JP6287324B2 - Rubber composition for studless tire and studless tire - Google Patents
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Description
本発明は、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for studless tires and a studless tire.
従来、スタッドレスタイヤのタイヤトレッド部に用いられるゴム組成物(スタッドレスタイヤ用ゴム組成物)として、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、シリカおよびシランカップリング剤を配合したゴム組成物が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1の[実施例]では、シランカップリング剤として、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(Si69:エボニックデグッサ社製)が用いられている。
Conventionally, a rubber composition in which silica and a silane coupling agent are blended with a diene rubber containing natural rubber and butadiene rubber is known as a rubber composition (rubber composition for studless tire) used for a tire tread portion of a studless tire. (For example, see Patent Document 1).
In [Example] of Patent Document 1, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (Si69: manufactured by Evonik Degussa) is used as a silane coupling agent.
近年、スタッドレスタイヤに対する各種特性の改善要求が高まっている。
本発明者は、シランカップリング剤として、メルカプト系のシランカップリング剤(例えば、Si363:エボニックデグッサ社製)を用いたところ、特許文献1の[実施例]に記載のシランカップリング剤を用いた場合と比較して、ウェット性能および転がり抵抗の改善は見られるものの、氷上性能および耐摩耗性に劣ることが明らかとなった。
In recent years, there has been an increasing demand for improvement of various characteristics for studless tires.
The present inventor used a mercapto-based silane coupling agent (for example, Si363: manufactured by Evonik Degussa) as the silane coupling agent, and the silane coupling agent described in [Example] of Patent Document 1 was used. Compared with the case of using, although the wet performance and rolling resistance were improved, it was revealed that the performance on ice and the wear resistance were inferior.
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、ウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性に優れ、かつ、転がり抵抗も低減できるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a rubber composition for a studless tire that is excellent in wet performance, on-ice performance, and wear resistance, and can also reduce rolling resistance. To do.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物に、シリカと特定のシランカップリング剤とを併用して添加することで、ウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性をいずれも良好にしつつ、転がり抵抗も低減できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have added wet performance, on-ice performance, by adding silica and a specific silane coupling agent in combination to the rubber composition for studless tires. And it discovered that rolling resistance could be reduced while making both abrasion resistance favorable, and completed this invention.
すなわち、本発明は、以下の(I)〜(VII)を提供する。
(I)ジエン系ゴム、シリカ、および、シランカップリング剤を含有し、上記ジエン系ゴムは、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴムを含み、上記シリカは、CTAB比表面積が50〜300m2/gであるシリカであって、その含有量が、上記ジエン系ゴム100質量部に対して3〜100質量部であり、上記シランカップリング剤は、後述する式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンであって、その含有量が、上記シリカの含有量に対して2〜20質量%であり、加硫後にJIS K6253に準拠して20℃で測定したタイプAデュロメータ硬さが、60未満である、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(II)上記ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が、−70℃以下である、上記(I)に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(III)後述する式(1)中、aが0よりも大きい、上記(I)または(II)に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(IV)後述する式(1)中、bが0よりも大きい、上記(I)〜(III)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
(V)さらに、熱膨張性マイクロカプセルを含有する、上記(I)〜(IV)のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(VI)上記熱膨張性マイクロカプセルの含有量が、上記ジエン系ゴム100質量部に対して0.1〜30質量部である、上記(V)に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(VII)上記(I)〜(VI)のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッド部に用いたスタッドレスタイヤ。
That is, the present invention provides the following (I) to (VII).
(I) A diene rubber, silica, and a silane coupling agent are contained, and the diene rubber includes natural rubber and / or butadiene rubber, and the silica has a CTAB specific surface area of 50 to 300 m 2 / g. It is a certain silica, The content is 3-100 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, The said silane coupling agent is represented by the average compositional formula of Formula (1) mentioned later. Polysiloxane, the content of which is 2 to 20% by mass with respect to the content of the silica, and the type A durometer hardness measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6253 after vulcanization is less than 60 A rubber composition for studless tires.
(II) The rubber composition for studless tires according to (I), wherein the average glass transition temperature of the diene rubber is −70 ° C. or lower.
(III) The rubber composition for studless tires according to (I) or (II), wherein a is greater than 0 in formula (1) described later.
(IV) The rubber composition for tires according to any one of the above (I) to (III), wherein b is greater than 0 in formula (1) described later.
(V) The rubber composition for studless tires according to any one of (I) to (IV), further comprising a thermally expandable microcapsule.
(VI) The rubber composition for studless tires according to (V) above, wherein the content of the thermally expandable microcapsule is 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
(VII) A studless tire using the rubber composition for a studless tire according to any one of (I) to (VI) above in a tire tread portion.
本発明によれば、ウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性に優れ、かつ、転がり抵抗も低減できるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition for studless tires which is excellent in wet performance, on-ice performance, and abrasion resistance, and can also reduce rolling resistance can be provided.
以下に、本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物、および本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤについて説明する。 The studless tire using the rubber composition for studless tires of the present invention and the rubber composition for studless tires of the present invention will be described below.
〔スタッドレスタイヤ用ゴム組成物〕
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物(以下、単に「本発明のゴム組成物」ともいう。)は、ジエン系ゴム、シリカ、および、シランカップリング剤を含有し、上記ジエン系ゴムは、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴムを含み、上記シリカは、CTAB比表面積が50〜300m2/gであるシリカであって、その含有量が、上記ジエン系ゴム100質量部に対して3〜100質量部であり、上記シランカップリング剤は、後述する式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンであって、その含有量が、上記シリカの含有量に対して2〜20質量%であり、加硫後にJIS K6253に準拠して20℃で測定したタイプAデュロメータ硬さが、60未満である、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物である。
[Rubber composition for studless tire]
The rubber composition for studless tires of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the rubber composition of the present invention”) contains a diene rubber, silica, and a silane coupling agent. The silica contains rubber and / or butadiene rubber, and the silica has a CTAB specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, and the content thereof is 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. The silane coupling agent is a polysiloxane represented by an average composition formula of formula (1) described later, and the content thereof is 2 to 20% by mass with respect to the content of the silica. A rubber composition for studless tires having a type A durometer hardness measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6253 after vulcanization is less than 60.
本発明のゴム組成物によれば、ウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性に優れ、かつ、転がり抵抗も低減できる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおり推測される。
まず、後述する式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサン(以下、特定ポリシロキサンともいう)は、加水分解性基とメルカプト基とを有する。
本発明のゴム組成物では、上記ジエン系ゴムの使用により、氷上性能を向上させながら、上記特定ポリシロキサンのメルカプト基および加水分解性基が、上記網目構造および上記シリカの双方と相互作用してゴム成分中での上記シリカの分散性を向上させ、結果として、優れたウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性を示し、かつ、低発熱となって転がり抵抗を低減できるものと考えられる。
According to the rubber composition of the present invention, the wet performance, the performance on ice, and the wear resistance are excellent, and the rolling resistance can be reduced. The reason is not clear, but is estimated as follows.
First, polysiloxane (hereinafter also referred to as specific polysiloxane) represented by an average composition formula of formula (1) described later has a hydrolyzable group and a mercapto group.
In the rubber composition of the present invention, by using the diene rubber, the mercapto group and the hydrolyzable group of the specific polysiloxane interact with both the network structure and the silica while improving the performance on ice. It is considered that the dispersibility of the silica in the rubber component is improved, and as a result, excellent wet performance, on-ice performance, and wear resistance are exhibited, and the rolling resistance is reduced due to low heat generation.
以下、本発明のゴム組成物が含有する各成分について詳細に説明する。 Hereinafter, each component contained in the rubber composition of the present invention will be described in detail.
<ジエン系ゴム>
本発明のゴム組成物が含有するジエン系ゴムは、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴムを含む。これにより、氷上性能や耐摩耗性などの物性が優れる。
上記ジエン系ゴム中のこれらゴム成分の割合としては、特に限定されないが、氷上性能および機械強度の維持という観点から、上記天然ゴムの割合は、70〜30質量%が好ましく、40〜60質量%がより好ましい。また、上記ブタジエンゴムの割合は、30〜70質量%が好ましく、40〜60質量%がより好ましい。
<Diene rubber>
The diene rubber contained in the rubber composition of the present invention includes natural rubber and / or butadiene rubber. Thereby, physical properties such as performance on ice and wear resistance are excellent.
The ratio of these rubber components in the diene rubber is not particularly limited, but from the viewpoint of maintaining on-ice performance and mechanical strength, the ratio of the natural rubber is preferably 70 to 30% by mass, and 40 to 60% by mass. Is more preferable. Moreover, 30-70 mass% is preferable and, as for the ratio of the said butadiene rubber, 40-60 mass% is more preferable.
上記ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度は、低温時においてもタイヤの硬度を低く保つことができ、氷上性能(特に、氷上摩擦力)がより優れるという理由から、−70℃以下が好ましく、−80℃以下がより好ましい。
ここで、ガラス転移温度は、デュポン社製の示差熱分析計(DSC)を用い、ASTM D3418−82に従い、昇温速度10℃/minで測定した値である。
なお、平均ガラス転移温度は、ガラス転移温度の平均値であり、ジエン系ゴムを1種のみ用いる場合は、そのジエン系ゴムのガラス転移温度をいうが、ジエン系ゴムを2種以上併用する場合は、ジエン系ゴム全体(各ジエン系ゴムの混合物)のガラス転移温度をいい、各ジエン系ゴムのガラス転移温度と各ジエン系ゴムの配合割合とから平均値として算出できる。
The average glass transition temperature of the diene rubber is preferably −70 ° C. or lower, because the hardness of the tire can be kept low even at low temperatures and the performance on ice (particularly the frictional force on ice) is more excellent. More preferably, it is not higher than ° C.
Here, the glass transition temperature is a value measured at a heating rate of 10 ° C./min according to ASTM D3418-82 using a differential thermal analyzer (DSC) manufactured by DuPont.
The average glass transition temperature is an average value of the glass transition temperature. When only one diene rubber is used, the glass transition temperature of the diene rubber is used, but when two or more diene rubbers are used in combination. Means the glass transition temperature of the whole diene rubber (mixture of each diene rubber), and can be calculated as an average value from the glass transition temperature of each diene rubber and the blending ratio of each diene rubber.
上記ブタジエンゴムは、ビニル−シスブタジエンゴムであってもよい。
ビニル−シスブタジエンゴムとは、C4留分を主成分とする不活性有機溶媒中における、シス−1,4−重合とシンジオタクチック−1,2重合とからなるポリブタジエンゴム複合体(以下、「VCR」ともいう。)である。
ビニル−シスブタジエンゴムとしては、例えば、シス1,4−結合含量90%以上のシス−1,4−ポリブタジエンゴム97〜80質量%と、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン3〜20質量%とからなる複合体等が挙げられる。
このようなビニル−シスブタジエンゴムとして、例えば、宇部興産社製のUBEPOL−VCR等の市販品を用いることができる。
なお、ビニル−シスブタジエンゴム(VCR)の市販品は、ゴム成分以外の樹脂成分(オイル)を含む場合があるが、後述するシリカ等の各成分の含有量の基準とするに当たっては、この樹脂成分を含む全体を「ブタジエンゴム」とみなす。
The butadiene rubber may be a vinyl-cis butadiene rubber.
Vinyl-cis butadiene rubber is a polybutadiene rubber composite (hereinafter referred to as “polybutadiene rubber composite”) composed of cis-1,4-polymerization and syndiotactic-1,2 polymerization in an inert organic solvent mainly composed of C 4 fraction. Also referred to as “VCR”.
Examples of the vinyl-cis butadiene rubber include 97-80% by mass of cis-1,4-polybutadiene rubber having a cis 1,4-bond content of 90% or more, and 3-20% by mass of syndiotactic-1,2-polybutadiene. And the like.
As such a vinyl-cis butadiene rubber, for example, commercially available products such as UBEPOL-VCR manufactured by Ube Industries, Ltd. can be used.
A commercially available product of vinyl-cis butadiene rubber (VCR) may contain a resin component (oil) other than the rubber component, but this resin is used as a reference for the content of each component such as silica described later. The whole including the components is regarded as “butadiene rubber”.
また、上記ブタジエンゴムは、ポリシロキサン化合物で変性した変性ブタジエンゴムであってもよい。後述するシリカとの親和性が高いポリシロキサン化合物で変性した変性ブタジエンゴムを用いることで、シリカの分散性が向上する。
上記変性ブタジエンゴムにおけるポリシロキサン化合物としては、例えば、特開2009−84413号公報に記載された化合物が挙げられる。
The butadiene rubber may be a modified butadiene rubber modified with a polysiloxane compound. Dispersibility of silica is improved by using a modified butadiene rubber modified with a polysiloxane compound having high affinity with silica, which will be described later.
Examples of the polysiloxane compound in the modified butadiene rubber include compounds described in JP-A-2009-84413.
上記ジエン系ゴムは、さらに他のゴム成分を含んでいてもよい。他のゴム成分としては、特に限定されず、従来のタイヤ用ゴム組成物に使用されている一般的なゴム成分を使用することができ、具体的には、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The diene rubber may further contain other rubber components. Other rubber components are not particularly limited, and general rubber components used in conventional tire rubber compositions can be used. Specifically, for example, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber Butyl rubber, halogenated butyl rubber and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
なお、上記ジエン系ゴムは、上記天然ゴムおよび/または上記ブタジエンゴムを含んでいればよいが、例えば、上記天然ゴムを含有せずに、上記ブタジエンゴムとスチレン−ブタジエンゴムとを含有するような場合には、氷上性能や耐摩耗性が劣化する場合がある。そこで、氷上性能や耐摩耗性などの物性により優れるという理由から、上記天然ゴムを含有するのが好ましく、上記天然ゴムおよび上記ブタジエンゴムの両方を含有するのが好ましい。 The diene rubber may contain the natural rubber and / or the butadiene rubber. For example, the diene rubber contains the butadiene rubber and styrene-butadiene rubber without containing the natural rubber. In some cases, performance on ice and wear resistance may deteriorate. Therefore, it is preferable to contain the natural rubber because it is more excellent in physical properties such as performance on ice and wear resistance, and it is preferable to contain both the natural rubber and the butadiene rubber.
<シリカ>
本発明のゴム組成物が含有するシリカのCTAB比表面積は、50〜300m2/gであり、80〜250m2/gが好ましく、110〜230m2/gがより好ましい。
ここで、CTAB比表面積は、シリカがシランカップリング剤との吸着に利用できる表面積の代用特性であり、シリカ表面へのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)吸着量をJIS K6217−3:2001「第3部:比表面積の求め方−CTAB吸着法」に従って測定した値である。
なお、上記シリカの種類としては、特に限定されず、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を挙げられるが、ウェット性能および転がり抵抗の観点から、湿式シリカが好ましい。
上記シリカの含有量は、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、3〜100質量部であり、10〜90質量部が好ましく、20〜80質量部がより好ましい。
<Silica>
CTAB specific surface area of the silica-containing rubber composition of the present invention is 50 to 300 m 2 / g, preferably from 80~250m 2 / g, 110~230m 2 / g is more preferable.
Here, the CTAB specific surface area is a surrogate property of the surface area that silica can use for adsorption with the silane coupling agent, and the amount of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) adsorbed on the silica surface is determined according to JIS K6217-3: 2001 “No. 3”. Part: How to obtain specific surface area-CTAB adsorption method ".
The type of silica is not particularly limited, and examples thereof include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like, but wet performance and rolling resistance. From this viewpoint, wet silica is preferable.
Content of the said silica is 3-100 mass parts with respect to 100 mass parts of said diene rubbers, 10-90 mass parts is preferable, and 20-80 mass parts is more preferable.
<シランカップリング剤>
本発明のゴム組成物に含有されるシランカップリング剤は、下記式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサン(特定ポリシロキサン)である。
(A)a(B)b(C)c(D)d(E)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (1)
<Silane coupling agent>
The silane coupling agent contained in the rubber composition of the present invention is a polysiloxane (specific polysiloxane) represented by an average composition formula of the following formula (1).
(A) a (B) b (C) c (D) d (E) e SiO (4-2a-bcde) / 2 (1)
上記式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基(以下、スルフィド基含有有機基ともいう)を表す。なかでも、下記式(2)で表される基が好ましい。
*−(CH2)n−Sx−(CH2)n−* (2)
上記式(2)中、nは1〜10の整数を表し、なかでも、2〜4の整数が好ましい。
上記式(2)中、xは1〜6の整数を表し、なかでも、2〜4の整数が好ましい。
上記式(2)中、*は、結合位置を示す。
上記式(2)で表される基の具体例としては、例えば、*−CH2−S2−CH2−*、*−C2H4−S2−C2H4−*、*−C3H6−S2−C3H6−*、*−C4H8−S2−C4H8−*、*−CH2−S4−CH2−*、*−C2H4−S4−C2H4−*、*−C3H6−S4−C3H6−*、*−C4H8−S4−C4H8−*などが挙げられる。
In the above formula (1), A represents a divalent organic group containing a sulfide group (hereinafter also referred to as a sulfide group-containing organic group). Of these, a group represented by the following formula (2) is preferable.
* - (CH 2) n -S x - (CH 2) n - * (2)
In said formula (2), n represents the integer of 1-10, and the integer of 2-4 is preferable especially.
In said formula (2), x represents the integer of 1-6, and the integer of 2-4 is preferable especially.
In the above formula (2), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by the formula (2) are, for example, * -CH 2 -S 2 -CH 2 - *, * -C 2 H 4 -S 2 -C 2 H 4 - *, * - C 3 H 6 -S 2 -C 3 H 6 - *, * -C 4 H 8 -S 2 -C 4 H 8 - *, * -CH 2 -S 4 -CH 2 - *, * -C 2 H 4 -S 4 -C 2 H 4 - *, * -C 3 H 6 -S 4 -C 3 H 6 - *, * -C 4 H 8 -S 4 -C 4 H 8 - * , and the like.
上記式(1)中、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、その具体例としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。 In said formula (1), B represents a C1-C10 monovalent hydrocarbon group, As a specific example, a hexyl group, an octyl group, a decyl group etc. are mentioned, for example.
上記式(1)中、Cは加水分解性基を表し、その具体例としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、下記式(3)で表される基が好ましい。
*−OR2 (3)
上記式(3)中、R2は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数6〜10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2〜10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などが挙げられる。上記炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロぺニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(3)中、*は、結合位置を示す。
In the above formula (1), C represents a hydrolyzable group, and specific examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, an alkenyloxy group, and the like. Of these, a group represented by the following formula (3) is preferable.
* -OR 2 (3)
In the above formula (3), R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group (aryl alkyl group) or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms having from 6 to 10 carbon atoms Among them, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, and an octadecyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a tolyl group. Specific examples of the aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms include a benzyl group and a phenylethyl group. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, and a pentenyl group.
In the above formula (3), * indicates a bonding position.
上記式(1)中、Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。なかでも、下記式(4)で表される基が好ましい。
*−(CH2)m−SH (4)
上記式(4)中、mは1〜10の整数を表し、なかでも、1〜5の整数が好ましい。
上記式(4)中、*は、結合位置を示す。
上記式(4)で表される基の具体例としては、*−CH2SH、*−C2H4SH、*−C3H6SH、*−C4H8SH、*−C5H10SH、*−C6H12SH、*−C7H14SH、*−C8H16SH、*−C9H18SH、*−C10H20SHが挙げられる。
In said formula (1), D represents the organic group containing a mercapto group. Of these, a group represented by the following formula (4) is preferable.
* - (CH 2) m -SH (4)
In said formula (4), m represents the integer of 1-10, and the integer of 1-5 is preferable especially.
In the above formula (4), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by the formula (4), * -CH 2 SH , * -C 2 H 4 SH, * -C 3 H 6 SH, * -C 4 H 8 SH, * -C 5 H 10 SH, * -C 6 H 12 SH, * -C 7 H 14 SH, * -C 8 H 16 SH, * -C 9 H 18 SH, include * -C 10 H 20 SH.
上記式(1)中、Eは炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。 In said formula (1), E represents a C1-C4 monovalent hydrocarbon group.
上記式(1)中、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただし、aおよびbのいずれか一方は0ではない。 In the above formula (1), a to e are relational expressions of 0 ≦ a <1, 0 ≦ b <1, 0 <c <3, 0 <d <1, 0 ≦ e <2, 0 <2a + b + c + d + e <4. Meet. However, one of a and b is not 0.
上記特定ポリシロキサンは、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能およびウェット性能がより優れ、加工性も優れるという理由から、aが0よりも大きい(0<a)ことが好ましい。すなわち、スルフィド基含有有機基を有することが好ましい。なかでも、氷上性能およびウェット性能がさらに優れ、加工性および転がり抵抗がより優れるという理由から、0<a≦0.50が好ましい。 In the specific polysiloxane, a is preferably larger than 0 (0 <a) because the performance on ice and the wet performance are more excellent and the workability is excellent while maintaining high-order wear performance. That is, it preferably has a sulfide group-containing organic group. Among them, 0 <a ≦ 0.50 is preferable because the performance on ice and the wet performance are further excellent, and the workability and rolling resistance are more excellent.
上記式(1)中、bは、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能、ウェット性能、および、転がり抵抗がより優れ、加工性も優れるという理由から、0<bであることが好ましく、0.10≦b≦0.89がより好ましい。
上記式(1)中、cは、シリカの分散性がより良好となり、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能、ウェット性能、および、転がり抵抗がより優れ、加工性も優れるという理由から、1.2≦c≦2.0であることが好ましい。
上記式(1)中、dは、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能、ウェット性能、および、転がり抵抗がより優れ、加工性も優れるという理由から、0.1≦d≦0.8であることが好ましい。
In the above formula (1), b is preferably 0 <b from the reason that the on-ice performance, the wet performance, and the rolling resistance are better and the workability is better while maintaining high-order wear performance. 0.10 ≦ b ≦ 0.89 is more preferable.
In the above formula (1), c has better dispersibility of silica, while maintaining high-order wear performance, on-ice performance, wet performance, and better rolling resistance and workability, It is preferable that 1.2 ≦ c ≦ 2.0.
In the above formula (1), d is 0.1 ≦ d ≦ 0.8 because the on-ice performance, wet performance, rolling resistance and workability are excellent while maintaining high-order wear performance. It is preferable that
上記特定ポリシロキサンは、シリカの分散性がより良好になり、また、加工性が優れるという理由から、上記式(1)中、Aが上記式(2)で表される基であり、上記式(1)中のCが上記式(3)で表される基であり、上記式(1)中のDが上記式(4)で表される基であるポリシロキサンであることが好ましい。 The specific polysiloxane is a group represented by the above formula (2) in the above formula (1) because the dispersibility of silica becomes better and the processability is excellent. It is preferable that C in (1) is a group represented by the above formula (3) and D in the above formula (1) is a polysiloxane which is a group represented by the above formula (4).
上記特定ポリシロキサンの重量平均分子量は、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能、ウェット性能、および、転がり抵抗がより優れ、加工性も優れるという理由から、500〜2,300が好ましく、600〜1,500がより好ましい。本願における特定ポリシロキサンの分子量は、トルエンを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で求めたものである。
上記特定ポリシロキサンの酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によるメルカプト当量は、加硫反応性に優れるという観点から、550〜1900g/molであるのが好ましく、600〜1800g/molであるのがより好ましい。
The weight average molecular weight of the specific polysiloxane is preferably from 500 to 2,300, because the performance on ice, the wet performance, and the rolling resistance are better and the workability is better while maintaining high-order wear performance. ˜1,500 is more preferred. The molecular weight of the specific polysiloxane in the present application is determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) using toluene as a solvent.
The mercapto equivalent by the titration method of acetic acid / potassium iodide / potassium iodate-sodium thiosulfate solution of the specific polysiloxane is preferably 550 to 1900 g / mol from the viewpoint of excellent vulcanization reactivity, 600 to More preferably, it is 1800 g / mol.
上記特定ポリシロキサンは、高次の摩耗性能を維持しながら氷上性能およびウェット性能がより優れるという理由から、シロキサン単位(−Si−O−)を2〜50個有するものであることが好ましい。 The specific polysiloxane preferably has 2 to 50 siloxane units (—Si—O—) because the performance on ice and the wet performance are more excellent while maintaining high-order wear performance.
なお、上記特定ポリシロキサンの骨格には、ケイ素原子以外の金属(例えば、Sn、Ti、Al)は存在しない。 Note that no metal other than a silicon atom (for example, Sn, Ti, Al) exists in the skeleton of the specific polysiloxane.
上記特定ポリシロキサンを製造する方法は特に限定されないが、第1の好適な態様としては、下記式(6)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(7)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。また、第2の好適な態様としては、下記式(5)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(6)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(7)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。また、第3の好適な態様としては、下記式(5)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(6)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(7)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(8)で表される有機ケイ素化合物とを加水分解縮合する方法が挙げられる。
なかでも、氷上性能およびウェット性能がより優れるという理由から、上記第2の好適な態様であることが好ましい。
The method for producing the specific polysiloxane is not particularly limited. As a first preferred embodiment, an organosilicon compound represented by the following formula (6), an organosilicon compound represented by the following formula (7), and The method of hydrolyzing and condensing can be mentioned. As a second preferred embodiment, an organosilicon compound represented by the following formula (5), an organosilicon compound represented by the following formula (6), and an organosilicon represented by the following formula (7) The method of hydrolyzing and condensing a compound is mentioned. Further, as a third preferred embodiment, an organosilicon compound represented by the following formula (5), an organosilicon compound represented by the following formula (6), and an organosilicon represented by the following formula (7) The method of hydrolyzing and condensing a compound and the organosilicon compound represented by following formula (8) is mentioned.
Especially, it is preferable that it is the said 2nd suitable aspect from the reason that performance on ice and wet performance are more excellent.
上記式(5)中、R51は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数2〜10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられる。炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(5)中、R52は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基を表す。上記炭素数1〜10のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。上記炭素数6〜10のアリール基の具体例は上記R51と同じである。
上記式(5)中、nの定義および好適な態様は、上記nと同じである。
上記式(5)中、xの定義および好適な態様は、上記xと同じである。
上記式(5)中、yは1〜3の整数を表す。
In the above formula (5), R 51 represents an alkyl group, an aryl group or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms, among them, alkyl groups of 1 to 5 carbon atoms Is preferred. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, and an octadecyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, and a pentenyl group.
In the above formula (5), R 52 represents an alkyl group or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, and a decyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms are the same as R 51 described above.
In the above formula (5), the definition and preferred embodiment of n are the same as those of n.
In the above formula (5), the definition and preferred embodiment of x are the same as the above x.
In said formula (5), y represents the integer of 1-3.
上記式(5)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、ビス(トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどが挙げられる。 Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula (5) include, for example, bis (trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (Triethoxysilylpropyl) disulfide and the like.
上記式(6)中、R61の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(6)中、R62の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(6)中、zの定義は、上記yと同じである。
上記式(6)中、pは5〜10の整数を表す。
In the above formula (6), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 61 are the same as those of R 51 described above.
In the above formula (6), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 62 are the same as those of R 52 described above.
In the above formula (6), the definition of z is the same as the above y.
In said formula (6), p represents the integer of 5-10.
上記式(6)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルメチルジメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ペンチルメチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルメチルジエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルメチルジメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルメチルジエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルメチルジメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、デシルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula (6) include, for example, pentyltrimethoxysilane, pentylmethyldimethoxysilane, pentyltriethoxysilane, pentylmethyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and hexylmethyldimethoxysilane. , Hexyltriethoxysilane, hexylmethyldiethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octylmethyldimethoxysilane, octyltriethoxysilane, octylmethyldiethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decylmethyldimethoxysilane, decyltriethoxysilane, decylmethyl Examples include diethoxysilane.
上記式(7)中、R71の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(7)中、R72の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(7)中、mの定義および好適な態様は、上記mと同じである。
上記式(7)中、wの定義は、上記yと同じである。
In the above formula (7), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 71 are the same as R 51 described above.
In the above formula (7), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 72 are the same as those of R 52 described above.
In the above formula (7), the definition and preferred embodiment of m are the same as m.
In the above formula (7), the definition of w is the same as y.
上記式(7)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、α−メルカプトメチルトリメトキシシラン、α−メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、α−メルカプトメチルトリエトキシシラン、α−メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula (7) include, for example, α-mercaptomethyltrimethoxysilane, α-mercaptomethylmethyldimethoxysilane, α-mercaptomethyltriethoxysilane, α-mercaptomethylmethyldi Examples include ethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, and γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane.
上記式(8)中、R81の定義、具体例および好適な態様は、上記R51と同じである。
上記式(8)中、R82の定義、具体例および好適な態様は、上記R52と同じである。
上記式(8)中、vの定義は、上記yと同じである。
上記式(8)中、qは1〜4の整数を表す。
In the above formula (8), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 81 are the same as those of R 51 described above.
In the above formula (8), the definition, specific examples and preferred embodiments of R 82 are the same as R 52 described above.
In the above formula (8), the definition of v is the same as y above.
In said formula (8), q represents the integer of 1-4.
上記式(8)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルメチルジメトキシシラン、プロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。 Specific examples of the organosilicon compound represented by the above formula (8) include, for example, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propylmethyldimethoxysilane, Examples thereof include propylmethyldiethoxysilane.
上記特定ポリシロキサンを製造する際には必要に応じて溶媒を用いてもよい。溶媒としては特に限定されないが、具体的にはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール系溶媒などが挙げられる。 When manufacturing the said specific polysiloxane, you may use a solvent as needed. The solvent is not particularly limited, but specifically, aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, decane, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, formamide, dimethylformamide, N -Amide type solvents such as methylpyrrolidone, aromatic hydrocarbon type solvents such as benzene, toluene and xylene, and alcohol type solvents such as methanol, ethanol and propanol.
上記特定ポリシロキサンを製造する際には必要に応じて触媒を用いてもよい。触媒としては、例えば、塩酸、酢酸などの酸性触媒、アンモニウムフルオリドなどのルイス酸触媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどのアルカリ金属塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物などが挙げられる。
上記触媒は、金属としてSn、TiまたはAlを含有する有機金属化合物でないことが好ましい。このような有機金属化合物を使用した場合、ポリシロキサン骨格に金属が導入されて、上記特定ポリシロキサン(骨格には、ケイ素原子以外の金属(例えば、Sn、Ti、Al)は存在しない)が得られないことがある。
When manufacturing the said specific polysiloxane, you may use a catalyst as needed. Examples of the catalyst include acidic catalysts such as hydrochloric acid and acetic acid, Lewis acid catalysts such as ammonium fluoride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate And alkali metal salts such as calcium carbonate, sodium methoxide and sodium ethoxide, and amine compounds such as triethylamine, tributylamine, pyridine and 4-dimethylaminopyridine.
The catalyst is preferably not an organometallic compound containing Sn, Ti or Al as a metal. When such an organometallic compound is used, a metal is introduced into the polysiloxane skeleton, and the specific polysiloxane (metal other than silicon atoms (for example, Sn, Ti, Al) is not present in the skeleton) is obtained. It may not be possible.
上記特定ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(7)で表される有機ケイ素化合物]およびスルフィド基またはメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤[例えば、式(6)や式(8)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤とスルフィド基またはメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤との混合比(モル比)(メルカプト基を有するシランカップリング剤/スルフィド基またはメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤)は、ウェット性能および転がり抵抗がより優れ、加工性にも優れるという観点から、1.1/8.9〜6.7/3.3が好ましく、1.4/8.6〜5.0/5.0がより好ましい。 As an organosilicon compound used in producing the specific polysiloxane, a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (7)] and a silane cup having a sulfide group or a mercapto group When a silane coupling agent other than a ring agent [for example, an organosilicon compound represented by formula (6) or formula (8)] is used in combination, a silane coupling agent having a mercapto group and a silane having a sulfide group or a mercapto group Mixing ratio (molar ratio) with silane coupling agent other than coupling agent (silane coupling agent having mercapto group / silane coupling agent other than silane coupling agent having sulfide group or mercapto group) From the viewpoint of superior rolling resistance and excellent workability Preferably 1.1 / 8.9 to 6.7 / 3.3, more preferably 1.4 / 8.6 to 5.0 / 5.0.
上記特定ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(7)で表される有機ケイ素化合物]およびスルフィド基を有するシランカップリング剤[例えば、式(5)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤とスルフィド基を有するシランカップリング剤との混合比(モル比)(メルカプト基を有するシランカップリング剤/スルフィド基を有するシランカップリング剤)は、ウェット性能および転がり抵抗がより優れ、加工性にも優れるという観点から、2.0/8.0〜8.9/1.1が好ましく、2.5/7.5〜8.0/2.0がより好ましい。 As the organosilicon compound used for producing the specific polysiloxane, a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (7)] and a silane coupling agent having a sulfide group [ For example, when the organosilicon compound represented by formula (5) is used in combination, the mixing ratio (molar ratio) of the silane coupling agent having a mercapto group and the silane coupling agent having a sulfide group (a silane having a mercapto group) The coupling agent / silane coupling agent having a sulfide group) is preferably 2.0 / 8.0 to 8.9 / 1.1 from the viewpoints of better wet performance and rolling resistance and excellent workability. 2.5 / 7.5 to 8.0 / 2.0 is more preferable.
上記特定ポリシロキサンを製造する際に使用される有機ケイ素化合物として、メルカプト基を有するシランカップリング剤[例えば、式(7)で表される有機ケイ素化合物]、スルフィド基を有するシランカップリング剤[例えば、式(5)および/またはで表される有機ケイ素化合物]、およびスルフィド基またはメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤[例えば、式(6)や式(8)で表される有機ケイ素化合物]を併用する際、メルカプト基を有するシランカップリング剤の量は、前3者の合計量(モル)中の10.0〜73.0%であるのが好ましい。スルフィド基を有するシランカップリング剤の量は、前3者の合計量中の5.0〜67.0%が好ましい。スルフィド基またはメルカプト基を有するシランカップリング剤以外のシランカップリング剤の量は、前3者の合計量中の16.0〜85.0%が好ましい。 As an organosilicon compound used in producing the specific polysiloxane, a silane coupling agent having a mercapto group [for example, an organosilicon compound represented by the formula (7)], a silane coupling agent having a sulfide group [ For example, an organosilicon compound represented by formula (5) and / or] and a silane coupling agent other than a silane coupling agent having a sulfide group or a mercapto group [for example, represented by formula (6) or formula (8) When the organosilicon compound] is used in combination, the amount of the silane coupling agent having a mercapto group is preferably 10.0 to 73.0% in the total amount (mol) of the former three. The amount of the silane coupling agent having a sulfide group is preferably 5.0 to 67.0% in the total amount of the former three. The amount of the silane coupling agent other than the silane coupling agent having a sulfide group or a mercapto group is preferably 16.0 to 85.0% in the total amount of the former three.
上記シランカップリング剤の含有量は、上記シリカの含有量に対して2〜20質量%であり、上記シリカおよび上記ジエン系ゴムと有効かつ効率的に反応して、最適なゴム物性を得るという理由から、4〜18質量%が好ましく、5〜14質量%がより好ましい。 The content of the silane coupling agent is 2 to 20% by mass with respect to the content of the silica, and reacts effectively and efficiently with the silica and the diene rubber to obtain optimum rubber physical properties. For the reason, 4 to 18% by mass is preferable, and 5 to 14% by mass is more preferable.
<熱膨張性マイクロカプセル>
本発明のゴム組成物は、さらに、熱膨張性マイクロカプセルを含有できる。熱膨張性マイクロカプセルは、熱により気化して気体を発生する液体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子であり、この粒子をその膨張開始温度以上の温度、通常130〜190℃の温度で加熱して膨張させて、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体を封入した気体封入熱可塑性樹脂粒子となる。
本発明のゴム組成物は、上記熱膨張性マイクロカプセルを含有することにより、氷上性能がより優れる。
<Thermal expandable microcapsules>
The rubber composition of the present invention can further contain thermally expandable microcapsules. The thermally expandable microcapsule is a thermally expandable thermoplastic resin particle in which a liquid that is vaporized by heat to generate a gas is encapsulated in a thermoplastic resin, and the particle is at a temperature higher than its expansion start temperature, usually 130 to 190 ° C. It expands by heating at a temperature of 5 to form gas-encapsulated thermoplastic resin particles in which gas is encapsulated in an outer shell made of the thermoplastic resin.
The rubber composition of the present invention is more excellent in performance on ice by containing the thermally expandable microcapsules.
上記熱可塑性樹脂において、その膨張開始温度は100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましい。最大膨張温度は150℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましい。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば(メタ)アクリロニトリルの重合体、また(メタ)アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適に用いられる。その共重合体の場合の他のモノマー(コモノマー)としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。
なお、上記熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤で架橋可能にされていてもよい。架橋形態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損わない程度に部分的に架橋していてもよい。
また、熱により気化して気体を発生する上記液体としては、例えば、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素類;塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロルエチレンなどの塩素化炭化水素;等の液体が挙げられる。
In the thermoplastic resin, the expansion start temperature is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 120 ° C. or higher. The maximum expansion temperature is preferably 150 ° C. or higher, and more preferably 160 ° C. or higher.
As the thermoplastic resin, for example, a polymer of (meth) acrylonitrile or a copolymer having a high (meth) acrylonitrile content is preferably used. As the other monomer (comonomer) in the case of the copolymer, monomers such as vinyl halide, vinylidene halide, styrene monomer, (meth) acrylate monomer, vinyl acetate, butadiene, vinylpyridine, chloroprene are used. .
The thermoplastic resin is divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, allyl. It may be made crosslinkable with a crosslinking agent such as (meth) acrylate, triacryl formal, triallyl isocyanurate or the like. The crosslinked form is preferably uncrosslinked, but may be partially crosslinked so as not to impair the properties as a thermoplastic resin.
Examples of the liquid that is vaporized by heat to generate gas include hydrocarbons such as n-pentane, isopentane, neopentane, butane, isobutane, hexane, and petroleum ether; methyl chloride, methylene chloride, dichloroethylene, trichloroethane, Liquids such as chlorinated hydrocarbons such as trichloroethylene;
上記熱膨張性マイクロカプセルは、熱によって膨張して気体封入熱可塑性樹脂となる熱膨張性マイクロカプセルであれば特に限定されず、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、熱膨張性マイクロカプセルの膨張前の粒子径は、5〜300μmが好ましく、10〜200μmがより好ましい。
The heat-expandable microcapsule is not particularly limited as long as it is a heat-expandable microcapsule that expands by heat to become a gas-filled thermoplastic resin, and may be used alone or in combination of two or more. Good.
The particle size of the thermally expandable microcapsule before expansion is preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm.
このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、市販品を用いることができ、具体的には、例えば、EXPANCEL社製のエクスパンセル091DU−80、エクスパンセル092DU−120;松本油脂社製のマイクロスフェアF−85、マイクロスフェアF−100;等が挙げられる。 As such thermally expandable microcapsules, commercially available products can be used. Specifically, for example, EXPANCEL 091DU-80, EXPANCEL 092DU-120 manufactured by EXPANCEL; Sphere F-85, Microsphere F-100;
熱膨張性マイクロカプセルの含有量は、上述した効果がより優れるという理由から、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。 The content of the thermally expandable microcapsule is preferably 0.1 to 30 parts by mass and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber because the above-described effect is more excellent.
<軟化剤>
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、後述するように一定の柔軟性が要求されることから、軟化剤を含有してもよい。
軟化剤としては、配合されるゴム組成物に柔軟性を与えるものであれば特に限定されず、例えば、タイヤ製造において配合されるプロセスオイル等のオイルを好適に用いることができる。
このようなプロセスオイル(オイル)としては、例えば、パラフィン系原油の減圧蒸留残渣油を脱れきした脱れき油から溶剤精製によって潤滑油基油を製造する際に副生されるアロマ分が多いエキストラクト;タイヤ用アロマオイル;等が挙げられ、その具体例としては、エクストラクト4号S(昭和シェル石油社製)が挙げられる。
なお、上記ジエン系ゴムには、加工等の観点から鉱油が配合されている場合(油展)があるが、本発明では、この配合油についても、上記軟化剤に含まれるものとする。
上記軟化剤の含有量は、スタッドレスタイヤのタイヤトレッド部に要求される硬さの観点から、上記ジエン系ゴム100質量部に対して、10〜50質量部が好ましく、15〜45質量部がより好ましい。
<Softener>
The rubber composition for studless tires of the present invention may contain a softening agent because a certain degree of flexibility is required as described later.
The softening agent is not particularly limited as long as it gives flexibility to the rubber composition to be blended. For example, oil such as process oil blended in tire manufacture can be suitably used.
Examples of such process oil (oil) include, for example, an extra with a large amount of aroma produced as a by-product when a lubricating base oil is produced by solvent refining from a debris oil obtained by removing a vacuum distillation residue of paraffinic crude oil. And a specific example thereof is Extract No. 4S (manufactured by Showa Shell Sekiyu K.K.).
In addition, although the mineral oil is mix | blended with respect to the said diene rubber from viewpoints of processing etc. (oil extension), in this invention, this compounded oil shall be contained in the said softener.
The content of the softening agent is preferably 10 to 50 parts by mass and more preferably 15 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber from the viewpoint of the hardness required for the tire tread part of the studless tire. preferable.
<その他の添加剤>
本発明のゴム組成物には、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲でさらに、添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、本発明のゴム組成物に含有されるシランカップリング剤以外のシランカップリング剤、シリカ以外の充填剤(例えばカーボンブラック)、加硫助剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などが挙げられる。
<Other additives>
The rubber composition of the present invention may further contain additives as long as necessary without departing from the effects and purposes.
Examples of the additive include silane coupling agents other than the silane coupling agent contained in the rubber composition of the present invention, fillers other than silica (for example, carbon black), vulcanization aids, anti-aging agents, additives Examples thereof include a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.
<硬さ>
本発明のゴム組成物は、スタッドレスタイヤのタイヤトレッド部に用いられるため、柔軟性が要求されることから、加硫後にJIS K6253に準拠して20℃で測定したタイプAデュロメータ硬さ(以下、単に「デュロメータ硬さ」ともいう。)が60未満である。デュロメータ硬さが60以上であると、氷上性能やウェット性能などの特性が劣る。
一方、デュロメータ硬さの下限値としては、特に限定されないが、40以上が好ましい。
<Hardness>
Since the rubber composition of the present invention is used for a tire tread portion of a studless tire, flexibility is required. Therefore, a type A durometer hardness (hereinafter referred to as “a”) measured at 20 ° C. according to JIS K6253 after vulcanization. Simply called “durometer hardness”) is less than 60. When the durometer hardness is 60 or more, properties such as on-ice performance and wet performance are inferior.
On the other hand, the lower limit of durometer hardness is not particularly limited, but is preferably 40 or more.
<スタッドレスタイヤ用ゴム組成物の製造方法>
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど)を用いて、混練する方法などが挙げられる。
また、本発明のゴム組成物は、従来公知の加硫条件で加硫できる。
<Method for producing rubber composition for studless tire>
The manufacturing method of the rubber composition for studless tires of the present invention is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, the above-described components using known methods and apparatuses (for example, Banbury mixers, kneaders, rolls, etc.). And a kneading method.
The rubber composition of the present invention can be vulcanized under conventionally known vulcanization conditions.
〔スタッドレスタイヤ〕
本発明のスタッドレスタイヤ(以下、単に「本発明のタイヤ」ともいう。)は、空気入りタイヤであって、上述した本発明のゴム組成物をタイヤトレッド部に使用した空気入りタイヤである。
図1に、本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
〔studless tire〕
The studless tire of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the tire of the present invention”) is a pneumatic tire, and is a pneumatic tire using the above-described rubber composition of the present invention for a tire tread portion.
FIG. 1 shows a schematic partial sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the tire of the present invention, but the tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
空気入りタイヤは、左右一対のビード部1およびサイドウォール部2と、両サイドウォール部2に連なるタイヤトレッド部3とからなる。
左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
タイヤトレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
The pneumatic tire includes a pair of left and right bead portions 1 and sidewall portions 2, and a tire tread portion 3 connected to both sidewall portions 2.
Between the pair of left and right bead portions 1, a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted, and an end portion of the carcass layer 4 is folded around the bead core 5 and the bead filler 6 from the inside to the outside of the tire. Rolled up.
In the tire tread 3, a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire outside the carcass layer 4.
In the bead portion 1, a rim cushion 8 is disposed at a portion in contact with the rim.
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのタイヤトレッド部に用いる以外は特に制限はなく、例えば従来公知の方法に従って製造できる。タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。 The tire of the present invention is not particularly limited except that the rubber composition of the present invention is used for a tire tread portion of a pneumatic tire, and can be produced, for example, according to a conventionally known method. As the gas filled in the tire, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, etc. can be used in addition to normal or air with adjusted oxygen partial pressure.
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
<ポリシロキサン1の合成>
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた2Lセパラブルフラスコにビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(信越化学工業製 KBE−846)107.8g(0.2mol)、γ―メルカプトプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−803)190.8g(0.8mol)、オクチルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−3083)442.4g(1.6mol)、エタノール190.0gを納めた後、室温にて0.5N塩酸37.8g(2.1mol)とエタノール75.6gの混合溶液を滴下した。その後、80℃にて2時間攪拌した。その後、濾過、5%KOH/EtOH溶液17.0gを滴下し80℃で2時間攪拌した。その後、減圧濃縮、濾過することで褐色透明液体のポリシロキサン480.1gを得た。GPCにより測定した結果、平均分子量は840であり、平均重合度は4.0(設定重合度4.0)であった。また、酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によりメルカプト当量を測定した結果、730g/molであり、設定通りのメルカプト基含有量であることが確認された。以上より、下記平均組成式で示される。
(−C3H6−S4−C3H6−)0.071(−C8H17)0.571(−OC2H5)1.50(−C3H6SH)0.286SiO0.75
得られたポリシロキサンをポリシロキサン1とした。
<Synthesis of polysiloxane 1>
A 2 L separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel and a thermometer was charged with 107.8 g (0.2 mol) of bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (KBE-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), γ-mercapto. Contains 190.8 g (0.8 mol) of propyltriethoxysilane (KBE-803, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 442.4 g (1.6 mol) of octyltriethoxysilane (KBE-3083, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 190.0 g of ethanol. Thereafter, a mixed solution of 37.8 g (2.1 mol) of 0.5N hydrochloric acid and 75.6 g of ethanol was added dropwise at room temperature. Then, it stirred at 80 degreeC for 2 hours. Thereafter, filtration, 17.0 g of a 5% KOH / EtOH solution was added dropwise, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Then, 480.1 g of polysiloxane of brown transparent liquid was obtained by concentration under reduced pressure and filtration. As a result of measurement by GPC, the average molecular weight was 840, and the average polymerization degree was 4.0 (set polymerization degree 4.0). Moreover, as a result of measuring mercapto equivalent by acetic acid / potassium iodide / potassium iodate addition-sodium thiosulfate solution titration method, it was 730 g / mol, and it was confirmed that it was the mercapto group content as set. From the above, it is shown by the following average composition formula.
(-C 3 H 6 -S 4 -C 3 H 6 -) 0.071 (-C 8 H 17) 0.571 (-OC 2 H 5) 1.50 (-C 3 H 6 SH) 0.286 SiO 0.75
The obtained polysiloxane was designated as polysiloxane 1.
<ポリシロキサン2の合成>
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた2Lセパラブルフラスコにγ―メルカプトプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−803)190.8g(0.8mol)、オクチルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−3083)442.4g(1.6mol)、エタノール162.0gを納めた後、室温にて0.5N塩酸32.4g(1.8mol)とエタノール75.6gの混合溶液を滴下した。その後、80℃にて2時間攪拌した。その後、濾過、5%KOH/EtOH溶液14.6gを滴下し80℃で2時間攪拌した。その後、減圧濃縮、濾過することで無色透明液体のポリシロキサン412.3gを得た。GPCにより測定した結果、平均分子量は850であり、平均重合度は4.0(設定重合度4.0)であった。また、酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によりメルカプト当量を測定した結果、650g/molであり、設定通りのメルカプト基含有量であることが確認された。以上より、下記平均組成式で示される。
(−C8H17)0.667(−OC2H5)1.50(−C3H6−SH)0.333SiO0.75
得られたポリシロキサンをポリシロキサン2とした。
<Synthesis of polysiloxane 2>
In a 2 L separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a thermometer, γ-mercaptopropyltriethoxysilane (KBE-803, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 190.8 g (0.8 mol), octyltriethoxysilane ( After putting 442.4 g (1.6 mol) and ethanol 162.0 g of Shin-Etsu Chemical KBE-3083), a mixed solution of 0.5N hydrochloric acid 32.4 g (1.8 mol) and ethanol 75.6 g at room temperature. It was dripped. Then, it stirred at 80 degreeC for 2 hours. Thereafter, filtration, 14.6 g of a 5% KOH / EtOH solution was added dropwise, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Thereafter, 412.3 g of a colorless transparent liquid polysiloxane was obtained by concentration under reduced pressure and filtration. As a result of measurement by GPC, the average molecular weight was 850, and the average polymerization degree was 4.0 (set polymerization degree 4.0). Moreover, as a result of measuring a mercapto equivalent by the acetic acid / potassium iodide / potassium iodate addition-sodium thiosulfate solution titration method, it was 650 g / mol and it was confirmed that it is a mercapto group content as set. From the above, it is shown by the following average composition formula.
(-C 8 H 17) 0.667 ( -OC 2 H 5) 1.50 (-C 3 H 6 -SH) 0.333 SiO 0.75
The obtained polysiloxane was designated as polysiloxane 2.
<比較ポリシロキサン1の合成>
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(0.1mol)を水および濃塩酸水溶液で加水分解し、その後、エトキシメチルポリシロキサン(100g)を添加し、縮合することでポリシロキサンを得た。得られたポリシロキサンを比較ポリシロキサン1とする。
上記比較ポリシロキサン1は、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランのメトキシ基とエトキシメチルポリシロキサンのエトキシ基とが縮合した構造を有する。すなわち、上記比較ポリシロキサン1が有する1価の炭化水素基はメチル基のみである。また、上記比較ポリシロキサン1はスルフィド基を含有する2価の有機基を有さない。
<Synthesis of Comparative Polysiloxane 1>
3-mercaptopropyltrimethoxysilane (0.1 mol) was hydrolyzed with water and concentrated aqueous hydrochloric acid, and then ethoxymethyl polysiloxane (100 g) was added and condensed to obtain polysiloxane. The obtained polysiloxane is referred to as comparative polysiloxane 1.
The comparative polysiloxane 1 has a structure in which the methoxy group of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and the ethoxy group of ethoxymethyl polysiloxane are condensed. That is, the monovalent hydrocarbon group of the comparative polysiloxane 1 is only a methyl group. The comparative polysiloxane 1 does not have a divalent organic group containing a sulfide group.
<比較ポリシロキサン2の合成>
ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド(0.1mol)を水および濃塩酸水溶液で加水分解し、その後、エトキシメチルポリシロキサン(100g)を添加し、縮合することでポリシロキサンを得た。得られたポリシロキサンを比較ポリシロキサン2とする。
上記比較ポリシロキサン2は、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィドのエトキシ基とエトキシメチルポリシロキサンのエトキシ基とが縮合した構造を有する。すなわち、上記比較ポリシロキサン2が有する1価の炭化水素基はメチル基のみである。また、上記比較ポリシロキサン2はメルカプト基を含有する有機基を有さない。
<Synthesis of Comparative Polysiloxane 2>
Bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide (0.1 mol) is hydrolyzed with water and concentrated aqueous hydrochloric acid, and then ethoxymethylpolysiloxane (100 g) is added and condensed to obtain polysiloxane. It was. The obtained polysiloxane is referred to as comparative polysiloxane 2.
The comparative polysiloxane 2 has a structure in which the ethoxy group of bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide and the ethoxy group of ethoxymethyl polysiloxane are condensed. That is, the monovalent hydrocarbon group of the comparative polysiloxane 2 is only a methyl group. The comparative polysiloxane 2 does not have an organic group containing a mercapto group.
<比較例1〜7、実施例1、参考例2および実施例3〜4>
下記第1表に示す成分を、下記第1表に示す割合(質量部)で配合した。
具体的には、まず、下記第1表に示す成分のうち加硫剤および加硫促進剤を除く成分を、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混合し、その後、ゴムを放出させ、室温冷却させることで、マスターバッチを得た。
次に、得られたマスターバッチに、加硫剤および加硫促進剤を、上記バンバリーミキサーで混合し、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物(以下、単に「ゴム組成物」ともいう。)を得た。
次に、得られたゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、170℃で15分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
また、以下の説明において、参考例2は、実施例2と表記する。
<Comparative Examples 1-7, Example 1 , Reference Example 2 and Examples 3-4>
The components shown in Table 1 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 1 below.
Specifically, first, the components shown in Table 1 except for the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are mixed for 5 minutes with a 1.7 liter closed Banbury mixer, and then the rubber is released. A master batch was obtained by cooling at room temperature.
Next, a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator were mixed with the obtained master batch with the above Banbury mixer to obtain a rubber composition for a studless tire (hereinafter also simply referred to as “rubber composition”).
Next, the obtained rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes in a lamborn abrasion mold (diameter 63.5 mm, disk shape 5 mm thick) to produce a vulcanized rubber sheet.
In the following description, Reference Example 2 is referred to as Example 2.
<デュロメータ硬さ>
各例の加硫シートについて、JIS K6253に準拠して、20℃で、タイプAデュロメータ硬さを測定した。結果を下記第1表に示す。
<Durometer hardness>
For each vulcanized sheet, the type A durometer hardness was measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6253. The results are shown in Table 1 below.
<ウェットスキッド>
各例の加硫シートのウェットスキッドを、スタンレー社製ポータブルスキッドテスターを用いて、湿潤路面の条件下で、ASTM E−303−83の方法に従って測定した。
下記第1表では、比較例1の結果を「100」として、指数表示した。指数表示の値が大きいほど、ウェット摩擦力が大きく、ウェット性能が優れるものとして評価できる。
<Wet skid>
The wet skid of the vulcanized sheet of each example was measured according to the method of ASTM E-303-83 using a portable skid tester manufactured by Stanley under the condition of a wet road surface.
In Table 1 below, the result of Comparative Example 1 is represented as an index with the value “100”. The larger the index value, the greater the wet friction force and the better the wet performance.
<tanδ(60℃)>
各例の加硫シートについて、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所社製)を用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzの条件下で、温度60℃の損失正接tanδ(60℃)を測定した。
下記第1表では、比較例1のtanδ(60℃)の値を「100」として、指数表示した。この指数表示の値が小さいほど(つまり、tanδ(60℃)が小さいほど)、低発熱で転がり抵抗が低減できたものとして評価できる。
<Tan δ (60 ° C.)>
With respect to the vulcanized sheet of each example, using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), loss tangent tan δ (60 ° C.) at a temperature of 60 ° C. under conditions of initial strain 10%, amplitude ± 2%, frequency 20 Hz. ) Was measured.
In Table 1 below, the value of tan δ (60 ° C.) of Comparative Example 1 is set to “100” and is displayed as an index. It can be evaluated that the rolling resistance can be reduced with lower heat generation as the value of the index display is smaller (that is, as tan δ (60 ° C.) is smaller).
<氷上摩擦係数>
各例の加硫ゴムシートを偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて、測定温度:−1.5℃、荷重:5.5kg/cm3、ドラム回転速度:25km/時間の条件で、氷上摩擦係数を測定した。
下記第1表では、比較例1の氷上摩擦係数を100として、次式により指数化したものを表示した。表示した数値が大きいほど、ゴムと氷との摩擦力が良好であり氷上性能に優れるものとして評価できる。
氷上摩擦係数指数=(試料の氷上摩擦係数/比較例1の氷上摩擦係数)×100
<Coefficient of friction on ice>
The vulcanized rubber sheet of each example was attached to a flat columnar base rubber and measured with an inside drum type on-ice friction tester: measurement temperature: −1.5 ° C., load: 5.5 kg / cm 3 , drum rotation speed: 25 km The friction coefficient on ice was measured under the conditions of / hour.
In Table 1 below, the index of friction according to the following equation is shown with the friction coefficient on ice of Comparative Example 1 as 100. The larger the displayed numerical value, the better the frictional force between rubber and ice, and the higher the performance on ice can be evaluated.
Friction coefficient index on ice = (Friction coefficient on ice of sample / Friction coefficient on ice of Comparative Example 1) × 100
<耐摩耗性>
各例の加硫ゴムシートを、ランボーン摩耗試験機(株式会社岩本製作所製)を使用して、JIS K6264に準拠し、荷重4.0kg、スリップ率30%の条件にて測定し、試料の摩耗量を計測した。
下記第1表では、比較例1の摩耗量を100として、次式により指数化したものを表示した。表示した数値が大きいほど、耐摩耗性に優れるものとして評価できる。
耐摩耗性=(比較例1の摩耗量/試料の摩耗量)×100
<Abrasion resistance>
The vulcanized rubber sheet of each example was measured using a Lambourn abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) according to JIS K6264, with a load of 4.0 kg and a slip rate of 30%. The amount was measured.
In Table 1 below, the wear amount of Comparative Example 1 was set to 100, and the index was calculated according to the following formula. The larger the displayed numerical value, the better the wear resistance.
Abrasion resistance = (Abrasion amount of Comparative Example 1 / Abrasion amount of sample) × 100
上記第1表に示されている各成分の詳細は以下のとおりである。
・ジエン系ゴム1(NR):STR20(Tg:−65℃、BON BUNDIT社製)
・ジエン系ゴム2(BR):Nipol BR1220(Tg:−110℃、日本ゼオン社製)
・ジエン系ゴム3(SBR):Nipol BR1502(日本ゼオン社製)
・カーボンブラック:ショウブラックN339(キャボネットジャパン社製)
・シリカ:ULTRASIL VN−3(CTAB比表面積:155m2/g、エボニックデグッサ社製)
・シランカップリング剤X1:Si69(エボニックデグッサ社製)(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
・シランカップリング剤X2:Si363(エボニックデグッサ社製)(下記式(X)で表されるメルカプト系のシランカップリング剤)
・シランカップリング剤X3:上述のとおり合成された比較ポリシロキサン1
・シランカップリング剤X4:上述のとおり合成された比較ポリシロキサン2
Details of each component shown in Table 1 are as follows.
-Diene rubber 1 (NR): STR20 (Tg: -65 ° C, manufactured by BON BUNDIT)
・ Diene rubber 2 (BR): Nipol BR1220 (Tg: −110 ° C., manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
-Diene rubber 3 (SBR): Nipol BR1502 (manufactured by Nippon Zeon)
・ Carbon black: Show Black N339 (Cabonet Japan)
Silica: ULTRASIL VN-3 (CTAB specific surface area: 155 m 2 / g, manufactured by Evonik Degussa)
Silane coupling agent X1: Si69 (Evonik Degussa) (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
Silane coupling agent X2: Si363 (manufactured by Evonik Degussa) (mercapto silane coupling agent represented by the following formula (X))
Silane coupling agent X3: Comparative polysiloxane 1 synthesized as described above
Silane coupling agent X4: Comparative polysiloxane 2 synthesized as described above
・シランカップリング剤1:上述のとおり合成されたポリシロキサン1
・シランカップリング剤2:上述のとおり合成されたポリシロキサン2
・熱膨張性マイクロカプセル:マイクロスフェアF100(松本油脂社製)
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学工業社製)
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸YR(日本油脂社製)
・老化防止剤:6PPD(フレキシス社製)(N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−1,4−フェニレンジアミン)
・ワックス:パラフィンワックス(大内新興化学工業社製)
・軟化剤(オイル):エクストラクト4号S(昭和シェル石油社製)
・加硫剤:油処理硫黄(細井化学社製)
・加硫促進剤1:サンセラーCM−G(三新化学工業社製)(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)
・加硫促進剤2:TBzTD(エボニックデグッサ社製)(テトラベンジルチウラムジスルフィド)
Silane coupling agent 1: Polysiloxane 1 synthesized as described above
Silane coupling agent 2: Polysiloxane 2 synthesized as described above
-Thermally expandable microcapsules: Microsphere F100 (manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd.)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Stearic acid: Bead stearic acid YR (manufactured by NOF Corporation)
Anti-aging agent: 6PPD (manufactured by Flexis) (N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-1,4-phenylenediamine)
・ Wax: Paraffin wax (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Softener (oil): Extract No. 4 S (manufactured by Showa Shell Sekiyu KK)
・ Vulcanizing agent: Oil-treated sulfur (manufactured by Hosoi Chemical Co., Ltd.)
・ Vulcanization accelerator 1: Sunseller CM-G (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) (N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide)
-Vulcanization accelerator 2: TBzTD (Evonik Degussa) (tetrabenzylthiuram disulfide)
上記第1表に示す結果から明らかなように、シランカップリング剤X1を用いた比較例1と比較して、メルカプト系のシランカップリング剤X2を用いた比較例2は、ウェット性能および転がり抵抗の改善は見られるものの、氷上性能および耐摩耗性に劣っていた。同様に、所定の平均組成式を満たさないポリシロキサンからなるシランカップリング剤X3およびX4を用いた比較例6および7は、比較例1よりもウェット性能に劣り、氷上性能も同等以下に劣っていた。
これに対して、シランカップリング剤1または2を用いた実施例1〜4は、比較例1に対して、ウェット性能、氷上性能、および、耐摩耗性がいずれも良好となり、かつ、転がり抵抗も低減できることが分かった。
また、実施例1と実施例2とを対比すると、シランカップリング剤1を使用した実施例1は、シランカップリング剤2を使用した実施例2よりも、ウェット性能および氷上性能がより優れていた。
また、熱膨張性マイクロカプセルを配合した実施例4は、氷上性能がより優れていた。
As is apparent from the results shown in Table 1 above, the comparative example 2 using the mercapto-based silane coupling agent X2 has wet performance and rolling resistance as compared with the comparative example 1 using the silane coupling agent X1. Although the improvement was observed, the performance on ice and the wear resistance were inferior. Similarly, Comparative Examples 6 and 7 using silane coupling agents X3 and X4 made of polysiloxane that does not satisfy the predetermined average composition formula are inferior in wet performance and in on-ice performance to the same or lower than Comparative Example 1. It was.
On the other hand, Examples 1-4 using the silane coupling agent 1 or 2 have better wet performance, on-ice performance, and wear resistance than Comparative Example 1, and rolling resistance. It was also found that it can be reduced.
Moreover, when Example 1 and Example 2 are contrasted, Example 1 using the silane coupling agent 1 has better wet performance and on-ice performance than Example 2 using the silane coupling agent 2. It was.
Moreover, Example 4 which mix | blended the thermally expansible microcapsule had more excellent performance on ice.
なお、シランカップリング剤1または2を用いた場合であっても、比較例3〜5は、各種特性が劣っていた。
例えば、ジエン系ゴムとしてSBRのみを配合した比較例3は、氷上性能および耐摩耗性が劣っていた。
また、シリカを含まない比較例4は、tanδ(60℃)の値が高く、転がり抵抗の低減効果が見られなかったうえ、氷上性能も劣っていた。
また、デュロメータ硬さが60以上である比較例5は、ウェット性能および氷上性能が劣っていた。
In addition, even if it was a case where the silane coupling agent 1 or 2 was used, the comparative examples 3-5 were inferior in various characteristics.
For example, Comparative Example 3 containing only SBR as a diene rubber had poor performance on ice and wear resistance.
Further, Comparative Example 4 containing no silica had a high tan δ (60 ° C.) value, did not show the effect of reducing rolling resistance, and had poor performance on ice.
Moreover, the comparative example 5 whose durometer hardness is 60 or more was inferior in wet performance and on-ice performance.
次に、比較例1および実施例1〜4のゴム組成物を、タイヤトレッド部に用いて、サイズ185/65R14の試験タイヤを作製し、以下の制動試験に供した。試験結果を下記第2表に示す。
<ウェット制動試験>
国産1500ccのFF車両を用いて、撒水したアスファルト路面を初速40km/hで走行し、制動したときの制動距離を測定し、比較例1の値を100として指数表示した。数値が大きいほど、ウェット性能に優れるものとして評価できる。
<氷上ABS制動試験>
国産1500ccのFF車両を用いて、氷盤路(テストコース)において、時速40km走行時にABS制動を実施して、制動実施時から停止するまでの距離を1〜5までの数値で表示した。数値が大きいほど、氷上性能に優れるものとして評価できる。
Next, test tires of size 185 / 65R14 were produced using the rubber compositions of Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 in the tire tread portion, and subjected to the following braking test. The test results are shown in Table 2 below.
<Wet braking test>
Using a domestic 1500cc FF vehicle, traveling on a flooded asphalt road surface at an initial speed of 40 km / h, the braking distance when braking was measured, and the value of Comparative Example 1 was displayed as an index. The larger the value, the better the wet performance.
<ABS braking test on ice>
Using a domestic 1500cc FF vehicle, ABS braking was performed when traveling at 40km / h on an icy road (test course), and the distance from the time of braking to the stop was displayed as a numerical value from 1 to 5. The larger the value, the better the performance on ice.
上記第2表に示すように、実施例1〜4のゴム組成物を用いたタイヤは、比較例1のゴム組成物を用いたタイヤと同等以上のウェット性能を示しつつ、氷上性能に優れていた。 As shown in Table 2 above, the tires using the rubber compositions of Examples 1 to 4 are superior in performance on ice while exhibiting wet performance equivalent to or better than that of the tire using the rubber composition of Comparative Example 1. It was.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
1 Bead part 2 Side wall part 3 Tire tread part 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion
Claims (6)
前記ジエン系ゴムは、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴムを含み、
前記シリカは、CTAB比表面積が50〜300m2/gであるシリカであって、その含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して3〜100質量部であり、
前記シランカップリング剤は、下記式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンであって、その含有量が、前記シリカの含有量に対して2〜20質量%であり、
加硫後にJIS K6253に準拠して20℃で測定したタイプAデュロメータ硬さが、60未満である、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
(A)a(B)b(C)c(D)d(E)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表す。Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表す。Cは加水分解性基を表す。Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。Eは炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。a〜eは、0<a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。) Containing a diene rubber, silica, and a silane coupling agent,
The diene rubber includes natural rubber and / or butadiene rubber,
The silica is a silica having a CTAB specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, and the content thereof is 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
The silane coupling agent is a polysiloxane represented by an average composition formula of the following formula (1), and the content thereof is 2 to 20% by mass with respect to the content of the silica.
A rubber composition for studless tires, having a type A durometer hardness of less than 60 measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6253 after vulcanization.
(A) a (B) b (C) c (D) d (E) e SiO (4-2a-bcde) / 2 (1)
(In formula (1), A represents a divalent organic group containing a sulfide group, B represents a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, C represents a hydrolyzable group, and D represents Represents an organic group containing a mercapto group, E represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a to e represent 0 <a <1, 0 ≦ b <1, 0 <c <3, (0 <d <1, 0 ≦ e <2, 0 <2a + b + c + d + e <4 is satisfied )
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