JP2853980B2 - Rubber composition for tire tread - Google Patents

Rubber composition for tire tread

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JP2853980B2
JP2853980B2 JP7272859A JP27285995A JP2853980B2 JP 2853980 B2 JP2853980 B2 JP 2853980B2 JP 7272859 A JP7272859 A JP 7272859A JP 27285995 A JP27285995 A JP 27285995A JP 2853980 B2 JP2853980 B2 JP 2853980B2
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silica
rubber composition
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rubber
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和憲 石川
嘉章 橋村
哲司 川面
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤトレッド用ゴ
ム組成物に関し、更に詳しくは未加硫時の加工性を改良
した、加硫可能なシリカ配合タイヤトレッド用ゴム組成
物に関する。本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
例えばキャップトレッド、サイドトレッド及びアンダー
トレッド用として有用である。なお、ここで「シリカ」
とは含水ケイ酸のことであり、ゴム用として用いられる
窒素比表面積が50〜300m2 /gのものをいい、ま
た、「加硫」とは、硫黄や過酸化物などによる架橋を含
むものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition for a tire tread, and more particularly to a vulcanizable silica-containing rubber composition for a tire tread, which has improved processability when unvulcanized. The rubber composition for a tire tread of the present invention,
For example, it is useful for cap treads, side treads, and undertreads. Here, "silica"
Is hydrated silicic acid, and refers to those having a nitrogen specific surface area of 50 to 300 m 2 / g used for rubber, and “vulcanization” includes cross-linking by sulfur or peroxide. .

【0002】[0002]

【従来の技術】各種ゴムにシリカを配合したゴム組成物
は知られており、例えば低発熱性で耐摩耗性などに優れ
たタイヤトレッド用ゴム組成物として使用されている。
しかしながら、シリカを配合したタイヤトレッドは低転
動抵抗で湿潤路のグリップ性は良いが未加硫配合物の粘
度上昇、加硫遅延、混合まとまりの低下などが起り、生
産性が悪化するという問題があった。特に、単純にシリ
カ及びカーボンを同時に混合した場合、カーボンとゴム
は充分な接触及び反応が起こり充分な混合を促進するが
シリカとは充分ではなく、シリカの分散不良を引き起こ
し充分なシリカの特性が生かされなかった。かかる問題
を解決すべく、従来から種々の提案があるが、いずれも
実用上満足のいくものとは言えないのが実情である。
2. Description of the Related Art Rubber compositions comprising silica mixed with various rubbers are known, and are used, for example, as rubber compositions for tire treads having low heat generation and excellent wear resistance.
However, tire treads containing silica have low rolling resistance and good grip on wet roads, but the viscosity of unvulcanized compounds increases, vulcanization delays, and the cohesion of the mixture decreases, resulting in poor productivity. was there. In particular, when silica and carbon are simply mixed at the same time, sufficient contact and reaction occur between carbon and rubber to promote sufficient mixing, but not sufficient with silica, causing poor dispersion of silica and causing sufficient silica characteristics. It was not alive. There have been various proposals for solving such a problem, but none of them is practically satisfactory.

【0003】例えば、ジエチレングリコールや脂肪酸を
添加したり(例えばゴム工業便覧〈第四版〉,517〜
518頁,平成6年発行参照)、カルボン酸金属塩を添
加したり(例えばTire Technology I
nternational1995,107〜108頁
参照)、シリカを予じめシリコーンオイルで処理したり
(例えば特開平6−248116号公報参照)すること
などが提案されているが、いずれも実用上充分な方法と
は言えない。更に、混合時の焼け発生やまとまりの低下
に対しては、混合回数を増加するなどの方法をとる以外
に方法が無く、また、カーボンとシリカを混合する場合
にも、別々に混合するか、もしくは混合時間や混合回数
を長くしているのが実状である。
For example, diethylene glycol or a fatty acid is added (for example, Rubber Industry Handbook <4th edition>, 517-
518, published in 1994), and addition of a metal carboxylate (for example, Tire Technology I)
International 1995, pp. 107-108), and treatment of silica with a silicone oil in advance (see, for example, JP-A-6-248116) has been proposed. I can not say. Furthermore, there is no method other than taking a method such as increasing the number of times of mixing for the occurrence of burns and a reduction in cohesion during mixing, and when mixing carbon and silica, Alternatively, the actual situation is that the mixing time and the number of times of mixing are increased.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前述
の従来技術の問題点を排除して、シリカ配合加硫性ゴム
組成物の特性、例えば低発熱性や耐摩耗性などの特性を
実質的に損なうことなく、未加硫ゴム組成物の加工性を
改良したシリカ配合加硫性タイヤトレッド用ゴム組成物
を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention eliminates the above-mentioned problems of the prior art and substantially reduces the characteristics of the silica-containing vulcanizable rubber composition, for example, the characteristics such as low heat build-up and abrasion resistance. It is an object of the present invention to provide a silica-containing vulcanizable tire tread rubber composition in which the processability of an unvulcanized rubber composition is improved without impairing the rubber composition.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ジエン
系ゴム100重量部、カーボンブラック2〜80重量
部、シリカ5〜80重量部、シランカップリング剤及び
式(I):
According to the present invention, 100 parts by weight of a diene rubber, 2 to 80 parts by weight of carbon black, 5 to 80 parts by weight of silica, a silane coupling agent and formula (I):

【化2】 (式中、R1 は独立にメチル基、エチル基又はフェニル
基を示し、R2 は独立に水素又は有機基を示し、R3
独立にアルキル基を示し、mは0又は1以上の整数であ
り、nは1以上の整数である)の繰り返し単位を有する
数平均分子量が200〜100,000のポリシロキサ
ンを含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供され
る。
Embedded image (Wherein, R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, R 2 independently represents a hydrogen or an organic group, R 3 independently represents an alkyl group, and m represents 0 or an integer of 1 or more. Wherein n is an integer of 1 or more). A rubber composition for a tire tread comprising a polysiloxane having a number average molecular weight of 200 to 100,000 having a repeating unit of

【0006】本発明の好ましい態様に従えば、前記ポリ
シロキサン及びシランカップリング剤の量が以下の範囲
のタイヤ用キャップトレッドゴム組成物が提供される。 0.5≦(WPS/WSC)≦7 シリカ配合量×1重量%≦WPS+WSC≦シリカ配合量×
40重量% 式中、WPS:ポリシロキサンの配合量(重量部)、
SC:シランカップリング剤の配合量(重量部))
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a cap tread rubber composition for a tire in which the amounts of the polysiloxane and the silane coupling agent are in the following ranges. 0.5 ≦ (W PS / W SC ) ≦ 7 Silica content × 1% by weight ≦ W PS + W SC ≦ Silica content ×
40 wt% where W PS : blending amount of polysiloxane (parts by weight)
W SC : Compounding amount of silane coupling agent (parts by weight)

【0007】本発明の好ましい態様に従えば、前記ゴム
組成物を、加硫系を除いて120℃以上の温度にて同時
工程で混合したタイヤ用トレッドゴム組成物が提供され
る。
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a tread rubber composition for a tire, wherein the rubber composition is mixed in a simultaneous step at a temperature of 120 ° C. or higher except for a vulcanization system.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成及び作用効果
について詳しく説明する。前述の如く、シリカを配合し
たタイヤトレッドの加硫物性は良好であるが、未加硫時
の加工性に劣るという欠点があった。本発明者らの知見
によれば、これはシリカ表面に存在するシラノール基
(≡Si−OH)に起因し、シラノール基の凝集力によ
りゴム組成物中で構造体が生成して粘度が上昇したり、
シラノール基の極性により加硫促進剤などが吸着されて
加硫が遅延したり、非極性ゴムとの相溶性が十分でない
ために混合のまとまりが低下したりする現象のために未
加硫組成物の加工性が低下する。更に、シリカ配合ゴム
組成物には、ゴムへの補強のために、シランカップリン
グ剤が併用されることが多いが、シリカ粒子の内腔にも
シラノール基が存在し、これがシランカップリング剤と
反応してシランカップリング剤を損失させ、補強効果が
低下するため多量のシランカップリング剤を配合しなけ
ればならないという問題があった。従来技術におけるよ
うに、これにジエチレングリコールなどの極性物質を添
加すると、加硫促進剤などの極性配合剤が吸着される現
象はある程度防止できるが、完全には防止できず、シラ
ンカップリング剤などのシリカ粒子と化学結合する物質
が内腔に結合するのを防止することもできなかった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the structure, operation and effect of the present invention will be described in detail. As described above, the tire tread containing silica has good vulcanization properties, but has a drawback that the workability in the unvulcanized state is poor. According to the findings of the present inventors, this is due to silanol groups (≡Si—OH) present on the silica surface, and a structure is formed in the rubber composition due to the cohesive force of the silanol groups to increase the viscosity. Or
An unvulcanized composition due to the phenomenon that vulcanization accelerators are adsorbed due to the polarity of the silanol group and vulcanization is delayed, or the cohesion of the mixture is reduced due to insufficient compatibility with the non-polar rubber. The workability of the steel is reduced. Further, a silane coupling agent is often used in combination with the silica-containing rubber composition to reinforce the rubber.However, a silanol group also exists in the inner cavity of the silica particles, and this is considered as a silane coupling agent. There is a problem that a large amount of the silane coupling agent must be blended because the reaction causes loss of the silane coupling agent and a reduction in the reinforcing effect. As in the prior art, when a polar substance such as diethylene glycol is added thereto, the phenomenon that a polar compounding agent such as a vulcanization accelerator is adsorbed can be prevented to some extent, but cannot be completely prevented, and a silane coupling agent or the like cannot be prevented. Neither was it possible to prevent substances that chemically bond with the silica particles from binding to the lumen.

【0009】然るに、本発明に従えば、前記式(I)の
繰り返し構造単位を有するポリシロキサンをゴム組成物
中に配合するのでアルコキシシロキサンがシラノール基
と反応して、シリカ粒子の表面を覆うので、従来技術の
問題点を悉く解決して、シラノール基の凝集力や極性に
よって生ずる粘度上昇や加硫促進剤などの極性添加剤や
シランカップリング剤などの無駄な消費を効果的に抑え
ることができる。
However, according to the present invention, since the polysiloxane having the repeating structural unit of the formula (I) is blended in the rubber composition, the alkoxysiloxane reacts with silanol groups to cover the surface of the silica particles. By solving all the problems of the prior art, it is possible to effectively suppress the increase in viscosity caused by the cohesive force and polarity of silanol groups and the wasteful consumption of polar additives such as vulcanization accelerators and silane coupling agents. it can.

【0010】本発明に従ってゴム組成物中に配合される
前記式(I)のポリシロキサンは、前述の如く、シラノ
ール基と反応するアルコキシシリル基を有し、シリカ粒
子の表面を覆って潤滑効果を示す大きさ、例えば数平均
分子量が200〜100,000、好ましくは500〜
50,000のポリマー(又はオリゴマー)である必要
がある。従って、前述式(I)の繰り返し単位におい
て、≡Si−O−R3 基の存在が必須であり、このた
め、nは1以上、好ましくは5〜1000であり、mは
ゼロであってもよいが、水素基や他の有機基があっても
よい。かかるポリシロキサンは公知物質であり、例えば
一般的には以下のようにして製造することができる。
The polysiloxane of the formula (I) blended in the rubber composition according to the present invention has an alkoxysilyl group which reacts with a silanol group as described above, and covers the surface of the silica particles to provide a lubricating effect. The size indicated, for example, the number average molecular weight is 200 to 100,000, preferably 500 to
It must be 50,000 polymers (or oligomers). Therefore, in the repeating unit of the above formula (I), the presence of the ≡Si—O—R 3 group is indispensable, and therefore, n is 1 or more, preferably 5 to 1000, and even if m is zero, However, there may be a hydrogen group or another organic group. Such a polysiloxane is a known substance and can be generally produced, for example, as follows.

【0011】式(I)のシロキサン構造を有する化合物
は相当するポリアルキルハイドロジェンシロキサンとア
ルコールとを触媒存在下反応させることより合成され
る。ポリアルキルハイドロジェンシロキサンとしては、
以下に示したものが例示できる。
The compound having the siloxane structure of the formula (I) is synthesized by reacting the corresponding polyalkyl hydrogen siloxane with an alcohol in the presence of a catalyst. As polyalkyl hydrogen siloxane,
The following can be exemplified.

【0012】[0012]

【化3】 Embedded image

【0013】前記アルコールとしては、メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、
ヘプタノール、オクタノール、オクタデカノール、フェ
ノール、ベンジルアルコール、の他に、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテルなど酸素原子を有するアルコールを例示す
ることができる。カルボン酸としては酢酸、プロピオン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸などを
例示することができる。触媒としては、塩化白金酸、白
金−エーテル錯体、白金−オレフィン錯体、PdCl2
(PPh32,RhCl2 (PPh32 オクチル酸
錫、オクチル酸亜鉛、又は酸、塩基触媒が使用できる。
The alcohol includes methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol,
In addition to heptanol, octanol, octadecanol, phenol, benzyl alcohol, alcohols having an oxygen atom such as ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether can be exemplified. Examples of the carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, palmitic acid, stearic acid, and myristic acid. Examples of the catalyst include chloroplatinic acid, a platinum-ether complex, a platinum-olefin complex, PdCl 2
(PPh 3 ) 2 , RhCl 2 (PPh 3 ) 2 tin octylate, zinc octylate, or an acid or base catalyst can be used.

【0014】本発明において使用するポリシロキサン
は、前述の通り、その末端基には特に限定はなく、製造
時に使用した原料の種類によって定まるものであり、例
えば、トリメチルシリル基、メチルジフェニルシリル
基、トリフェニルシリル基の他、有機基であってもよ
い。
As described above, the polysiloxane used in the present invention is not particularly limited in its terminal group, and is determined by the type of raw materials used in the production. Examples thereof include a trimethylsilyl group, a methyldiphenylsilyl group, and a trimethylsilyl group. An organic group other than the phenylsilyl group may be used.

【0015】式(I)において、前述の如くR1 はメチ
ル基、エチル基又はフェニル基を示し、R2 としては水
素又は有機基を示し、有機基としては、例えば、C
3 ,C2 5 、スチレン残基、ジビニルベンゼン残
基、リモネン残基、ブタジエン残基、イソプレン残基な
どをあげることができる。R3 としてはCH3 ,C2
5 などの炭素数1〜36のアルキル基などをあげること
ができる。
In the formula (I), R 1 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, R 2 represents hydrogen or an organic group, and the organic group includes, for example, C 1
Examples include H 3 , C 2 H 5 , a styrene residue, a divinylbenzene residue, a limonene residue, a butadiene residue, and an isoprene residue. R 3 is CH 3 , C 2 H
Examples thereof include an alkyl group having 1 to 36 carbon atoms such as 5 .

【0016】本発明に係る加硫性ゴム組成物に主成分と
して配合されるジエン系ゴムは従来から各種ゴム組成物
に一般的に配合されている任意のジエン系ゴム、例えば
天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、各種
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、各種ポ
リブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジ
エン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)な
どをあけることができる。これらのジエン系ゴムは単独
又は任意のブレンドとして使用することができる。な
お、これらのジエン系ゴムは、エチレン−プロピレン共
重合体ゴム(EPR,EPDM)などとブレンドして使
用することもできる。
The diene rubber compounded as a main component in the vulcanizable rubber composition according to the present invention may be any diene rubber conventionally compounded in various rubber compositions, such as natural rubber (NR). , Polyisoprene rubber (IR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), various polybutadiene rubbers (BR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber (IIR), and the like. These diene rubbers can be used alone or as an arbitrary blend. In addition, these diene rubbers can also be used by blending with ethylene-propylene copolymer rubber (EPR, EPDM) and the like.

【0017】本発明において使用されるシランカップリ
ング剤は従来からシリカ充填材と併用される任意のシラ
ンカップリング剤とすることができ、典型例としては以
下のようなものをあげることができる。このうち、ビス
−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕テトラス
ルフィドが加工性の面から最も好ましい。
The silane coupling agent used in the present invention can be any silane coupling agent conventionally used in combination with a silica filler. Typical examples include the following. Of these, bis- [3- (triethoxysilyl) -propyl] tetrasulfide is most preferred from the viewpoint of processability.

【0018】[0018]

【化4】 Embedded image

【0019】本発明において使用されるポリシロキサン
及びシランカップリング剤の配合量はポリシロキサンと
シランカップリング剤の総重量がシリカ配合量に対して
1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%であり(ポ
リシロキサン/シランカップリング剤)重量比が0.5
〜7、好ましくは1〜4の範囲である。このポリシロキ
サンの配合量が少な過ぎると、所望の効果が得られず、
逆に多すぎるとシリカと結合しない該物質が加硫物から
しみ出す場合があり好ましくない。また、シランカップ
リング剤配合量が少な過ぎると、所望の効果が得られ
ず、逆に多過ぎると混合や押出し工程での焼け(スコー
チ)が生じやすくなるので好ましくない。
The total amount of the polysiloxane and the silane coupling agent used in the present invention is 1 to 40% by weight, preferably 2 to 20% by weight based on the total amount of the silica and the silane coupling agent. (Polysiloxane / silane coupling agent) weight ratio is 0.5
-7, preferably 1-4. If the amount of the polysiloxane is too small, the desired effect cannot be obtained,
Conversely, if the amount is too large, the substance that does not bind to silica may exude from the vulcanized product, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the silane coupling agent is too small, the desired effect cannot be obtained. On the other hand, if the amount is too large, burning (scorch) tends to occur in the mixing and extrusion steps, which is not preferable.

【0020】なお、本発明の好ましい態様に従って、シ
リカとカーボンブラックを同じ工程で混合した場合、ジ
エン系ゴムとカーボンブラックとの間に充分な接触/反
応が起こり、混合を促進するが、ジエン系ゴムとシリカ
ではシリカ表面のシラノール基の極性により充分な接触
/反応が得られず、混合時のまとまり、焼け等を起こ
し、且つ、分散も悪化する。また、シリカとカーボンブ
ラックを別々に混合した場合、例えば第1ステップ(工
程)でシリカを混合し、第2工程でカーボンブラックと
その他配合剤を加えた場合、第2工程でのジエン系ゴム
とカーボンブラックの充分な混合の促進がなされず、本
来のカーボンブラックの補強性が得られにくくなる場合
が有る。然るに、前述のごとく、本発明に従えば、シラ
ンカップリング剤と式(I)に示すポリシロキサンを添
加することで同時工程混合時にまとまり、焼けが改善
し、分散も進行することで、シリカとカーボンを別工程
で混合した場合と同等もしくはそれ以上の性能を得るこ
とができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, when silica and carbon black are mixed in the same step, sufficient contact / reaction occurs between the diene rubber and carbon black to promote the mixing. With rubber and silica, sufficient contact / reaction cannot be obtained due to the polarity of the silanol groups on the silica surface, causing cohesion during mixing, burning, etc., and also worsening the dispersion. Further, when silica and carbon black are separately mixed, for example, when silica is mixed in the first step (process) and carbon black and other compounding agents are added in the second process, the diene rubber in the second process is mixed. In some cases, sufficient mixing of carbon black is not promoted, and it may be difficult to obtain the original reinforcing properties of carbon black. However, as described above, according to the present invention, the addition of the silane coupling agent and the polysiloxane represented by the formula (I) results in cohesion at the same time in the simultaneous mixing, the burning is improved, and the dispersion proceeds. It is possible to obtain the same or better performance than when carbon is mixed in another step.

【0021】本発明に係るゴム組成物には、前記した必
須成分に加えて、カーボンブラック、加硫又は架橋剤、
加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、補強
剤、充填剤、可塑性剤、軟化剤などのタイヤ用、その他
一般ゴム用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、かかる配合物は一般的な方法で混練、
加硫して組成物とし、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。
In the rubber composition according to the present invention, in addition to the above essential components, carbon black, a vulcanizing or crosslinking agent,
Various additives commonly used for tires such as vulcanization or crosslinking accelerators, various oils, anti-aging agents, reinforcing agents, fillers, plasticizers, softeners, and other general rubbers may be compounded. Can be kneaded in the usual way,
It can be vulcanized to a composition and used to vulcanize or crosslink. The compounding amounts of these additives can also be conventional general compounding amounts as long as they do not contradict the object of the present invention.

【0022】[0022]

【実施例】以下、標準例、実施例及び比較例に従って本
発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこ
れらの実施例に限定するものでないことは言うまでもな
い。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to standard examples, examples and comparative examples, but it goes without saying that the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

【0023】一般式(I)で示される各種ポリシロキサ
ンを以下の一般的な方法で合成した。ポリシロキサン1 ポリメチルハイドロジェンシロキサン(KF99、信越
化学工業社製)200g、メタノール85gを混ぜ、塩
化白金酸1%イソプロピルアルコール溶液40μlを添
加、80℃で10時間反応させ合成した。この化合物の
推定構造は式(I)において以下の通りである。 R1 =CH3 ,R2 =H,R3 =CH3 ,m:n=2
1:79,m+n=30 ポリシロキサン2 ポリメチルハイドロジェンシロキサン(KF99、信越
化学工業社製)200g、エタノール120gを混ぜ、
塩化白金酸1%イソプロピルアルコール溶液40μlを
添加、80℃で10時間反応させ合成した。この化合物
の推定構造は以下の通りである。 R1 =CH3 ,R2 =H,R3 =C2 5 ,m:n=2
1:79,(m+n)=30
Various polysiloxanes represented by the general formula (I)
Was synthesized by the following general method.Polysiloxane 1 Polymethyl hydrogen siloxane (KF99, Shin-Etsu
Mix 200 g of methanol and 85 g of methanol
40% of 1% chloroplatinic acid isopropyl alcohol solution
In addition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 10 hours to synthesize. This compound
The estimated structure is as follows in the formula (I). R1= CHThree, RTwo= H, RThree= CHThree, M: n = 2
1:79, m + n = 30 Polysiloxane 2 Polymethyl hydrogen siloxane (KF99, Shin-Etsu
200 g of ethanol and 120 g of ethanol,
40 μl of 1% chloroplatinic acid isopropyl alcohol solution
It was added and reacted at 80 ° C. for 10 hours to synthesize. This compound
Is as follows. R1= CHThree, RTwo= H, RThree= CTwoHFive, M: n = 2
1:79, (m + n) = 30

【0024】以下の標準例、実施例及び比較例の各例の
配合に用いた他の配合成分は以下の市販品を用いた。 天然ゴム:RSS#1 SBR(NS116):ニポールNS116(日本ゼオ
ン) SBR(NP9528):ニポール9528(日本ゼオ
ン) SBR(NP1530):ニポール1530(日本ゼオ
ン) BR(NP1220):ニポールBR1220L(日本
ゼオン) シリカ:ニプシルAQ(日本シリカ) シランカップリング剤:Si69(デクサ)(化学名:
ビス−〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕テト
ラスルフィド) カーボンブラック1:シーストKH(東海カーボン) カーボンブラック2:シースト9M(東海カーボン)
The following commercially available products were used as the other components in the following standard examples, examples and comparative examples. Natural rubber: RSS # 1 SBR (NS116): Nipol NS116 (Zeon Japan) SBR (NP9528): Nipol 9528 (Zeon Japan) SBR (NP1530): Nipol 1530 (Zeon Japan) BR (NP1220): Nipol BR1220L (Nihon Zeon) Silica: Nipsil AQ (Nippon Silica) Silane coupling agent: Si69 (Dexa) (chemical name:
Bis- [3- (triethoxysilyl) -propyl] tetrasulfide) Carbon Black 1: Seast KH (Tokai Carbon) Carbon Black 2: Seat 9M (Tokai Carbon)

【0025】粉末硫黄:5%油処理の粉末硫黄 老化防止剤6C:N−フェニル−N′−(1,3−ジメ
チルブチル)−p−フェニレンジアミン アロマオイル:芳香族プロセスオイル 加硫促進剤CZ:N−シクロヘキシル−2−ベンゾチア
ジルスルフェンアミド 加硫促進剤DPG:ジフェニルグアニジン 酸化亜鉛:亜鉛華3号 ステアリン酸:工業用ステアリン酸
Powdered sulfur: 5% oil-treated powdered sulfur Antioxidant 6C: N-phenyl-N '-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine Aroma oil: Aromatic process oil Vulcanization accelerator CZ : N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide Vulcanization accelerator DPG: diphenylguanidine Zinc oxide: Zinc flower No. 3 Stearic acid: Industrial stearic acid

【0026】サンプルの調製 加硫促進剤と硫黄を除く成分を1.8リットルの密閉型
ミキサーで3〜5分間混練し、165±5℃に達したと
きに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を8イ
ンチのオープンロール混練し、ゴム組成物を得た。2ス
テップ混合の場合、1ステップ目は1.8リットルの密
閉型ミキサーで3〜4分間混練し、150±5℃に達し
た時に放出したマスターバッチを2ステップ目に残りの
成分と共に1.8リットルの密閉型ミキサーで3〜5分
間混練し、165±5℃に達した時に放出した2ステッ
プ目のマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を8インチの
オープンロール混練し、ゴム組成物を得た。得られたゴ
ム組成物の未加硫物性を測定した。次に、この組成物を
15×15×0.2cmの金型中で160℃で20分間プ
レス加硫して目的とする試験片を調製し、加硫物性を評
価した。
Preparation of Sample The vulcanization accelerator and components other than sulfur were kneaded for 3 to 5 minutes in a 1.8-liter closed mixer, and the vulcanization accelerator was added to the masterbatch released when the temperature reached 165 ± 5 ° C. And sulfur were kneaded with an 8-inch open roll to obtain a rubber composition. In the case of two-step mixing, the first step is to knead the mixture in a 1.8-liter closed mixer for 3 to 4 minutes, and the masterbatch released when the temperature reaches 150 ± 5 ° C is mixed with the remaining components in the second step to 1.8. The mixture is kneaded for 3 to 5 minutes with a 1 liter closed mixer, and the vulcanization accelerator and sulfur are kneaded with an 8-inch open roll into the second step master batch released when the temperature reaches 165 ± 5 ° C. to obtain a rubber composition. Was. The unvulcanized physical properties of the obtained rubber composition were measured. Next, the composition was press-vulcanized in a 15 × 15 × 0.2 cm mold at 160 ° C. for 20 minutes to prepare a target test piece, and the vulcanization properties were evaluated.

【0027】各例において得られた組成物の未加硫物性
及び加硫物性の試験方法は以下の通りである。未加硫物性 1)ミキサーでのまとまり:ミキサー放出時のマスター
バッチのまとまりで評価した。但し、2ステップの場合
には2ステップ目マスターバッチの評価である。 ◎…一かたまりにまとまっており、ゴムに取りこまれて
いない粉はほとんどない。 ○…一かたまりにまとまっているが、ゴムに取りこまれ
ていない粉が散見される。 ×…粉が付着している遊離したゴムの小片が見られる。 2)ムーニー粘度:JIS K 6300に基づき10
0℃にて測定した。 3)加硫速度:JIS K 6300に基づき160℃
にて95%加硫度に達する時間を測定した。 4)スコーチ時間:JIS K 6300に基づき12
5℃にて粘度が5ポイント上昇する時間を測定した。
The test methods for the unvulcanized and vulcanized properties of the compositions obtained in each example are as follows. Unvulcanized physical properties 1) Unity with a mixer: Evaluated by unity of the master batch at the time of release from the mixer. However, in the case of two steps, the evaluation is for the second step master batch. ◎: There is almost no powder that has been incorporated into a lump and has not been incorporated into rubber. …: Powders that are collected in a lump but not incorporated in rubber are occasionally found. X: Small pieces of loose rubber to which powder has adhered can be seen. 2) Mooney viscosity: 10 based on JIS K 6300
It was measured at 0 ° C. 3) Vulcanization rate: 160 ° C. based on JIS K 6300
The time to reach 95% vulcanization was measured at. 4) Scorch time: 12 based on JIS K 6300
The time at which the viscosity increased by 5 points at 5 ° C. was measured.

【0028】加硫物性 1)カーボン/シリカ分散状態:加硫ゴムを鋭利な刃物
で切り、その表面について目視及び光学顕微鏡(×10
0,400)で確認し、評価した。 ◎…カーボン及びシリカの不良分散塊(数100μm
径)が殆どなく、均等に分散している。 ○…カーボン及びシリカの不良分散塊が数個散見される
が、それ以外はある程度分散している。 △…カーボン及びシリカの不良分散塊が数十個見受けら
れるが、それ以外はある程度分散している。 ×…切りだした表面から粉らしきものが見えるのが確認
でき、カーボン及びシリカの不良分散塊が無数に見受け
られる。 2)300%変形応力、破断強度、破断伸度:JIS
K 6251(ダンベル状3号形)に準拠して測定 3)tanδ:東洋精機製作所製粘弾性装置レオログラ
フソリッドにて20Hz、初期伸長10%動歪み2%で測
定(試料幅5mm、温度0℃及び60℃で測定) 4)耐摩耗性:ランボーン型試験機で測定し、摩耗減量
を指数表示 耐摩耗性(指数)=〔(参照試験片での減量)/(各試
験片での減量)〕×100 但し、参照試験片は表I〜表III においてそれぞれ標準
例1,7及び14として算出した。
Vulcanized physical properties 1) Carbon / silica dispersed state: The vulcanized rubber was cut with a sharp blade, and the surface was visually observed and observed with an optical microscope (× 10).
0,400) and evaluated. …: Defective dispersion lump of carbon and silica (several 100 μm)
Diameter) and are evenly distributed. …: Several poorly dispersed masses of carbon and silica are scattered, but the others are dispersed to some extent. Δ: Dozens of poorly dispersed lumps of carbon and silica were observed, but the others were dispersed to some extent. C: Powder-like things can be seen from the cut surface, and countless defective lumps of carbon and silica are found. 2) 300% deformation stress, breaking strength, breaking elongation: JIS
3) tan δ: Measured with a rheograph solid manufactured by Toyo Seiki Seisakusho at 20 Hz, initial elongation 10%, dynamic strain 2% (sample width 5 mm, temperature 0) 4) Abrasion resistance: Measured with a Lambourn-type tester and displayed as an index of loss on wear Abrasion resistance (index) = [(weight loss on reference test piece) / (weight loss on each test piece) )] × 100 However, the reference test pieces were calculated as standard examples 1, 7 and 14 in Tables I to III, respectively.

【0029】例1〜2(標準例)、例3〜4(実施例)
及び例5〜6(比較例) これらの例はNR,SBRでの系におけるシランカップ
リング剤、ポリシロキサン及び一括混合の評価結果を示
すものである。配合及び結果を表Iに示す。
Examples 1-2 (standard example), Examples 3-4 (example)
And Examples 5 to 6 (Comparative Examples) These examples show the evaluation results of the silane coupling agent, the polysiloxane, and the batch mixture in the NR and SBR systems. The formulations and results are shown in Table I.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】例7〜9(標準例)、例10〜12(実施
例)及び例13(比較例) これらの例はSBRの系におけるシランカップリング
剤、ポリシロキサン及び一括混合の評価結果を示すもの
である。配合及び結果を表III に示す。
Examples 7 to 9 (standard examples), Examples 10 to 12 (implementation
Example) and Example 13 (Comparative Example) These examples show the evaluation results of the silane coupling agent, the polysiloxane, and the batch mixing in the SBR system. The formulations and results are shown in Table III.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】例14〜15(標準例)、例16〜18
(実施例)及び例19〜20(比較例) これらの例はSBRの系におけるシランカップリング
剤、ポリシロキサン及び一括混合の評価結果を示すもの
である。配合及び結果を表III に示す。
[0033]Examples 14 to 15 (standard examples), Examples 16 to 18
(Example) and Examples 19 to 20 (Comparative Examples) Examples of these are silane couplings in SBR systems.
Showing the evaluation results of the agent, polysiloxane and batch mixing
It is. The formulations and results are shown in Table III.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に従えば、タ
イヤトレッド用ゴム組成物にシランカップリング剤及び
前記式(I)のポリシロキサンをシリカと共に配合する
ことにより例3〜6、例10〜13、例16〜20に示
すように、未加硫ゴム組成物の加工性が改良され、且
つ、加硫ゴム物性が同等もしくはそれ以上になり、シラ
ンカップリング剤及び前記式(I)のポリシロキサンを
加えた場合には、例3〜4、例10〜12、例16〜1
8に示すように、シリカとカーボンを同時工程で混合し
ても、別々に混合したものに比べカーボン/シリカの分
散状態が改善され、同等もしくはそれ以上の物性を示し
ており、特に耐摩耗性が向上することは、比較例5〜
6、比較例13及び比較例19〜20と比べると明らか
である。
As described above, according to the present invention, the rubber composition for a tire tread is mixed with a silane coupling agent and the polysiloxane of the formula (I) together with silica to prepare Examples 3 to 6 and Example 10. As shown in Examples 13 to 20, the processability of the unvulcanized rubber composition was improved, and the physical properties of the vulcanized rubber were equivalent or higher, and the silane coupling agent and the compound represented by the formula (I) When polysiloxane was added, Examples 3 to 4, Examples 10 to 12, and Examples 16 to 1
As shown in FIG. 8, even when silica and carbon are mixed in the same step, the dispersion state of carbon / silica is improved as compared with the case where they are separately mixed, and the same or higher physical properties are exhibited. Is improved in Comparative Examples 5 to 5.
6, it is clear when compared with Comparative Examples 13 and 19-20.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 3:36 5:54) (C08L 9/00 83:06) (72)発明者 川面 哲司 神奈川県平塚市追分2番1号 横浜ゴム 株式会社 平塚製造所内 (56)参考文献 特開 平6−248116(JP,A) 特開 昭62−48743(JP,A) 特開 昭57−172925(JP,A) 特開 平8−302070(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 7/00 - 21/02,23/16,83/00 - 83/16 C08K 3/04,3/36,5/54,13/02──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08K 3:36 5:54) (C08L 9/00 83:06) (72) Inventor Tetsuji Kawamoe 2-1 Oiwake, Hiratsuka-shi, Kanagawa No. Yokohama Rubber Co., Ltd. Hiratsuka Works (56) References JP-A-6-248116 (JP, A) JP-A-62-48743 (JP, A) JP-A-57-172925 (JP, A) JP-A-8 −302070 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08L 7/00-21 / 02,23 / 16,83 / 00-83/16 C08K 3 / 04,3 / 36,5 / 54,13 / 02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部、カーボンブ
ラック2〜80重量部、シリカ5〜80重量部、シラン
カップリング剤及び式(I): 【化1】 (式中、R1 は独立にメチル基、エチル基又はフェニル
基を示し、R2 は独立に水素又は有機基を示し、R3
独立にアルキル基を示し、mは0又は1以上の整数であ
り、nは1以上の整数である)の繰り返し単位を有する
数平均分子量が200〜100,000のポリシロキサ
ンを含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
1. A diene rubber (100 parts by weight), carbon black (2-80 parts by weight), silica (5-80 parts by weight), a silane coupling agent and a compound represented by the formula (I): (Wherein, R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, R 2 independently represents a hydrogen or an organic group, R 3 independently represents an alkyl group , and m represents 0 or an integer of 1 or more. Wherein n is an integer of 1 or more). A rubber composition for a tire tread, comprising a polysiloxane having a number average molecular weight of 200 to 100,000 having a repeating unit represented by the following formula:
【請求項2】 ポリシロキサン及びシランカップリング
剤の量が以下の範囲: 0.5≦(WPS/WSC)≦7 シリカ配合量×1重量%≦WPS+WSC≦シリカ配合量×40重量% (式中、WPS:ポリシロキサンの配合量(重量部)、W
SC:シランカップリング剤の配合量(重量部))にある
請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. The amount of the polysiloxane and the silane coupling agent is in the following range: 0.5 ≦ (W PS / W SC ) ≦ 7 Silica loading × 1 wt% ≦ W PS + W SC ≦ Silica loading × 40 Wt% (wherein, W PS : blending amount of polysiloxane (parts by weight), W
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein SC is a blending amount (part by weight) of a silane coupling agent.
【請求項3】 加硫系を除く配合物を120℃以上の温
度にて同時工程で混合して得られる、請求項1又は2に
記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. The rubber composition for a tire tread according to claim 1, which is obtained by mixing a compound excluding a vulcanization system at a temperature of 120 ° C. or higher in a simultaneous step.
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