JP5474334B2 - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、発熱性を改良することができるゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition capable of improving heat build-up, and a pneumatic tire using the rubber composition.
自動車の低燃費化の要求は近年ますます高まり、タイヤの転がり抵抗を低減することが強く求められている。転がり抵抗は、ゴム組成物の発熱性と関係することが知られている。そのため、ゴム組成物のヒステリシスロスを低減すること、すなわち、損失係数(tanδ)を低く抑えることが、低燃費化には効果的である。 In recent years, the demand for lower fuel consumption of automobiles has been increasing, and there is a strong demand for reducing the rolling resistance of tires. It is known that the rolling resistance is related to the exothermic property of the rubber composition. Therefore, reducing the hysteresis loss of the rubber composition, that is, suppressing the loss factor (tan δ) to be low is effective in reducing fuel consumption.
かかる要求に応えるため、スチレン−ブタジエンゴムなどのジエン系合成ゴムにおいて、ポリマー製造時に変性基を添加して、変性ポリマーを作成することが知られている。変性ジエン系ゴムは、未変性ジエン系ゴムに対して、カーボンブラックやシリカ等のフィラーとの親和性を向上させ、反応性を高めることができる。そのため、発熱を抑えて低燃費性を向上させることができる。しかしながら、この手法は、一般にアニオン重合下でしか実施することができず、そのため、ポリマー種がスチレン−ブタジエンゴムやシス含量が低いブタジエンゴムに限定されてしまう。従って、低燃費性は改善することができるものの、補強性が低くなるというデメリットがある。 In order to meet such a requirement, it is known that a modified polymer is prepared by adding a modifying group to a diene synthetic rubber such as styrene-butadiene rubber at the time of polymer production. The modified diene rubber can improve the affinity with an unmodified diene rubber with a filler such as carbon black or silica, and can increase the reactivity. Therefore, heat generation can be suppressed and fuel efficiency can be improved. However, this technique can generally only be carried out under anionic polymerization, so that the polymer species are limited to styrene-butadiene rubber and butadiene rubber with a low cis content. Therefore, although the fuel efficiency can be improved, there is a demerit that the reinforcing property is lowered.
下記特許文献1及び2には、天然ゴム系組成物においてフィラーの分散性を向上するため、天然ゴムラテックスに極性基含有単量体をグラフト重合してなる変性天然ゴムと、スチレン−ブタジエンゴム又はブタジエンゴムを3級アミノ基で変性してなる変性ジエン系合成ゴムとをブレンドして用いることが開示されている。これら文献では、上記極性基として種々列挙されているが、実際に実施例で用いられているのは3級アミノ基であり、従って、3級アミノ基で変性された変性天然ゴムと3級アミノ基で変性された変性ジエン系合成ゴムとの組み合わせを開示したにすぎない。 In Patent Documents 1 and 2 below, in order to improve the dispersibility of the filler in the natural rubber composition, a modified natural rubber obtained by graft polymerization of a polar group-containing monomer on a natural rubber latex, and a styrene-butadiene rubber or It is disclosed that a butadiene rubber is blended with a modified diene-based synthetic rubber obtained by modifying a tertiary amino group. In these documents, various types of polar groups are listed, but the actual amino acids used in the examples are tertiary amino groups. Therefore, modified natural rubbers and tertiary amino groups modified with tertiary amino groups are used. Only a combination with a modified diene-based synthetic rubber modified with a group is disclosed.
また、下記特許文献3には、アミノ基が導入されたジエン系ゴムと、水酸基及び/又はエポキシ基が導入されたジエン系ゴムとをブレンドして用いることが開示されている。しかしながら、この文献は、変性ジエン系ゴムとしてスチレン−ブタジエンゴムやブタジエンゴムを対象としたものであり、エポキシ化天然ゴムとの組み合わせついては開示されていない。 Patent Document 3 below discloses that a diene rubber having an amino group introduced therein is blended with a diene rubber having a hydroxyl group and / or an epoxy group introduced therein. However, this document is directed to styrene-butadiene rubber or butadiene rubber as a modified diene rubber and does not disclose a combination with an epoxidized natural rubber.
また、上記文献1〜3はいずれも、単にシリカやカーボンブラック等のフィラーの分散性を向上するために、フィラーと相互作用のある官能基を導入した変性ジエン系ゴムをブレンドして用いることを開示したにすぎないものである。 In addition, all of the above documents 1 to 3 use a blend of a modified diene rubber in which a functional group that interacts with a filler is introduced in order to improve the dispersibility of a filler such as silica or carbon black. It is only disclosed.
一方、下記特許文献4には、セルフ架橋性を有するゴム組成物として、エポキシ化天然ゴムとクロロスルホン化ポリエチレンをブレンドすることが開示されているが、ジエン系ゴムポリマー同士の組み合わせではなく、また、低発熱性と補強性を両立させる点についても沈黙している。
本発明は、以上の点に鑑み、補強性を損なうことなく低発熱性を改良することができるジエン系ゴムポリマーからなるゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a rubber composition comprising a diene rubber polymer capable of improving low heat buildup without impairing reinforcing properties, and a pneumatic tire using the rubber composition. With the goal.
本発明に係る空気入りタイヤは、エポキシ化率が20〜60モル%のエポキシ化天然ゴム(A)と、カルボキシル基、水酸基およびアミノ基から選ばれる少なくとも一種の官能基が導入されたジエン系ゴムポリマー(B)と、を含有するゴム組成物を、タイヤの少なくとも一部に使用したものである。 The pneumatic tire according to the present invention includes an epoxidized natural rubber (A) having an epoxidation rate of 20 to 60 mol%, and a diene rubber in which at least one functional group selected from a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group is introduced. A rubber composition containing a polymer (B) is used for at least a part of a tire .
本発明によれば、ゴム成分として、上記エポキシ化天然ゴム(A)と上記特定の官能基を有するジエン系ゴムポリマー(B)を組み合わせて用いることにより、補強性を損なうことなく、低発熱性を改良することができる。これは、上記各ポリマーの官能基それぞれによるフィラーの分散性向上効果とともに、エポキシ化天然ゴム(A)のエポキシ基と、ジエン系ゴムポリマー(B)のカルボキシル基、水酸基又はアミノ基とが、反応することにより、両ポリマーが架橋されて、変性ポリマーを用いることによる上記従来の補強性の低下を補うことができるためと考えられる。このように補強性を損なうことなく低発熱性を改良することができるので、タイヤに用いた場合に、補強性を維持しつつ、転がり抵抗を低減して低燃費性を向上することができる。 According to the present invention, by using the epoxidized natural rubber (A) and the diene rubber polymer (B) having the specific functional group as a rubber component in combination, low exothermicity is obtained without impairing the reinforcing property. Can be improved. This is because the epoxy group of the epoxidized natural rubber (A) reacts with the carboxyl group, hydroxyl group or amino group of the diene rubber polymer (B) together with the effect of improving the dispersibility of the filler due to each functional group of each polymer. By doing so, it is considered that both the polymers are cross-linked and the above-described decrease in the conventional reinforcing property due to the use of the modified polymer can be compensated. Thus, since low exothermic property can be improved without impairing the reinforcing property, when used in a tire, the rolling resistance can be reduced and the fuel efficiency can be improved while maintaining the reinforcing property.
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。 Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、エポキシ化率が20〜60モル%のエポキシ化天然ゴム(A)と、カルボキシル基、水酸基およびアミノ基から選ばれる少なくとも一種の官能基が導入されたジエン系ゴムポリマー(B)とを併用してなるものである。 In the rubber composition according to the present invention, an epoxidized natural rubber (A) having an epoxidation rate of 20 to 60 mol% and at least one functional group selected from a carboxyl group, a hydroxyl group and an amino group are introduced as a rubber component. The diene rubber polymer (B) is used in combination.
エポキシ化天然ゴム(A)は、天然ゴムの主鎖の二重結合にエポキシ基が導入されたものであり、例えば、天然ゴムラテックスに過酢酸を反応させることにより得ることができる。 Epoxidized natural rubber (A) is obtained by introducing an epoxy group into the double bond of the main chain of natural rubber, and can be obtained, for example, by reacting natural rubber latex with peracetic acid.
エポキシ化天然ゴム(A)としては、エポキシ化率が20〜60モル%のものが用いられる。エポキシ化率が20モル%未満では、シリカ等のフィラーとの親和性が不十分となるだけでなく、ジエン系ゴムポリマー(B)との反応による補強性と低発熱性の改良効果も不十分となる。エポキシ化率が60モル%を超えると、加工性が悪化する。エポキシ化率は、より好ましくは20〜30モル%であり、これにより低発熱性の改良効果をより高めることができる。なお、エポキシ化率とは、エポキシ化前の天然ゴムの全二重結合に対する変性率をいう。 As the epoxidized natural rubber (A), those having an epoxidation rate of 20 to 60 mol% are used. When the epoxidation rate is less than 20 mol%, not only the affinity with a filler such as silica is insufficient, but also the reinforcing effect by reaction with the diene rubber polymer (B) and the improvement effect of low heat generation are insufficient. It becomes. When the epoxidation rate exceeds 60 mol%, workability deteriorates. The epoxidation rate is more preferably 20 to 30 mol%, whereby the effect of improving low heat buildup can be further enhanced. The epoxidation rate means a modification rate with respect to the full double bond of natural rubber before epoxidation.
上記ジエン系ゴムポリマー(B)は、カルボキシル基と水酸基とアミノ基のいずれかを有する変性ジエン系ポリマーである。このようなエポキシ基に対して反応性を有する官能基を導入したジエン系ゴムポリマー(B)を、上記エポキシ化天然ゴム(A)に組み合わせることにより、補強性を損なうことなく低発熱性を改良することができる。なお、ジエン系ゴムポリマー(B)としては、カルボキシル基を含有するジエン系ポリマー単独、水酸基を含有するジエン系ポリマー単独、アミノ基を含有するジエン系ポリマー単独の他、これら官能基を2種以上含有するジエン系ポリマー単独、更には、これら各ポリマーを2種以上併用してもよい。 The diene rubber polymer (B) is a modified diene polymer having any of a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group. By combining the diene rubber polymer (B) with a functional group reactive to the epoxy group with the epoxidized natural rubber (A), the low heat build-up is improved without impairing the reinforcement. can do. The diene rubber polymer (B) includes a diene polymer containing a carboxyl group alone, a diene polymer containing a hydroxyl group alone, a diene polymer containing an amino group alone, and two or more of these functional groups. A diene polymer contained alone, or two or more of these polymers may be used in combination.
該ジエン系ゴムポリマー(B)において、ベースとなるポリマー種類としては、ジエン系ポリマーである限り、特に限定されず、種々のジエン系合成ポリマーが挙げられる。ジエン系合成ポリマーとしては、共役ジエン系単量体の重合体、又は、共役ジエン系単量体と芳香族ビニル系単量体との共重合体が挙げられる。共役ジエン系単量体としては、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等が挙げられ、特に1,3−ブタジエン、イソプレンが好適である。また、芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、o−、m−又はp−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられ、特にスチレンが好適である。ポリマー種類として、具体的には、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、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等が挙げられ、より好ましくはSBR、BRである。 In the diene rubber polymer (B), the type of polymer serving as a base is not particularly limited as long as it is a diene polymer, and various diene synthetic polymers may be mentioned. Examples of the diene-based synthetic polymer include a polymer of a conjugated diene monomer or a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer. Examples of the conjugated diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethylbutadiene, and 1,3-butadiene and isoprene are particularly preferable. Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, o-, m- or p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, vinylnaphthalene and the like, and styrene is particularly preferable. Specific examples of the polymer include styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, and the like. More preferred are SBR and BR.
カルボキシル基や水酸基、アミノ基を含有するジエン系ポリマー自体は公知であり、その製造方法等は限定されるものではない。例えば、アニオン重合で合成されたポリマーを変性剤で変性することで、カルボキシル基やアミノ基、水酸基を導入してもよく、あるいはまた、乳化重合によりカルボキシル基やアミノ基、水酸基を有する単量体を用いて、ベースポリマーの単量体とともに共重合することでポリマー鎖に導入してもよい。 The diene polymer itself containing a carboxyl group, a hydroxyl group, or an amino group is known, and its production method is not limited. For example, a carboxyl group, an amino group, or a hydroxyl group may be introduced by modifying a polymer synthesized by anionic polymerization with a modifying agent, or a monomer having a carboxyl group, an amino group, or a hydroxyl group by emulsion polymerization. May be introduced into the polymer chain by copolymerizing with the monomer of the base polymer.
カルボキシル基(−COOH)を含有するカルボキシル基変性ジエン系ゴムポリマーの製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、特開平5−255408号公報等に開示されているように、炭化水素溶媒中、アルキルリチウム触媒を開始剤として共役ジエン系単量体を重合し、活性リビング末端と二酸化炭素を反応させることで、ポリマー末端にカルボキシル基を導入することができる。また、1,2−二重結合を有するポリブタジエンにチオグリコール酸を付加させる等により、ポリマー主鎖中にカルボキシル基を導入してもよい。 A method for producing a carboxyl group-modified diene rubber polymer containing a carboxyl group (—COOH) is not particularly limited. For example, as disclosed in JP-A-5-255408, a hydrocarbon is used. In the solvent, a conjugated diene monomer is polymerized using an alkyl lithium catalyst as an initiator, and the active living end and carbon dioxide are reacted to introduce a carboxyl group into the polymer end. Further, a carboxyl group may be introduced into the polymer main chain by adding thioglycolic acid to polybutadiene having a 1,2-double bond.
水酸基を含有する水酸基変性ジエン系ゴムポリマーの製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、WO96/23027等が開示された方法が挙げられる。 A method for producing a hydroxyl group-modified diene rubber polymer containing a hydroxyl group is not particularly limited, and examples thereof include a method disclosed in WO96 / 23027.
アミノ基を含有するアミノ基変性ジエン系ゴムポリマーの製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、WO03/029299や特開平9−71687号公報等に開示された方法が挙げられる。該アミノ基としては、1級アミノ基だけでなく、2級もしくは3級アミノ基でもよい。 The production method of the amino group-modified diene rubber polymer containing an amino group is not particularly limited, and examples thereof include methods disclosed in WO 03/029299 and JP-A-9-71687. The amino group may be not only a primary amino group but also a secondary or tertiary amino group.
ジエン系ゴムポリマー(B)の官能基は、上記の中でも、カルボキシル基及び/又は水酸基が、低発熱性の向上効果により優れるという点から好ましく、より好ましくはカルボキシル基である。 Among the above, the functional group of the diene rubber polymer (B) is preferably a carboxyl group and / or a hydroxyl group, more preferably a carboxyl group, from the viewpoint of an excellent effect of improving low heat build-up.
上記エポキシ化天然ゴム(A)とジエン系ゴムポリマー(B)の配合比は、ゴム成分100重量部中、エポキシ化天然ゴム(A)20〜80重量部と、ジエン系ゴムポリマー(B)80〜20重量部であることが好ましい。いずれか一方のポリマーの配合量が20重量部未満では、他方のポリマーとの反応による補強性の改善効果が小さくなる。 The blending ratio of the epoxidized natural rubber (A) and the diene rubber polymer (B) is 20 to 80 parts by weight of the epoxidized natural rubber (A) and 100 parts by weight of the diene rubber polymer (B) 80 in 100 parts by weight of the rubber component. It is preferable that it is -20 weight part. When the blending amount of any one of the polymers is less than 20 parts by weight, the effect of improving the reinforcing property due to the reaction with the other polymer becomes small.
本発明のゴム組成物には、ゴム成分として、上記エポキシ化天然ゴム(A)とジエン系ゴムポリマー(B)以外の他のジエン系ゴムを、本発明の効果を損なわない範囲内でブレンドしてもよい。そのような他のジエン系ゴムとしては、未変性の各種ジエン系ゴムが挙げられ、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、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などである。 In the rubber composition of the present invention, a diene rubber other than the epoxidized natural rubber (A) and the diene rubber polymer (B) is blended as a rubber component within a range not impairing the effects of the present invention. May be. Examples of such other diene rubbers include various unmodified diene rubbers such as natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, polybutadiene rubber, styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene. Copolymer rubber and the like.
本発明のゴム組成物には、シリカ及び/又はカーボンブラックからなるフィラーを配合してもよい。シリカとカーボンブラックはそれぞれ単独で用いても併用してもよい。フィラーの配合量は特に限定されないが、ゴム成分100重量部に対して20〜200重量部であることが好ましく、より好ましくは50〜100重量部である。 You may mix | blend the filler which consists of a silica and / or carbon black with the rubber composition of this invention. Silica and carbon black may be used alone or in combination. Although the compounding quantity of a filler is not specifically limited, It is preferable that it is 20-200 weight part with respect to 100 weight part of rubber components, More preferably, it is 50-100 weight part.
カーボンブラックとしては、特に制限されず、例えば、窒素吸着比表面積(BET)が25〜160m2/gのコロイダル特性を有するカーボンブラックを使用できる。ここで、カーボンブラックの窒素吸着比表面積はJIS K6217−2に準拠して測定される値である。このようなカーボンブラックとしては、ASTMナンバーのN110、N220、N330、N550、N660などの各種グレードが挙げられる。 The carbon black is not particularly limited, and for example, carbon black having colloidal characteristics having a nitrogen adsorption specific surface area (BET) of 25 to 160 m 2 / g can be used. Here, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is a value measured according to JIS K6217-2. Examples of such carbon black include various grades such as ASTM numbers N110, N220, N330, N550, and N660.
また、シリカとしては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも破壊特性と低転がり抵抗の両立する湿式シリカが好ましく、また生産性に優れる点からも好ましい。コロイダル特性としては特に限定されないが、例えば、窒素吸着比表面積(BET)が100〜300m2/gであることが好ましい。なお、シリカのBETはISO 5794に記載のBET法に記載の方法に準拠し測定される。 Examples of silica include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like. Among them, wet silica having both fracture characteristics and low rolling resistance is used. It is also preferable from the viewpoint of excellent productivity. Although it does not specifically limit as a colloidal characteristic, For example, it is preferable that nitrogen adsorption specific surface area (BET) is 100-300 m < 2 > / g. The BET of silica is measured according to the method described in the BET method described in ISO 5794.
シリカを用いる場合、前記シリカ量に対して2〜20重量%のシランカップリング剤を使用することが好ましく、より好ましくは5〜15重量%の範囲で使用される。シランカップリング剤としては、特に限定するものではないが、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド等のスルフィドシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン等の保護化メルカプトシランなどが挙げられる。 When using silica, it is preferable to use 2-20 weight% of silane coupling agents with respect to the amount of silica, more preferably 5-15 weight%. The silane coupling agent is not particularly limited. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetra Examples include sulfide silanes such as sulfide, and protected mercaptosilanes such as 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane and 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane.
本発明のゴム組成物には、上記成分の他に、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、樹脂類など、一般にゴム組成物において使用される各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で限定なく使用することができる。該ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやロール、ニーダー等の混合機を用いて混練し作成することができる。 In addition to the above components, the rubber composition of the present invention generally includes a process oil, zinc white, stearic acid, wax, anti-aging agent, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, vulcanizing aid, resins and the like. Various additives used in the composition can be used without limitation as long as the effects of the present invention are not impaired. The rubber composition can be prepared by kneading using a commonly used Banbury mixer, a mixer such as a roll or a kneader.
ゴム組成物の用途は、特に限定されないが、トレッドやサイドウォール、ベルトやプライのトッピングゴム、ビードフィラー、リムストリップ等のタイヤ、コンベアベルト、防振ゴムなどの各種用途が挙げられる。該ゴム組成物をタイヤに用いる場合、常法に従い、例えば140〜200℃で加硫成形することにより、各種空気入りタイヤのゴム部分(トレッドゴムなど)を構成することができる。 The use of the rubber composition is not particularly limited, and examples thereof include various uses such as treads and sidewalls, belts and ply topping rubbers, tires such as bead fillers and rim strips, conveyor belts, and vibration-proof rubbers. When the rubber composition is used for a tire, rubber portions (tread rubber and the like) of various pneumatic tires can be constituted by vulcanization molding at, for example, 140 to 200 ° C. according to a conventional method.
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 will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
容量1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーを使用し、下記表1〜4に示す配合に従い、実施例及び比較例のタイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。表1〜4中の各成分の詳細は、以下の通りである。 Using a closed banbury mixer with a capacity of 1.7 liters, rubber compositions for tire treads of Examples and Comparative Examples were prepared according to the formulations shown in Tables 1 to 4 below. The detail of each component in Tables 1-4 is as follows.
・ENR25:エポキシ化率が25モル%のエポキシ化天然ゴム、クンプーランガスリー社製「ENR25」、
・ENR50:エポキシ化率が50モル%のエポキシ化天然ゴム、クンプーランガスリー社製「ENR50」、
・NR:未変性の天然ゴム、RSS#3、
・未変性SBR1:アニオン重合で合成された未変性のスチレン−ブタジエンゴム、ランクセス社製「VSL5025−2HM」(スチレン量=24重量%、ビニル含量=63重量%)、
・変性SBR1:アニオン重合で合成されたカルボキシル基を有する変性スチレン−ブタジエンゴム、ランクセス社製「PBR4003」(スチレン量=24重量%、ビニル含量=63重量%)、
・未変性SBR2:未変性のスチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン株式会社製「SBR1721」(スチレン量=40重量%、ビニル含量=18重量%)、
・変性SBR2:アミノ基を有する変性スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン株式会社製「#9590」(スチレン量=40重量%、ビニル含量=18重量%)、
・未変性BR1:アニオン重合で合成された未変性のポリブタジエンゴム、旭化成株式会社製「ジエンNF35R」(シス1,4含量=32重量%)、
・変性BR1:アニオン重合で合成された水酸基を有する変性ポリブタジエンゴム、旭化成株式会社製「タフデンE40」(シス1,4含量=32重量%)。
-ENR25: Epoxidized natural rubber having an epoxidation rate of 25 mol%, "ENR25" manufactured by Kungpu Langley
ENR50: epoxidized natural rubber having an epoxidation rate of 50 mol%, “ENR50” manufactured by Kunpu Langley
NR: unmodified natural rubber, RSS # 3,
Unmodified SBR1: Unmodified styrene-butadiene rubber synthesized by anionic polymerization, “VSL5025-2HM” manufactured by LANXESS (styrene content = 24 wt%, vinyl content = 63 wt%),
Modified SBR1: modified styrene-butadiene rubber having a carboxyl group synthesized by anionic polymerization, “PBR4003” manufactured by LANXESS (styrene content = 24 wt%, vinyl content = 63 wt%),
Unmodified SBR2: Unmodified styrene-butadiene rubber, “SBR1721” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (styrene content = 40 wt%, vinyl content = 18 wt%),
Modified SBR2: modified styrene-butadiene rubber having amino group, “# 9590” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (styrene content = 40 wt%, vinyl content = 18 wt%),
Unmodified BR1: Unmodified polybutadiene rubber synthesized by anionic polymerization, “Diene NF35R” (cis 1,4 content = 32 wt%) manufactured by Asahi Kasei Corporation,
Modified BR1: Modified polybutadiene rubber having a hydroxyl group synthesized by anionic polymerization, “Tuffden E40” (cis 1,4 content = 32 wt%) manufactured by Asahi Kasei Corporation.
なお、未変性SBR1と変性SBR1、未変性SBR2と変性SBR2、及び、未変性BR1と変性BR1は、それぞれ、実質的に変性の有無だけが相違するポリマーである。 The unmodified SBR1 and the modified SBR1, the unmodified SBR2 and the modified SBR2, and the unmodified BR1 and the modified BR1 are polymers that are substantially different only in the presence or absence of modification.
各ゴム組成物には、共通配合として、ゴム成分100重量部に対し、シリカ(エボニック社製「ウルトラジル7000GR」、BET=170m2/g)75重量部、シランカップリング剤(エボニック社製「Si69」)5.6重量部、鉱物油(アロマオイル、JOMO製「X−140」)30重量部、老化防止剤(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、大内新興化学工業株式会社製「ノクラック6C」)2重量部、ステアリン酸(花王株式会社製「工業用ステアリン酸」)2重量部、酸化亜鉛(三井金属鉱業株式会社製「1号亜鉛華」)3重量部、パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製「オゾエース0355」)2重量部、加硫促進剤(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーNS−P」)1.5重量部、硫黄(鶴見化学工業株式会社製「5%油処理粉末硫黄」)2重量部を配合した。 In each rubber composition, as a common formulation, 75 parts by weight of silica (“Ultrasil 7000GR” manufactured by Evonik, BET = 170 m 2 / g) is added to 100 parts by weight of the rubber component, and a silane coupling agent (Evonik “ Si69 ") 5.6 parts by weight, mineral oil (aromatic oil," X-140 "manufactured by JOMO) 30 parts by weight, anti-aging agent (N-phenyl-N '-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylene Diamine, 2 parts by weight of “Nocrack 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., 2 parts by weight of stearic acid (“industrial stearic acid” manufactured by Kao Corporation), zinc oxide (“No. 1 zinc manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd.) "Hana") 3 parts by weight, paraffin wax (Nippon Seiwa Co., Ltd. "Ozoace 0355") 2 parts by weight, vulcanization accelerator (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfur) N'amido, Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. "NOCCELER NS-P"), 1.5 parts by weight of sulfur (Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. "5% oil treated powder sulfur") was blended 2 weight parts.
得られた各ゴム組成物について、160℃×30分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、低発熱性の指標としてtanδと、補強性の指標として破断強度を下記方法により測定した。 Each rubber composition obtained was vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes to prepare a test piece having a predetermined shape. Using the obtained test piece, tan δ as a low heat generation index and a reinforcing index The breaking strength was measured by the following method.
・tanδ:JIS K6394に準じて、周波数10Hz、動歪み2%、70℃の条件でtanδを測定し、表1では比較例1の値を、表2では比較例5の値を、表3では比較例8の値を、表4では比較例11の値を、それぞれ100とした指数で表示した。数値が小さいほど、tanδが小さく、従って発熱しにくく良好である。 Tan δ: According to JIS K6394, tan δ was measured under the conditions of frequency 10 Hz, dynamic strain 2%, 70 ° C., Table 1 shows the values of Comparative Example 1, Table 2 shows the values of Comparative Example 5, and Table 3 shows the values. The values of Comparative Example 8 are shown in Table 4 as indices with the value of Comparative Example 11 as 100. The smaller the numerical value, the smaller the tan δ.
・破断強度:JIS K6251に準じて、引張試験(ダンベル状3号形)を実施して引っ張り強さを測定し、表1では比較例1の値を、表2では比較例5の値を、表3では比較例8の値を、表4では比較例11の値を、それぞれ100とした指数で表示した。数値が大きいほど、破断強度が大きく、補強性に優れることを示す。 -Breaking strength: According to JIS K6251, a tensile test (dumbbell shape No. 3) was carried out to measure the tensile strength. Table 1 shows the values of Comparative Example 1, Table 2 shows the values of Comparative Example 5, In Table 3, the value of Comparative Example 8 is displayed as an index, and in Table 4, the value of Comparative Example 11 is expressed as an index of 100, respectively. The larger the value, the greater the breaking strength and the better the reinforcement.
結果は表1〜4に示すとおりである。未変性ゴム同士を組み合わせた比較例1,5,8,11に対して、カルボキシル基や水酸基、アミノ基で変性したジエン系ゴムポリマーを未変性天然ゴムと組み合わせた比較例2,6,9,12では、低発熱性は改良されたものの、補強性が低下していた。また、エポキシ化天然ゴムを未変性のジエン系ゴムポリマーと組み合わせた比較例3,4,7,10,13では、低発熱性と補強性の双方が低下していた。これに対し、エポキシ化天然ゴムと上記特定の官能基で変性したジエン系ゴムポリマーとを組み合わせた実施例1〜5であると、比較例1,5,8,11に対して、補強性を維持しながら、低発熱性が大幅に改良されていた。
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