JP6310186B2 - Rubber composition for tire and pneumatic tire - Google Patents

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本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for a tire and a pneumatic tire produced using the same.

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。 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. .

低燃費性を改善する方法として、カーボンブラックやシリカなどの充填剤を減量する方法が知られているが、充填剤を減量すると、ウェットグリップ性能や耐摩耗性が低下するという点で改善の余地がある。このように、通常、低燃費性はウェットグリップ性能や耐摩耗性と背反する関係にあり、これらの性能を兼ね備えたゴム組成物を調製することは困難であった。 As a method for improving fuel efficiency, a method of reducing the filler such as carbon black or silica is known. However, if the filler is reduced, there is room for improvement in that wet grip performance and wear resistance are reduced. There is. As described above, usually, low fuel consumption is in contradiction with wet grip performance and wear resistance, and it has been difficult to prepare a rubber composition having these performances.

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する方法として、特許文献1には、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を配合する方法が開示され、特許文献2には、無水シリカ及び含水シリカを併用する方法が開示されている。しかし、近年では、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性について、更なる改善が求められている。 As a method for improving fuel economy, wet grip performance and wear resistance in a well-balanced manner, Patent Document 1 discloses a method of blending a diene rubber modified with an organosilicon compound containing an amino group and an alkoxy group. Patent Document 2 discloses a method in which anhydrous silica and hydrous silica are used in combination. However, in recent years, further improvements have been demanded for low fuel consumption, wet grip performance, and wear resistance.

特開2000−344955号公報JP 2000-344955 A 特開2003−192842号公報JP 2003-192842 A

本発明は、前記課題を解決し、良好な耐摩耗性及び低燃費性を維持しながらウェットグリップ性能を改善できるタイヤ用ゴム組成物、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-mentioned problems and to provide a rubber composition for a tire that can improve wet grip performance while maintaining good wear resistance and low fuel consumption, and a pneumatic tire using the same. To do.

本発明は、ゴム成分と、シリカと、結晶系が六方晶である無機化合物とを含有し、上記ゴム成分100質量部に対する上記シリカの含有量が5〜150質量部であり、上記シリカ100質量部に対する上記無機化合物の含有量が2〜10質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention contains a rubber component, silica, and an inorganic compound whose crystal system is a hexagonal crystal, the content of the silica with respect to 100 parts by mass of the rubber component is 5 to 150 parts by mass, and the silica has a mass of 100 parts by mass. It is related with the rubber composition for tires whose content of the said inorganic compound with respect to a part is 2-10 mass parts.

上記タイヤ用ゴム組成物は、上記シリカ100質量部に対して、メルカプト基を有するシランカップリング剤を0.2質量部以上含有することが好ましい。 The tire rubber composition preferably contains 0.2 parts by mass or more of a silane coupling agent having a mercapto group with respect to 100 parts by mass of the silica.

上記無機化合物は、下記式(1)の組成式で表される化合物であることが好ましい。
α(B)β(C)γ・・・(1)
(式(1)中、AはH、Na、Mg、Sr、K及びCaからなる群より選択される少なくとも1種の1価又は2価の原子であり、BはPO 3−及び/又はCO 2−であり、CはOH、F又はClである。αは0〜5、βは0〜3、γは0〜1で表される数である。)
The inorganic compound is preferably a compound represented by the composition formula of the following formula (1).
A α (B) β (C) γ (1)
(In the formula (1), A is at least one monovalent or divalent atom selected from the group consisting of H, Na, Mg, Sr, K and Ca, and B is PO 4 3- and / or CO 3 2- and C is OH , F or Cl , α is 0 to 5, β is 0 to 3, and γ is a number represented by 0 to 1.)

本発明はまた、上記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 rubber composition.

本発明によれば、ゴム成分に対し、シリカと、結晶系が六方晶である無機化合物とを所定量配合したタイヤ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 tire in which a predetermined amount of silica and an inorganic compound having a crystal system of hexagonal crystal are blended with a rubber component, low fuel consumption, wet grip performance and wear resistance are obtained. A pneumatic tire improved in a well-balanced manner can be provided.

本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、シリカと、結晶系が六方晶である無機化合物(以下、六方晶系無機化合物とも言う。)とを含有する。六方晶系無機化合物がシリカと相互作用することにより、シリカの分散性を改善させ、良好な耐摩耗性及び低燃費性を維持しながら、ウェットグリップ性能を改善することができる。 The rubber composition of the present invention contains a rubber component, silica, and an inorganic compound whose crystal system is hexagonal (hereinafter also referred to as hexagonal inorganic compound). When the hexagonal inorganic compound interacts with silica, the dispersibility of silica can be improved, and wet grip performance can be improved while maintaining good wear resistance and low fuel consumption.

ゴム成分としては、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)など、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、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得られるという点から、SBR、BRを用いることが好ましい。 As the rubber component, natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR) and the like can be used in the tire industry. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, SBR and BR are preferably used from the viewpoint that low fuel consumption, wet grip performance, and wear resistance can be obtained in a well-balanced manner.

ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。40質量%未満であると、良好なウェットグリップ性能を確保できないおそれがある。ゴム成分100質量%中のSBR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、良好な低燃費性を確保できないおそれがある。 The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more. If it is less than 40% by mass, good wet grip performance may not be ensured. The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. If it exceeds 90% by mass, good fuel efficiency may not be ensured.

ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、良好な耐摩耗性を確保できないおそれがある。ゴム成分100質量%中の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、良好な低燃費性を確保できないおそれがある。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. If it is less than 10% by mass, good abrasion resistance may not be ensured. The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. If it exceeds 60% by mass, good fuel efficiency may not be secured.

六方晶系無機化合物の例としては、ベリリウムを含有する珪酸塩鉱物やリン酸塩鉱物などが挙げられる。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得られるという点から、六方晶系無機化合物としては、下記式(1)で表される化合物を使用することが好ましい。
α(B)β(C)γ・・・(1)
(式(1)中、AはH、Na、Mg、Sr、K及びCaからなる群より選択される少なくとも1種の1価又は2価の原子であり、BはPO 3−及び/又はCO 2−であり、CはOH、F又はClである。またαは0〜5、βは0〜3、γは0〜1で表される数である。)
Examples of hexagonal inorganic compounds include silicate minerals and phosphate minerals containing beryllium. From the viewpoint that low fuel consumption, wet grip performance and wear resistance can be obtained in a well-balanced manner, it is preferable to use a compound represented by the following formula (1) as the hexagonal inorganic compound.
A α (B) β (C) γ (1)
(In the formula (1), A is at least one monovalent or divalent atom selected from the group consisting of H, Na, Mg, Sr, K and Ca, and B is PO 4 3- and / or CO 3 2- , C is OH , F or Cl , α is 0 to 5, β is 0 to 3, and γ is a number represented by 0 to 1.)

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得られるという点から、上記式(1)において、Aで表される原子としては、Ca、Na、Mg、Sr、K、Hのいずれか1つが好ましく、Caがより好ましい。BはPO 3−が好ましい。CはOHが好ましい。αは1〜5が好ましく、3〜5が更に好ましい。βは1〜3が好ましく、2〜3が更に好ましい。γは1が好ましい。 In the above formula (1), the atom represented by A is any one of Ca, Na, Mg, Sr, K, and H from the viewpoint that fuel economy, wet grip performance, and wear resistance can be obtained in a balanced manner. One is preferred, and Ca is more preferred. B is preferably PO 4 3- . C is OH - is preferable. α is preferably 1 to 5, and more preferably 3 to 5. β is preferably 1 to 3, and more preferably 2 to 3. γ is preferably 1.

式(1)で表される六方晶系無機化合物の例としては、フッ素燐灰石(Ca(POF)、塩素燐灰石(Ca(POCl)、水酸燐灰石(Ca(PO(OH))、炭酸フッ素燐灰石(Ca(PO、COF)、炭酸水酸燐灰石(Ca(PO、CO(OH))などが挙げられる。これらは1種を単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。なかでも、水酸燐灰石(Ca(PO(OH))を好適に使用できる。 Examples of hexagonal inorganic compounds represented by the formula (1) include fluorapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 F), chlorapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl), hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), fluorinated apatite (Ca 5 (PO 4 , CO 3 ) 3 F), carbonated hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 , CO 3 ) 3 (OH)) and the like. . These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of these, hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)) can be preferably used.

六方晶系無機化合物の平均粒子径は、耐摩耗性の点から、好ましくは500μm以下、より好ましくは50μm以下、更に好ましくは25μm以下である。平均粒子径の下限は特に限定されず、耐摩耗性の点からは小粒径であるほど好ましい。
なお、本明細書において、平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察にて測定した値である。具体的には、透過型電子顕微鏡で写真撮影し、微粒子の形状が球形の場合は球の直径、針状又は棒状の場合は短径、不定型の場合は中心部からの平均粒径を粒子径とし、100個の平均値を平均粒子径とする。
The average particle size of the hexagonal inorganic compound is preferably 500 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 25 μm or less from the viewpoint of wear resistance. The lower limit of the average particle diameter is not particularly limited, and a smaller particle diameter is more preferable from the viewpoint of wear resistance.
In addition, in this specification, an average particle diameter is the value measured by transmission electron microscope (TEM) observation. Specifically, a photograph is taken with a transmission electron microscope. When the shape of the fine particles is spherical, the diameter of the sphere, when the needle or bar is a short diameter, when it is irregular, the average particle diameter from the center is measured. The average value of 100 particles is the average particle size.

六方晶系無機化合物の含有量は、シリカ100質量部に対して、2質量部以上、好ましくは3質量部以上である。2質量部未満であると、ウェットグリップ性能が充分に発揮されないおそれがある。六方晶系無機化合物の含有量は、10質量部以下、好ましくは8質量部以下である。10質量部を超えると、良好な耐摩耗性を確保できないおそれがある。 The content of the hexagonal inorganic compound is 2 parts by mass or more, preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. If it is less than 2 parts by mass, the wet grip performance may not be sufficiently exhibited. The content of the hexagonal inorganic compound is 10 parts by mass or less, preferably 8 parts by mass or less. If it exceeds 10 parts by mass, good wear resistance may not be ensured.

シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。 Examples of the silica include, but are not limited to, dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid), and wet process silica is preferable because of its large number of silanol groups.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは150m/g以上である。30m/g未満では、補強効果が小さく、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、好ましくは300m/g以下、より好ましくは250m/g以下である。300m/gを超えると、シリカの分散性が低下し、充分な低燃費性、耐摩耗性が得られないおそれがある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, and further preferably 150 m 2 / g or more. If it is less than 30 m < 2 > / g, there exists a tendency for a reinforcement effect to be small and for abrasion resistance to fall. Further, N 2 SA of silica is preferably 300 m 2 / g or less, more preferably 250 m 2 / g or less. When it exceeds 300 m 2 / g, the dispersibility of silica is lowered, and there is a possibility that sufficient fuel economy and wear resistance cannot be obtained.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上、好ましくは30質量部以上、より好ましくは50質量部以上である。5質量部未満では、充分な低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性が得られない傾向がある。また、シリカの含有量は、150質量部以下、好ましくは100質量部以下である。150質量部を超えると、シリカが分散しにくくなり、耐摩耗性が悪化する傾向がある。 The content of silica is 5 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient fuel economy, wet grip performance and wear resistance tend not to be obtained. The content of silica is 150 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less. When it exceeds 150 parts by mass, silica is difficult to disperse and wear resistance tends to deteriorate.

本発明のゴム組成物は、メルカプト基を有するシランカップリング剤(以下、メルカプト系シランカップリング剤とも言う。)を含有することが好ましい。メルカプト系シランカップリング剤を更に配合することで、反応性の高いメルカプト系シランカップリング剤が六方晶系無機化合物と相互作用することにより、シリカの分散性を相乗的に改善させることができ、これにより、各性能の改善効果を顕著に向上することができる。メルカプト系シランカップリング剤としては、メルカプト基を有するシランカップリング剤であれば特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できるが、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得られるという点から、下記式(2)で表される化合物、及び/又は、下記式(3)で示される結合単位Aと下記式(4)で示される結合単位Bとを含む化合物を好適に使用できる。

Figure 0006310186
(式(2)中、R101〜R103は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基、又は−O−(R111−O)−R112(z個のR111は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表す。z個のR111はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R112は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基、又は炭素数7〜30のアラルキル基を表す。zは1〜30の整数を表す。)で表される基を表す。R101〜R103はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R104は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜6のアルキレン基を表す。)
Figure 0006310186
Figure 0006310186
(式(3)及び(4)中、R201は水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基、又は前記アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを表す。R202は分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、又は分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基を表す。R201とR202とで環構造を形成してもよい。) The rubber composition of the present invention preferably contains a silane coupling agent having a mercapto group (hereinafter also referred to as a mercapto silane coupling agent). By further blending a mercapto silane coupling agent, the highly reactive mercapto silane coupling agent interacts with the hexagonal inorganic compound, so that the dispersibility of silica can be synergistically improved. Thereby, the improvement effect of each performance can be improved notably. The mercapto-based silane coupling agent is not particularly limited as long as it is a silane coupling agent having a mercapto group, and those commonly used in the tire industry can be used, but there is a balance between fuel efficiency, wet grip performance and wear resistance. From the viewpoint of being obtained well, a compound comprising a compound represented by the following formula (2) and / or a binding unit A represented by the following formula (3) and a binding unit B represented by the following formula (4). It can be used suitably.
Figure 0006310186
(In the formula (2), R 101 to R 103 are each a branched or unbranched C 1-12 alkyl group, a branched or unbranched C 1-12 alkoxy group, or —O— (R 111 — O) z- R 112 (z R 111 represents a branched or unbranched divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The z R 111 s may be the same as or different from each other. 112 represents a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. Z represents an integer of 1 to 30.) R 101 to R 103 may be the same as or different from each other, and R 104 has 1 to 6 carbon atoms which are branched or unbranched. Represents an alkylene group of
Figure 0006310186
Figure 0006310186
(In the formulas (3) and (4), R 201 is hydrogen, halogen, branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, branched or unbranched. Or an alkyl group substituted with a hydroxyl group or a carboxyl group, and R 202 represents a branched or unbranched C 1-30 alkylene group, branched or It represents an unbranched C2-C30 alkenylene group or a branched or unbranched C2-C30 alkynylene group, and R 201 and R 202 may form a ring structure.)

以下、式(2)で表される化合物について説明する。式(2)で表される化合物を使用することで、フィラーが良好に分散し、低燃費性、耐摩耗性を顕著に改善できる。 Hereinafter, the compound represented by Formula (2) is demonstrated. By using the compound represented by the formula (2), the filler is well dispersed, and the fuel economy and wear resistance can be remarkably improved.

101〜R103は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基、又は−O−(R111−O)−R112で表される基を表す。なかでも、R101〜R103は、少なくとも1つが−O−(R111−O)−R112で表される基であることが好ましく、2つが−O−(R111−O)−R112で表される基であり、かつ、1つが分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12のアルコキシ基であることがより好ましい。 R 101 to R 103 are each a branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or —O— (R 111 —O) z —R 112 . Represents the group represented. Among these, at least one of R 101 to R 103 is preferably a group represented by —O— (R 111 —O) z —R 112 , and two of them are —O— (R 111 —O) z —. a group represented by R 112, and it is more preferred one is a branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.

101〜R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12(好ましくは炭素数1〜5)のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) represented by R 101 to R 103 include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and n-butyl. Group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group and the like.

101〜R103の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜12(好ましくは炭素数1〜5)のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトシキ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトシキ基、tert−ブトシキ基、ペンチルオキシ基、へキシルオキシ基、へプチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) of R 101 to R 103 include, for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, n- Examples include butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, 2-ethylhexyloxy, octyloxy, nonyloxy and the like.

101〜R103の−O−(R111−O)−R112において、R111は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜3)の2価の炭化水素基を表す。前記炭化水素基としては、例えば、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基、炭素数6〜30のアリーレン基などがあげられる。中でも、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基が好ましい。 In —O— (R 111 —O) z —R 112 of R 101 to R 103 , R 111 represents a branched or unbranched carbon number of 1 to 30 (preferably having 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 carbon number). To 3) a divalent hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, and a branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. And an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. Of these, a branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms is preferable.

111の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜3)のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms) of R 111 include, for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, undecylene group, dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like.

111の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数2〜3)のアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched carbon atoms 2-30 alkenylene group (preferably 2 to 15 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms) of R 111, for example, vinylene group, propenylene group, 2-propenylene Group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like.

111の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数2〜3)のアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched carbon atoms 2-30 alkynylene group (preferably 2 to 15 carbon atoms, more preferably 2 to 3 carbon atoms) of R 111, for example, ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group Hexynylene group, heptynylene group, octynylene group, noninylene group, decynylene group, undecynylene group, dodecynylene group and the like.

111の炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜15)のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基などがあげられる。 Examples of the arylene group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 15 carbon atoms) of R 111 include a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, and a naphthylene group.

zは1〜30(好ましくは2〜20、より好ましくは3〜7、さらに好ましくは5〜6)の整数を表す。 z represents an integer of 1 to 30 (preferably 2 to 20, more preferably 3 to 7, further preferably 5 to 6).

112は、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基を表す。中でも、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。 R 112 represents a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. Represent. Of these, a branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferable.

112の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30(好ましくは炭素数3〜25、より好ましくは炭素数10〜15)のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 3 to 25 carbon atoms, more preferably 10 to 15 carbon atoms) of R 112 include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, Isopropyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl , Dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, octadecyl group and the like.

112の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30(好ましくは炭素数3〜25、より好ましくは炭素数10〜15)のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基などがあげられる。 Examples of the branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms (preferably 3 to 25 carbon atoms, more preferably 10 to 15 carbon atoms) for R 112 include, for example, a vinyl group, a 1-propenyl group, and 2-propenyl. Group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group Group, pentadecenyl group, octadecenyl group and the like.

112の炭素数6〜30(好ましくは炭素数10〜20)のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基などがあげられる。 Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms (preferably 10 to 20 carbon atoms) of R 112 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group.

112の炭素数7〜30(好ましくは炭素数10〜20)のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などがあげられる。 Examples of the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms (preferably 10 to 20 carbon atoms) of R 112 include a benzyl group and a phenethyl group.

−O−(R111−O)−R112で表される基の具体例としては、例えば、−O−(C−O)−C1123、−O−(C−O)−C1225、−O−(C−O)−C1327、−O−(C−O)−C1429、−O−(C−O)−C1531、−O−(C−O)−C1327、−O−(C−O)−C1327、−O−(C−O)−C1327、−O−(C−O)−C1327などがあげられる。中でも、−O−(C−O)−C1123、−O−(C−O)−C1327、−O−(C−O)−C1531、−O−(C−O)−C1327が好ましい。 Specific examples of the group represented by —O— (R 111 —O) z —R 112 include, for example, —O— (C 2 H 4 —O) 5 —C 11 H 23 , —O— (C 2 H 4 -O) 5 -C 12 H 25, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 14 H 29, -O - (C 2 H 4 -O) 5 -C 15 H 31, -O- (C 2 H 4 -O) 3 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 4 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 6 -C 13 H 27, such as -O- (C 2 H 4 -O) 7 -C 13 H 27 and the like. Among these, -O- (C 2 H 4 -O ) 5 -C 11 H 23, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 13 H 27, -O- (C 2 H 4 -O) 5 -C 15 H 31, -O- (C 2 H 4 -O) 6 -C 13 H 27 are preferable.

104の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜6(好ましくは炭素数1〜5)のアルキレン基としては、例えば、R111の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基と同様の基をあげることができる。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) of R 104 include the same groups as the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 111. Can give.

上記式(2)で表される化合物としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランや、下記式(5)で表される化合物(EVONIK−DEGUSSA社製のSi363)などがあげられ、下記式で表される化合物を好適に使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。

Figure 0006310186
Examples of the compound represented by the above formula (2) include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, and the following formula: Examples include compounds represented by (5) (Si363 manufactured by EVONIK-DEGUSSA), and the compounds represented by the following formula can be preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
Figure 0006310186

次に、式(3)で示される結合単位Aと式(4)で示される結合単位Bとを含む化合物について説明する。式(3)で示される結合単位Aと式(4)で示される結合単位Bとを含む化合物は、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのポリスルフィドシランに比べ、加工中の粘度上昇が抑制される。これは結合単位Aのスルフィド部分がC−S−C結合であるため、テトラスルフィドやジスルフィドに比べ熱的に安定であることから、ムーニー粘度の上昇が少ないためと考えられる。 Next, the compound containing the coupling unit A represented by the formula (3) and the coupling unit B represented by the formula (4) will be described. The compound containing the bond unit A represented by the formula (3) and the bond unit B represented by the formula (4) is more viscous during processing than a polysulfide silane such as bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide. The rise is suppressed. This is presumably because the increase in Mooney viscosity is small because the sulfide portion of the bond unit A is a C—S—C bond and is thermally stable compared to tetrasulfide and disulfide.

また、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシランに比べ、スコーチ時間の短縮が抑制される。これは、結合単位Bはメルカプトシランの構造を持っているが、結合単位Aの−C15部分が結合単位Bの−SH基を覆うため、ポリマーと反応しにくく、スコーチが発生しにくいためと考えられる。 Moreover, the shortening of the scorch time is suppressed as compared with mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. This is because the bonding unit B has a structure of mercaptosilane, but the —C 7 H 15 part of the bonding unit A covers the —SH group of the bonding unit B, so that it does not easily react with the polymer and scorch is less likely to occur. This is probably because of this.

上述した加工中の粘度上昇を抑制する効果や、スコーチ時間の短縮を抑制する効果を高めることができるという点から、上記構造のシランカップリング剤において、結合単位Aの含有量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、また、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。結合単位Bの含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上であり、また、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下、さらに好ましくは55モル%以下である。 In the silane coupling agent having the above structure, the content of the bond unit A is preferably 30 from the viewpoint that the effect of suppressing the increase in viscosity during processing and the effect of suppressing the shortening of the scorch time can be enhanced. It is at least mol%, more preferably at least 50 mol%, preferably at most 99 mol%, more preferably at most 90 mol%. The content of the binding unit B is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, further preferably 10 mol% or more, and preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, More preferably, it is 55 mol% or less.

また、結合単位A及びBの合計含有量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%である。なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(3)、(4)と対応するユニットを形成していればよい。 Further, the total content of the binding units A and B is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%. The content of the bond units A and B is an amount including the case where the bond units A and B are located at the terminal of the silane coupling agent. The form in which the bonding units A and B are located at the end of the silane coupling agent is not particularly limited, as long as the units corresponding to the formulas (3) and (4) indicating the bonding units A and B are formed. .

201のハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素などがあげられる。 Examples of the halogen for R 201 include chlorine, bromine, and fluorine.

201の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などがあげられる。前記アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 201 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Carbon number of the alkyl group is preferably 1-12.

201の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基などがあげられる。前記アルケニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C 2-30 alkenyl group of R 201 include a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, and 2-pentenyl. Group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group and the like. The alkenyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

201の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基などがあげられる。前記アルキニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms of R 201 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonynyl group, decynyl group, undecynyl group, And dodecynyl group. The alkynyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

202の分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などがあげられる。前記アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 202 include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, an undecylene group, Examples include dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms.

202の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などがあげられる。前記アルケニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C2-C30 alkenylene group of R202 include vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group and 2-pentenylene. Group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

202の分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などがあげられる。前記アルキニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms of R 202 include ethynylene group, propynylene group, butynylene group, pentynylene group, hexynylene group, heptynylene group, octynylene group, noninylene group, decynylene group, undecynylene group, And dodecynylene group. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

式(3)で示される結合単位Aと式(4)で示される結合単位Bとを含む化合物において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3〜300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの−C15が覆うため、スコーチタイムが短くなることを抑制できるとともに、シリカやゴム成分との良好な反応性を確保することができる。 In the compound containing the bonding unit A represented by the formula (3) and the coupling unit B represented by the formula (4), the repetition of the total of the repeating number (x) of the bonding unit A and the repeating number (y) of the bonding unit B The number (x + y) is preferably in the range of 3 to 300. Within this range, since the mercaptosilane of the bond unit B is covered by —C 7 H 15 of the bond unit A, it is possible to suppress the scorch time from being shortened and to have good reactivity with silica and rubber components. Can be secured.

式(3)で示される結合単位Aと式(4)で示される結合単位Bとを含む化合物としては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のNXT−Z30、NXT−Z45、NXT−Z60などを使用することができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the compound containing the bond unit A represented by the formula (3) and the bond unit B represented by the formula (4) include NXT-Z30 and NXT-Z45 manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK, NXT-Z60 or the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のゴム組成物は、メルカプト系シランカップリング剤以外に、他のシランカップリング剤を併用してもよい。他のシランカップリング剤としては、例えば、スルフィド系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。 The rubber composition of the present invention may be used in combination with other silane coupling agents in addition to the mercapto silane coupling agent. Examples of other silane coupling agents include sulfide, vinyl, amino, glycidoxy, nitro, and chloro silane coupling agents.

メルカプト系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0.2質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。0.2質量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、メルカプト系シランカップリング剤の含有量は、好ましくは12質量部以下、より好ましくは11質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。12質量部を超えると、メルカプト系シランカップリング剤を添加することによる耐摩耗性の向上や転がり抵抗低減などの効果が充分に得られない傾向がある。
なお、スルフィド系などの他のシランカップリング剤を使用する場合においても、配合するシランカップリング剤の合計含有量は上記範囲内であることが好ましい。
The content of the mercapto-based silane coupling agent is preferably 0.2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. If it is less than 0.2 parts by mass, the wear resistance tends to decrease. Further, the content of the mercapto-based silane coupling agent is preferably 12 parts by mass or less, more preferably 11 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less. When the amount exceeds 12 parts by mass, effects such as improvement in wear resistance and reduction in rolling resistance due to addition of a mercapto-based silane coupling agent tend to be insufficient.
In addition, also when using other silane coupling agents, such as a sulfide type, it is preferable that the total content of the silane coupling agent to mix | blend is in the said range.

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、クレー、タルクなどの補強用充填剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、各種老化防止剤、オイルなどの軟化剤、ワックス、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。 In addition to the above components, the rubber composition of the present invention includes compounding agents generally used in the production of rubber compositions, for example, reinforcing fillers such as carbon black, clay and talc, silane coupling agents, and zinc oxide. , Stearic acid, processing aids, various anti-aging agents, softeners such as oil, vulcanizing agents such as wax and sulfur, vulcanization accelerators, and the like can be appropriately blended.

カーボンブラック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。 Carbon black is not particularly limited, and carbon black commonly used in the tire industry can be used.

ウェットグリップ性能、耐摩耗性及びゴム補強性などの観点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、40m/g以上が好ましく、50m/g以上がより好ましく、また、250m/g以下が好ましく、200m/g以下がより好ましい。同様の観点から、カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量(DBP)は、50ml/100g以上が好ましく、60ml/100g以上がより好ましく、また、200ml/100g以下が好ましく、180ml/100g以下がより好ましい。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。また、カーボンブラックのDBPは、JIS K 6217−4:2001に準拠して測定される。
From the viewpoint of wet grip performance, wear resistance, rubber reinforcement, etc., the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 40 m 2 / g or more, more preferably 50 m 2 / g or more, and 250 m. 2 / g or less is preferable, and 200 m 2 / g or less is more preferable. From the same viewpoint, the carbon black dibutyl phthalate oil absorption (DBP) is preferably 50 ml / 100 g or more, more preferably 60 ml / 100 g or more, and preferably 200 ml / 100 g or less, more preferably 180 ml / 100 g or less.
Incidentally, N 2 SA of carbon black, JIS K 6217-2: determined by 2001. The DBP of carbon black is measured according to JIS K 6217-4: 2001.

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質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。1質量部未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。カーボンブラックの含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは130質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。150質量部を超えると、加工性が低下するおそれがある。 The content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, sufficient reinforcement may not be obtained. The content of carbon black is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 130 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, the workability may be reduced.

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機などのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。該ゴム組成物は、タイヤのトレッド(キャップトレッド)に好適に使用できる。 As a method for producing the rubber composition for a tire of the present invention, a known method can be used, for example, the above components are kneaded using a rubber kneader such as an open roll, a Banbury mixer, a closed kneader, Thereafter, it can be produced by a vulcanization method. The rubber composition can be suitably used for a tire tread (cap tread).

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部材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した後、加硫機中で加熱加圧して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 tire member at an unvulcanized stage, molded by a normal method on a tire molding machine, After bonding together with the tire member to form an unvulcanized tire, the tire can be manufactured by heating and pressing in a vulcanizer.

本発明の空気入りタイヤは任意のタイヤに適用可能であり、なかでも、乗用車用タイヤとして好適に使用できる。 The pneumatic tire of the present invention can be applied to any tire, and in particular, 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.

以下に、実施例及び比較例で使用した各種薬品について説明する。
SBR:JSR(株)製のSBR1502(スチレン単位量:23.5質量%)
BR:宇部興産(株)製のウベポールBR150B
無機化合物A:太平化学産業(株)製のHAP200(Ca(PO(OH)、平均粒子径:5〜20μm、結晶系:六方晶)
無機化合物B:太平化学産業(株)製の球形HAP(Ca(PO(OH)、平均粒子径:15〜20μm、結晶系:六方晶)
無機化合物C:白石カルシウム(株)製のホワイトンSB(炭酸カルシウム、平均粒子径:2.2μm、結晶系:三方晶又は斜方晶)
無機化合物D:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のPTX−25(窒化ホウ素、平均粒子径:25μm、結晶系:六方晶)
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(NSA:175m/g)
シランカップリング剤A:デグッサ社製のSi266(ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
シランカップリング剤B:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のNXT−Z45(結合単位Aと結合単位Bとの共重合体(結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%))
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックI(NSA:98m/g、DBP:124ml/100g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製の椿
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラ−NS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
Below, various chemical | medical agents used by the Example and the comparative example are demonstrated.
SBR: SBR1502 manufactured by JSR Corporation (styrene unit amount: 23.5% by mass)
BR: Ubepol BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Inorganic compound A: HAP200 (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd., average particle size: 5 to 20 μm, crystal system: hexagonal crystal)
Inorganic compound B: Spherical HAP (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH), average particle size: 15 to 20 μm, crystal system: hexagonal crystal) manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.
Inorganic compound C: Whiten SB (calcium carbonate, average particle size: 2.2 μm, crystal system: trigonal or orthorhombic) manufactured by Shiroishi Calcium Co., Ltd.
Inorganic compound D: PTX-25 (boron nitride, average particle size: 25 μm, crystal system: hexagonal crystal) manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK
Silica: ULTRASIL VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g)
Silane coupling agent A: Si266 (bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide) manufactured by Degussa
Silane coupling agent B: NXT-Z45 manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK (copolymer of bond unit A and bond unit B (bond unit A: 55 mol%, bond unit B: 45 mol%) ))
Carbon black: Diamond Black I manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (N 2 SA: 98 m 2 / g, DBP: 124 ml / 100 g)
Oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc Hua No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Anti-aging agent manufactured by NOF Corporation: NOCRACK 6C (N- (1,3-3-) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine)
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Noxera-NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

<実施例及び比較例>
表1〜3に示す配合処方に従い、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160℃の条件下で3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、2軸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15分間プレス加硫し、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た後、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤを製造した。
<Examples and Comparative Examples>
In accordance with the formulation shown in Tables 1 to 3, materials other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded for 3 minutes at 160 ° C. using a Banbury mixer to obtain a kneaded product. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 5 minutes at 80 ° C. using a biaxial open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
Further, the obtained unvulcanized rubber composition was molded into a tread shape and bonded together with other tire members on a tire molding machine to form an unvulcanized tire, and then vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes, Test tires were manufactured.

得られた加硫ゴム組成物及び試験用タイヤを使用して、以下の評価を行った。それぞれの結果を表1〜3に示す。 The following evaluation was performed using the obtained vulcanized rubber composition and the test tire. Each result is shown to Tables 1-3.

<評価項目及び試験方法>
(ウェットグリップ性能)
試験用タイヤを車両の全輪に装着し、湿潤アスファルト路面にて、初速度40、60、80km/hからの制動距離をそれぞれ測定し、各速度で比較例1を100とし、他の配合については下記計算式にて指数を求めた。表1〜3では、三つの指数の平均値を表示している。数値が大きいほど、ウェットグリップ性能が優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(比較例1の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
<Evaluation items and test methods>
(Wet grip performance)
Wear test tires on all wheels of the vehicle, measure the braking distance from the initial speed of 40, 60, and 80 km / h on wet asphalt road surface, and set Comparative Example 1 to 100 at each speed. Calculated the index by the following formula. In Tables 1-3, the average value of three indexes is displayed. It shows that wet grip performance is excellent, so that a numerical value is large.
(Wet grip performance index) = (Brake distance of Comparative Example 1) / (Brake distance of each formulation) × 100

(耐摩耗性)
試験用タイヤを車両の全輪に装着し、舗装路面を1万km走行後の残溝を測定し、トレッドが1mm摩耗するのに要する走行距離を算出し、比較例1を100として、他の配合については、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性が良好なことを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合の走行距離)/(比較例1の走行距離)×100
(Abrasion resistance)
Wear test tires on all wheels of the vehicle, measure the remaining grooves after traveling 10,000 km on the paved road surface, calculate the mileage required for the tread to wear 1 mm, and set Comparative Example 1 to 100. About compounding, the index was displayed with the following formula. It shows that abrasion resistance is so favorable that an index | exponent is large.
(Abrasion resistance index) = (travel distance of each formulation) / (travel distance of Comparative Example 1) × 100

(低燃費性)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例1のtanδを100として、他の配合については、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗特性(低燃費性)が優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Low fuel consumption)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent (tan δ) of the vulcanized rubber composition was measured at a temperature of 50 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%. With the tan δ of Example 1 being 100, other blends were indicated by an index using the following formula. The larger the index, the better the rolling resistance characteristics (low fuel consumption).
(Low fuel consumption index) = (tan δ of Comparative Example 1) / (tan δ of each formulation) × 100

(総合性能)
ウェットグリップ性能指数、耐摩耗性指数及び低燃費性指数を平均した値である。指数が大きいほど総合性能が優れていることを示す。
(Total performance)
It is a value obtained by averaging the wet grip performance index, the wear resistance index, and the low fuel consumption index. The larger the index, the better the overall performance.

Figure 0006310186
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表1〜3に示すように、六方晶系無機化合物である無機化合物A、B又はDを所定量含有する実施例は、比較例に比べて、シリカの分散性が改善し、良好な耐摩耗性及び低燃費性を維持しながら、ウェットグリップ性能が改善され、これらの性能がバランス良く得られた。特に、六方晶系無機化合物に加えて、メルカプト系シランカップリング剤であるシランカップリング剤Bを所定量配合した実施例で、優れた改善効果が得られた。 As shown in Tables 1 to 3, Examples containing a predetermined amount of the inorganic compound A, B or D, which is a hexagonal inorganic compound, have improved silica dispersibility and good wear resistance compared to the Comparative Example. The wet grip performance was improved while maintaining the performance and fuel efficiency, and these performances were obtained in a well-balanced manner. In particular, in the example in which a predetermined amount of silane coupling agent B, which is a mercapto silane coupling agent, was added in addition to the hexagonal inorganic compound, an excellent improvement effect was obtained.

Claims (4)

ゴム成分と、シリカと、結晶系が六方晶である無機化合物とを含有し、
前記無機化合物が下記式(1)で表される化合物であり、
前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカの含有量が5〜150質量部であり、
前記シリカ100質量部に対する前記無機化合物の含有量が2〜10質量部であるタイヤ用ゴム組成物。
α(B)β(C)γ・・・(1)
(式(1)中、AはCaであり、BはPO 3−及び/又はCO 2−であり、CはOH、F又はClである。αは〜5、βは0〜3、γは0〜1で表される数である(ただし、β=γ=0である場合を除く)。)
Containing a rubber component, silica, and an inorganic compound whose crystal system is hexagonal;
The inorganic compound is a compound represented by the following formula (1),
The silica content with respect to 100 parts by mass of the rubber component is 5 to 150 parts by mass,
The rubber composition for tires whose content of the said inorganic compound with respect to 100 mass parts of said silicas is 2-10 mass parts.
A α (B) β (C) γ (1)
(In the formula (1), A is Ca , B is PO 4 3− and / or CO 3 2− , C is OH , F or Cl . Α is 1 to 5, β is 0 to 3 and γ are numbers represented by 0 to 1 (except when β = γ = 0) .
前記シリカ100質量部に対して、メルカプト基を有するシランカップリング剤を0.2質量部以上含有する請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to claim 1, comprising 0.2 parts by mass or more of a silane coupling agent having a mercapto group with respect to 100 parts by mass of the silica. 前記ゴム成分100質量%中のスチレンブタジエンゴムの含有量が40〜90質量%、ブタジエンゴムの含有量が10〜60質量%である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to claim 1 or 2, wherein a content of styrene-butadiene rubber in 100% by mass of the rubber component is 40 to 90% by mass and a content of butadiene rubber is 10 to 60% by mass. 請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。 The pneumatic tire produced using the rubber composition in any one of Claims 1-3.
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