.
更に、本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して0.3〜30質量部であり、1〜15質量部であるのが好ましい。 Further, in the present invention, the content of the crosslinkable oligomer or polymer is 0.3 to 30 parts by mass, preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
本発明で使用される微粒子は、熱可塑性エラストマーを用いて形成される平均粒子径が0.5〜50μmの三次元架橋した微粒子である。
上記微粒子の平均粒子径は、スタッドレスタイヤの表面が適度に粗くなり、氷上性能がより良好となる理由から、平均粒子径は1〜50μmであるのが好ましく、5〜40μmであるのがより好ましい。
ここで、平均粒子径とは、レーザー顕微鏡を用いて測定した円相当径の平均値をいい、例えば、レーザー回折散乱式粒子径分布測定装置LA−300(堀場製作所社製)、レーザー顕微鏡VK−8710(キーエンス社製)などで測定することができる。
The fine particles used in the present invention are three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm formed by using a thermoplastic elastomer.
The average particle size of the fine particles is preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 40 μm, because the surface of the studless tire is appropriately roughened and the performance on ice is improved. ..
Here, the average particle size means an average value of the equivalent circle diameter measured using a laser microscope. For example, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device LA-300 (manufactured by HORIBA, Ltd.), a laser microscope VK- It can be measured with 8710 (manufactured by Keyence) or the like.
本発明においては、上記微粒子の含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して0.1〜12質量部であり、0.3〜10質量部であるのが好ましく、0.5〜10質量部であるのがより好ましい。
また、上記微粒子の含有量は、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーおよび上記微粒子の合計質量に対して1〜50質量%であり、3〜30質量%であるのが好ましく、5〜20質量%であるのがより好ましい。
上記微粒子を所定量含有することにより、本発明のタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いたスタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がいずれも良好となる。
これは、上記微粒子の弾性により局所的にかかる歪みが分散され、応力も緩和されるため、氷上性能および耐摩耗性が向上したと考えられる。
In the present invention, the content of the fine particles is 0.1 to 12 parts by mass, preferably 0.3 to 10 parts by mass, and 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. It is more preferably parts by mass.
The content of the fine particles is 1 to 50% by mass, preferably 3 to 30% by mass, and 5 to 20% by mass, based on the total mass of the crosslinkable oligomer or polymer and the fine particles. Is more preferable.
By containing the above fine particles in a predetermined amount, both the on-ice performance and the wear resistance of the studless tire using the rubber composition for a tire of the present invention for a tire tread are improved.
It is considered that this is because the strain applied locally is dispersed by the elasticity of the fine particles and the stress is also relaxed, so that the performance on ice and the abrasion resistance are improved.
また、本発明においては、上記微粒子は、スタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好となる理由から、予め上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中において、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーとは相溶しない熱可塑性エラストマーを微粒子化させたものが好ましい。これは、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーが上記微粒子の溶媒として機能するとともに、これらの混合物をゴム組成物に配合する際に、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーおよび上記微粒子のゴム組成物における分散性および分散性が向上する効果が期待できるためと考えられる。
ここで、「(上記架橋性オリゴマーまたはポリマーと)相溶しない」とは、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーに包含される全ての成分に対して相溶しないという意味ではなく、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーおよび上記熱可塑性エラストマーに用いる各々の具体的な成分が互いに非相溶であることをいう。
Further, in the present invention, the fine particles have heat that is incompatible with the crosslinkable oligomer or polymer in advance in the crosslinkable oligomer or polymer because the performance on ice and wear resistance of the studless tire are improved. It is preferable that the plastic elastomer is made into fine particles. This is because the crosslinkable oligomer or polymer functions as a solvent for the fine particles, and when a mixture thereof is blended into the rubber composition, the dispersibility and dispersion of the crosslinkable oligomer or polymer and the fine particles in the rubber composition. This is thought to be because the effect of improving sex can be expected.
Here, "incompatible (with the crosslinkable oligomer or polymer)" does not mean that it is incompatible with all the components contained in the crosslinkable oligomer or polymer, but the crosslinkable oligomer or polymer. And each specific component used in the above thermoplastic elastomer is incompatible with each other.
上記熱可塑性エラストマーとしては、例えば、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられ、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。
ここで、オレフィン系エラストマーとしては、具体的には、例えば、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−ブテンゴム(EBM)等が挙げられる。
また、スチレン系エラストマーとしては、具体的には、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体(SEBS、SBSの水素添加物)、スチレンエチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体(SEEPS)等が挙げられる。
ポリ塩化ビニル系エラストマーとしては、具体的には、例えば、高重合度ポリ塩化ビニルに可塑剤を添加したもの、ポリ塩化ビニルを変性したもの、これらと他の樹脂とのブレンド物等が挙げられる。
ポリウレタン系エラストマーとしては、具体的には、例えば、短鎖グリコールジイソシアナートをハードセグメントとし、長鎖ポリオールをソフトセグメントとするもの;ウレタンおよびウレア結合に富んだハードセグメントとポリエーテルを主とするソフトセグメントとからなるもの;等が挙げられる。
ポリエステル系エラストマーとしては、具体的には、例えば、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとし、長鎖のポリオールやポリエステルをソフトセグメントとするもの;等が挙げられる。
ポリアミド系エラストマーとしては、具体的には、例えば、ナイロンをハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとするもの;等が挙げられる。
Examples of the thermoplastic elastomer include olefin-based elastomers, styrene-based elastomers, polyvinyl chloride-based elastomers, polyurethane-based elastomers, polyester-based elastomers, and polyamide-based elastomers, and these may be used alone. Two or more types may be used in combination.
Here, specific examples of the olefin-based elastomer include ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and ethylene-butene rubber (EBM).
Specific examples of the styrene-based elastomer include styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene copolymer (SIS), and styreneethylene propylene styrene block copolymer (SEPS). , Styrene ethylenebutyrene styrene block copolymer (SEBS, hydrogenated additive of SBS), styrene ethylene ethylene propylene styrene block copolymer (SEEPS) and the like.
Specific examples of the polyvinyl chloride-based elastomer include those obtained by adding a plasticizer to highly polymerizable polyvinyl chloride, those obtained by modifying polyvinyl chloride, and blends of these with other resins. ..
Specific examples of the polyurethane-based elastomer include short-chain glycol diisocyanate as a hard segment and long-chain polyol as a soft segment; mainly hard segments and polyethers rich in urethane and urea bonds. Those consisting of soft segments; etc.
Specific examples of the polyester-based elastomer include those in which polybutylene terephthalate is used as a hard segment and long-chain polyols and polyesters are used as soft segments.
Specific examples of the polyamide-based elastomer include those in which nylon is used as a hard segment and polytetramethylene glycol is used as a soft segment.
このような熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、ポリアミド系エラストマー(TPAE−12、数平均分子量:30000、ティーアンドケイ東華社製)、ポリアミドエラストマー(ダイアミドPAE、デグサ・ヒュルス社製)、ポリアミドポリエーテルエラストマー(UBESTA(登録商標) XTA、宇部興産社製)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(グリラックスA、大日本インキ化学社製)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(ハイトレル(登録商標)、東レ・デュポン社製)、ポリエーテルブロックアミド共重合体(PEBAX(登録商標)、アトフィナ・ジャパン社製)、ポリアミドエラストマー(NOVAMID(登録商標)、三菱エンジニアリングプラスチック社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available products of such thermoplastic elastomers include polyamide-based elastomers (TPAE-12, number average molecular weight: 30,000, manufactured by T & K Toka Co., Ltd.), polyamide elastomers (Diamid PAE, manufactured by Degusa Huls), and polyamides. Polyether elastomer (UBESTA® XTA, manufactured by Ube Kosan Co., Ltd.), polyester-based thermoplastic elastomer (Grelax A, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), polyester-based thermoplastic elastomer (Hytrel (registered trademark), Toray Dupont) , Polyether blockamide copolymer (PEBAX (registered trademark), manufactured by Atofina Japan), polyamide elastomer (NOVAMID (registered trademark), manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) and the like.
本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中において上記熱可塑性エラストマーのみを三次元架橋させることができる理由から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーが有する上述した反応性官能基と異なる反応性官能基であって、水酸基、メルカプト基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有しているのが好ましい。
ここで、上記シラン官能基は、いわゆる架橋性シリル基とも呼ばれ、その具体例としては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーが有するシラン官能基と同様、例えば、加水分解性シリル基;シラノール基;シラノール基をアセトキシ基誘導体、エノキシ基誘導体、オキシム基誘導体、アミン誘導体などで置換した官能基;等が挙げられる。
なお、上記熱可塑性エラストマーを三次元架橋させた後においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーは、上記熱可塑性エラストマーと同一の反応性官能基(例えば、カルボキシ基、加水分解性シリル基など)を有していてもよく、既に有している官能性官能基を上記熱可塑性エラストマーと同一の反応性官能基に変性してもよい。
これらの官能基のうち、上記熱可塑性エラストマーの三次元架橋が容易に進行する理由から、シラン官能基(特に加水分解性シリル基)または水酸基を有しているのがより好ましい。
このような反応性官能基を有する熱可塑性エラストマーの市販品としては、例えば、シリル化(加水分解性シリル基末端)アモルファスポリ−α−オレフィン重合体(ベストプラスト206、数平均分子量:10600、エボニックデグサ社製)等が挙げられる。
In the present invention, a reactive functional group different from the above-mentioned reactive functional group of the above-mentioned crosslinkable oligomer or polymer is used because only the above-mentioned thermoplastic elastomer can be three-dimensionally crosslinked in the above-mentioned crosslinkable oligomer or polymer. At least one reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a mercapto group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group, a carboxy group, an acid anhydride group and an epoxy group. It is preferable to have.
Here, the silane functional group is also called a so-called crosslinkable silyl group, and specific examples thereof are the same as the silane functional group of the crosslinkable oligomer or polymer, for example, a hydrolyzable silyl group; a silanol group; a silanol. Examples thereof include a functional group in which the group is substituted with an acetoxy group derivative, an enoxy group derivative, an oxime group derivative, an amine derivative, or the like.
After the thermoplastic elastomer is three-dimensionally crosslinked, the crosslinkable oligomer or polymer has the same reactive functional groups as the thermoplastic elastomer (for example, carboxy group, hydrolyzable silyl group, etc.). The functional group already possessed may be modified to the same reactive functional group as the thermoplastic elastomer.
Among these functional groups, it is more preferable to have a silane functional group (particularly a hydrolyzable silyl group) or a hydroxyl group because the three-dimensional cross-linking of the thermoplastic elastomer proceeds easily.
Commercially available products of thermoplastic elastomers having such reactive functional groups include, for example, silylated (hydrolyzable silyl group-terminated) amorphous poly-α-olefin polymers (bestplast 206, number average molecular weight: 10600, ebonic). Degusa) and the like.
本発明においては、上記反応性官能基は、上記熱可塑性エラストマーの少なくとも主鎖の末端に有しているのが好ましく、主鎖が直鎖状である場合は1.5個以上有しているのが好ましく、2個以上有しているのがより好ましい。一方、主鎖が分岐している場合は3個以上有しているのが好ましい。 In the present invention, the reactive functional group is preferably contained at least at the end of the main chain of the thermoplastic elastomer, and 1.5 or more when the main chain is linear. It is preferable to have two or more. On the other hand, when the main chain is branched, it is preferable to have three or more.
また、本発明においては、上記熱可塑性エラストマーの重量平均分子量または数平均分子量は特に限定されないが、微粒子の粒子径と架橋密度が適度になり、スタッドレスタイヤの氷上性能がより良好になる理由から、1000〜100000であるのが好ましく、3000〜60000であるのがより好ましい。
ここで、重量平均分子量または数平均分子量は、いずれも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。
Further, in the present invention, the weight average molecular weight or the number average molecular weight of the thermoplastic elastomer is not particularly limited, but the particle size and the cross-linking density of the fine particles are appropriate, and the performance on ice of the studless tire is improved. It is preferably 1000 to 100,000, more preferably 3000 to 60000.
Here, the weight average molecular weight or the number average molecular weight are both measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.
上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中で上記熱可塑性エラストマーを微粒子化させて微粒子を調製する方法は、例えば、上記熱可塑性エラストマーが有する上記反応性官能基を利用して三次元架橋する方法等が挙げられる。 Examples of the method of finely dividing the thermoplastic elastomer in the crosslinkable oligomer or polymer to prepare fine particles include a method of three-dimensionally crosslinking using the reactive functional group of the thermoplastic elastomer. ..
反応性官能基を利用して三次元架橋する方法としては、具体的には、上記反応性官能基を有する上記熱可塑性エラストマーと、水、触媒および上記反応性官能基と反応する官能基を有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の成分と、を反応させて三次元架橋させる方法等が挙げられる。 As a method for three-dimensional cross-linking using a reactive functional group, specifically, the thermoplastic elastomer having the reactive functional group and a functional group that reacts with water, a catalyst and the reactive functional group are provided. Examples thereof include a method of reacting with at least one component selected from the group consisting of compounds to carry out three-dimensional cross-linking.
ここで、上記成分の水は、上記熱可塑性エラストマーが加水分解性シリル基、イソシアネート基、酸無水物基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。 Here, the water of the component can be preferably used when the thermoplastic elastomer has a hydrolyzable silyl group, an isocyanate group, and an acid anhydride group as reactive functional groups.
また、上記成分の触媒としては、例えば、シラノール基の縮合触媒(シラノール縮合触媒)等が挙げられる。
上記シラノール縮合触媒としては、具体的には、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラブチルチタネート、オクタン酸第一錫等が挙げられる。
Examples of the catalyst for the above components include a silanol group condensation catalyst (silanol condensation catalyst) and the like.
Specific examples of the silanol condensation catalyst include dibutyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, tetrabutyl titanate, and stannous octanoate.
また、上記成分の上記反応性官能基と反応する官能基を有する化合物としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、シラノール化合物等が挙げられる。 In addition, examples of the compound having a functional group that reacts with the above-mentioned reactive functional group of the above-mentioned component include a polyisocyanate compound and a silanol compound.
上記ポリイソシアネート化合物は、上記熱可塑性エラストマーが水酸基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
上記ポリイソシアネート化合物としては、具体的には、例えば、TDI(例えば、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI))、MDI(例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′−MDI)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′−MDI))、1,4−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ポリイソシアネート;トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、イソシアヌレート環を有するポリイソシアネート化合物などのイソシアネート基を3個以上有するポリイソシアネート;等が挙げられる。
The polyisocyanate compound can be preferably used when the thermoplastic elastomer has a hydroxyl group as a reactive functional group.
Specific examples of the polyisocyanate compound include TDI (for example, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI)) and MDI. (For example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI)), 1,4-phenylenediisocyanate, polymethylenepolyphenylene polyisocyanate, xylyl Aromatic polyisocyanates such as range isocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), trizine diisocyanate (TODI), 1,5-naphthalenediisocyanate (NDI), triphenylmethane triisocyanate; hexamethylene diisocyanate (HDI), Alibo polyisocyanates such as trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornandiisosocyanatemethyl (NBDI); tris (isocyanatephenyl) thiophosphate, polymethylenepolyphenylisocyanate, polyisocyanate compounds having an isocyanurate ring, etc. Polyisocyanates having 3 or more isocyanate groups; and the like.
上記シラノール化合物は、上記熱可塑性エラストマーがシラン官能基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
上記シラノール化合物としては、具体的には、例えば、tert−ブチルジメチルシラノール、ジフェニルメチルシラノール、シラノール基を有するポリジメチルシロキサン、シラノール基を有する環状ポリシロキサン等が挙げられる。
The silanol compound can be preferably used when the thermoplastic elastomer has a silane functional group as a reactive functional group.
Specific examples of the silanol compound include tert-butyldimethylsilanol, diphenylmethylsilanol, polydimethylsiloxane having a silanol group, cyclic polysiloxane having a silanol group, and the like.
本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中で上記熱可塑性エラストマーを三次元架橋させて微粒子を調製する際に、必要に応じて、溶媒を用いてもよい。
上記溶媒の使用態様としては、上記熱可塑性エラストマーに良溶媒となり、かつ、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーの貧溶媒となる可塑剤、希釈剤、溶剤を用いる態様、および/または、上記架橋性オリゴマーまたはポリマーの良溶媒となり、かつ、上記熱可塑性エラストマーに貧溶媒となる可塑剤、希釈剤、溶剤を用いる態様が挙げられる。
このような溶媒としては、具体的には、例えば、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、n−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン、2,4−ジメチルペンタン、3,3−ジメチルペンタン、3−エチルペンタン、2,2,3−トリメチルブタン、n−オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環式炭化水素;キシレン、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのテルペン系有機溶剤等が挙げられる。
In the present invention, a solvent may be used, if necessary, when the thermoplastic elastomer is three-dimensionally crosslinked in the crosslinkable oligomer or polymer to prepare fine particles.
Examples of the use of the solvent include a plasticizer, a diluent, and a solvent that serve as a good solvent for the thermoplastic elastomer and are a poor solvent for the crosslinkable oligomer or polymer, and / or the crosslinkable oligomer or Examples thereof include an embodiment in which a plasticizer, a diluent, or a solvent which is a good solvent for the polymer and is a poor solvent for the thermoplastic elastomer is used.
Specific examples of such a solvent include n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, and 2,3-dimethylbutane. n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 2,2-dimethylpentane, 2,3-dimethylpentane, 2,4-dimethylpentane, 3,3-dimethylpentane, 3-ethylpentane, 2,2 , 3-trimethylbutane, n-octane, isooctane and other aliphatic hydrocarbons; cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane and other alicyclic hydrocarbons; xylene, benzene, toluene and other aromatic hydrocarbons; α-pinene, Examples thereof include terpene-based organic solvents such as β-pinene and limonene.
また、本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー中で上記熱可塑性エラストマーを三次元架橋させて微粒子を調製する際に、界面活性剤、乳化剤、分散剤、シランカップリング剤等の添加剤を用いて調製するのが好ましい。 Further, in the present invention, when the thermoplastic elastomer is three-dimensionally crosslinked in the crosslinkable oligomer or polymer to prepare fine particles, additives such as a surfactant, an emulsifier, a dispersant, and a silane coupling agent are used. It is preferably prepared using.
(その他成分)
本発明におけるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤;加硫又は架橋促進剤;酸化亜鉛、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウムのような各種充填剤;シランカップリング剤;老化防止剤;可塑剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、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。
(Other ingredients)
In addition to the above-mentioned components, the rubber composition in the present invention includes a vulcanization or cross-linking agent; a vulcanization or cross-linking accelerator; various fillers such as zinc oxide, carbon black, clay, talc, and calcium carbonate; a silane cup. Various additives generally blended in rubber compositions such as ring agents; anti-aging agents; plasticizers can be blended, and such additives are kneaded by a general method to form a composition and vulcanized. Or it can be used for cross-linking. The blending amount of these additives can also be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention.
また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに適しており、トレッド、とくにキャップトレッドに適用し、スタッドレスタイヤとするのがよい。 Further, the rubber composition of the present invention is suitable for producing a pneumatic tire according to a conventional method for producing a pneumatic tire, and is preferably applied to a tread, particularly a cap tread, to be a studless tire.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例1〜5および比較例1〜4
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、混練物をミキサー外に放出させて室温冷却させた。その後、同バンバリーミキサーにおいて加硫促進剤および硫黄を加えてさらに混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で160℃、20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法で加硫ゴム試験片の物性を測定した。
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4
Sample preparation In the formulation (parts by mass) shown in Table 1, the vulcanization accelerator and the components excluding sulfur were kneaded in a 1.7 liter sealed Banbury mixer for 5 minutes, and then the kneaded product was released to the outside of the mixer to room temperature. It was cooled. Then, a vulcanization accelerator and sulfur were added in the same Banbury mixer and further kneaded to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was press-vulcanized in a predetermined mold at 160 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber test piece, and the physical properties of the vulcanized rubber test piece were measured by the test method shown below.
氷上性能:得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−1.5℃、荷重5.5kg/cm2、ドラム回転速度25km/hの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた氷上摩擦係数を、比較例1の値を100とする指数にして、「氷上性能」の欄に示した。この指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能が優れることを意味する。 Performance on ice: The obtained vulcanized rubber test piece was attached to a flat cylindrical base rubber, and using an inside drum type friction tester on ice, the measurement temperature was -1.5 ° C, the load was 5.5 kg / cm 2 , and the drum. The coefficient of friction on ice was measured under the condition of a rotation speed of 25 km / h. The obtained coefficient of friction on ice is shown in the column of "performance on ice" as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the larger the frictional force on ice and the better the performance on ice.
ウェット性能:得られた加硫ゴム試験片を用いてアウトサイド型摩擦試験機を用いて路面に水を散布した状態で、測定温度25℃、面圧180kPa、ドラム回転速度30km/hの条件でウェット摩擦係数の最大値を測定した。得られたウェット摩擦係数の最大値を、比較例1の値を100とする指数にして、「ウェット性能」の欄に示した。この指数値が大きいほどウェット性能が優れることを意味する。 Wet performance: Using the obtained vulcanized rubber test piece and spraying water on the road surface using an outside friction tester, under the conditions of measurement temperature 25 ° C., surface pressure 180 kPa, and drum rotation speed 30 km / h. The maximum value of the wet friction coefficient was measured. The maximum value of the obtained wet friction coefficient is shown in the column of "wet performance" as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the better the wet performance.
結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
*1:NR(RSS#3)
*2:BR(日本ゼオン株式会社製Nipol BR1220)
*3:可塑剤1(シグマアルドリッチ製モノステアリン酸グリセロール)
*4:可塑剤2(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製リオノンDEH−40、ポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート))
*5:アロマオイル(昭和シェル石油株式会社製エキストラクト4号S)
*6:カーボンブラック(キャボットジャパン社製ショウブラックN339)
*7:シリカ(ローディア製1165MP、窒素吸着比表面積(N2SA)=160m2/g)
*8:シランカップリング剤1(エボニクデグッサ社製Si69)
*9:亜鉛華(正同化学工業株式会社製酸化亜鉛3種)
*10:ステアリン酸(千葉脂肪酸株式会社製工業用ステアリン酸N)
*11:老化防止剤(精工化学株式会社製オゾノン6C)
*12:熱膨張性マイクロカプセル(松本油脂製薬株式会社製マツモトマイクロスフェアF100)
*13:前記ジエン系ゴムとは相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(特開2014−62168号公報の段落0074に記載の方法に従い調製した微粒子含有架橋性ポリマー。該ポリマーは、イソシアネート基末端水酸基末端ポリオキシプロピレングリコール中に、シロキサン結合により三次元架橋した平均粒子径25μmのポリオレフィン系エラストマーが11質量%の割合で分散している)
*14:イオウ(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*15:加硫促進剤1(大内新興化学工業株式会社製ノクセラーCZ−G)
*16:加硫促進剤2(フレキシス製PERKACIT DPG)
* 1: NR (RSS # 3)
* 2: BR (Nipol BR1220 manufactured by Zeon Corporation)
* 3: Plasticizer 1 (glycerol monostearate manufactured by Sigma-Aldrich)
* 4: Plasticizer 2 (Lionon DEH-40 manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd., polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate))
* 5: Aroma oil (Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.)
* 6: Carbon black (Show Black N339 manufactured by Cabot Japan)
* 7: Silica (Rhodia 1165MP, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) = 160m 2 / g)
* 8: Silane coupling agent 1 (Si69 manufactured by Evonik Degussa)
* 9: Zinc oxide (3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
* 10: Stearic acid (Industrial stearic acid N manufactured by Chiba Fatty Acid Co., Ltd.)
* 11: Anti-aging agent (Ozonon 6C manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.)
* 12: Thermally expandable microcapsules (Matsumoto Microsphere F100 manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.)
* 13: Crosslinkable oligomer or polymer that is incompatible with the diene rubber (fine particle-containing crosslinkable polymer prepared according to the method described in paragraph 0074 of JP2014-62168A. The polymer is an isocyanate group-terminated hydroxyl group-terminated. Polyoxypropylene glycol is dispersed in a proportion of 11% by mass of a polyolefin-based polymer having an average particle size of 25 μm crosslinked three-dimensionally by a siloxane bond).
* 14: Sulfur (fine sulfur powder with Jinhua stamp oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
* 15: Vulcanization accelerator 1 (Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.)
* 16: Vulcanization accelerator 2 (PERKACIT DPG manufactured by Flexis)
表1の結果から、実施例のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを10質量部以上、特定の可塑剤であるポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を1〜40質量部および熱膨張性マイクロカプセルを0.1〜20質量部を配合しているので、従来の代表的な組成を有する比較例1の組成物に比べ、氷上性能およびウェット性能が向上している。
これに対し、比較例2は比較例1のゴム組成物に対し、可塑剤1を単に増量したものであるので、ウェット性能が悪化した。
比較例3は比較例1のゴム組成物に対し、熱膨張性マイクロカプセルを単に増量したものであるので、ウェット性能が悪化した。
比較例4はポリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、ウェット性能が悪化した。
From the results in Table 1, in the rubber composition of the example, 10 parts by mass or more of silica and polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), which is a specific plasticizer, were added to 100 parts by mass of diene-based rubber. Since 40 parts by mass and 0.1 to 20 parts by mass of thermally expandable microcapsules are blended, the on-ice performance and wet performance are improved as compared with the composition of Comparative Example 1 having a conventional typical composition. There is.
On the other hand, in Comparative Example 2, since the amount of the plasticizer 1 was simply increased with respect to the rubber composition of Comparative Example 1, the wet performance was deteriorated.
Since Comparative Example 3 simply increased the amount of the heat-expandable microcapsules with respect to the rubber composition of Comparative Example 1, the wet performance was deteriorated.
In Comparative Example 4, since the blending amount of polyethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) exceeded the upper limit specified in the present invention, the wet performance deteriorated.
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