JP5944778B2 - Rubber composition for tread and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、トレッド用ゴム組成物及びそれを用いて作製した空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a rubber composition for a tread and a pneumatic tire produced using the rubber composition.
近年、環境問題への関心の高まりから、自動車に対して低燃費化の要求が強くなっており、自動車用タイヤに用いるゴム組成物に対しても、低燃費性に優れることが求められている。自動車タイヤ用のゴム組成物としては、ポリブタジエンやブタジエン−スチレン共重合体等の共役ジエン系重合体と、カーボンブラックやシリカ等の充填剤とを含有するゴム組成物等が用いられている。 In recent years, due to increasing interest in environmental issues, there has been a strong demand for lower fuel consumption for automobiles, and rubber compositions used for automobile tires are also required to have excellent fuel efficiency. . As a rubber composition for an automobile tire, a rubber composition containing a conjugated diene polymer such as polybutadiene or butadiene-styrene copolymer and a filler such as carbon black or silica is used.
低燃費性を改善する方法として、例えば、特許文献1では、アミノ基及びアルコキシ基を含有する有機ケイ素化合物で変性されたジエン系ゴム(変性ゴム)を用いる方法が提案されている。しかし、変性ゴムを使用すると、加工性が低下する傾向があるという点で改善の余地がある。また、自動車タイヤ用のゴム組成物に要求される性能としては、ウェットグリップ性能や耐摩耗性も挙げられるが、これらの性能も一般的に低燃費性と背反する関係にある。そのため、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性をバランス良く改善する方法が求められている。 As a method for improving fuel economy, for example, Patent Document 1 proposes a method using a diene rubber (modified rubber) modified with an organosilicon compound containing an amino group and an alkoxy group. However, when modified rubber is used, there is room for improvement in that the processability tends to decrease. Further, the performance required for the rubber composition for automobile tires includes wet grip performance and wear resistance, and these performances are generally in contradiction with low fuel consumption. Therefore, a method for improving the fuel economy, wet grip performance, wear resistance and workability in a well-balanced manner is required.
本発明は、前記課題を解決し、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性をバランス良く改善できるトレッド用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a rubber composition for a tread that can improve fuel economy, wet grip performance, and wear resistance in a well-balanced manner, and a pneumatic tire using the same.
ゴム成分と、窒素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカ(1)と、窒素吸着比表面積が180m2/g以上のシリカ(2)とを含有し、
前記ゴム成分100質量%中、炭化水素溶媒中において、ルイス塩基性化合物と共存下で、共役ジエンモノマー又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをアルカリ金属系触媒を用いて重合させることにより得られるアルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体に対して、下記式(I)で表される化合物を反応させた変性ジエン系重合体ゴムの含有量が5質量%以上であり、
前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカ(1)及び(2)の合計含有量が10〜150質量部であり、
前記シリカ(1)及び(2)の含有量が以下の式を満たすトレッド用ゴム組成物に関する。
(シリカ(1)の含有量)×0.2≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×6.5
It is obtained by polymerizing a conjugated diene monomer or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer in an hydrocarbon solvent in the presence of a Lewis basic compound in 100% by mass of the rubber component using an alkali metal catalyst. The content of the modified diene polymer rubber obtained by reacting the compound represented by the following formula (I) with respect to the active conjugated diene polymer having an alkali metal terminal is 5% by mass or more,
The total content of the silica (1) and (2) with respect to 100 parts by mass of the rubber component is 10 to 150 parts by mass,
It is related with the rubber composition for treads in which content of the said silica (1) and (2) satisfy | fills the following formula | equation.
(Content of silica (1)) × 0.2 ≦ (content of silica (2)) ≦ (content of silica (1)) × 6.5
前記変性ジエン系重合体ゴムの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分子量分布が1.0〜1.5であることが好ましい。 It is preferable that the molecular weight distribution represented by the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the modified diene polymer rubber is 1.0 to 1.5.
前記変性ジエン系重合体ゴムのビニル結合量が、共役ジエン単位の含有量を100モル%として、10〜70モル%であることが好ましい。 It is preferable that the vinyl bond content of the modified diene polymer rubber is 10 to 70 mol%, where the content of conjugated diene units is 100 mol%.
本発明はまた、前記トレッド用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire produced using the tread rubber composition.
本発明によれば、特定の変性ジエン系重合体ゴムと、特定の窒素吸着比表面積を有するシリカ(1)及び(2)とを所定量配合したトレッド用ゴム組成物であるので、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性がバランス良く改善された空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, since it is a rubber composition for a tread in which a predetermined amount of a specific modified diene polymer rubber and silica (1) and (2) having a specific nitrogen adsorption specific surface area are blended, low fuel consumption It is possible to provide a pneumatic tire with improved wet grip performance and wear resistance in a well-balanced manner.
本発明の変性ジエン系重合体ゴムは、炭化水素溶媒中において、ルイス塩基性化合物と共存下で、共役ジエンモノマー又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをアルカリ金属系触媒を用いて重合させることにより得られるアルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体に対して、下記式(I)で表される化合物を反応させた変性ジエン系重合体ゴムである。
共役ジエンモノマーとしては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン(ピペリン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘキサジエン等をあげることができ、これらのうちでは、得られる重合体の物性、工業的に実施する上での入手性の観点から、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。 Examples of the conjugated diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene (piperine), 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, and the like. Then, 1,3-butadiene and isoprene are preferred from the viewpoint of the physical properties of the resulting polymer and the availability for industrial implementation.
芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等をあげることができ、これらのうちでは、得られる重合体の物性、工業的に実施する上での入手性の観点から、スチレンが好ましい。 Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, vinyl naphthalene, divinyl benzene, trivinyl benzene, divinyl naphthalene and the like. Among these, the physical properties of the resulting polymer, industrial Styrene is preferable from the viewpoint of availability in carrying out.
炭化水素溶媒としては、アルカリ金属触媒を失活させないものであり、適当な炭化水素溶剤としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素から選ばれ、特に炭素数3〜12個を有するプロパン、n−ブタン、iso−ブタン、n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1−ブテン、iso−ブテン、トランス−2−ブテン、シス−2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどをあげることができる。また、これらの溶剤は2種以上を混合して使用することができる。 The hydrocarbon solvent does not deactivate the alkali metal catalyst, and the suitable hydrocarbon solvent is selected from aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and alicyclic hydrocarbons, and particularly has 3 to 12 carbon atoms. Propane, n-butane, iso-butane, n-pentane, iso-pentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, iso-butene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1 -Pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and the like. Moreover, these solvents can be used in mixture of 2 or more types.
アルカリ金属系触媒としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の金属、これらの金属を含有する炭化水素化合物又は該金属と極性化合物との錯体などをあげることができる。なお、アルカリ金属触媒として好ましいものとしては、2〜20個の炭素原子を有するリチウム又はナトリウム化合物をあげることができ、その具体例としては、たとえば、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、iso−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−オクチルリチウム、n−デシルリチウム、フェニルリチウム、2−ナフチルリチウム、2−ブチル−フェニルリチウム、4−フェニル−ブチルリチウム、シクロヘキシルリチウム4−シクロペンチルリチウム、1,4−ジリチオ−ブテン−2、ナトリウムナフタレン、ナトリウムビフェニル、カリウム−テトラヒドロフラン錯体、カリウムジエトキシエタン錯体、α−メチルスチレンテトラマーのナトリウム塩などをあげることができる。 Examples of the alkali metal catalyst include metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, hydrocarbon compounds containing these metals, and complexes of the metal and polar compounds. Preferred examples of the alkali metal catalyst include lithium or sodium compounds having 2 to 20 carbon atoms. Specific examples thereof include ethyl lithium, n-propyl lithium, and iso-propyl lithium. N-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-octyl lithium, n-decyl lithium, phenyl lithium, 2-naphthyl lithium, 2-butyl-phenyl lithium, 4-phenyl-butyl lithium, cyclohexyl lithium 4-cyclopentyl lithium, Examples include 1,4-dilithio-butene-2, sodium naphthalene, sodium biphenyl, potassium-tetrahydrofuran complex, potassium diethoxyethane complex, and sodium salt of α-methylstyrene tetramer.
本発明で使用する前記の活性ジエン系重合体ゴムに反応させる変性化合物としては、上記式(I)で示される化合物が用いられ、l〜nは独立に1〜8の整数が好ましく、低燃費性改良のためには、l〜nがいずれも1であるイソシヌル酸トリグリシジルが最も好ましい。 As the modifying compound to be reacted with the active diene polymer rubber used in the present invention, a compound represented by the above formula (I) is used, and l to n are independently preferably an integer of 1 to 8, and low fuel consumption. In order to improve the property, triglycidyl isocyanurate where 1 to n are all 1 is most preferable.
重合用モノマーとしては、共役ジエンモノマーのみを用いてもよく、共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーを併用してもよい。共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーを併用する場合の両者の比率は、共役ジエンモノマー/芳香族ビニルモノマーの重量比で50/50〜90/10が好ましく、より好ましくは55/45〜85/15である。該比が過小であると重合体ゴムが炭化水素溶媒に不溶となり、均一な重合が不可能となる場合があり、一方該比が過大であると重合体ゴムの強度が低下する場合がある。 As the polymerization monomer, only a conjugated diene monomer may be used, or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer may be used in combination. When the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer are used in combination, the ratio by weight of the conjugated diene monomer / aromatic vinyl monomer is preferably 50/50 to 90/10, more preferably 55/45 to 85/15. It is. If the ratio is too small, the polymer rubber becomes insoluble in the hydrocarbon solvent, and uniform polymerization may not be possible. On the other hand, if the ratio is too large, the strength of the polymer rubber may decrease.
重合に際しては、アルカリ金属触媒、炭化水素溶媒、ランダム重合性を高める試薬、共役ジエン単位のビニル結合含有量調節剤など通常使用されているものを用いることが可能である。該共重合体の製造における重合温度は、特に制約を受けないが、通常−80℃〜150℃であり、反応速度とアルカリ金属触媒の安定性の観点から、20〜110℃が好ましい。重合時間は特に制限されないがアルカリ金属触媒が少なくとも24時間以内で完了する。 In the polymerization, it is possible to use commonly used materials such as an alkali metal catalyst, a hydrocarbon solvent, a reagent for improving random polymerizability, and a vinyl bond content regulator for conjugated diene units. The polymerization temperature in the production of the copolymer is not particularly limited, but is usually −80 ° C. to 150 ° C., and preferably 20 to 110 ° C. from the viewpoint of the reaction rate and the stability of the alkali metal catalyst. The polymerization time is not particularly limited, but the alkali metal catalyst is completed within at least 24 hours.
共役ジエン部のビニル結合含有量を調節するためには、ルイス塩基性化合物として、各種の化合物を使用し得るが、エーテル化合物又は第三級アミンが、工業的実施上の入手容易性の点で好ましい。エーテル化合物としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル;ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどの脂肪族モノエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどの脂肪族ジエ−テル;ジフェニルエーテル、アニソールなどの芳香族エーテルがあげられる。また、第三級アミン化合物の例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどのほかに、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N−ジエチルアニリン、ピリジン、キノリンなどをあげることができる。 In order to adjust the vinyl bond content of the conjugated diene part, various compounds can be used as the Lewis basic compound. However, ether compounds or tertiary amines are easily available in industrial implementation. preferable. Examples of ether compounds include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and 1,4-dioxane; aliphatic monoethers such as diethyl ether and dibutyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, Examples thereof include aliphatic ethers such as diethylene glycol dibutyl ether; aromatic ethers such as diphenyl ether and anisole. Examples of tertiary amine compounds include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N-diethylaniline, pyridine, quinoline and the like. be able to.
アルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体に対して本発明の前記一般式(I)で示される変性化合物を添加して製造する際に使用する量は、アルカリ金属を付加する際使用するアルカリ金属触媒1モル当たり、通常0.06〜10モルであり、好ましくは0.1〜5モルであり、より好ましくは0.2〜2モルである。該使用量が少なすぎる場合は低燃費性の改良効果が少なく、逆に多すぎる場合は、重合溶媒中に残存するため、その溶媒をリサイクル使用する場合には溶媒からの分離工程を必要とする等、経済的に好ましくない。 The amount used when the modified compound represented by the general formula (I) of the present invention is added to the active conjugated diene polymer having an alkali metal terminal is used for the alkali used when adding the alkali metal. It is 0.06-10 mol normally per 1 mol of metal catalysts, Preferably it is 0.1-5 mol, More preferably, it is 0.2-2 mol. If the amount used is too small, the effect of improving fuel economy is small, and if it is too large, it remains in the polymerization solvent. Therefore, when the solvent is recycled, a separation step from the solvent is required. Etc., not economically desirable.
該変性化合物とアルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体との反応は、迅速に起きるので、反応温度及び反応時間は広範囲に選択できるが、一般的には、室温乃至は100℃、数秒乃至数時間である。反応は、アルカリ金属含有ジエン系重合体と該変性化合物とを接触させればよく、たとえば、アルカリ金属触媒を用いて、ジエン系重合体を重合し、該重合体溶液中に該変性化合物を所定量添加する方法が、好ましい態様として例示できるが、この方法に限定されるものではない。 Since the reaction between the modifying compound and the active conjugated diene polymer having an alkali metal terminal occurs rapidly, the reaction temperature and reaction time can be selected in a wide range, but generally room temperature to 100 ° C., several seconds to A few hours. The reaction may be performed by bringing the alkali metal-containing diene polymer and the modified compound into contact with each other. For example, an alkali metal catalyst is used to polymerize the diene polymer, and the modified compound is placed in the polymer solution. Although the method of adding quantitatively can be illustrated as a preferred embodiment, it is not limited to this method.
アルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系共重合体に対して、前記一般式(I)で示される変性化合物を反応させることにより、改質されたジエン系重合体ゴムは反応溶媒中から凝固剤の添加あるいはスチーム凝固など通常の溶液重合によるゴムの製造において使用される凝固方法がそのまま用いられ、凝固温度も何ら制限されない。 By reacting the modified compound represented by the general formula (I) with the active conjugated diene copolymer having an alkali metal terminal, the modified diene polymer rubber is converted into a coagulant from the reaction solvent. The coagulation method used in the production of rubber by ordinary solution polymerization such as addition or steam coagulation is used as it is, and the coagulation temperature is not limited at all.
反応系から分離されたクラムの乾燥も通常の合成ゴムの製造で用いられるバンドドライヤー、押し出し型のドライヤー等が使用でき、乾燥温度も何ら制限されない。 For drying the crumb separated from the reaction system, a band drier, an extrusion drier or the like used in the production of ordinary synthetic rubber can be used, and the drying temperature is not limited at all.
変性ジエン系重合体ゴムのムーニー粘度(ML1+4)は、10〜200であることが好ましく、より好ましくは20〜150である。ムーニー粘度が低すぎると加硫物の引張り強度等の機械物性が低下する場合があり、一方該粘度が高すぎると他のゴムと組み合わせて使用する場合に混和性が悪く、加工操作性が困難となり、得られたゴム組成物の加硫物の機械物性が低下する場合がある。 The Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) of the modified diene polymer rubber is preferably 10 to 200, more preferably 20 to 150. If the Mooney viscosity is too low, mechanical properties such as the tensile strength of the vulcanizate may be reduced. On the other hand, if the viscosity is too high, the miscibility is poor when used in combination with other rubbers, and the processing operability is difficult. Thus, the mechanical properties of the vulcanizate of the obtained rubber composition may be deteriorated.
変性ジエン系重合体ゴムの共役ジエン部のビニル結合量は、共役ジエン単位の含有量を100モル%として、10〜70モル%であることが好ましく、より好ましくは15〜65モル%である。10モル%未満であると、グリップ性能が劣る場合があり、70モル%を超えると、低燃費性に劣る場合がある。 The vinyl bond content in the conjugated diene part of the modified diene polymer rubber is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol%, with the content of the conjugated diene unit being 100 mol%. If it is less than 10 mol%, the grip performance may be inferior, and if it exceeds 70 mol%, the fuel efficiency may be inferior.
本発明の変性ジエン系重合体ゴムの分子量分布は、低燃費性を高めるために、好ましくは1.0〜5.0であり、より好ましくは1.0〜1.5である。分子量分布は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)を測定し、MwをMnで除すことにより求められる。 The molecular weight distribution of the modified diene polymer rubber of the present invention is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 1.5, in order to improve fuel economy. The molecular weight distribution is determined by measuring the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) method and dividing Mw by Mn.
本発明の変性ジエン系重合体ゴムは、他の重合体成分や添加剤などを配合して、共役ジエン系重合体組成物にして用いることができる。 The modified diene polymer rubber of the present invention can be used as a conjugated diene polymer composition by blending other polymer components and additives.
ゴム成分100質量%中の上記変性ジエン系重合体ゴムの含有量は、5質量%以上、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。5質量%未満であると、低燃費性の改善効果が得られにくい傾向がある。また、上記変性ジエン系重合体ゴムの含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。90質量%を超えると、耐摩耗性が低下するとともに、高コストになる傾向がある。 The content of the modified diene polymer rubber in 100% by mass of the rubber component is 5% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more. If the amount is less than 5% by mass, the effect of improving fuel economy tends to be difficult to obtain. The content of the modified diene polymer rubber is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. When it exceeds 90% by mass, the wear resistance is lowered and the cost tends to be high.
上記変性ジエン系重合体ゴム以外に使用できるゴム成分としては限定されないが、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)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)などが挙げられる。これらのゴム成分は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。なかでも、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び加工性をバランス良く示すことから、NR、BRが好ましい。これらのゴム成分としては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The rubber component that can be used in addition to the modified diene polymer rubber is not limited. For example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber ( NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR) and the like. These rubber components may be used alone or in combination of two or more. Of these, NR and BR are preferable because they exhibit a good balance between low fuel consumption, wet grip performance, wear resistance, and workability. These rubber components are not particularly limited, and those generally used in the tire industry can be used.
ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。5質量%未満であると、充分な低燃費性が得られない傾向がある。また、NRの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。60質量%を超えると、加工性が悪化する傾向がある。 The content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more. If the amount is less than 5% by mass, sufficient fuel economy tends not to be obtained. The NR content is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. When it exceeds 60 mass%, workability tends to deteriorate.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。5質量%未満であると、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。また、BRの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。60質量%を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more. When it is less than 5% by mass, sufficient wear resistance tends to be not obtained. Further, the BR content is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. When it exceeds 60% by mass, fuel efficiency tends to deteriorate.
本発明のゴム組成物は、窒素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカ(1)と、窒素吸着比表面積が180m2/g以上のシリカ(2)とを含有する。シリカ(1)及び(2)としては、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水ケイ酸)、湿式法により調製されたシリカ(含水ケイ酸)などが挙げられ、表面のシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応点が多いという理由から、湿式法により調製されたシリカが好ましい。
なお、シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、ASTM D3037−93に準じてBET法で測定される値である。
The rubber composition of the present invention contains silica (1) having a nitrogen adsorption specific surface area of 100 m 2 / g or less and silica (2) having a nitrogen adsorption specific surface area of 180 m 2 / g or more. Examples of the silica (1) and (2) include silica prepared by a dry method (anhydrous silicic acid), silica prepared by a wet method (hydrous silicic acid) and the like, and there are many silanol groups on the surface, Silica prepared by a wet method is preferred because it has many reactive sites with the silane coupling agent.
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-93.
シリカ(1)のN2SAは、100m2/g以下、好ましくは80m2/g以下、より好ましくは60m2/g以下である。100m2/gを超えると、シリカ(1)及び(2)の併用による効果が充分に得られないおそれがある。シリカ(1)のN2SAは、好ましくは20m2/g以上、より好ましくは30m2/g以上である。20m2/g未満であると、充分な補強性が得られず、耐摩耗性が低下する傾向がある。 N 2 SA of silica (1) is 100 m 2 / g or less, preferably 80 m 2 / g or less, more preferably 60 m 2 / g or less. When it exceeds 100 m < 2 > / g, there exists a possibility that the effect by combined use of a silica (1) and (2) may not fully be acquired. N 2 SA of silica (1) is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 30 m 2 / g or more. If it is less than 20 m 2 / g, sufficient reinforcing properties cannot be obtained, and the wear resistance tends to decrease.
シリカ(1)としては特に限定されないが、例えば、デグッサ社製のウルトラジル360、ローディア社製のZ40、ローディア社製のRP80などを使用できる。シリカ(1)は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Although it does not specifically limit as silica (1), For example, Ultrazil 360 by Degussa, Z40 by Rhodia, RP80 by Rhodia, etc. can be used. Silica (1) may be used alone or in combination of two or more.
シリカ(1)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは10質量部以上である。1質量部未満では、転がり抵抗が充分に低減しない傾向がある。シリカ(1)の含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは120質量部以下、更に好ましくは100質量部以下、特に好ましくは50質量部以下である。150質量部を超えると、耐摩耗性が低下する傾向がある。 The content of silica (1) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 1 part by mass, the rolling resistance tends not to be sufficiently reduced. The content of silica (1) is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 120 parts by mass or less, still more preferably 100 parts by mass or less, and particularly preferably 50 parts by mass or less. When it exceeds 150 mass parts, there exists a tendency for abrasion resistance to fall.
シリカ(2)のN2SAは、180m2/g以上、好ましくは190m2/g以上、より好ましくは200m2/g以上である。180m2/g未満であると、シリカ(1)及び(2)の併用による効果が充分に得られないおそれがある。また、シリカ(2)のN2SAは、好ましくは300m2/g以下、より好ましくは240m2/g以下である。300m2/gを超えると、低燃費性や加工性が悪化する傾向がある。 N 2 SA of silica (2) is 180 m 2 / g or more, preferably 190 m 2 / g or more, more preferably 200 m 2 / g or more. If it is less than 180 m 2 / g, the effect of the combined use of silica (1) and (2) may not be sufficiently obtained. Also, N 2 SA of the silica (2) is preferably 300 meters 2 / g, more preferably at most 240 m 2 / g. If it exceeds 300 m 2 / g, fuel economy and processability tend to deteriorate.
シリカ(2)としては特に限定されないが、例えば、ローディア社製のゼオシル1205MPなどを使用できる。シリカ(2)は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Although it does not specifically limit as silica (2), For example, rheodia Zeosyl 1205MP etc. can be used. Silica (2) may be used alone or in combination of two or more.
シリカ(2)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。1質量部未満では、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。また、シリカ(2)の含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは120質量部以下、更に好ましくは100質量部以下、特に好ましくは60質量部以下である。150質量部を超えると、加工性が悪化する傾向がある。 The content of silica (2) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 1 part by mass, there is a tendency that sufficient wear resistance cannot be obtained. Further, the content of silica (2) is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 120 parts by mass or less, still more preferably 100 parts by mass or less, and particularly preferably 60 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, the workability tends to deteriorate.
シリカ(1)及び(2)の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以上、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上である。10質量部未満では、シリカ(1)及び(2)をブレンドすることによる充分な補強効果が得られない傾向がある。シリカ(1)及び(2)の合計含有量は、150質量部以下、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。150質量部を超えると、ゴム組成物中において、シリカが均一に分散することが困難となり、加工性、低燃費性、耐摩耗性が悪化する傾向がある。 The total content of silica (1) and (2) is 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 10 mass parts, there exists a tendency for the sufficient reinforcement effect by blending silica (1) and (2) not to be acquired. The total content of silica (1) and (2) is 150 parts by mass or less, preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, it will be difficult for silica to be uniformly dispersed in the rubber composition, and the processability, fuel efficiency and wear resistance will tend to deteriorate.
シリカ(1)の含有量及び(2)の含有量は、以下の式を満たす。
〔シリカ(1)の含有量〕×0.2≦〔シリカ(2)の含有量〕≦〔シリカ(1)の含有量〕×6.5
シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の0.2倍以上、好ましくは0.5倍以上である。0.2倍未満であると、操縦安定性が低下する傾向がある。また、シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の6.5倍以下、好ましくは4倍以下、より好ましくは等倍(1倍)以下である。6.5倍を超えると、上記式を満たす場合に得られる改善効果が見られない傾向がある。
The content of silica (1) and the content of (2) satisfy the following formula.
[Content of silica (1)] × 0.2 ≦ [Content of silica (2)] ≦ [Content of silica (1)] × 6.5
The content of silica (2) is 0.2 times or more, preferably 0.5 times or more of the content of silica (1). If it is less than 0.2 times, the steering stability tends to decrease. The content of silica (2) is not more than 6.5 times the content of silica (1), preferably not more than 4 times, more preferably not more than 1 time (1 time). If it exceeds 6.5 times, there is a tendency that the improvement effect obtained when the above formula is satisfied is not seen.
本発明のゴム組成物は、上述の薬品以外の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、公知のものを用いることができ、硫黄などの加硫剤;チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、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などの加硫促進剤;ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫活性化剤;ジクミルパーオキシド、ジターシャリブチルパーオキシドなどの有機過酸化物;カーボンブラックなどの補強剤;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;シランカップリング剤;伸展油;加工助剤;老化防止剤;滑剤を例示することができる。 The rubber composition of the present invention may contain additives other than the above-mentioned chemicals. Known additives can be used, such as sulfur vulcanizing agents; thiazole vulcanization accelerators, thiuram vulcanization accelerators, sulfenamide vulcanization accelerators, guanidine vulcanization accelerators. Vulcanization accelerators such as stearic acid and zinc oxide; organic peroxides such as dicumyl peroxide and ditertiary butyl peroxide; reinforcing agents such as carbon black; calcium carbonate, talc and alumina Examples thereof include fillers such as clay, aluminum hydroxide and mica; silane coupling agents; extension oils; processing aids; anti-aging agents;
上記硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄があげられる。硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1〜15質量部であり、より好ましくは0.3〜10質量部であり、更に好ましくは0.5〜5質量部である。 Examples of the sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur. The content of sulfur is preferably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 0.3 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is.
上記加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、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などのスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系加硫促進剤をあげることができる。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1〜5質量部であり、より好ましくは0.2〜3質量部である。 Examples of the vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, and thiazole vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram. Thiuram vulcanization accelerators such as disulfides; N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N -Sulfenamide vulcanization accelerators such as oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide and N, N'-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; diphenylguanidine, diortolylguanidine, orthotolylbiguanidine What guanidine-based vulcanization accelerator and the like. The content of the vulcanization accelerator is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
上記カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどをあげることができる。カーボンブラックとしては、EPC、MPC及びCCのようなチャンネルカーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、SRF、GPF、APF、FF、CF、SCF及びECFのようなファーネスカーボンブラック;FT及びMTのようなサーマルカーボンブラック;アセチレンカーボンブラックが例示される。これらは1種以上用いることができる。 Examples of the carbon black include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite. Carbon blacks include channel carbon blacks such as EPC, MPC and CC; furnace carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF and ECF; FT and MT Thermal carbon black such as acetylene carbon black is exemplified. One or more of these can be used.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは、5〜200m2/gであり、また、カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸収量は、好ましくは、5〜300ml/100gである。該窒素吸着比表面積は、ASTM D4820−93に従って測定され、該DBP吸収量は、ASTM D2414−93に従って測定される。市販品としては、三菱化学社製 商品名 ダイアブラックN339、東海カーボン社製 商品名 シースト6、シースト7HM、シーストKH、デグッサ社製 商品名 CK 3、Special Black 4Aなどを用いることができる。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 5 to 200 m 2 / g, and the dibutyl phthalate (DBP) absorption amount of carbon black is preferably 5 to 300 ml / 100 g. . The nitrogen adsorption specific surface area is measured according to ASTM D4820-93, and the DBP absorption is measured according to ASTM D2414-93. As a commercial item, Mitsubishi Chemical Corporation trade name Dia Black N339, Tokai Carbon Co., Ltd. trade name SHIEST 6, SEAST 7HM, SEAST KH, Degussa trade name CK 3, Special Black 4A, etc. can be used.
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、好ましくは1〜50質量部である。また、該含有量は、耐摩耗性及び強度を高めるために、より好ましくは3質量部以上であり、更に好ましくは4質量部以上である。また、低燃費性を高めるために、より好ましくは30質量部以下であり、更に好ましくは10質量部以下である。 The content of carbon black is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 4 parts by mass or more, in order to increase wear resistance and strength. Moreover, in order to improve low fuel consumption, More preferably, it is 30 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less.
補強剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10〜150質量部である。また、該含有量は、耐摩耗性及び強度を高めるために、より好ましくは20質量部以上であり、更に好ましくは30質量部以上である。また、低燃費性を高めるために、より好ましくは120質量部以下であり、更に好ましくは100質量部以下である。 The content of the reinforcing agent is preferably 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is more preferably 20 parts by mass or more, and still more preferably 30 parts by mass or more, in order to increase wear resistance and strength. Moreover, in order to improve low fuel consumption, More preferably, it is 120 mass parts or less, More preferably, it is 100 mass parts or less.
また、補強剤として用いるシリカの含有量とカーボンブラックの含有量との質量比(シリカの含有量:カーボンブラックの含有量)としては、2:1〜50:1であることが好ましい。該質量比は、低燃費性を高めるため、及び、補強性を高めるために、5:1〜20:1であることがより好ましい。 The mass ratio of the silica content and the carbon black content used as the reinforcing agent (silica content: carbon black content) is preferably 2: 1 to 50: 1. The mass ratio is more preferably 5: 1 to 20: 1 in order to increase fuel efficiency and enhance reinforcement.
上記シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド、γ−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドなどをあげることができる。これらは1種以上用いられる。市販品としては、デグッサ社製 商品名 Si69、Si75などを用いることができる。 Examples of the silane coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. , Γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ- Aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis (3- (triethoxy Cyril) Pills) tetrasulfide, .gamma.-trimethoxysilylpropyl dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, and the like .gamma.-trimethoxysilylpropyl benzothiazyl tetrasulfide. One or more of these are used. As commercial products, trade names Si69, Si75, etc., manufactured by Degussa Corporation can be used.
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部であり、より好ましくは2〜15質量部であり、更に好ましくは5〜10質量部である。 The content of the silane coupling agent is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass, and further preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.
上記伸展油としては、アロマチック系鉱物油(粘度比重恒数(V.G.C.値)0.900〜1.049)、ナフテン系鉱物油(V.G.C.値0.850〜0.899)、パラフィン系鉱物油(V.G.C.値0.790〜0.849)などをあげることができる。伸展油の多環芳香族含有量は、好ましくは3質量%未満であり、より好ましくは1質量%未満である。該多環芳香族含有量は、英国石油学会346/92法に従って測定される。また、伸展油の芳香族化合物含有量(CA)は、好ましくは20質量%以上である。これらの伸展油は、1種以上用いられる。 Examples of the extending oil include aromatic mineral oil (viscosity specific gravity constant (VGC value) 0.900 to 1.049), naphthenic mineral oil (VGC value 0.850 to 0.899), paraffinic mineral oil (VGC value 0.790 to 0.849), and the like. The polycyclic aromatic content of the extender oil is preferably less than 3% by mass, more preferably less than 1% by mass. The polycyclic aromatic content is measured according to the British Petroleum Institute 346/92 method. Moreover, the aromatic compound content (CA) of the extending oil is preferably 20% by mass or more. One or more of these extending oils are used.
本発明のゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法、例えば、各成分をロールやバンバリーのような公知の混合機で混練する方法を用いることができる。 As a method for producing the rubber composition of the present invention, a known method, for example, a method of kneading each component with a known mixer such as a roll or Banbury can be used.
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を配合する場合、混練温度は、通常50〜200℃であり、好ましくは80〜190℃であり、混練時間は、通常30秒〜30分であり、好ましくは1分〜30分である。加硫剤、加硫促進剤を配合する場合、混練温度は、通常100℃以下であり、好ましくは室温〜80℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を配合した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理を行って用いられる。加硫温度としては、通常120〜200℃、好ましくは140〜180℃である。 As kneading conditions, when additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are blended, the kneading temperature is usually 50 to 200 ° C., preferably 80 to 190 ° C., and the kneading time is usually 30 seconds. -30 minutes, preferably 1-30 minutes. When blending a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, the kneading temperature is usually 100 ° C. or lower, preferably room temperature to 80 ° C. A composition containing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator is usually used after vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is usually 120 to 200 ° C, preferably 140 to 180 ° C.
本発明のゴム組成物は、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性が高次元でバランス良く得られる。 The rubber composition of the present invention has a high level of good balance between low fuel consumption, wet grip performance and wear resistance.
本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッド(キャップトレッド)に使用される。 The rubber composition of the present invention is used for tire treads (cap treads).
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明の空気入りタイヤを製造できる。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, a rubber composition containing various additives as necessary is extruded in accordance with the shape of the tread of the tire at an unvulcanized stage, molded by a normal method on a tire molding machine, etc. The tire members are bonded together to form an unvulcanized tire. This unvulcanized tire can be heated and pressurized in a vulcanizer to produce the pneumatic tire of the present invention.
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤとして好適に用いることができる。 The pneumatic tire of the present invention can be suitably used as a tire for passenger cars.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
<重合体製造例1>
内容積20リットルのステンレス製重合反応機を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した後に1,3−ブタジエン1404g、スチレン396g、テトラヒドロフラン328g、ヘキサン10.2kg、n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液15.0mmol)を添加し、攪拌下に65℃で3時間重合を行った。重合完了後、イソシアヌル酸トリグリシジルを7.5mmol(2.23g)添加した。攪拌下に65℃で30分間反応させた後、10mlのメタノールを加えて、更に5分間攪拌した。その後、重合反応容器の内容物を取り出し、10gの2,6−ジ−t−フチル−p−クレゾール(住友化学(株)製のスミライザーBHT:以下同様)を加え、ヘキサンの大部分を蒸発させた後、55℃で12時間減圧乾燥し、重合体1を得た。
<Polymer Production Example 1>
A stainless steel polymerization reactor having an internal volume of 20 liters was washed, dried, and substituted with dry nitrogen, and then 1,3-butadiene 1404 g, styrene 396 g, tetrahydrofuran 328 g, hexane 10.2 kg, n-butyllithium (n-hexane solution 15 0.0 mmol) was added and polymerization was carried out at 65 ° C. for 3 hours with stirring. After completion of the polymerization, 7.5 mmol (2.23 g) of triglycidyl isocyanurate was added. After reacting at 65 ° C. for 30 minutes with stirring, 10 ml of methanol was added, and the mixture was further stirred for 5 minutes. Thereafter, the contents of the polymerization reaction vessel are taken out, 10 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumitizer BHT: the same applies below) is added, and most of the hexane is evaporated. After that, the polymer 1 was obtained by drying under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours.
<重合体製造例2>
内容積20リットルのステンレス製重合反応機を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で置換した後に1,3−ブタジエン1404g、スチレン396g、テトラヒドロフラン328g、ヘキサン10.2kg、n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液8.7mmol)を添加し、攪拌下に65℃で3時間重合を行った。重合完了後、四塩化珪素を0.17mmol(0.029g)を添加し、攪拌下に65℃で45分間反応させた後、10mlのメタノールを加えて、更に5分間攪拌した。その後、重合反応容器の内容物を取り出し、10gの2,6−ジ−t−フチル−p−クレゾール(住友化学(株)製のスミライザーBHT:以下同様)を加え、ヘキサンの大部分を蒸発させた後、55℃で12時間減圧乾燥し、重合体2を得た。
<Polymer Production Example 2>
A stainless steel polymerization reactor having an internal volume of 20 liters was washed, dried, and substituted with dry nitrogen, and then 1,3-butadiene 1404 g, styrene 396 g, tetrahydrofuran 328 g, hexane 10.2 kg, n-butyllithium (n-hexane solution 8 0.7 mmol) was added, and polymerization was carried out at 65 ° C. for 3 hours with stirring. After the completion of the polymerization, 0.17 mmol (0.029 g) of silicon tetrachloride was added and reacted with stirring at 65 ° C. for 45 minutes, 10 ml of methanol was added, and the mixture was further stirred for 5 minutes. Thereafter, the contents of the polymerization reaction vessel are taken out, 10 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumitizer BHT: the same applies below) is added, and most of the hexane is evaporated. Then, the polymer 2 was obtained by drying under reduced pressure at 55 ° C. for 12 hours.
得られた重合体1、2について、下記の方法により分析した。結果は表1に示す。 The obtained polymers 1 and 2 were analyzed by the following method. The results are shown in Table 1.
(ムーニー粘度(ML1+4))
JIS K6300(1994)に従って、100℃にて重合体のムーニー粘度を測定した。
(Mooney viscosity (ML 1 + 4 ))
According to JIS K6300 (1994), the Mooney viscosity of the polymer was measured at 100 ° C.
(ビニル結合量(単位:モル%))
赤外分光分析法により、ビニル基の吸収ピークである910cm−1付近の吸収強度より重合体のビニル結合量を求めた。
(Vinyl bond amount (unit: mol%))
The amount of vinyl bonds in the polymer was determined from the absorption intensity in the vicinity of 910 cm −1, which is the absorption peak of the vinyl group, by infrared spectroscopy.
(スチレン単位の含量(単位:質量%))
JIS K6383(1995)に従って、屈折率から重合体のスチレン単位の含量を求めた。
(Styrene unit content (unit: mass%))
According to JIS K6383 (1995), the content of styrene units in the polymer was determined from the refractive index.
(分子量分布(Mw/Mn))
下記の条件(i)〜(viii)でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定し、重合体の分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
(i)装置:東ソー社製HLC−8220
(ii)分離カラム:東ソー社製HM−H(2本直列)
(iii)測定温度:40℃
(iv)キャリア:テトラヒドロフラン
(v)流量:0.6mL/分
(vi)注入量:5μL
(vii)検出器:示差屈折
(viii)分子量標準:標準ポリスチレン
(Molecular weight distribution (Mw / Mn))
The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) were measured by gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions (i) to (viii), and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was determined.
(I) Apparatus: HLC-8220 manufactured by Tosoh Corporation
(Ii) Separation column: HM-H manufactured by Tosoh Corporation (two in series)
(Iii) Measurement temperature: 40 ° C
(Iv) Carrier: Tetrahydrofuran (v) Flow rate: 0.6 mL / min (vi) Injection volume: 5 μL
(Vii) Detector: differential refraction (viii) Molecular weight standard: Standard polystyrene
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム(NR):RSS#3
ブタジエンゴム(BR):宇部興産(株)製のウベポールBR150B
重合体1、2:上記製造例1、2で得た重合体
シリカ(1):デグッサ社製のウルトラジル360(N2SA:50m2/g)
シリカ(2):デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:200m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN220(N2SA:111m2/g、DBP吸収量:115ml/100g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX−140
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン3C
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:住友化学(株)製のソクシノールCZ
加硫促進剤2:住友化学(株)製のソクシノールD
Below, various chemical | medical agents used by the Example and the comparative example are demonstrated.
Natural rubber (NR): RSS # 3
Butadiene rubber (BR): Ubepol BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Polymers 1 and 2: Polymer silica obtained in Production Examples 1 and 2 (1): Ultrazil 360 manufactured by Degussa (N 2 SA: 50 m 2 / g)
Silica (2): Ultrasil VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 200 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa
Carbon black: Diablack N220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N 2 SA: 111 m 2 / g, DBP absorption: 115 ml / 100 g)
Oil: X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Anti-aging agent: Antigen 3C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Beads manufactured by NOF Corporation Zinc stearate Zinc oxide: Zinc flower No. 1 manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. Wax: Sunnock N manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. 1: Soxinol CZ manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Soxinol D manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
<実施例及び比較例>
表2に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
<Examples and Comparative Examples>
According to the blending content shown in Table 2, materials other than sulfur and vulcanization accelerator were kneaded for 5 minutes at 150 ° C. using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel Co., Ltd. Obtained. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 5 minutes under the condition of 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized with a 0.5 mm thick mold at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
Further, the obtained unvulcanized rubber composition is molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, which is vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes, and tested. Tires (size: 195 / 65R15) were manufactured.
得られた加硫ゴム組成物及び試験用タイヤについて、下記の評価を行った。結果は表2に示す。 The following evaluation was performed about the obtained vulcanized rubber composition and the tire for a test. The results are shown in Table 2.
(tanδ)
シート状の加硫成形体(加硫ゴム組成物)から幅1mmまたは2mm、長さ40mmの短冊上試験片を打ち抜き、試験に供した。測定は、粘弾性測定装置(上島製作所社製)によって、歪み1%及び周波数10Hzの条件下で、温度70℃での試験片の損失正接(tanδ(70℃))を測定した。比較例3を100とした時の指数で表示した。指数は大きい方が良好(低燃費性)である。
(Tan δ)
A test piece on a strip having a width of 1 mm or 2 mm and a length of 40 mm was punched out from a sheet-like vulcanized molded body (vulcanized rubber composition) and subjected to the test. The measurement was performed by measuring the loss tangent (tan δ (70 ° C.)) of the test piece at a temperature of 70 ° C. under the conditions of a strain of 1% and a frequency of 10 Hz using a viscoelasticity measuring device (manufactured by Ueshima Seisakusho). It was displayed as an index when Comparative Example 3 was taken as 100. A larger index is better (low fuel consumption).
(転がり抵抗)
転がり抵抗試験機を用い、試験タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例3を100とした時の指数で表示した。指数は大きい方が良好(低燃費性)である。
(Rolling resistance)
A rolling resistance tester was used to measure the rolling resistance when the test tire was run at a rim (15 × 6JJ), internal pressure (230 kPa), load (3.43 kN), speed (80 km / h), and a comparative example. Expressed as an index when 3 is taken as 100. A larger index is better (low fuel consumption).
(ウェットグリップ性能)
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、数字が大きいほどウェットスキッド性能(ウェットグリップ性能)が良好である。指数は次の式で求めた。
ウェットスキッド性能=(比較例3の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
(Wet grip performance)
Each test tire was mounted on all wheels of a vehicle (domestic FF2000cc), and a braking distance from an initial speed of 100 km / h was determined on a wet asphalt road surface. The result is expressed as an index. The larger the number, the better the wet skid performance (wet grip performance). The index was calculated by the following formula.
Wet skid performance = (braking distance of comparative example 3) / (braking distance of each formulation) × 100
(耐摩耗性)
LAT試験機(Laboratory Abrasion and Skid Tester)を用い、荷重50N、速度20km/h、スリップアングル5°の条件にて、各加硫ゴム組成物の容積損失量を測定した。表2の数値(LAT指数)は、比較例3の容積損失量を100としたときの相対値である。当該数値が大きいほど耐摩耗性に優れている。
(Abrasion resistance)
Using a LAT tester (Laboratory Abrasion and Skid Tester), the volume loss of each vulcanized rubber composition was measured under the conditions of a load of 50 N, a speed of 20 km / h, and a slip angle of 5 °. The numerical value (LAT index) in Table 2 is a relative value when the volume loss amount of Comparative Example 3 is 100. The larger the value, the better the wear resistance.
本発明における特定の変性共役ジエン系重合体ゴムと、低比表面積及び高比表面積のシリカ混合物とを併用することで、低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性の性能バランスを顕著に改善できた。特に、比較例1〜3と実施例1の評価結果から、前記併用により、性能バランスを相乗的に改善できることが明らかとなった。 By combining the specific modified conjugated diene polymer rubber in the present invention with a silica mixture having a low specific surface area and a high specific surface area, the performance balance of low fuel consumption, wet grip performance and wear resistance can be remarkably improved. It was. In particular, from the evaluation results of Comparative Examples 1 to 3 and Example 1, it became clear that the performance balance can be improved synergistically by the combined use.
Claims (4)
前記ゴム成分100質量%中、炭化水素溶媒中において、ルイス塩基性化合物と共存下で、共役ジエンモノマー又は共役ジエンモノマーと芳香族ビニルモノマーとをアルカリ金属系触媒を用いて重合させることにより得られるアルカリ金属末端を有する活性共役ジエン系重合体に対して、下記式(I)で表される化合物を反応させた変性ジエン系重合体ゴムの含有量が5質量%以上であり、
前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカ(1)及び(2)の合計含有量が10〜150質量部であり、
前記シリカ(1)及び(2)の含有量が以下の式を満たすトレッド用ゴム組成物。
(シリカ(1)の含有量)×0.2≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×6.5
It is obtained by polymerizing a conjugated diene monomer or a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer in an hydrocarbon solvent in the presence of a Lewis basic compound in 100% by mass of the rubber component using an alkali metal catalyst. The content of the modified diene polymer rubber obtained by reacting the compound represented by the following formula (I) with respect to the active conjugated diene polymer having an alkali metal terminal is 5% by mass or more,
The total content of the silica (1) and (2) with respect to 100 parts by mass of the rubber component is 10 to 150 parts by mass,
A rubber composition for a tread in which the contents of the silicas (1) and (2) satisfy the following formula.
(Content of silica (1)) × 0.2 ≦ (content of silica (2)) ≦ (content of silica (1)) × 6.5
The pneumatic tire produced using the rubber composition for treads in any one of Claims 1-3.
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