JP3094176B2 - Rubber composition suitable for tires - Google Patents

Rubber composition suitable for tires

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JP3094176B2 JP27538491A JP27538491A JP3094176B2 JP 3094176 B2 JP3094176 B2 JP 3094176B2 JP 27538491 A JP27538491 A JP 27538491A JP 27538491 A JP27538491 A JP 27538491A JP 3094176 B2 JP3094176 B2 JP 3094176B2
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ用として好適
な、特に優れた転動抵抗ならびにウェットグリップおよ
びアイスグリップ性能を有するゴム組成物に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition suitable for tires and having particularly excellent rolling resistance and wet grip and ice grip performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車分野においては、走行安定
性、ブレーキ制動性など安全性の向上とともに、省資
源、省エネルギーといった観点からの低燃費化が重要な
課題となってきている。それに伴い、タイヤ用のゴム材
料に対する要求は一段と厳しいものに変化してきてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of automobiles, it has become important issues to improve safety such as running stability and brake braking performance and to reduce fuel consumption from the viewpoint of resource saving and energy saving. As a result, the demand for rubber materials for tires has been changed to be more stringent.

【0003】かかるタイヤ用ゴム材料に対する要求とし
ては、次のようなものが挙げられている。 (1)耐摩耗性などの破壊特性に優れること、 (2)低燃費化に対応して転動抵抗が小さいこと、 (3)湿潤路面でのブレーキ制動性(ウェットグリップ
性)および雪上または氷結路面でのブレーキ制動性(ア
イスグリップ性)に優れること。これらのうち、(2)の
転動抵抗および(3)のウェットグリップ性とアイスグリ
ップ性は、ゴムのヒステリシスロスに起因する物性であ
るといわれている。
The following are mentioned as requirements for such rubber materials for tires. (1) Excellent breaking characteristics such as abrasion resistance; (2) Low rolling resistance in response to low fuel consumption; (3) Brake braking performance on wet roads (wet grip) and snow or icing Excellent brake braking performance on the road surface (ice grip performance). Among them, the rolling resistance of (2) and the wet grip property and ice grip property of (3) are said to be physical properties resulting from hysteresis loss of rubber.

【0004】すなわち転動抵抗は、タイヤ走行時にゴム
が比較的低周波数の周期的変形を受ける際のエネルギー
散逸に対応し、これを低下させるためには、ゴム組成物
のヒステリシスロスを小さくする必要がある。一方、ウ
ェットグリップ性とアイスグリップ性は、制動時におけ
るタイヤトレッドと路面の微細な凹凸の間で生じる高周
波数の周期的変形を受ける際のエネルギー散逸に対応
し、それらを向上させるためには、ゴム組成物のヒステ
リシスロスを大きくしなければならない。したがって、
上記二つの物性は相反するものと考えられていた。
That is, the rolling resistance corresponds to energy dissipation when rubber undergoes relatively low-frequency periodic deformation during tire running, and to reduce this, it is necessary to reduce the hysteresis loss of the rubber composition. There is. On the other hand, wet grip performance and ice grip performance correspond to energy dissipation when receiving high-frequency periodic deformation generated between the tire tread and fine unevenness of the road surface during braking, and to improve them, The hysteresis loss of the rubber composition must be increased. Therefore,
The above two physical properties were considered to be contradictory.

【0005】しかしながら、走行時と制動時とではタイ
ヤが周期的変形を受ける際の周波数が大きく異なり、ウ
ィリアムス−ランデル−フェリーの温度換算則により変
形周波数を温度に換算すると、転動抵抗は60℃付近の
tanδ(損失係数:ヒステリシスロスの尺度)と、ウェ
ットグリップ性は0℃付近のtanδと、またアイスグリ
ップ性は−20℃付近のtanδとそれぞれ良い相関が得
られることが知られている。したがって、低転動抵抗、
高ウェットグリップ性および高アイスグリップ性を同時
に満たすためには、0℃および−20℃付近の低温にお
けるtanδを大きくし、60℃付近の高温におけるtanδ
を小さくすればよいことがわかる。
However, the frequency at which the tire undergoes periodic deformation is greatly different between running and braking. When the deformation frequency is converted into temperature according to the Williams-Randel-Ferry temperature conversion rule, the rolling resistance is 60 ° C. Nearby
It is known that good correlation is obtained between tan δ (loss coefficient: a measure of hysteresis loss), wet grip property and tan δ near 0 ° C, and ice grip property with tan δ near -20 ° C. Therefore, low rolling resistance,
In order to simultaneously satisfy the high wet grip property and the high ice grip property, tan δ at a low temperature around 0 ° C. and −20 ° C. is increased, and tan δ at a high temperature around 60 ° C.
It can be seen that it is only necessary to reduce.

【0006】従来、トレッドゴム材料に対するこのよう
な要求に対して、例えば溶液重合で得られるブタジエン
部のビニル結合含量が高いポリブタジエンゴムまたはス
チレン/ブタジエン共重合ゴムをベースゴムとして用い
る方法、特定のガラス転移温度を有する多種のゴムをブ
レンドする方法、分子鎖中にスズ−炭素結合を有するポ
リブタジエンゴムまたはスチレン/ブタジエン共重合ゴ
ムや、アミノ基含有ベンゾフェノン類をポリマー鎖に付
加したポリブタジエンゴムまたはスチレン/ブタジエン
共重合ゴムをベースゴムとして用いる方法、さらには改
質カーボンブラックを配合する方法や改質剤を配合する
方法などが提案されている。
Conventionally, to meet such demands for tread rubber materials, for example, a method using a polybutadiene rubber or a styrene / butadiene copolymer rubber having a high vinyl bond content in a butadiene portion obtained by solution polymerization as a base rubber, a specific glass Method of blending various kinds of rubbers having a transition temperature, polybutadiene rubber or styrene / butadiene copolymer rubber having a tin-carbon bond in a molecular chain, polybutadiene rubber or styrene / butadiene having amino group-containing benzophenones added to a polymer chain A method of using a copolymer rubber as a base rubber, a method of blending a modified carbon black, and a method of blending a modifier have been proposed.

【0007】これらの方法のうち、改質剤を添加する方
法は、他の方法に比べて簡単にゴムに諸物性を付与でき
ることや、天然ゴムにも適用できることなどから注目さ
れている。このような改質剤として、特開昭63-23942号
公報や特開平1-247437号公報には、下記一般式(II)で
示されるジニトロジアミン類が提案されている。
Among these methods, the method of adding a modifier has attracted attention because it can easily impart various physical properties to rubber and can be applied to natural rubber as compared with other methods. As such a modifier, dinitrodiamines represented by the following general formula (II) are proposed in JP-A-63-23942 and JP-A-1-247437.

【0008】[0008]

【化3】 Embedded image

【0009】(式中、Xは2価の鎖状脂肪族基、環状脂
肪族基または芳香族基であって、基中にハロゲンまたは
酸素を含むことができ; R1は水素原子、鎖状脂肪族
基、環状脂肪族基または芳香族基であるが、XおよびR
1がいずれも鎖状脂肪族基である場合は、R1を介して窒
素原子同士が互いにさらに連結してもよく; R2およ
びR3はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜1
2のアルキル基であり、R2とR3が結合して環を形成し
てもよい
Wherein X is a divalent linear aliphatic group, a cycloaliphatic group or an aromatic group, which may contain halogen or oxygen; R 1 is a hydrogen atom, a chain An aliphatic group, a cycloaliphatic group or an aromatic group, X and R
When both 1 are chain aliphatic groups, the nitrogen atoms may be further linked to each other via R 1 ; R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a group having 1 to 1 carbon atoms.
And R 2 and R 3 may combine to form a ring . )

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このジニトロジアミン
類は、タイヤ用ゴムの低温特性や発熱性の改良、さらに
は転動抵抗の低下を達成しうる改質剤として知られてい
る。したがってこのジニトロジアミン類は、タイヤ用ゴ
ムへの適用がはかられてきているが、近年厳しさを増し
ているアイスグリップ、ウェットグリップといった低温
特性の一層の向上および低燃費化の要求に対して、さら
なる改良が望まれていた。
These dinitrodiamines are known as modifiers capable of improving the low-temperature properties and heat build-up of rubber for tires and reducing the rolling resistance. Therefore, these dinitrodiamines have been applied to rubber for tires, but in response to demands for further improving low-temperature characteristics such as ice grips and wet grips and increasing fuel efficiency, which have become increasingly severe in recent years. Further improvement was desired.

【0011】このような背景から本発明者らは、前記ジ
ニトロジアミン類による物性向上効果が一層有効に発揮
され、低温特性および転動抵抗においてバランンスのと
れたゴム組成物を開発すべく、鋭意研究を行った結果、
本発明を完成した。
Under these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies in order to develop a rubber composition in which the effects of improving the physical properties of the above-mentioned dinitrodiamines are more effectively exhibited, and which have a good balance in low-temperature characteristics and rolling resistance. As a result,
The present invention has been completed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の変
性スチレン/ブタジエン共重合体、すなわちスチレンと
ブタジエンを共重合させて得られる共重合体の重合末端
に、特定のベンゾフェノン化合物を導入した変性スチレ
ン/ブタジエン共重合体であって、スチレン単位とブタ
ジエン単位の割合が一定範囲にあり、かつ特定のミクロ
構造およびムーニー粘度を有するものを用いることによ
り、前記一般式(II)で示されるジニトロジアミン類の
添加効果が一層有効に発揮され、低温特性および転動抵
抗の優れたゴム組成物が得られることを見出した。
The present inventors have introduced a specific benzophenone compound into the polymerized terminal of a specific modified styrene / butadiene copolymer, that is, a copolymer obtained by copolymerizing styrene and butadiene. By using a modified styrene / butadiene copolymer having a ratio of styrene unit to butadiene unit within a certain range and having a specific microstructure and Mooney viscosity, the modified styrene / butadiene copolymer is represented by the general formula (II). It has been found that the effect of adding dinitrodiamines is more effectively exerted, and a rubber composition having excellent low-temperature properties and rolling resistance can be obtained.

【0013】すなわち本発明は、以下の(A)、
(B)、(C)の各成分を含有してなるゴム組成物を提
供するものである。 (A)スチレンとブタジエンとを共重合させて得られる
共重合体の重合末端に、 一般式(I)
That is, the present invention provides the following (A):
An object of the present invention is to provide a rubber composition containing the components (B) and (C). (A) General formula (I) is added to the polymerization end of a copolymer obtained by copolymerizing styrene and butadiene.

【0014】[0014]

【化4】 Embedded image

【0015】(式中、Qはメチルまたはエチルを表
)で示されるベンゾフェノン化合物が導入されてお
り、 (1)スチレン単位が3〜30重量%、ブタジエン単位
が97〜70重量%であり、 (2)ブタジエン部分のビニル結合量が25重量%以上
であり、かつ (3)ML1+4(100℃)で表されるムーニー粘度が3
0〜80である変性スチレン/ブタジエン共重合体を主
体とする原料ゴム、 (B)カーボンブラック、および(C)前記原料ゴム1
00重量部あたり、0.1〜10重量部のN,N’−ビス
(2−メチル−2−ニトロプロピル)−1,6−ジアミ
ノヘキサン
[0015] (wherein, Q is represented. Methyl or ethyl) are introduced a benzophenone compound represented by the (1) styrene unit 3-30 wt%, the butadiene units is 97 to 70 wt%, (2) The vinyl bond amount of the butadiene portion is 25% by weight or more, and (3) the Mooney viscosity represented by ML 1 + 4 (100 ° C.) is 3
A raw rubber mainly composed of a modified styrene / butadiene copolymer of 0 to 80, (B) carbon black, and (C) the raw rubber 1
0.1 to 10 parts by weight of N, N'-bis per 100 parts by weight
(2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diamido
Nohexane .

【0016】本発明において原料ゴムの主体となるの
は、スチレンとブタジエンとを共重合させて得られる共
重合体の重合末端に、前記一般式(I)で示されるベン
ゾフェノン化合物を導入したものであって、 (1)スチレン単位が3〜30重量%、ブタジエン単位
が97〜70重量%、 (2)ブタジエン部分のビニル結合量が25重量%以
上、そして (3)ML1+4(100℃)で表されるムーニー粘度が3
0〜80の変性スチレン/ブタジエン共重合体である。
In the present invention, the raw material rubber is mainly composed of a copolymer obtained by copolymerizing styrene and butadiene, into which a benzophenone compound represented by the above general formula (I) is introduced at the polymerization terminal. (1) styrene unit is 3 to 30% by weight, butadiene unit is 97 to 70% by weight, (2) butadiene portion has a vinyl bond amount of 25% by weight or more, and (3) ML 1 + 4 (100 ° C. ) Is 3
0-80 modified styrene / butadiene copolymer.

【0017】ここで、スチレン単位が3重量%未満で
は、破壊強度が劣り、30重量%を越えると、転動抵抗
が十分に改良されない。またブタジエン部分のビニル結
合量が25重量%を下回ると、ウェットグリップ性能が
劣るので好ましくない。さらには、ML1+4(100℃)
で表されるムーニー粘度が30未満になると、破壊強度
が劣り、一方、このムーニー粘度が80を越えると、加
工性に問題が出てくるので好ましくない。
Here, when the styrene unit is less than 3% by weight, the breaking strength is poor, and when it exceeds 30% by weight, the rolling resistance is not sufficiently improved. On the other hand, when the vinyl bond amount of the butadiene portion is less than 25% by weight, the wet grip performance is inferior, which is not preferable. Furthermore, ML 1 + 4 (100 ° C)
If the Mooney viscosity represented by the formula is less than 30, the breaking strength will be poor, while if the Mooney viscosity exceeds 80, problems will arise in workability, which is not preferred.

【0018】このような変性スチレン/ブタジエン共重
合体は、公知の方法、例えば特開昭59-197443号公報、
特開昭60-8341号公報、特開昭60-8342号公報などに記載
される方法によって製造することができる。すなわち、
炭化水素溶媒中、有機リチウム化合物を重合開始剤とす
る溶液重合法(いわゆるリビング重合法)によりスチレ
ンとブタジエンを共重合させ、得られる共重合体に、前
記一般式(I)で示されるベンゾフェノン化合物を反応
させることによって製造することができる。重合温度
は、目標とするミクロ構造により変化しうるが、経済性
および副反応の観点から、0〜150℃程度が好まし
い。ブタジエン部分のビニル結合量は、エーテルまたは
第三級アミンの如きルイス塩基を用い、それらの種類や
使用量を変化させることにより、あるいは重合温度など
を適宜選択することにより、調節することができる。
Such a modified styrene / butadiene copolymer can be prepared by a known method, for example, as described in JP-A-59-197443,
It can be produced by the methods described in JP-A-60-8341 and JP-A-60-8342. That is,
In a hydrocarbon solvent, styrene and butadiene are copolymerized by a solution polymerization method (a so-called living polymerization method) using an organic lithium compound as a polymerization initiator, and the obtained copolymer is subjected to a benzophenone compound represented by the general formula (I). Can be produced by reacting The polymerization temperature may vary depending on the target microstructure, but is preferably about 0 to 150 ° C from the viewpoint of economy and side reactions. The vinyl bond amount of the butadiene portion can be adjusted by using a Lewis base such as an ether or a tertiary amine and changing the type and amount of use, or by appropriately selecting the polymerization temperature and the like.

【0019】変性反応に用いる前記一般式(I)で示さ
れるベンゾフェノン化合物の量は、重合末端リチウム原
子1当量に対し、0.2〜1.5当量程度の割合が好ましい。
なお、破壊特性や転動抵抗性能の面から、前記一般式
(I)で示されるベンゾフェノン化合物を反応させる前
に、重合末端の一部を、四塩化スズなどのカップリング
性化合物と反応させ、分岐状共重合体を含有させておく
のも有効である。このような分岐状共重合体を形成させ
る場合、四塩化スズなどのカップリング剤は、ベンゾフ
ェノン変性の効果を損なわない程度の量とする必要があ
り、重合末端リチウム原子1当量に対し、通常は0.01〜
0.2当量程度の割合で用いられる。
The amount of the benzophenone compound represented by the general formula (I) used in the modification reaction is preferably about 0.2 to 1.5 equivalents per 1 equivalent of the polymerized lithium atom.
In addition, from the viewpoint of fracture characteristics and rolling resistance performance, before reacting the benzophenone compound represented by the general formula (I), a part of the polymerization terminal is reacted with a coupling compound such as tin tetrachloride, It is also effective to include a branched copolymer. When such a branched copolymer is formed, the amount of the coupling agent such as tin tetrachloride needs to be such that the effect of the benzophenone modification is not impaired. 0.01 ~
Used at a rate of about 0.2 equivalent.

【0020】本発明における原料ゴムは、以上説明した
ような変性スチレン/ブタジエン共重合体を主体とする
ものであるが、この変性共重合体を単独で用いることも
できるし、またこの変性共重合体を50重量%以上含有
し、50重量%までの範囲で他のジエン系ゴムをブレン
ドしたものを用いることもできる。ブレンドするのに適
したジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴ
ム、未変性スチレン/ブタジエン共重合ゴム、ブタジエ
ンゴムなどが挙げられる。これらのジエン系ゴムをブレ
ンドする場合は、原料ゴム全体の重量を基準として5重
量%以上配合するのが好ましく、したがってブレンド系
における好ましい配合割合は、上記変性共重合体50〜
95重量%および他のジエン系ゴム50〜5重量%であ
る。
The raw rubber used in the present invention is mainly composed of the modified styrene / butadiene copolymer as described above. This modified copolymer can be used alone, or the modified copolymer can be used. It is also possible to use one containing at least 50% by weight of the coalesced substance and blending another diene rubber in the range of up to 50% by weight. Suitable diene rubbers for blending include natural rubber, isoprene rubber, unmodified styrene / butadiene copolymer rubber, butadiene rubber, and the like. When these diene rubbers are blended, it is preferable to blend them in an amount of 5% by weight or more based on the total weight of the raw rubber. Therefore, the preferred blending ratio in the blend system is 50 to 50%.
95% by weight and 50 to 5% by weight of another diene rubber.

【0021】本発明で用いるカーボンブラックとして
は、従来より使用されている補強性の異なる種々のカー
ボンブラック、例えば、SAF、ISAF、HAF、F
EF、SRF、GPF、MTなどが挙げられ、その種類
は特に限定されない。なおこれらのなかでも、窒素吸着
比表面積30〜130m2/g程度のカーボンブラック、
例えばISAF、HAF、FEFなどを用いるのが好ま
しい。カーボンブラックの添加量も特に制限されない
が、通常はゴム100重量部あたり10〜150重量部
程度が好ましく、より好ましくはゴム100重量部あた
り10〜80重量部程度である。
As the carbon black used in the present invention, various carbon blacks conventionally used having different reinforcing properties, for example, SAF, ISAF, HAF, F
Examples include EF, SRF, GPF, and MT, and the type is not particularly limited. Among these, carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of about 30 to 130 m 2 / g,
For example, it is preferable to use ISAF, HAF, FEF, or the like. Although the amount of carbon black added is not particularly limited, it is usually preferably about 10 to 150 parts by weight, more preferably about 10 to 80 parts by weight, per 100 parts by weight of rubber.

【0022】本発明で用いるN,N’−ビス(2−メチ
ル−2−ニトロプロピル)−1,6−ジアミノヘキサン
は、以下の化学式で示される化合物である。
The N, N'-bis (2-methyl) used in the present invention
Ru-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane
Is Ru compound der represented by the chemical formula below.

【0023】[0023]

【化5】 上記化学式において、−Zは次の基を表す。Embedded image In the above chemical formula , -Z represents the following group.

【0024】[0024]

【化6】 Embedded image

【0025】N,N’−ビス(2−メチル−2−ニトロ
プロピル)−1,6−ジアミノヘキサンをゴムに配合す
る場合の形態は任意であって、それぞれの化合物単体、
複数化合物の混合体、ゴム物性に影響を与えないクレー
などの担体と混合したもの、さらには後述する各種の配
合剤と混合したものなどの形態がとりうる。したがっ
て、これらのいずれの形でも、変性共重合体ゴムを主体
とする原料ゴムに添加することができる。
N, N′-bis (2-methyl-2-nitro
When propyl) -1,6-diaminohexane is compounded with the rubber, the form is arbitrary, and each compound alone,
It may take the form of a mixture of a plurality of compounds, a mixture with a carrier such as clay that does not affect the physical properties of the rubber, and a mixture with various compounding agents described below. Therefore, any of these forms can be added to the raw rubber mainly composed of the modified copolymer rubber.

【0026】N,N’−ビス(2−メチル−2−ニトロ
プロピル)−1,6−ジアミノヘキサンの使用量は、原
料ゴム100重量部あたり0.1〜10重量部であって、
その量があまり少ないと効果が不十分であり、また多す
ぎても不経済となる。N,N’−ビス(2−メチル−2
−ニトロプロピル)−1,6−ジアミノヘキサンは、好
ましくは原料ゴム100重量部あたり0.2〜3重量部の
範囲で使用される。
N, N′-bis (2-methyl-2-nitro
Propyl) -1,6-diaminohexane is used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber,
If the amount is too small, the effect is insufficient, and if it is too large, it becomes uneconomical. N, N'-bis (2-methyl-2
-Nitropropyl) -1,6-diaminohexane is preferably used in an amount of 0.2 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber.

【0027】また本発明においては、ゴム業界で常用さ
れているその他の各種配合剤も、目的に応じて使用する
ことができる。例えば、クロラニル、1,1−ビス(t
−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロ
ヘキサンのような有機過酸化物、核置換フェノールスル
フィド樹脂のような反応助剤、チアゾール類、チウラム
類、ジチオ酸類、グアニジン類のような各種加硫促進
剤、無水フタル酸、N−(シクロヘキシルチオ)フタル
イミドのようなスコーチリターダー、その他イオウ、充
填剤、ステアリン酸、しゃく解剤、亜鉛華、プロセスオ
イル、加工助剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、ワッ
クスなどが適宜使用される。これら配合剤の種類や量
は、必要に応じて選択することができ、本発明において
特に限定されるものでない。
In the present invention, various other compounding agents commonly used in the rubber industry can be used according to the purpose. For example, chloranil, 1,1-bis (t
-Butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, reaction aids such as nucleus-substituted phenol sulfide resins, and various additives such as thiazoles, thiurams, dithioacids, and guanidines. Sulfuric accelerator, phthalic anhydride, scorch retarder such as N- (cyclohexylthio) phthalimide, other sulfur, filler, stearic acid, peptizer, zinc white, process oil, processing aid, antioxidant, ozone deterioration Inhibitors, waxes and the like are appropriately used. The types and amounts of these compounding agents can be selected as necessary, and are not particularly limited in the present invention.

【0028】なお、一般に天然ゴムや合成ゴムに配合剤
を配合する場合、その配合は基本的に二つの工程で行わ
れる。すなわち、カーボンブラックその他の充填剤、プ
ロセスオイル、ステアリン酸などは、ゴム温度120〜
220℃程度の比較的高温の第一工程で添加され、加硫
促進剤や加硫剤は、ゴム温度40〜120℃程度の比較
的低温の第二工程で添加される。本発明によりN,N’
−ビス(2−メチル−2−ニトロプロピル)−1,6−
ジアミノヘキサンを前記変性共重合体ゴムに配合するに
あたって、その配合時期は特に制限されず、上記第一工
程および第二工程のいずれで配合してもよく、さらには
別の工程で配合してもよい。しかし好ましくは、カーボ
ンブラックなどが配合される第一工程で添加され、その
際の配合温度は、高温であるほうがゴム物性の改良効果
が大きいので、通常140〜200℃程度が好ましく、
さらには170℃以上がより好ましい。
In general, when compounding a compound with natural rubber or synthetic rubber, the compounding is basically performed in two steps. That is, carbon black and other fillers, process oil, stearic acid, etc. have a rubber temperature of 120 to
The vulcanization accelerator and the vulcanizing agent are added in a relatively high temperature first step of about 220 ° C, and the rubber temperature is about 40 to 120 ° C in a relatively low temperature second step. According to the present invention, N, N '
-Bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-
When compounding diaminohexane with the modified copolymer rubber, the compounding time is not particularly limited, and may be compounded in any of the first step and the second step, and may be further compounded in another step. Good. However, preferably, it is added in the first step in which carbon black or the like is blended, and the blending temperature at that time is preferably about 140 to 200 ° C., since a higher temperature has a greater effect of improving rubber physical properties.
More preferably, the temperature is 170 ° C. or higher.

【0029】本発明のゴム組成物は、例えばタイヤの各
種部材、特にトレッド部として好ましく使用される。例
えばこのゴム組成物をトレッド部あるいはその他の部材
に適用し、タイヤ業界で通常行われている方法により成
形して、タイヤとすることができる。
The rubber composition of the present invention is preferably used, for example, as various members of a tire, particularly as a tread portion. For example, the rubber composition is applied to a tread portion or other members, and molded by a method usually used in the tire industry to obtain a tire.

【0030】[0030]

【実施例】次に実施例を示して、本発明をさらに詳細に
説明するが、これらは本発明の好ましい具体例を示すも
のであって、なんら本発明の範囲を限定するものでな
い。なお、以下の例において、量を表す%および部は、
特にことわらないかぎりそれぞれ重量%および重量部を
意味する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are preferred embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention. Note that, in the following examples,% and part representing the amount are:
Unless otherwise specified, it means% by weight and part by weight, respectively.

【0031】実施例で用いたN,N’−ビス(2−メチ
ル−2−ニトロプロピル)−1,6−ジアミノヘキサン
は以下の記号で表示する。
The N, N'-bis (2-methyl
Ru-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane
Is indicated by the following symbols.

【0032】[0032]

【表1】A: N,N′−ビス(2−メチル−2−ニト
ロプロピル)−1,6−ジアミノヘキサン
TABLE 1 A: N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane

【0033】また以下の例において、ゴム物性の試験は
次の方法により行った。 ムーニー粘度 原料ゴムにつき、 JIS K-6300 に準拠して、温度100
℃で測定した。 ムーニースコーチ性 加硫前のゴム配合物につき、 JIS K-6300 に準拠して、
135℃で最低値より5ポイント上昇するまでの時間を
スコーチタイムとした。 Tanδ(損失係数) 岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、静的
歪10%、振動数10Hz、動的歪振幅0.25%の条件で、
60℃、0℃および−20℃における値を測定した。6
0℃におけるtanδは転動抵抗に対応し、値が小さいほ
ど転動抵抗の低下効果が大きいことを意味し、一方、0
℃におけるtanδはウェットグリップ性に対応し、また
−20℃におけるtanδはアイスグリップ性に対応し、
それぞれ値が大きいほどグリップ性の向上効果が大きい
ことを意味する。 引張応力(M300) JIS K-6301 に準拠し、ダンベル状試験片にて測定し
た。
In the following examples, rubber physical properties were tested by the following methods. Mooney viscosity The temperature of raw material rubber is 100 in accordance with JIS K-6300.
Measured in ° C. Mooney scorch property For the rubber compound before vulcanization, in accordance with JIS K-6300,
The time required to rise 5 points above the minimum value at 135 ° C. was defined as the scorch time. Tanδ (Loss coefficient) Using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho, under the conditions of 10% static strain, 10Hz frequency, and 0.25% dynamic strain amplitude,
The values at 60 ° C, 0 ° C and -20 ° C were measured. 6
The tan δ at 0 ° C. corresponds to the rolling resistance. The smaller the value, the greater the effect of lowering the rolling resistance.
The tan δ at ℃ corresponds to the wet grip property, and the tan δ at −20 ° C. corresponds to the ice grip property,
The larger the value, the greater the effect of improving grip. Conforms to tensile stress (M 300) JIS K-6301 , measured at dumbbell-shaped test piece.

【0034】変性スチレン/ブタジエン共重合体ゴムの
合成例 攪拌機およびジャケット付きの反応器を用い、窒素雰囲
気下で、シクロヘキサン、1,3−ブタジエン、テトラ
ヒドロフランおよびスチレンを仕込み、30℃に調節し
たあとn−ブチルリチウムを添加し、重合を開始する。
70℃まで昇温後、2時間重合を行い、重合転化率10
0%に達したあと少量の四塩化スズを加え、70℃で1
5分間カップリング反応を行う。その後4,4′−ビス
(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンを加え、60℃で3
0分間変性反応を行う。得られた共重合体溶液に2,6
−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを添加したあと、ス
チームストリッピングにより脱溶媒し、さらに110℃
の熱ロールで乾燥することにより、変性共重合体を得
る。得られた共重合体のスチレン含量およびビニル結合
量は、赤外分光光度計を用いて測定した。以上の操作に
従って、1,3−ブタジエン、スチレン、テトラヒドロ
フラン、n−ブチルリチウム、四塩化スズおよびベンゾ
フェノン化合物を変量することにより、以下に示す変性
スチレン/ブタジエン共重合体ゴムを製造した。
Synthesis Example of Modified Styrene / Butadiene Copolymer Rubber Using a stirrer and a reactor equipped with a jacket, under a nitrogen atmosphere, cyclohexane, 1,3-butadiene, tetrahydrofuran and styrene were charged, and the temperature was adjusted to 30 ° C. -Butyl lithium is added and the polymerization is started.
After the temperature was raised to 70 ° C, polymerization was carried out for 2 hours, and the polymerization conversion rate was 10
After reaching 0%, a small amount of tin tetrachloride was added.
Perform the coupling reaction for 5 minutes. Thereafter, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone was added, and the mixture was added at 60 ° C for 3 hours.
Perform denaturation reaction for 0 minutes. 2,6 is added to the obtained copolymer solution.
After adding di-t-butyl-p-cresol, the solvent was removed by steam stripping.
To obtain a modified copolymer. The styrene content and vinyl bond amount of the obtained copolymer were measured using an infrared spectrophotometer. The following modified styrene / butadiene copolymer rubber was produced by varying 1,3-butadiene, styrene, tetrahydrofuran, n-butyllithium, tin tetrachloride and a benzophenone compound in accordance with the above operation.

【0035】SBR−1: スチレン含量 24% ビニル結合量 34% ムーニー粘度 45ML1+4(100℃) SBR−2: スチレン含量 15% ビニル結合量 31% ムーニー粘度 51ML1+4(100℃)SBR-1: Styrene content 24% Vinyl bond amount 34% Mooney viscosity 45ML 1 + 4 (100 ° C.) SBR-2: Styrene content 15% Vinyl bond amount 31% Mooney viscosity 51ML 1 + 4 (100 ° C.)

【0036】実施例1Embodiment 1

【0037】[0037]

【表2】 〈配合処方〉 変性スチレン/ブタジエンゴム(SBR−1またはSBR−2) 100部 ISAFブラック(N220) 45部 ステアリン酸 3部 亜 鉛 華 2部 老化防止剤 2部 (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) 加硫促進剤 1部 (N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド) イ オ ウ 2部 ジニトロジアミン類 表3、表4記載 (N,N'- ヒ゛ス (2- メチル -2- ニトロフ゜ロヒ゜ル )-1,6- シ゛アミノヘキサン <Table 2><Blendedformulation> Modified styrene / butadiene rubber (SBR-1 or SBR-2) 100 parts ISAF black (N220) 45 parts Stearic acid 3 parts Zinc zinc 2 parts Antioxidant 2 parts (N-phenyl-) N'-1,3-dimethylbutyl-p-phenylenediamine) Vulcanization accelerator 1 part (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide) Io 2 parts Dinitrodiamine Tables 3 and 4 described ( N, N'- bis (2- methyl- 2- nitropropyl ) -1,6 -diaminohexane )

【0038】バンバリーミキサーとして東洋精機製の2
50mlラボプラストミルを用い、オイルバス温度175
℃で、上記配合処方に基づきスチレン/ブタジエンゴム
に、ジニトロジアミン類(N,N’−ビス(2−メチル
−2−ニトロプロピル)−1,6−ジアミノヘキサ
ン)、カーボンブラック、ステアリン酸および亜鉛華を
投入し、50rpmのミキサー回転数で15分間混練し
た。このときのゴム温度は、165〜193℃であっ
た。
A Banbury mixer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
Using a 50 ml Labo Plastmill, oil bath temperature 175
At room temperature, dinitrodiamines (N, N'-bis (2-methyl) were added to styrene / butadiene rubber based on the above formulation.
-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexa
) , Carbon black, stearic acid and zinc white were charged and kneaded at a mixer rotation speed of 50 rpm for 15 minutes. The rubber temperature at this time was 165 to 193 ° C.

【0039】次にこの配合物をオープンミルに移し、6
0〜70℃の温度で、上記配合処方に示した老化防止
剤、加硫促進剤およびイオウを添加し、混練した。混練
後の試料の一部を前記ムーニースコーチ性の試験に供
し、また混練後の試料の残りは、加硫プレスにより17
0℃で25分間加硫したあと、前記tanδおよび引張応
力の測定に供した。これらの試験結果を、配合処方の変
量値とともに表3および表4に示した。
Next, the composition was transferred to an open mill,
At a temperature of 0 to 70 ° C, the antioxidant, the vulcanization accelerator and the sulfur shown in the above formulation were added and kneaded. A part of the kneaded sample was subjected to the Mooney scorch test, and the rest of the kneaded sample was subjected to a vulcanizing press to obtain 17 parts.
After vulcanization at 0 ° C. for 25 minutes, the tan δ and the tensile stress were measured. The results of these tests are shown in Tables 3 and 4 together with the variable values of the formulation.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】[0041]

【表4】 [Table 4]

【0042】実施例2Embodiment 2

【0043】[0043]

【表5】 〈配合処方〉 変性スチレン/ブタジエンゴム(SBR−1) 70部 天然ゴム(RSS#1)または 30部 ブタジエンゴム(BR01:日本合成ゴム(株)製) HAFブラック(N330) 50部 ステアリン酸 2部 亜 鉛 華 3部 老化防止剤 2部 (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) 加硫促進剤 1部 (N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド) イ オ ウ 2部 ジニトロジアミン類 表6記載 (N,N'- ヒ゛ス (2- メチル -2- ニトロフ゜ロヒ゜ル )-1,6- シ゛アミノヘキサン <Compounding formula> Modified styrene / butadiene rubber (SBR-1) 70 parts Natural rubber (RSS # 1) or 30 parts Butadiene rubber (BR01: manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) HAF black (N330) 50 parts Stearic acid 2 parts Zinc zinc 3 parts Antioxidant 2 parts (N-phenyl-N'-1,3-dimethylbutyl-p-phenylenediamine) Vulcanization accelerator 1 part (N-cyclohexyl-2-benzothiazyl) Sulfenamide) Io 2 parts Dinitrodiamine Table 6 (N, N'- bis (2- methyl- 2- nitropropyl ) -1,6 -diaminohexane )

【0044】原料ゴムを変性スチレン/ブタジエンゴム
と天然ゴムまたはブタジエンゴムとのブレンド系にした
上記配合処方に基づき、実施例1と同様の実験を行っ
た。実験結果を、配合処方の変量値とともに表6に示し
た。
The same experiment as in Example 1 was carried out on the basis of the above-mentioned formulation in which the raw rubber was a blend of modified styrene / butadiene rubber and natural rubber or butadiene rubber. The experimental results are shown in Table 6 together with the variable values of the formulation.

【0045】[0045]

【表6】 [Table 6]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のゴム組成物を採用したタイヤ
は、転動抵抗が小さく、かつ湿潤路面ならびに雪上およ
び氷結路面でのブレーキ制動性に優れたものとなる。す
なわち本発明に従って、特定のスチレン/ブタジエンゴ
ムにN,N’−ビス(2−メチル−2−ニトロプロピ
ル)−1,6−ジアミノヘキサンを配合することによ
り、転動抵抗に対応する60℃付近のtanδを低下させ
るとともに、アイスグリップ性およびウェットグリップ
性に対応する−20℃付近および0℃付近のtanδを上
昇させることができる。またこのようにN,N’−ビス
(2−メチル−2−ニトロプロピル)−1,6−ジアミ
ノヘキサンを配合することにより、機械的強度を向上さ
せることができる。したがってかかるゴム組成物を、タ
イヤ部材、例えばトレッド部に適用した場合には、車の
低燃費化による経済性の改善が期待されるとともに、湿
潤路面ならびに雪上および氷結路面でのブレーキ制動性
の向上による安全性の改善が期待される。
The tire employing the rubber composition of the present invention has low rolling resistance and excellent brake braking performance on wet road surfaces, snowy and icy road surfaces. That is, in accordance with the present invention, certain styrene / butadiene rubbers have N, N'-bis (2-methyl-2-nitroprop
(1) By mixing -1,6-diaminohexane , tan δ around 60 ° C. corresponding to rolling resistance is reduced, and around -20 ° C. and around 0 ° C. corresponding to ice grip property and wet grip property. tanδ can be increased. In addition, N, N'-bis
(2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diamido
By blending nohexane , the mechanical strength can be improved. Therefore, when such a rubber composition is applied to a tire member, for example, a tread portion, improvement in economy due to low fuel consumption of a vehicle is expected, and improvement in brake braking performance on wet road surfaces and on snow and icy road surfaces. Is expected to improve safety.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八児 真一 大阪市此花区春日出中3丁目1番98号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 若槻 築 千葉県市原市姉崎海岸5の1 住友化学 工業株式会社内 (72)発明者 辻 光慈 千葉県市原市姉崎海岸5の1 住友化学 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−150338(JP,A) 特開 昭63−23942(JP,A) 特開 平1−247437(JP,A) 特開 昭61−133245(JP,A) 特開 昭63−191844(JP,A) 特開 昭60−61304(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinichi Yago 3-1-198 Kasuganaka, Konohana-ku, Osaka-shi Within Sumitomo Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Tsuki Wakatsuki 5-1, Anesaki Beach, Ichihara-shi, Chiba Sumitomo Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Kouji Tsuji 5-1, Anesaki Beach, Ichihara City, Chiba Prefecture Sumitomo Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-63-150338 (JP, A) JP-A-63- 23942 (JP, A) JP-A 1-247437 (JP, A) JP-A 61-133245 (JP, A) JP-A 63-191844 (JP, A) JP-A 60-61304 (JP, A)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)スチレンとブタジエンとを共重合さ
せて得られる共重合体の重合末端に、 一般式(I) 【化1】 (式中、Qはメチルまたはエチルを表す)で示される
ベンゾフェノン化合物が導入されており、 (1)スチレン単位が3〜30重量%、ブタジエン単位
が97〜70重量%であり、 (2)ブタジエン部分のビニル結合量が25重量%以上
であり、かつ (3)ML1+4(100℃)で表されるムーニー粘度が3
0〜80である変性スチレン/ブタジエン共重合体を主
体とする原料ゴム、 (B)カーボンブラック、および (C)前記原料ゴム100重量部あたり、0.1〜10重
量部のN,N’−ビス(2−メチル−2−ニトロプロピ
ル)−1,6−ジアミノヘキサンを含有してなることを
特徴とするゴム組成物。
(1) The polymerization terminal of a copolymer obtained by copolymerizing (A) styrene and butadiene has a compound represented by the general formula (I): (Wherein Q represents methyl or ethyl) . (1) Styrene units are 3 to 30% by weight, butadiene units are 97 to 70% by weight, (2) The butadiene moiety has a vinyl bond amount of 25% by weight or more, and (3) a Mooney viscosity represented by ML 1 + 4 (100 ° C.) of 3
(B) carbon black, and (C) 0.1 to 10 parts by weight of N, N'-bis () per 100 parts by weight of the raw rubber, the raw material rubber being mainly composed of a modified styrene / butadiene copolymer of 0 to 80. A rubber composition comprising (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-diaminohexane.
【請求項2】原料ゴムが、実質的に前記変性スチレン/
ブタジエン共重合体からなる請求項1記載のゴム組成
物。
2. The method according to claim 1, wherein the raw material rubber is substantially the modified styrene /
The rubber composition according to claim 1, comprising a butadiene copolymer.
【請求項3】原料ゴムが、前記変性スチレン/ブタジエ
ン共重合体50重量%以上、および他のジエン系ゴム5
0重量%以下からなる請求項1記載のゴム組成物。
3. The raw material rubber contains at least 50% by weight of the modified styrene / butadiene copolymer and other diene rubbers.
2. The rubber composition according to claim 1, comprising 0% by weight or less.
【請求項4】原料ゴムが、前記変性スチレン/ブタジエ
ン共重合体50〜95重量%、および他のジエン系ゴム
50〜5重量%のブレンド系である請求項3記載のゴム
組成物。
4. The rubber composition according to claim 3, wherein the raw material rubber is a blend of 50 to 95% by weight of the modified styrene / butadiene copolymer and 50 to 5% by weight of another diene rubber.
【請求項5】他のジエン系ゴムが、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、未変性スチレン/ブタジエン共重合ゴム、およ
びブタジエンゴムから選ばれる請求項3または4記載の
ゴム組成物。
5. The rubber composition according to claim 3, wherein the other diene rubber is selected from natural rubber, isoprene rubber, unmodified styrene / butadiene copolymer rubber, and butadiene rubber.
【請求項6】カーボンブラックの量が、原料ゴム100
重量部あたり10〜150重量部である請求項1〜5の
いずれかに記載のゴム組成物。
6. The amount of the raw rubber 100
The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount is 10 to 150 parts by weight per part by weight.
【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成
物から製造されたタイヤ。
7. A tire produced from the rubber composition according to claim 1.
【請求項8】当該ゴム組成物をトレッド部に用いた請求
項7記載のタイヤ。
8. The tire according to claim 7, wherein said rubber composition is used in a tread portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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