JP2022059837A - Rubber composition for studless tire, and studless tire using the same - Google Patents

Rubber composition for studless tire, and studless tire using the same Download PDF

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Abstract

To provide a studless tire that solves the problem in which, on an ice-snow road surface, the coefficient of friction becomes lower than that on a general road surface, making it slippery, and then, conventionally, many methods have been proposed to improve the on-ice performance of studless tires, but there is room for improvement in the on-ice performance.SOLUTION: The problem is solved by a rubber composition for studless tire that is characterized, for 100 pts.mass of (A) diene-based rubber, (B) carbon black and/or white filler by 30 to 100 pts.mass, and (C) ethylene/propylene/VNB copolymer having a constitutional unit derived from ethylene (a), propylene (b) and 5-vinyl-2-norbornene (VNB) (c) and satisfying specific requirement by 1 to 50 pts.mass are compounded to yield the composition.SELECTED DRAWING: Figure 1

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、従来技術よりもさらに氷上性能を向上させ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, and more particularly to a rubber composition for a studless tire capable of further improving on-ice performance as compared with the prior art and a studless tire using the same. It is a thing.

氷雪路面では、一般路面に比べて摩擦係数が低下し、滑りやすくなる。そこで従来、スタッドレスタイヤの氷上性能(氷上での制動性)を向上させるために数多くの手法が提案されている。例えば、ゴムに硬質異物や中空ポリマーを配合し、これによりゴム表面にミクロな凹凸を形成することによって氷の表面に発生する水膜を除去し、氷上摩擦を向上させる手法が知られている(例えば特許文献1参照)。一方で、低温柔軟性を有するゴムを使用する等の手法もある。 On an ice-snow road surface, the coefficient of friction is lower than that on a general road surface, making it slippery. Therefore, in the past, many methods have been proposed for improving the on-ice performance (braking performance on ice) of studless tires. For example, there is known a method of blending a hard foreign substance or a hollow polymer with rubber to form micro-concavities and convexities on the rubber surface to remove a water film generated on the surface of ice and improve friction on ice (. For example, see Patent Document 1). On the other hand, there is also a method such as using rubber having low temperature flexibility.

しかし、さらなる氷上性能の向上が当業界で要求されている。 However, further improvement in on-ice performance is required in the industry.

特開平11-35736号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-35736

したがって本発明の目的は、従来技術に比べ氷上性能をさらに向上させ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 further improving the performance on ice 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、カーボンブラックおよび/または白色充填剤を配合するとともに、エチレン・プロピレン・VNB共重合体を特定量でもって配合したゴム組成物が、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。 As a result of diligent research, the present inventors have found a rubber composition in which a carbon black and / or white filler is blended with a diene rubber and an ethylene / propylene / VNB copolymer is blended in a specific amount. It was found that the above problems could be solved, and the present invention could be completed.

本発明は、(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、
(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30~100質量部、および
(C)エチレン(a)とプロピレン(b)と5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)(c)とに由来する構成単位を有し、
下記要件(i)~(vii)を満たすエチレン・プロピレン・VNB共重合体を1~50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を提供するものである。
(i)エチレン/プロピレンのモル比が60/40~80/20である;
(ii)極限粘度[η]が2~4dL/gである。
(iii)VNB(c)に由来する構成単位の重量分率が、エチレン・プロピレン・VNB共重合体100重量%中、1重量%~2重量%である;
(iv)エチレン・プロピレン・VNB共重合体の重量平均分子量(Mw)と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率(重量%))と、VNB(c)の分子量((c)の分子量)とが、下記式(1)を満たす;
4.5≦Mw×(c)の重量分率/100/(c)の分子量≦40 … 式(1)
(v)レオメーターを用いて線形粘弾性測定(190℃)により得られた、周波数ω=0.1rad/sでの複素粘度η* (ω=0.1)(Pa・sec)と、周波数ω=100rad/sでの複素粘度η* (ω=100)(Pa・sec)との比P(η* (ω=0.1)/η* (ω=100))と、極限粘度[η]と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率)とが、下記式(2)を満たす;
P/([η]2.9)≦(c)の重量分率×6 … 式(2)
(vi)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との割合(分子量分布;Mw/Mn)が8~30の範囲にある;
(vii)前記数平均分子量(Mn)が30,000以下である;
(viii)GPC測定によって得られるチャートが2つ以上のピークを示し、最も分子量が小さい側に現れるピークの面積が、全体のピーク面積の1~20%の範囲である。
The present invention relates to (A) 100 parts by mass of diene rubber.
(B) 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler, and (C) composition derived from ethylene (a), propylene (b) and 5-vinyl-2-norbornene (VNB) (c). Have a unit,
Provided is a rubber composition for a studless tire, which comprises 1 to 50 parts by mass of an ethylene / propylene / VNB copolymer satisfying the following requirements (i) to (vii).
(I) The molar ratio of ethylene / propylene is 60/40 to 80/20;
(Ii) The ultimate viscosity [η] is 2 to 4 dL / g.
(Iii) The weight fraction of the constituent unit derived from VNB (c) is 1% by weight to 2% by weight in 100% by weight of the ethylene / propylene / VNB copolymer;
(Iv) Weight average molecular weight (Mw) of ethylene / propylene / VNB copolymer, weight fraction of structural unit derived from VNB (c) (weight fraction (% by weight) of (c)), and VNB ( The molecular weight of c) (the molecular weight of (c)) satisfies the following formula (1);
4.5 ≤ Mw x weight fraction of (c) / 100 / molecular weight of (c) ≤ 40 ... Equation (1)
(V) Complex viscosity η * ( ω = 0.1) (Pa · sec) at frequency ω = 0.1 rad / s and frequency ω = obtained by linear viscous elasticity measurement (190 ° C) using a leometer. Ratio P (η * ( ω = 0.1) / η * ( ω = 100) ) to complex viscosity η * ( ω = 100) (Pa · sec) at 100 rad / s, extreme viscosity [η], and VNB The weight fraction of the structural unit derived from (c) (the weight fraction of (c)) satisfies the following formula (2);
P / ([η] 2.9 ) ≤ (c) weight fraction x 6 ... Equation (2)
(Vi) The ratio (molecular weight distribution; Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 8 to 30;
(Vii) The number average molecular weight (Mn) is 30,000 or less;
(Viii) The chart obtained by GPC measurement shows two or more peaks, and the area of the peak appearing on the side with the smallest molecular weight is in the range of 1 to 20% of the total peak area.

本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30~100質量部、および(C)エチレン・プロピレン・VNB共重合体を1~50質量部配合してなることを特徴としているので、従来技術よりもさらに氷上性能を向上させ得る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。
本発明における上記効果の作用機序としては、例えば前記(C)成分のエチレン・プロピレン・VNB共重合体が末端にビニル基を有し、その末端ビニル基が硫黄架橋に関与しないことから加硫ゴム中に未加硫部分として存在し、ゴムの低温柔軟性を向上させている可能性が推察される。一方で、前記(C)成分の末端ビニル基は例えばシランカップリング剤とは反応し、ゴム中でのシリカのような白色充填剤の分散性を高めることができ、これにより氷上性能が向上するものと推察される。
The rubber composition for studless tires of the present invention comprises (A) 100 parts by mass of diene-based rubber, (B) 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler, and (C) ethylene, propylene, VNB. Since it is characterized by blending 1 to 50 parts by mass of the copolymer, it is possible to provide a rubber composition capable of further improving on-ice performance as compared with the prior art and a studless tire using the rubber composition.
The mechanism of action of the above effect in the present invention is, for example, that the ethylene / propylene / VNB copolymer of the component (C) has a vinyl group at the terminal, and the terminal vinyl group does not participate in sulfur cross-linking, so that vulcanization is performed. It is presumed that it exists as an unvulcanized portion in the rubber and may improve the low temperature flexibility of the rubber. On the other hand, the terminal vinyl group of the component (C) can react with, for example, a silane coupling agent to enhance the dispersibility of a white filler such as silica in rubber, thereby improving the performance on ice. It is presumed to be.

実施例で用いた連続重合装置の概略図である。It is a schematic diagram of the continuous polymerization apparatus used in an Example.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
(A)ジエン系ゴム
本発明で使用されるジエン系ゴムは、ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、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。
なお、本発明で言う(A)ジエン系ゴムは、下記で説明する(C)エチレン・プロピレン・VNB共重合体を含まないものとする。
また、(A)ジエン系ゴムは、ガラス転移温度(Tg)が-50℃以下であることが好ましい。このようにTgを規定することにより、氷上性能が向上する。
なおジエン系ゴムが複数種類含まれる場合において、本明細書で言うTgは、各ゴムのガラス転移温度に、各ゴムの重量分率を乗じた積の合計、すなわち加重平均に基づき算出される値とする。なお計算時には各成分の重量分率の合計を1.0とする。本発明で言うガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度を指すものとする。
さらに好ましい前記平均Tgは、-60℃以下である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
(A) Diene-based rubber As the diene-based rubber used in the present invention, any diene-based rubber that can be blended in the rubber composition can be used, and for example, natural rubber (NR) and isoprene rubber (IR) can be used. , Butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The molecular weight and microstructure thereof 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.
The (A) diene-based rubber referred to in the present invention does not contain the (C) ethylene / propylene / VNB copolymer described below.
Further, the diene rubber (A) preferably has a glass transition temperature (Tg) of −50 ° C. or lower. By defining Tg in this way, the performance on ice is improved.
When a plurality of types of diene rubber are contained, Tg referred to in the present specification is a value calculated based on the total product of the glass transition temperature of each rubber multiplied by the weight fraction of each rubber, that is, a weighted average. And. At the time of calculation, the total weight fraction of each component is 1.0. The glass transition temperature (Tg) referred to in the present invention is measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a heating rate condition of 20 ° C./min, and refers to the temperature at the midpoint of the transition region.
A more preferable average Tg is −60 ° C. or lower.

(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤
本発明に使用されるカーボンブラックとしては、具体的には、例えば、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPE、SRF等のファーネスカーボンブラックが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、カーボンブラックは、氷上性能向上の観点から、窒素吸着比表面積(NSA)が10~300m/gであるのが好ましく、50~150m/gであるのがさらに好ましい。
なお窒素吸着比表面積(NSA)は、JIS K 6217-2:2001「第2部:比表面積の求め方-窒素吸着法-単点法」にしたがって測定した値である。
(B) Carbon Black and / or White Filler Specific examples of the carbon black used in the present invention include furnace carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE, and SRF. May be used alone or in combination of two or more.
Further, from the viewpoint of improving the performance on ice, the carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 10 to 300 m 2 / g, and more preferably 50 to 150 m 2 / g.
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is a value measured according to JIS K 6217-2: 2001 "Part 2: How to obtain the specific surface area-Nitrogen adsorption method-Single point method".

本発明に使用される白色充填剤としては、具体的には、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、氷上性能がより良好となる理由から、シリカが好ましい。
Specific examples of the white filler used in the present invention include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, calcium sulfate and the like. The species may be used alone, or two or more species may be used in combination.
Of these, silica is preferred because it has better on-ice performance.

シリカとしては、具体的には、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like, and these may be used alone. Two or more types may be used in combination.

シリカは、氷上性能向上の観点から、CTAB吸着比表面積が50~300m/gであるのが好ましく、90~200m/gであるのがさらに好ましい。
なお、CTAB吸着比表面積は、シリカ表面への臭化n-ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの吸着量をJIS K6217-3:2001「第3部:比表面積の求め方-CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
From the viewpoint of improving the performance on ice, silica preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, and more preferably 90 to 200 m 2 / g.
The CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by measuring the amount of n-hexadecyltrimethylammonium bromide adsorbed on the silica surface according to JIS K6217-3: 2001 "Part 3: How to determine the specific surface area-CTAB adsorption method". Is.

(C)エチレン・プロピレン・VNB共重合体
本発明に使用されるエチレン・プロピレン・VNB共重合体は、エチレン(a)とプロピレン(b)と5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)(c)とに由来する構成単位を有し、下記要件(i)~(viii)を満たすことを特徴とする。
(C) Ethylene / propylene / VNB copolymer The ethylene / propylene / VNB copolymer used in the present invention includes ethylene (a), propylene (b) and 5-vinyl-2-norbornene (VNB) (c). It has a structural unit derived from and, and is characterized by satisfying the following requirements (i) to (viii).

(i)エチレン/プロピレンのモル比が60/40~80/20である。この要件(i)を満たすことにより、耐熱性、耐寒性および耐摩耗性に優れる。なお、該モル比は、13C-NMRにより求めることができる。 (I) The molar ratio of ethylene / propylene is 60/40 to 80/20. By satisfying this requirement (i), heat resistance, cold resistance and wear resistance are excellent. The molar ratio can be determined by 13 C-NMR.

(ii)極限粘度[η]が2~4dL/gである。この要件(ii)を満たすことにより、機械特性に優れる。 (Ii) The ultimate viscosity [η] is 2 to 4 dL / g. By satisfying this requirement (ii), the mechanical properties are excellent.

(iii)VNB(c)に由来する構成単位の重量分率が、エチレン・プロピレン・VNB共重合体100重量%中、1重量%~2重量%である。この要件(iii)を満たすことにより、充分な硬度を有し、機械特性に優れたものとなる。 (Iii) The weight fraction of the constituent unit derived from VNB (c) is 1% by weight to 2% by weight in 100% by weight of the ethylene / propylene / VNB copolymer. By satisfying this requirement (iii), the hardness is sufficient and the mechanical properties are excellent.

(iv)エチレン・プロピレン・VNB共重合体の重量平均分子量(Mw)と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率(重量%))と、VNB(c)の分子量((c)の分子量)とが、下記式(1)を満たす。
4.5≦Mw×(c)の重量分率/100/(c)の分子量≦40 … 式(1)
この要件(iv)を満たすことにより、機械特性に優れたものとなる。
(Iv) Weight average molecular weight (Mw) of ethylene / propylene / VNB copolymer, weight fraction of structural unit derived from VNB (c) (weight fraction (% by weight) of (c)), and VNB ( The molecular weight of c) (the molecular weight of (c)) satisfies the following formula (1).
4.5 ≤ Mw x weight fraction of (c) / 100 / molecular weight of (c) ≤ 40 ... Equation (1)
By satisfying this requirement (iv), the mechanical properties are excellent.

(v)レオメーターを用いて線形粘弾性測定(190℃)により得られた、周波数ω=0.1rad/sでの複素粘度η* (ω=0.1)(Pa・sec)と、周波数ω=100rad/sでの複素粘度η* (ω=100)(Pa・sec)との比P(η* (ω=0.1)/η* (ω=100))と、極限粘度[η]と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率)とが、下記式(2)を満たす;
P/([η]2.9)≦(c)の重量分率×6 … 式(2)
本発明において、P値は、粘弾性測定装置Ares(Rheometric Scientific社製)を用い、190℃、歪み1.0%、周波数を変えた条件で測定を行って求めた、0.1rad/sでの複素粘度と、100rad/sでの複素粘度とから、比(η*比)を求めたものである。なお、極限粘度[η]は、135℃のデカリン中で測定された値を意味する。
(V) Complex viscosity η * ( ω = 0.1) (Pa · sec) at frequency ω = 0.1 rad / s and frequency ω = obtained by linear viscous elasticity measurement (190 ° C) using a leometer. Ratio P (η * ( ω = 0.1) / η * ( ω = 100) ) to complex viscosity η * ( ω = 100) (Pa · sec) at 100 rad / s, extreme viscosity [η], and VNB The weight fraction of the structural unit derived from (c) (the weight fraction of (c)) satisfies the following formula (2);
P / ([η] 2.9 ) ≤ (c) weight fraction x 6 ... Equation (2)
In the present invention, the P value is a complex viscosity at 0.1 rad / s obtained by measuring the viscoelasticity measuring device Ares (manufactured by Rheometric Scientific) at 190 ° C., strain 1.0%, and changing the frequency. And the complex viscosity at 100 rad / s, the ratio (η * ratio) was calculated. The ultimate viscosity [η] means a value measured in decalin at 135 ° C.

(vi)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との割合(分子量分布;Mw/Mn)が8~30の範囲にある。この要件(vi)を満たすことにより、加工性に優れたものとなる。 (Vi) The ratio (molecular weight distribution; Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 8 to 30. By satisfying this requirement (vi), the workability becomes excellent.

(vii)前記数平均分子量(Mn)が30,000以下であり、好ましくは3,000~26,000である。この要件(vii)を満たすことにより、加工性に優れたものとなる。 (Vii) The number average molecular weight (Mn) is 30,000 or less, preferably 3,000 to 26,000. By satisfying this requirement (vii), the workability becomes excellent.

(viii)GPC測定によって得られるチャートが2つ以上のピークを示し、最も分子量が小さい側に現れるピークの面積が、全体のピーク面積の1~20%の範囲であり、好ましくは2~18%である。この要件(viii)を満たすことにより、加工性に優れたものとなる。 (Viii) The chart obtained by GPC measurement shows two or more peaks, and the area of the peak appearing on the side with the smallest molecular weight is in the range of 1 to 20% of the total peak area, preferably 2 to 18%. Is. By satisfying this requirement (viii), the workability becomes excellent.

エチレン・プロピレン・VNB共重合体の製造方法
エチレン・プロピレン・VNB共重合体は、上記要件(i)~(viii)を満たす限りにおいて、どのような製法で調製されてもよいが、エチレン・プロピレン・VNB共重合体の製造方法としては、例えば特開2020-63381号公報等に開示され公知である。すなわち、下記一般式[A1]で表される化合物から選ばれる少なくとも1種のメタロセン化合物を含有する重合触媒系の存在下に、モノマーを共重合する方法が挙げられる。モノマーの共重合を、このようなメタロセン化合物を含む重合触媒系を用いて行うと、得られる共重合体中に含有される長鎖分岐が抑制され、上記要件を満たすエチレン・プロピレン・VNB共重合体を容易に調製することができる。
Method for Producing Ethylene / Propropylene / VNB Copolymer The ethylene / propylene / VNB copolymer may be prepared by any production method as long as the above requirements (i) to (viii) are satisfied, but ethylene / propylene / VNB copolymer may be prepared. -As a method for producing a VNB copolymer, for example, it is disclosed and known in JP-A-2020-63381. That is, a method of copolymerizing a monomer in the presence of a polymerization catalyst system containing at least one metallocene compound selected from the compounds represented by the following general formula [A1] can be mentioned. When the copolymerization of the monomers is carried out using a polymerization catalyst system containing such a metallocene compound, the long-chain branching contained in the obtained copolymer is suppressed, and the ethylene / propylene / VNB copolymer weight satisfying the above requirements is satisfied. The coalescence can be easily prepared.

Figure 2022059837000002
Figure 2022059837000002

式[A1]中、R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9およびR12はそれぞれ独立に水素原子、炭化水素基、ケイ素含有基またはケイ素含有基以外のヘテロ原子含有基を示し、R1~R4のうち隣接する二つの基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。R6およびR11は水素原子、炭化水素基、ケイ素含有基およびケイ素含有基以外のヘテロ原子含有基から選ばれる同一の原子または同一の基であり、R7およびR10は水素原子、炭化水素基、ケイ素含有基およびケイ素含有基以外のヘテロ原子含有基から選ばれる同一の原子または同一の基であり、R6およびR7は互いに結合して環を形成していてもよく、R10およびR11は互いに結合して環を形成していてもよい。ただし、R6、R7、R10およびR11が全て水素原子であることはない。R13およびR14はそれぞれ独立にアリール基を示す。M1はジルコニウム原子を示す。Y1は炭素原子またはケイ素原子を示す。Qはハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、炭素原子数4~20の中性の共役もしくは非共役ジエン、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子を示し、jは1~4の整数を示し、jが2以上の整数の場合は複数あるQはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the formula [A1], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 8 , R 9 and R 12 are independently heteroatoms other than hydrogen atom, hydrocarbon group, silicon-containing group or silicon-containing group, respectively. It indicates an atom-containing group, and two adjacent groups of R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a ring. R 6 and R 11 are the same atom or the same group selected from heteroatom-containing groups other than hydrogen atom, hydrocarbon group, silicon-containing group and silicon-containing group, and R 7 and R 10 are hydrogen atom and hydrocarbon. The same atom or the same group selected from a group, a silicon-containing group and a heteroatom-containing group other than a silicon-containing group, and R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring, and R 10 and R 11 may be coupled to each other to form a ring. However, R 6 , R 7 , R 10 and R 11 are not all hydrogen atoms. R 13 and R 14 each independently represent an aryl group. M 1 represents a zirconium atom. Y 1 represents a carbon atom or a silicon atom. Q is a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogenated hydrocarbon group, a neutral conjugated or unconjugated diene having 4 to 20 carbon atoms, an anionic ligand, or a neutral ligand that can be coordinated with a lone electron pair. Shown, j indicates an integer of 1 to 4, and when j is an integer of 2 or more, a plurality of Qs may be the same or different.

上記式[A1]で表されるメタロセン化合物は、特に限定されることなく任意の方法で製造することができる。例えば、J.Organomet.Chem.,63,509(1996)、WO2005/100410号公報、WO2006/123759号公報、WO01/27124号公報、特開2004-168744号公報、特開2004-175759号公報、特開2000-212194号公報などに記載の方法等に準拠して製造することができる。 The metallocene compound represented by the above formula [A1] can be produced by any method without particular limitation. For example, J. Organomet. Chem. , 63,509 (1996), WO2005 / 100410, WO2006 / 123759, WO01 / 27124, JP-A-2004-168744, JP-A-2004-175759, JP-A-2000-212194, etc. It can be manufactured in accordance with the method described in 1.

エチレン・プロピレン・VNB共重合体の製造に好適に用いることのできる重合触媒としては、前述のメタロセン化合物[A1]を含み、モノマーを共重合できるものが挙げられる。例えば、(a)前記一般式[A1]で表されるメタロセン化合物と、(b)(b-1)有機金属化合物、(b-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(b-3)該メタロセン化合物(a)と反応してイオン対を形成する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と、さらに必要に応じて、(c)粒子状担体とから構成される重合触媒が挙げられる。エチレン・プロピレン・VNB共重合体を製造する方法は、溶液(溶解)重合、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施可能であり、上記各成分および重合条件についても、例えば特開2020-63381号公報等に開示され公知である。 Examples of the polymerization catalyst that can be suitably used for producing an ethylene / propylene / VNB copolymer include those containing the above-mentioned metallocene compound [A1] and capable of copolymerizing a monomer. For example, (a) a metallocene compound represented by the general formula [A1], (b) (b-1) an organometallic compound, (b-2) an organoaluminum oxy compound, and (b-3) the metallocene compound. Examples thereof include a polymerization catalyst composed of at least one compound selected from compounds that react with (a) to form an ion pair, and, if necessary, (c) a particulate carrier. The method for producing an ethylene / propylene / VNB copolymer can be carried out by any of a liquid phase polymerization method such as solution (dissolution) polymerization and suspension polymerization or a gas phase polymerization method, and the above-mentioned components and polymerization conditions can be used. Is also disclosed and known in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-63381.

(シランカップリング剤)
本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤としては、とくに制限されないが、含硫黄シランカップリング剤が好ましく、例えばビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。シランカップリング剤は、1種または2種以上を併用してもよい。
(Silane coupling agent)
The rubber composition of the present invention can contain a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable, and for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and 3-trimethoxysilyl are preferable. Examples thereof include propylbenzothiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and the like. The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more.

(熱膨張性マイクロカプセル)
本発明のゴム組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを含むことができる。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 of the present invention can include heat-expandable microcapsules. The heat-expandable microcapsules are composed of a shell material made of a thermoplastic resin containing a heat-expandable substance. The shell material of the heat-expandable microcapsules can be formed of a nitrile-based polymer.
Further, the heat-expandable substance contained in the shell material of the microcapsules has a property of being vaporized or expanded by heat, and for example, at least one selected from the group consisting of hydrocarbons such as isoalkane and normalalkane 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, and n-hexane. 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 heat-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 EXPANCEL, 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.

(ゴム組成物の配合割合)
本発明のゴム組成物は、(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30~100質量部、および(C)エチレン・プロピレン・VNB共重合体を1~50質量部配合してなることを特徴とする。
(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、カーボンブラックおよび/または白色充填剤の前記配合量が30質量部未満では、ゴム組成物の機械的特性や耐摩耗性が悪化し、逆に100質量部を超えるとゴム組成物の低温柔軟性が低下して氷上性能が悪化する。
(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、エチレン・プロピレン・VNB共重合体の配合量が1質量部未満では、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができず、逆に50質量部を超えると機械的特性や加工性が低下する。
(Rubber composition compounding ratio)
The rubber composition of the present invention comprises (A) 100 parts by mass of diene-based rubber, (B) 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler, and (C) ethylene / propylene / VNB copolymer. Is characterized by blending 1 to 50 parts by mass.
(A) If the blending amount of the carbon black and / or white filler is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene-based rubber, the mechanical properties and wear resistance of the rubber composition deteriorate, and conversely, 100 parts by mass. If it exceeds the portion, the low temperature flexibility of the rubber composition decreases and the performance on ice deteriorates.
(A) If the blending amount of the ethylene / propylene / VNB copolymer is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, the addition amount is too small to achieve the effect of the present invention, and conversely 50. If it exceeds the mass part, the mechanical properties and workability deteriorate.

前記カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、5~80質量部が好ましい。
前記白色充填剤の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、15~80質量部が好ましい。
前記エチレン・プロピレン・VNB共重合体の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、5~30質量部が好ましい。
The blending amount of the carbon black is preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
The blending amount of the white filler is preferably 15 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
The blending amount of the ethylene / propylene / VNB copolymer is preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

また、シランカップリング剤を配合する場合、その配合量は、シリカに対し、3~20質量%が好ましく、3~15質量%がさらに好ましい。
また、熱膨張性マイクロカプセルを配合する場合、その配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、2~15質量部が好ましい。
When a silane coupling agent is blended, the blending amount thereof is preferably 3 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, based on silica.
When the heat-expandable microcapsules are blended, the blending amount is preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

(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;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。
加硫剤として硫黄を配合する場合、その配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、0.5~5質量部が好ましい。
(Other ingredients)
In addition to the above-mentioned components, the rubber composition in the present invention is generally blended in a rubber composition such as a vulcanization or cross-linking agent; a vulcanization or cross-linking accelerator; zinc oxide; an antiaging agent; a plasticizer. Various additives can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to form a composition, which can be used for vulcanization or 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.
When sulfur is blended as a vulcanizing agent, the blending amount is preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.

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 manufacturing a pneumatic tire according to a conventional method for manufacturing 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。なお、下記例中、「部」とあるのは「質量部」を意味する。 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. In the following example, "part" means "part by mass".

(調製例1:エチレン・プロピレン・VNB共重合体の調製)
<エチレン・プロピレン・VNB共重合体の組成>
エチレン・プロピレン・VNB共重合体の、各構成単位の重量分率(重量%)は、13C-NMRによる測定値により求めた。測定値は、ECX400P型核磁気共鳴装置(日本電子製)を用いて、測定温度:120℃、測定溶媒:オルトジクロロベンゼン/重水素化ベンゼン=4/1、積算回数:8000回にて、共重合体の13C-NMRのスペクトルを測定して得た。
(Preparation Example 1: Preparation of ethylene / propylene / VNB copolymer)
<Composition of ethylene / propylene / VNB copolymer>
The weight fraction (% by weight) of each constituent unit of the ethylene / propylene / VNB copolymer was determined by the measured value by 13 C-NMR. The measured values were measured using an ECX400P type nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by JEOL Ltd.) at a measurement temperature of 120 ° C., a measurement solvent: orthodichlorobenzene / dehydrogenated benzene = 4/1, and a total number of times of 8000 times. It was obtained by measuring the spectrum of 13 C-NMR of the polymer.

<極限粘度>
極限粘度[η]は、(株)離合社製 全自動極限粘度計を用いて、温度:135℃、測定溶媒:デカリンにて測定した。
<Ultimate viscosity>
The ultimate viscosity [η] was measured using a fully automatic ultimate viscometer manufactured by Rigo Co., Ltd. at a temperature of 135 ° C. and a measuring solvent: decalin.

<重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)>
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数値である。測定装置および条件は、以下のとおりである。また、分子量は、市販の単分散ポリスチレンを用いて検量線を作成し、換算法に基づいて算出した。
<Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), molecular weight distribution (Mw / Mn)>
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) are polystyrene-equivalent numerical values measured by gel permeation chromatography (GPC). The measuring device and conditions are as follows. In addition, the molecular weight was calculated based on a conversion method by preparing a calibration curve using commercially available monodisperse polystyrene.

装置:ゲル透過クロマトグラフ Alliance GP2000型(Waters社製)、
解析装置:Empower2(Waters社製)、
カラム:TSKgel GMH6-HT×2+TSKgel GMH6-HTL×2(7.5mmI.D.×30cm、東ソー社製)、
カラム温度:140℃、
移動相:o-ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)、
検出器:示差屈折計(RI)、流速:1.0mL/min、
注入量:400μL、
サンプリング時間間隔:1s、
カラム較正:単分散ポリスチレン(東ソー社製)、
分子量換算:旧法EPR換算/粘度を考慮した較正法。
Equipment: Gel permeation chromatograph Alliance GP2000 type (manufactured by Waters),
Analyst: Emper2 (manufactured by Waters),
Column: TSKgel GMH6-HT x 2 + TSKgel GMH6-HTL x 2 (7.5 mm ID x 30 cm, manufactured by Tosoh Corporation),
Column temperature: 140 ° C,
Mobile phase: o-dichlorobenzene (containing 0.025% BHT),
Detector: Differential Refractometer (RI), Flow Velocity: 1.0 mL / min,
Injection volume: 400 μL,
Sampling time interval: 1s,
Column calibration: Monodisperse polystyrene (manufactured by Tosoh),
Molecular weight conversion: Old method EPR conversion / Calibration method considering viscosity.

上記のGPC測定によって得られたチャートから、ピークの数を測定し、2つ以上のピークを示した場合、全体のピーク面積に対する、最も分子量が小さい側に現れたピークの面積の割合(%)を調べた。 When the number of peaks is measured from the chart obtained by the above GPC measurement and two or more peaks are shown, the ratio (%) of the area of the peak appearing on the side with the smallest molecular weight to the total peak area. I checked.

<複素粘度η*
レオメーターとして、粘弾性測定装置Ares(Rheometric Scientific社製)を用い、190℃、歪み1.0%の条件で、周波数ω=0.01rad/sでの複素粘度η* (ω=0.01)、周波数ω=0.1rad/sでの複素粘度η* (ω=0.1)、周波数ω=10rad/sでの複素粘度η* (ω=10)および周波数ω=100rad/sでの複素粘度η* (ω=100)(いずれも単位はPa・sec)を測定した。また、得られた結果よりη* (ω=0.1)とη* (ω=100)との複素粘度の比(η*比)であるP値(η* (ω=0.1)/η* (ω=100))を算出した。
<Complex viscosity η * >
A viscoelasticity measuring device Ares (manufactured by Rheometric Scientific) was used as a reometer, and the complex viscosity η * ( ω = 0.01) at a frequency of ω = 0.01 rad / s under the conditions of 190 ° C. and 1.0% strain. Complex Viscosity η * at Frequency ω = 0.1 rad / s, Complex Viscosity η * at Frequency ω = 10 rad / s * ( ω = 10) and Complex Viscosity η * at Frequency ω = 100 rad / s ( Ω = 100) (In each case, the unit is Pa · sec) was measured. Also, from the obtained results, the P value (η * ( ω = 0.1) / η * ( ω), which is the ratio (η * ratio) of the complex viscosity of η * ( ω = 0.1) and η * ( ω = 100) . = 100) ) was calculated.

エチレン・プロピレン・VNB共重合体の調製
図1に示す連続重合装置を用いて、以下のようにしてエチレン・プロピレン・VNB共重合体の製造を行った。
Preparation of Ethylene / Propylene / VNB Copolymer The ethylene / propylene / VNB copolymer was produced as follows using the continuous polymerization apparatus shown in FIG.

容積300リットルの重合反応器Cに、管6より脱水精製したヘキサン溶媒を58.3L/hr、管7よりトリイソブチルアルミニウム(TiBA)を4.5mmol/hr、(C65)3CB(C65)4を0.150mmol/hr、ジ(p-トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.030mmol/hrで連続的に供給した。同時に重合反応器C内に、エチレンを6.6kg/hr、プロピレンを9.3kg/hr、水素を18リットル/hr、VNBを340g/hrで、各々管2、3、4、5より連続供給し、重合温度87℃、全圧1.6MPaG、滞留時間1.0時間の条件下で共重合を行なった。 In a polymerization reactor C having a volume of 300 liters, 58.3 L / hr of hexane solvent dehydrated and purified from tube 6, 4.5 mmol / hr of triisobutylaluminum (TiBA) from tube 7, (C 6 H 5 ) 3 CB ( C 6 F 5 ) 4 was continuously supplied at 0.150 mmol / hr, and di (p-tolyl) methylene (cyclopentadienyl) (octamethyloctahydrodibenzofluorenyl) zirconium dichloride was continuously supplied at 0.030 mmol / hr. .. At the same time, ethylene is continuously supplied into the polymerization reactor C at 6.6 kg / hr, propylene at 9.3 kg / hr, hydrogen at 18 liters / hr, and VNB at 340 g / hr, respectively, from tubes 2, 3, 4, and 5, respectively. Then, the copolymerization was carried out under the conditions of a polymerization temperature of 87 ° C., a total pressure of 1.6 MPaG, and a residence time of 1.0 hour.

重合反応器Cで生成したエチレン・プロピレン・VNB共重合体の溶液を、管8を介して流量88.0リットル/hrで連続的に排出して温度170℃に昇温(圧力は4.1MPaGに上昇)して相分離器Dに供給した。このとき、管8には重合禁止剤であるエタノールを、重合反応器Cから抜き出した液体成分中のTiBAに対して0.1mol倍の量で連続的に導入した。 The solution of the ethylene / propylene / VNB copolymer produced in the polymerization reactor C is continuously discharged through the tube 8 at a flow rate of 88.0 liters / hr and raised to a temperature of 170 ° C. (pressure is 4.1 MPaG). It was supplied to the phase separator D. At this time, ethanol, which is a polymerization inhibitor, was continuously introduced into the tube 8 in an amount of 0.1 mol times the amount of TiBA in the liquid component extracted from the polymerization reactor C.

相分離器Dにおいて、エチレン・プロピレン・VNB共重合体の溶液を、大部分のエチレン・プロピレン・VNB共重合体を含む濃厚相(下相部)と少量のポリマーを含む希薄相(上相部)とに分離した。 In the phase separator D, the solution of the ethylene / propylene / VNB copolymer is mixed with a concentrated phase (lower phase portion) containing most of the ethylene / propylene / VNB copolymer and a dilute phase (upper phase portion) containing a small amount of polymer. ) And separated.

分離された濃厚相を85.4リットル/hrで、管11を介して熱交換器Kに導き、さらにホッパーE内に導いて、ここで溶媒を蒸発分離し、エチレン・プロピレン・VNB共重合体を7.8kg/hrの量で得た。 The separated concentrated phase is led to the heat exchanger K via the tube 11 at 85.4 liters / hr, and further led into the hopper E, where the solvent is evaporated and separated to form an ethylene / propylene / VNB copolymer. Was obtained in an amount of 7.8 kg / hr.

得られたエチレン・プロピレン・VNB共重合体の物性を上記の通り評価した。結果を下記に示す。なお、得られた共重合体の分子量分布は二峰性を示した。 The physical characteristics of the obtained ethylene / propylene / VNB copolymer were evaluated as described above. The results are shown below. The molecular weight distribution of the obtained copolymer was bimodal.

(i)エチレン/プロピレンのモル比=64/36。
(ii)極限粘度[η]=2.6dL/g。
(iii)VNB(c)に由来する構成単位の重量分率は、エチレン・プロピレン・VNB共重合体100重量%中、1.5質量%であった。
(iv)Mw×(c)の重量分率/100/(c)の分子量=37.3
(v)P/([η]2.9)=5.3であり、(c)の重量分率×6=8.9であった。
(vi)Mw/Mn=22.9
(vii)Mn=13300
(viii)GPC測定によって得られるチャートが2つ以上のピークを示し、最も分子量が小さい側に現れるピークの面積が、全体のピーク面積の10%の範囲であった。
(I) Ethylene / propylene molar ratio = 64/36.
(Ii) Extreme viscosity [η] = 2.6 dL / g.
(Iii) The weight fraction of the constituent unit derived from VNB (c) was 1.5% by mass in 100% by weight of the ethylene / propylene / VNB copolymer.
(Iv) Mw × (c) weight fraction / 100 / (c) molecular weight = 37.3
(V) P / ([η] 2.9 ) = 5.3, and the weight fraction of (c) × 6 = 8.9.
(Vi) Mw / Mn = 22.9
(Vii) Mn = 13300
The chart obtained by (viii) GPC measurement showed two or more peaks, and the area of the peak appearing on the side with the smallest molecular weight was in the range of 10% of the total peak area.

標準例、実施例1~2、比較例1~2
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、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。次に得られた未加硫の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。
Standard Example, Examples 1-2, Comparative Examples 1-2
In the formulation (part by mass) shown in Table 1, the vulcanization accelerator and the components excluding sulfur are kneaded with a 1.7 liter closed rubbery mixer for 5 minutes, then the vulcanization accelerator and sulfur are added and further kneaded. A rubber composition was obtained. Next, the obtained unvulcanized 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 obtained by the following test method. Was measured.

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-3.0℃、荷重5.5kg/cm、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、標準例の値を100として指数で示した。指数が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能に優れることを意味する。
結果を表1に示す。
Performance on ice: The obtained vulture rubber test piece was attached to a flat cylindrical base rubber, and a measurement temperature of -3.0 ° C, a load of 5.5 kg / cm 2 , and a drum were used using an inside drum type on-ice friction tester. The coefficient of friction on ice was measured under the condition of a rotation speed of 25 km / h. The coefficient of friction on ice obtained was shown exponentially with the value of the standard example as 100. The larger the index, the larger the frictional force on ice and the better the performance on ice.
The results are shown in Table 1.

Figure 2022059837000003
Figure 2022059837000003

*1:NR(RSS#3)
*2:BR(日本ゼオン株式会社製Nipol BR1220)
*3:カーボンブラック(東海カーボン株式会社製シーストKHA)
*4:シリカ(ローディア社製Zeosil 1165MP、CTAB比表面積=159m/g)
*5:シランカップリング剤(エボニックデグッサ社製Si69、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
*6: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)
*7:EPDM(三井化学社製商品名三井EPT4070)
*8:エチレン・プロピレン・VNB共重合体(上記のようにして調製されたエチレン・プロピレン・VNB共重合体)
*9:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*10:加硫促進剤CZ(大内新興化学工業(株)製ノクセラーCZ-G)
* 1: NR (RSS # 3)
* 2: BR (Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon Corporation)
* 3: Carbon black (Tokai Carbon Co., Ltd. Seest KHA)
* 4: Silica (Zeosil 1165MP manufactured by Rhodia, CTAB specific surface area = 159m 2 / g)
* 5: Silane coupling agent (Si69 manufactured by Evonik Degussa, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
* 6: Oil (Extract No. 4S manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.)
* 7: EPDM (trade name Mitsui EPT4070 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
* 8: Ethylene / propylene / VNB copolymer (ethylene / propylene / VNB copolymer prepared as described above)
* 9: Sulfur (fine sulfur powder containing Jinhua Ink oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
* 10: Vulcanization accelerator CZ (Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)

表1の結果から、各実施例のゴム組成物は、(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30~100質量部、および(C)エチレン・プロピレン・VNB共重合体を1~50質量部配合してなるものであるので、標準例に比べて、氷上性能が向上している。
これに対し、比較例1、2は、エチレン・プロピレン・VNB共重合体の代わりにEPDMを配合した例であるので、氷上性能の改善の度合いが乏しい結果となった。
From the results in Table 1, the rubber composition of each example contains 30 to 100 parts by mass of (B) carbon black and / or white filler with respect to 100 parts by mass of (A) diene-based rubber, and (C) ethylene. -Since 1 to 50 parts by mass of the propylene / VNB copolymer is blended, the performance on ice is improved as compared with the standard example.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since EPDM was blended instead of the ethylene / propylene / VNB copolymer, the degree of improvement in the performance on ice was poor.

C 重合反応器
D 相分離器
E ホッパー
F ポンプ
G 熱交換器
H 熱交換器
I 熱交換器
J 熱交換器
K 熱交換器
C Polymerization reactor D Phase separator E Hopper F Pump G Heat exchanger H Heat exchanger I Heat exchanger J Heat exchanger K Heat exchanger

Claims (4)

(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、
(B)カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30~100質量部、および
(C)エチレン(a)とプロピレン(b)と5-ビニル-2-ノルボルネン(VNB)(c)とに由来する構成単位を有し、
下記要件(i)~(vii)を満たすエチレン・プロピレン・VNB共重合体を1~50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。
(i)エチレン/プロピレンのモル比が60/40~80/20である;
(ii)極限粘度[η]が2~4dL/gである。
(iii)VNB(c)に由来する構成単位の重量分率が、エチレン・プロピレン・VNB共重合体100重量%中、1重量%~2重量%である;
(iv)エチレン・プロピレン・VNB共重合体の重量平均分子量(Mw)と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率(重量%))と、VNB(c)の分子量((c)の分子量)とが、下記式(1)を満たす;
4.5≦Mw×(c)の重量分率/100/(c)の分子量≦40 … 式(1)
(v)レオメーターを用いて線形粘弾性測定(190℃)により得られた、周波数ω=0.1rad/sでの複素粘度η* (ω=0.1)(Pa・sec)と、周波数ω=100rad/sでの複素粘度η* (ω=100)(Pa・sec)との比P(η* (ω=0.1)/η* (ω=100))と、極限粘度[η]と、VNB(c)に由来する構成単位の重量分率((c)の重量分率)とが、下記式(2)を満たす;
P/([η]2.9)≦(c)の重量分率×6 … 式(2)
(vi)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との割合(分子量分布;Mw/Mn)が8~30の範囲にある;
(vii)前記数平均分子量(Mn)が30,000以下である;
(viii)GPC測定によって得られるチャートが2つ以上のピークを示し、最も分子量が小さい側に現れるピークの面積が、全体のピーク面積の1~20%の範囲である。
(A) For 100 parts by mass of diene rubber
(B) 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler, and (C) composition derived from ethylene (a), propylene (b) and 5-vinyl-2-norbornene (VNB) (c). Have a unit,
A rubber composition for a studless tire, which comprises 1 to 50 parts by mass of an ethylene / propylene / VNB copolymer satisfying the following requirements (i) to (vii).
(I) The molar ratio of ethylene / propylene is 60/40 to 80/20;
(Ii) The ultimate viscosity [η] is 2 to 4 dL / g.
(Iii) The weight fraction of the constituent unit derived from VNB (c) is 1% by weight to 2% by weight in 100% by weight of the ethylene / propylene / VNB copolymer;
(Iv) Weight average molecular weight (Mw) of ethylene / propylene / VNB copolymer, weight fraction of structural unit derived from VNB (c) (weight fraction (% by weight) of (c)), and VNB ( The molecular weight of c) (the molecular weight of (c)) satisfies the following formula (1);
4.5 ≤ Mw x weight fraction of (c) / 100 / molecular weight of (c) ≤ 40 ... Equation (1)
(V) Complex viscosity η * ( ω = 0.1) (Pa · sec) at frequency ω = 0.1 rad / s and frequency ω = obtained by linear viscous elasticity measurement (190 ° C) using a leometer. Ratio P (η * ( ω = 0.1) / η * ( ω = 100) ) to complex viscosity η * ( ω = 100) (Pa · sec) at 100 rad / s, extreme viscosity [η], and VNB The weight fraction of the structural unit derived from (c) (the weight fraction of (c)) satisfies the following formula (2);
P / ([η] 2.9 ) ≤ (c) weight fraction x 6 ... Equation (2)
(Vi) The ratio (molecular weight distribution; Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 8 to 30;
(Vii) The number average molecular weight (Mn) is 30,000 or less;
(Viii) The chart obtained by GPC measurement shows two or more peaks, and the area of the peak appearing on the side with the smallest molecular weight is in the range of 1 to 20% of the total peak area.
前記白色充填剤が、シリカであることを特徴とする請求項1に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a studless tire according to claim 1, wherein the white filler is silica. 前記(A)ジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)が、-50℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a studless tire according to claim 1 or 2, wherein the (A) diene-based rubber has a glass transition temperature (Tg) of −50 ° C. or lower. 請求項1~3のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を使用したスタッドレスタイヤ。 A studless tire using the rubber composition for a studless tire according to any one of claims 1 to 3.
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