JP2023074717A - Rubber composition for tires - Google Patents

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絢菜 内田
Ayana Uchida
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Abstract

To provide a rubber composition for tires which has excellent hardness while maintaining wear resistance without reducing the content of sulfur.SOLUTION: A pneumatic tire contains: a rubber component containing 70-100 mass% of a hydrogenated copolymer which is obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer and has a weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography of 300,000 or more and a hydrogenation rate of a conjugated diene moiety of 80 mol% or more; silica; a silane coupling agent; and sulfur. The content of the silane coupling agent is 9-14 mass% based on the silica.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関するものである。 The present invention relates to a rubber composition for tires.

空気入りタイヤは、硬度が不足していると、車のハンドリング性が低下するため、タイヤ用ゴム組成物には硬度が求められている。 If the hardness of pneumatic tires is insufficient, the handling properties of the vehicle deteriorate, so the rubber composition for tires is required to have hardness.

国際公開2018/143111号WO2018/143111 特開2016-138198号公報JP 2016-138198 A

タイヤ用ゴム組成物の硬度を上げる方法としては、シランカップリング剤を増量する方法が挙げられる。しかしながら、ジエン系ゴムを主体とするゴム組成物において、シランカップリング剤を増量した場合、硬度は上昇するものの、架橋点が一点に集中してしまい、耐摩耗性は悪化する傾向にある。 Methods for increasing the hardness of the tire rubber composition include increasing the amount of the silane coupling agent. However, in a rubber composition mainly composed of a diene rubber, when the amount of the silane coupling agent is increased, although the hardness is increased, the cross-linking points are concentrated at one point, and the wear resistance tends to be deteriorated.

この問題に対して、特許文献1では、シランカップリング剤を増量する際に、硫黄の含有量を減らすことで耐摩耗性の悪化を抑制しているが、硫黄を減量した場合、高硬度を維持できずハンドリング性能が低下するおそれがある。 Regarding this problem, in Patent Document 1, when the amount of the silane coupling agent is increased, the deterioration of wear resistance is suppressed by reducing the sulfur content. If this cannot be maintained, the handling performance may deteriorate.

本発明は、以上の点に鑑み、硫黄の含有量を減らすことなく、耐摩耗性を維持しつつ、優れた硬度が得られるタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above points, an object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that can provide excellent hardness while maintaining wear resistance without reducing the sulfur content.

なお、特許文献2では、所定のシリカと所定のシランカップリング剤を配合することにより、ムーニー粘度の上昇を抑え、加工性、耐摩耗性、機械的強度が良好なゴム組成物が得られることが記載されているが、水添共重合体を含有するものではない。 In addition, in Patent Document 2, by blending a predetermined silica and a predetermined silane coupling agent, an increase in Mooney viscosity is suppressed, and a rubber composition having good workability, wear resistance, and mechanical strength can be obtained. is described, but does not contain a hydrogenated copolymer.

本発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、上記課題を解決するために、芳香族ビニル-共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定された重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を70~100質量%含むゴム成分と、シリカと、シランカップリング剤と、硫黄とを含有し、シランカップリング剤の含有量が、シリカに対して9~14質量%であるものとする。 In order to solve the above problems, the rubber composition for tires according to the present invention is a hydrogenated copolymer in which an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer is hydrogenated, and is measured by gel permeation chromatography. A rubber component containing 70 to 100% by mass of a hydrogenated copolymer having a weight average molecular weight of 300,000 or more and a conjugated diene portion having a hydrogenation rate of 80 mol% or more, silica, a silane coupling agent, and sulfur. and the content of the silane coupling agent is 9 to 14% by mass with respect to silica.

本発明によれば、硫黄の含有量を減らすことなく、耐摩耗性を維持しつつ、優れた硬度を有するタイヤ用ゴム組成物が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition for tires which has the outstanding hardness is obtained, maintaining abrasion resistance, without reducing content of sulfur.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Matters related to the implementation of the present invention will be described in detail below.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、芳香族ビニル-共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定された重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を70~100質量%含むゴム成分と、シリカと、シランカップリング剤と、硫黄とを含有し、シランカップリング剤の含有量が、シリカに対して9~14質量%であるものとする。 The rubber composition for tires according to the present embodiment is a hydrogenated copolymer obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer, and has a weight average molecular weight of 300,000 or more as measured by gel permeation chromatography. A rubber component containing 70 to 100% by mass of a hydrogenated copolymer in which the hydrogenation rate of the conjugated diene portion is 80 mol% or more, silica, a silane coupling agent, and sulfur, and a silane cup The content of the ring agent shall be 9 to 14 mass % with respect to silica.

ゴム成分は、芳香族ビニル-共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定された重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を含むものである。ここで、本明細書において、「ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定された重量平均分子量」とは、検出器として示差屈折率検出器(RI)を用い、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、測定温度を40℃、流量を1.0mL/min、濃度を1.0g/L、注入量を40μLとし、市販の標準ポリスチレンを用いてポリスチレン換算で算出した値とする。また、水素添加率は、H-NMRを測定して得られたスペクトルの不飽和結合部のスペクトル減少率から計算した値とする。 The rubber component is a hydrogenated copolymer obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer, and has a weight average molecular weight of 300,000 or more as measured by gel permeation chromatography. It contains a hydrogenated copolymer with an addition rate of 80 mol % or more. Here, in this specification, "weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC)" means using a differential refractive index detector (RI) as a detector, using tetrahydrofuran (THF) as a solvent, The measurement temperature is 40° C., the flow rate is 1.0 mL/min, the concentration is 1.0 g/L, and the injection amount is 40 μL. The hydrogenation rate is a value calculated from the spectral reduction rate of the unsaturated bond portion of the spectrum obtained by measuring H 1 -NMR.

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

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

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

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

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

水添共重合体の水素添加率(芳香族ビニル-共役ジエン共重合体の共役ジエン部に対して水素添加された割合)は80モル%以上であり、好ましくは80~95モル%であり、より好ましくは85~95モル%であり、さらに好ましくは90~95モル%である。水素添加率が80モル%以上であることにより、架橋の均質化による耐摩耗性の改善効果に優れる。 The hydrogenation rate of the hydrogenated copolymer (ratio of hydrogenation to the conjugated diene portion of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer) is 80 mol% or more, preferably 80 to 95 mol%, More preferably 85 to 95 mol %, still more preferably 90 to 95 mol %. When the hydrogenation rate is 80 mol % or more, the effect of improving wear resistance by homogenizing cross-linking is excellent.

水添共重合体の重量平均分子量は、30万以上であれば特に限定されないが、30万~200万であることが好ましく、30万~100万であることがより好ましく、30万~60万であることがさらに好ましい。 The weight average molecular weight of the hydrogenated copolymer is not particularly limited as long as it is 300,000 or more, but it is preferably 300,000 to 2,000,000, more preferably 300,000 to 1,000,000, and 300,000 to 600,000. is more preferable.

ゴム成分には、上記水添共重合体以外のジエン系ゴムが含まれていても良く、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらジエン系ゴムは、いずれか1種単独で、又は2種以上ブレンドして用いることができる。 The rubber component may contain diene rubbers other than the hydrogenated copolymer, such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and styrene-butadiene rubber (SBR). , styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, and the like. These diene rubbers may be used singly or in combination of two or more.

ゴム成分中の上記水添共重合体の含有割合は、特に限定されないが、70~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることがより好ましい。ゴム成分中の上記水添共重合体の含有割合が上記範囲内である場合、硫黄の含有量を減らすことなく、シランカップリング剤を高配合しても、耐摩耗性を維持しやすい。 The content of the hydrogenated copolymer in the rubber component is not particularly limited, but is preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass. When the content of the hydrogenated copolymer in the rubber component is within the above range, abrasion resistance is easily maintained even when the silane coupling agent is blended in a large amount without reducing the sulfur content.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、シリカとシランカップリング剤とを含有するものである。シリカとしては、特に限定されないが、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、30~100質量部であり、50~80質量部であることが好ましい。 The rubber composition for tires according to the present embodiment contains silica and a silane coupling agent. Silica is not particularly limited, but wet silica such as wet sedimentation silica and wet gel silica is preferably used. The content of silica is 30 to 100 parts by mass, preferably 50 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component.

補強性充填剤としてはシリカを含有するが、これに加えてカーボンブラックを併用するものであってもよい。すなわち、補強性充填剤は、シリカ単独でも、シリカとカーボンブラックとの併用でもよい。好ましくは、シリカとカーボンブラックとの併用である。補強性充填剤の含有量は、特に限定されず、ゴム成分100質量部に対して、30~150質量部であることが好ましく、30~100質量部であることがより好ましく、50~80質量部であることがさらに好ましい。 Silica is contained as a reinforcing filler, and in addition to this, carbon black may be used in combination. That is, the reinforcing filler may be silica alone or a combination of silica and carbon black. A combination of silica and carbon black is preferred. The content of the reinforcing filler is not particularly limited, and is preferably 30 to 150 parts by mass, more preferably 30 to 100 parts by mass, more preferably 50 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Part is more preferred.

カーボンブラックとしては、特に限定されず、公知の種々の品種を用いることができる。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~70質量部であることが好ましく、1~30質量部であることがより好ましい。 Carbon black is not particularly limited, and various known varieties can be used. The content of carbon black is preferably 1 to 70 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component.

シランカップリング剤としては、特に限定されないが、スルフィドシランや、メルカプトシランなどが好ましく用いられる。シランカップリング剤の含有量はシリカ含有量に対して9~14質量%であり、9~12質量%であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が上記範囲内である場合、耐摩耗性を維持しつつ、優れた硬度が得られやすい。 Although the silane coupling agent is not particularly limited, sulfide silane, mercapto silane, and the like are preferably used. The content of the silane coupling agent is 9 to 14% by mass, preferably 9 to 12% by mass, based on the silica content. When the content of the silane coupling agent is within the above range, it is easy to obtain excellent hardness while maintaining wear resistance.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、上記加硫剤として、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄成分を含有するものであり、その含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.5~4質量部であることが好ましく、1~3質量部であることがより好ましい。 The rubber composition for tires according to the present embodiment contains, as the vulcanizing agent, sulfur components such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur. It is preferably 0.5 to 4 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、所定の含有量でシランカップリング剤を含有することにより、耐摩耗性を維持しつつ、優れた硬度が得られる。このメカニズムは定かではないが、次のように推測できる。通常のジエン系ゴムを主体とする配合において、シランカップリング剤を増量する場合、架橋点が一点に集中してしまうため、耐摩耗性が悪化してしまう。一方、水添共重合体を主体とする配合において、シランカップリング剤を増量した場合、水添共重合体は二重結合量が少ないため、架橋点が一点に集中せず、ポリマー鎖全体に広がるため、耐摩耗性を維持しつつ、硬度を上昇させることができたものと推測できる。 The rubber composition for a tire according to the present embodiment can obtain excellent hardness while maintaining wear resistance by containing a silane coupling agent in a predetermined content. Although this mechanism is not clear, it can be guessed as follows. When the amount of the silane coupling agent is increased in a compound mainly composed of a normal diene rubber, the cross-linking points are concentrated at one point, resulting in deterioration of abrasion resistance. On the other hand, when the amount of silane coupling agent is increased in a formulation mainly composed of a hydrogenated copolymer, the amount of double bonds in the hydrogenated copolymer is small. Since it spreads, it can be inferred that the hardness could be increased while maintaining the wear resistance.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物には、上記した各成分に加え、通常のゴム工業で使用されている、加工助剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、液状ゴム、樹脂、ワックス、老化防止剤、加硫促進剤などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができる。 In addition to the components described above, the rubber composition for tires according to the present embodiment contains processing aids, zinc oxide, stearic acid, softeners, plasticizers, liquid rubbers, and resins that are commonly used in the rubber industry. , waxes, anti-aging agents, vulcanization accelerators, etc., can be appropriately blended within the usual range.

加硫促進剤としては、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤などを用いることができる。これらの中でも、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤であることが好ましい。 Vulcanization accelerators include sulfenamide vulcanization accelerators, guanidine vulcanization accelerators, dithiocarbamate vulcanization accelerators, thiuram vulcanization accelerators, thiazole vulcanization accelerators, and thiourea vulcanization accelerators. Accelerators and the like can be used. Among these, sulfenamide-based vulcanization accelerators, guanidine-based vulcanization accelerators, and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators are preferred.

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

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

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

スルフェンアミド系加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して、0.1~3質量部であることが好ましく、0.2~2質量部であることがより好ましい。 When a sulfenamide-based vulcanization accelerator is contained, its content is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 3 parts by mass, preferably 0.2 to 2 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Parts by mass are more preferred.

グアニジン系加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して、0.1~3質量部であることが好ましく、0.2~2質量部であることがより好ましい。 When a guanidine-based vulcanization accelerator is contained, its content is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 3 parts by mass, and 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. is more preferable.

ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して、0.1~3質量部であることが好ましく、0.2~2質量部であることがより好ましい。 When a dithiocarbamate-based vulcanization accelerator is contained, its content is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 3 parts by mass, preferably 0.2 to 2 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component. Parts by mass are more preferred.

加硫促進剤としては、これらの中でも、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤とグアニジン系加硫促進剤とを併用することが好ましく、その配合割合(グアニジン系加硫促進剤/ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤)は、質量比で、0.5~3.0であることが好ましい。 As the vulcanization accelerator, among these, it is preferable to use a combination of a dithiocarbamate vulcanization accelerator and a guanidine vulcanization accelerator, and the mixing ratio (guanidine vulcanization accelerator/dithiocarbamate vulcanization accelerator sulfur accelerator) is preferably in a mass ratio of 0.5 to 3.0.

2種以上の加硫促進剤を併用する場合、加硫促進剤の合計の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.1~9質量部であることが好ましく、0.5~6質量部であることがより好ましい。 When two or more vulcanization accelerators are used in combination, the total content of vulcanization accelerators is preferably 0.1 to 9 parts by mass, preferably 0.5 to 6 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component. Parts by mass are more preferred.

本実施形態に係るゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練して作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、加硫剤及び加硫促進剤を除く添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。 The rubber composition according to the present embodiment can be produced by kneading according to a conventional method using a commonly used mixing machine such as a Banbury mixer, kneader, or roll. That is, in the first mixing step, additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and mixed to the rubber component, and then the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added to the resulting mixture in the final mixing step. can be added and mixed to prepare a rubber composition.

このようにして得られるゴム組成物は、タイヤ用として用いることができ、乗用車用、トラックやバスの大型タイヤなど各種用途・サイズの空気入りタイヤのトレッドやサイドウォールなどタイヤの各部位に適用することができる。ゴム組成物は、常法に従い、例えば、押出加工によって所定の形状のゴム部材に成形され、他の部品と組み合わせた後、例えば140~180℃で加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。 The rubber composition thus obtained can be used for tires, and can be applied to various parts of tires such as treads and sidewalls of pneumatic tires for various uses and sizes, such as large tires for passenger cars, trucks and buses. be able to. The rubber composition is molded into a rubber member having a predetermined shape by, for example, extrusion processing, and after combining with other parts, vulcanization molding is performed at, for example, 140 to 180° C. to produce a pneumatic tire. can do.

本実施形態に係る空気入りタイヤの種類としては、特に限定されず、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどに用いられる重荷重用タイヤなどの各種のタイヤが挙げられる。 The type of the pneumatic tire according to the present embodiment is not particularly limited, and includes various tires such as passenger car tires and heavy-duty tires used for trucks, buses, and the like.

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

〈水添共重合体1の合成例〉
窒素置換された耐熱反応容器に、シクロヘキサンを2.5L、テトラヒドロフラン(THF)を50g、n-ブチルリチウムを0.12g、スチレンを100g、1,3-ブタジエンを400g入れ、反応温度50℃で重合を行った。重合が完了した後にN,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシランを1.7g加えて、1時間反応させた後、水素ガスを0.4MPa-ゲージの圧力で供給し、20分間撹拌した。次いで、水素ガス供給圧力を0.7MPa-ゲージ、反応温度を90℃とし、チタノセンジクロリドを主とした触媒を用いて目的の水素添加率となるまで反応させ、溶媒を除去することにより、水添共重合体1を得た。
<Synthesis Example of Hydrogenated Copolymer 1>
2.5 L of cyclohexane, 50 g of tetrahydrofuran (THF), 0.12 g of n-butyllithium, 100 g of styrene, and 400 g of 1,3-butadiene are placed in a heat-resistant reaction vessel purged with nitrogen, and polymerized at a reaction temperature of 50°C. did After the polymerization was completed, 1.7 g of N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxylan was added and allowed to react for 1 hour, then hydrogen gas was supplied at a pressure of 0.4 MPa-gauge and stirred for 20 minutes. bottom. Next, the hydrogen gas supply pressure is set to 0.7 MPa-gauge, the reaction temperature is set to 90° C., and a catalyst mainly composed of titanocene dichloride is used to react until the target hydrogenation rate is reached, and the solvent is removed to perform hydrogenation. A copolymer 1 was obtained.

得られた水添共重合体1の重量平均分子量は、測定装置として(株)島津製作所製「LC-10A」を用い、カラムとしてPolymer Laboratories社製「PLgel-MIXED-C」を、検出器として示差屈折率検出器(RI)を用い、溶媒としてTHFを用い、測定温度を40℃、流量を1.0mL/min、濃度を1.0g/L、注入量を40μLとして測定し、標準ポリスチレンによるポリスチレン換算で35万であった。結合スチレン量は20質量%であり、ブタジエン部の水素添加率は90モル%であった。なお、結合スチレン量はH-NMRを用いて、スチレン単位に基づくプロトンと、ブタジエン単位(水素添加部を含む)に基づくプロトンとのスペクトル強度比から求めた。 The weight-average molecular weight of the obtained hydrogenated copolymer 1 was measured using "LC-10A" manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring device, "PLgel-MIXED-C" manufactured by Polymer Laboratories as a column, and as a detector. Using a differential refractive index detector (RI), using THF as a solvent, measuring temperature of 40 ° C., flow rate of 1.0 mL / min, concentration of 1.0 g / L, injection volume of 40 μL. It was 350,000 in terms of polystyrene. The bound styrene content was 20% by mass, and the hydrogenation rate of the butadiene portion was 90 mol%. The amount of bound styrene was determined from the spectrum intensity ratio between the protons based on the styrene unit and the protons based on the butadiene unit (including the hydrogenated portion) using H 1 -NMR.

〈実施例及び比較例〉
バンバリーミキサーを使用し、下記表1,2に示す配合(質量部)に従い、まず、第一混合段階(ノンプロ練り工程)で、加硫促進剤及び硫黄を除く成分を添加混合し(排出温度=160℃)、次いで、得られた混合物に、最終混合段階(プロ練り工程)で、加硫促進剤及び硫黄を添加混合して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。
<Examples and Comparative Examples>
Using a Banbury mixer, according to the formulations (parts by mass) shown in Tables 1 and 2 below, first, in the first mixing stage (non-professional kneading process), the components other than the vulcanization accelerator and sulfur are added and mixed (exhaust temperature = 160°C), and then, in the final mixing stage (pro-kneading step), a vulcanization accelerator and sulfur were added and mixed (exhaust temperature = 90°C) to the resulting mixture to prepare a rubber composition.

表1,2中の各成分の詳細は以下の通りである。
・SBR:JSR(株)製「HPR350」
・水添SBR:上記合成例に従い作製した水添共重合体1
・シリカ:エボニックジャパン社製「UltrasilVN3」
・シランカップリング剤:エボニックジャパン社製「Si69」
・カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シースト3」
・アロマ系オイル:JXTGエネルギー(株)製「プロセスNC140」
・酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製「酸化亜鉛2種」
・老化防止剤:住友化学(株)製「アンチゲン6C」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS-20」
・ワックス:日本精蝋(株)製「OZOACE0355」
・加硫促進剤1:住友化学(株)製「ソクシノールCZ」、スルフェンアミド系加硫促進剤
・加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製「ノクセラ-D」、グアニジン系加硫促進剤
・加硫促進剤3:三新化学工業(株)製「サンセラーZBE」、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「微粉末硫黄」
Details of each component in Tables 1 and 2 are as follows.
・SBR: “HPR350” manufactured by JSR Corporation
Hydrogenated SBR: Hydrogenated copolymer 1 prepared according to the above synthesis example
・ Silica: “Ultrasil VN3” manufactured by Evonik Japan
・ Silane coupling agent: “Si69” manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.
・ Carbon black: Tokai Carbon Co., Ltd. “SEAST 3”
・Aroma oil: “Process NC140” manufactured by JXTG Energy Co., Ltd.
・ Zinc oxide: Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. “Zinc oxide type 2”
・ Anti-aging agent: "Antigen 6C" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・Wax: "OZOACE0355" manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
・Vulcanization accelerator 1: Sumitomo Chemical Co., Ltd. “Sokucinol CZ”, sulfenamide-based vulcanization accelerator ・Vulcanization accelerator 2: Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd. “Noxera-D”, guanidine-based Vulcanization accelerator / vulcanization accelerator 3: Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. "Suncellar ZBE", dithiocarbamate-based vulcanization accelerator / sulfur: Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. "fine powder sulfur"

得られたゴム組成物について、耐摩耗性と硬度を評価した。測定・評価方法は以下の通りであり、評価結果は表1,2に示した。 The obtained rubber composition was evaluated for wear resistance and hardness. The measurement and evaluation methods are as follows, and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

・耐摩耗性:JIS K6264に準拠し、岩本製作所(株)製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重40N、スリップ率30%の条件で摩耗減量を測定し、摩耗減量の逆数について比較例1の値を100とした指数で示した。 · Abrasion resistance: In accordance with JIS K6264, using a Lambourn abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., the wear loss was measured under the conditions of a load of 40 N and a slip rate of 30%. is shown as an index with the value of 100.

・硬度:JIS K6253に準拠したタイプAデュロメータを使用し、23℃で測定し、比較例1の値を100とした指数で示した。 - Hardness: Measured at 23°C using a type A durometer conforming to JIS K6253.

Figure 2023074717000001
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Figure 2023074717000002
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結果は、表1,2に示す通りであり、比較例1と比較例2~4との対比より、スチレンブタジエンゴム(SBR)を主体とする配合において、硫黄の含有量を減らすことなく、シランカップリング剤の含有量を増量した場合、硬度は上昇するものの、耐摩耗性が悪化した。 The results are shown in Tables 1 and 2. From the comparison between Comparative Example 1 and Comparative Examples 2 to 4, it was found that silane When the content of the coupling agent was increased, the hardness increased, but the wear resistance deteriorated.

一方、比較例5と実施例1~3との対比より、水添共重合体を主体とする配合において、硫黄の含有量を減らすことなく、シランカップリング剤の含有量を増やした場合、耐摩耗性を維持しつつ、硬度を上昇させることができた。 On the other hand, from the comparison between Comparative Example 5 and Examples 1 to 3, in the formulation mainly composed of the hydrogenated copolymer, when the content of the silane coupling agent was increased without reducing the content of sulfur, the resistance It was possible to increase the hardness while maintaining wearability.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車、ライトトラック・バス等の各種タイヤに用いることができる。 The rubber composition for tires of the present invention can be used in various tires for passenger cars, light trucks and buses.

Claims (1)

芳香族ビニル-共役ジエン共重合体が水素添加された水添共重合体であって、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定された重量平均分子量が30万以上であり、共役ジエン部の水素添加率が80モル%以上である水添共重合体を70~100質量%含むゴム成分と、シリカと、シランカップリング剤と、硫黄とを含有し、シランカップリング剤の含有量が、シリカに対して9~14質量%である、タイヤ用ゴム組成物。

A hydrogenated copolymer obtained by hydrogenating an aromatic vinyl-conjugated diene copolymer, having a weight average molecular weight of 300,000 or more as measured by gel permeation chromatography, and a hydrogenation rate of the conjugated diene portion of 80. It contains a rubber component containing 70 to 100% by mass of a hydrogenated copolymer that is mol% or more, silica, a silane coupling agent, and sulfur, and the content of the silane coupling agent is 9 relative to the silica. A rubber composition for tires, which is ~14% by mass.

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