JP7241748B2 - Rubber composition, rubber composition for tire tread, and tire - Google Patents

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Description

本発明は、ゴム組成物、タイヤトレッド用ゴム組成物及びタイヤに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition, a tire tread rubber composition, and a tire.

近年、省エネルギーの社会的な要請及び環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求はより過酷なものとなりつつある。そのため、タイヤトレッド等に使用するタイヤ用ゴム組成物として、tanδが低く、低発熱性に優れたものが望まれている。 BACKGROUND ART In recent years, the demand for low fuel consumption of automobiles is becoming more severe in connection with the movement of global carbon dioxide emission regulations accompanying the social demand for energy saving and the growing interest in environmental problems. Therefore, as a tire rubber composition for use in tire treads and the like, a rubber composition having a low tan δ and excellent low heat build-up is desired.

そのため、現在、低燃費性に加えて、耐摩耗性を改善できる技術の開発が望まれている。それらの技術の一つとして、例えば特許文献1では、ゴム成分とカーボンブラックとの科学的相互作用を向上させることを目的として、天然ゴムを含むエラストマーに、カーボンブラック及び特定のヒドラジド化合物を配合したゴム組成物が開示されている。 Therefore, it is currently desired to develop a technology that can improve wear resistance in addition to low fuel consumption. As one of these techniques, for example, in Patent Document 1, carbon black and a specific hydrazide compound are blended into an elastomer containing natural rubber for the purpose of improving the chemical interaction between the rubber component and carbon black. A rubber composition is disclosed.

特表4014-501827号公報Japanese Patent Publication No. 4014-501827

しかしながら、特許文献1に開示された技術については、低燃費化に対する要求を考慮すると、低発熱性が十分でなく、更なる改善が望まれていた。また、低燃費性の改善に加えて、耐摩耗性、耐亀裂性についても更なる改善が求められていた。 However, the technology disclosed in Patent Document 1 is not sufficiently low in heat build-up in consideration of the demand for low fuel consumption, and further improvement has been desired. Further, in addition to the improvement of fuel efficiency, further improvements in wear resistance and crack resistance have been demanded.

本発明は、上記事情に鑑み、低燃費性を損なわずに耐摩耗性及び耐亀裂性に優れるタイヤ並びに該タイヤが得られるゴム組成物及びタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a tire excellent in wear resistance and crack resistance without impairing fuel efficiency, a rubber composition from which the tire is obtained, and a tire tread rubber composition. .

<1> セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30~150m/gのカーボンブラック(A1)及びセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が210m/g以上のシリカ(A2)を含む充填剤(A)と、連続相を構成するジエン系重合体及び非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を含むゴム成分(B)と、脂肪酸金属塩(C)とを含有し、前記充填剤(A)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対して30~80質量部であり、前記カーボンブラック(A1)の含有量(a1)と前記シリカ(A2)の含有量(a2)との割合が、(a1):(a2)=70~95:30~5であるゴム組成物である。<1> A filler (A) containing carbon black (A1) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 30 to 150 m 2 /g and silica (A2) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 210 m 2 /g or more, and continuous A rubber component (B) comprising a diene polymer forming a phase and a diene polymer forming a discontinuous phase and having an affinity for the filler (A), and a fatty acid metal salt (C), The content of the filler (A) is 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B), and the content (a1) of the carbon black (A1) and the silica (A2) The rubber composition has a ratio of (a1):(a2)=70-95:30-5 to the content (a2).

<2> 前記脂肪酸金属塩(C)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対し、0.1~10質量部である<1>に記載のゴム組成物である。 <2> The rubber composition according to <1>, wherein the content of the fatty acid metal salt (C) is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B).

<3> 前記ゴム成分(B)が、前記連続相を構成するジエン系重合体を50~95質量%含有し、前記非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を5~50質量%含有し、前記連続相を構成するジエン系重合体が天然ゴムを含み、前記非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体が前記充填剤(A)と親和性を有する官能基を1種以上有する変性共役ジエン系重合体を含む<1>又は<2>に記載のゴム組成物である。 <3> The rubber component (B) contains 50 to 95% by mass of a diene-based polymer that constitutes the continuous phase, and a diene-based polymer that constitutes the discontinuous phase and has an affinity with the filler (A) A diene polymer containing 5 to 50% by mass of a polymer, wherein the diene polymer constituting the continuous phase contains natural rubber, and the diene polymer constituting the discontinuous phase and having an affinity for the filler (A) is The rubber composition according to <1> or <2>, comprising a modified conjugated diene-based polymer having at least one functional group having affinity with the filler (A).

<4> 前記ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量が、0~0.5質量部である<1>~<3>のいずれか1つに記載のゴム組成物である。 <4> The rubber composition according to any one of <1> to <3>, wherein the fatty acid content relative to 100 parts by mass of the rubber component (B) is 0 to 0.5 parts by mass.

<5> 前記カーボンブラック(A1)の水素放出率が0.3質量%よりも高い<1>~<4>のいずれか1つに記載のゴム組成物である。 <5> The rubber composition according to any one of <1> to <4>, wherein the carbon black (A1) has a hydrogen release rate higher than 0.3% by mass.

<6> 前記充填剤(A)と親和性を有する官能基が、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1つを含む<3>~<5>のいずれか1つに記載のゴム組成物である。 <6> Any one of <3> to <5>, wherein the functional group having an affinity for the filler (A) contains at least one selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a silicon atom 1. The rubber composition according to 1.

<7> 前記非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体が変性ポリブタジエンである<1>~<6>のいずれか1つに記載のゴム組成物である。 <7> The rubber composition according to any one of <1> to <6>, wherein the diene polymer that constitutes the discontinuous phase and has an affinity for the filler (A) is a modified polybutadiene. .

<8> <1>~<7>のいずれか1つに記載のゴム組成物を含むタイヤトレッド用ゴム組成物である。 <8> A rubber composition for a tire tread, comprising the rubber composition according to any one of <1> to <7>.

<9> <1>~<7>のいずれか1つに記載のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤである。 <9> A tire using the rubber composition according to any one of <1> to <7> for a tread.

本発明によれば、低燃費性を損なわずに耐摩耗性及び耐亀裂性に優れるタイヤ並びに該タイヤが得られるゴム組成物及びタイヤトレッド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 and tire tread rubber composition from which the tire which is excellent in abrasion resistance and crack resistance, and this tire are obtained can be provided, without impairing fuel efficiency.

本発明に係るカーボンブラックを製造するためのカーボンブラック製造炉の一例の部分断面説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is partial cross-sectional explanatory drawing of an example of the carbon black manufacturing furnace for manufacturing the carbon black which concerns on this invention.

<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30~150m/gのカーボンブラック(A1)及びセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が210m/g以上のシリカ(A2)を含む充填剤(A)と、連続相を構成するジエン系重合体及び非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を含むゴム成分(B)と、脂肪酸金属塩(C)とを含有し、前記充填剤(A)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対して30~80質量部であり、前記カーボンブラック(A1)の含有量(a1)と前記シリカ(A2)の含有量(a2)との割合が、(a1):(a2)=70~95:30~5である。
以下、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を、「CTAB比表面積」又は、単に「CTAB」と称することがある。
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention is a filler containing carbon black (A1) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 30 to 150 m 2 /g and silica (A2) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 210 m 2 /g or more ( A), a rubber component (B) containing a diene polymer constituting a continuous phase and a diene polymer constituting a discontinuous phase and having an affinity for the filler (A), and a fatty acid metal salt (C) and the content of the filler (A) is 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B), and the content (a1) of the carbon black (A1) and the The ratio of silica (A2) to content (a2) is (a1):(a2)=70-95:30-5.
Hereinafter, the cetyltrimethylammonium bromide specific surface area may be referred to as "CTAB specific surface area" or simply "CTAB".

従来、互いに相溶しない2種以上のジエン系重合体を用いて、連続相と非連続相とを有するゴム成分を用いた場合、連続相によりタイヤの耐亀裂性を確保すると共に、非連続相に充填剤を含ませることで、タイヤの耐摩耗性を持たせていた。しかしながら、これまでの手法では、耐摩耗性が不十分であり、耐摩耗性をより向上するには、非連続相への充填剤の偏在量を高める必要があった。しかし、そのためには、非連続相の量を増やす必要があったために、連続相の量を減らすことになり、耐亀裂性を損ねてしまう問題があった。また、単に非連続相への充填剤の偏在量を高めるばかりでは、充填剤を凝集させ、低発熱性を損なうため、低燃費性を損ない易い。 Conventionally, when using a rubber component having a continuous phase and a discontinuous phase using two or more kinds of diene polymers that are incompatible with each other, the continuous phase ensures the crack resistance of the tire, and the discontinuous phase The wear resistance of the tire was given by including a filler in the. However, the conventional methods are insufficient in wear resistance, and in order to further improve the wear resistance, it has been necessary to increase the amount of uneven distribution of the filler in the discontinuous phase. However, for that purpose, it was necessary to increase the amount of the discontinuous phase, which resulted in a decrease in the amount of the continuous phase, resulting in a problem of impairing the crack resistance. In addition, simply increasing the amount of filler unevenly distributed in the discontinuous phase causes the filler to agglomerate and impairs low heat build-up, which tends to impair fuel efficiency.

これに対し、本発明のゴム組成物では、上記構成にて、CTAB比表面積の異なる大小のカーボンブラックとシリカとを特定の量で組み合わせて用いることで、大粒径の粒子の中に小粒径の粒子を配置することができる。これにより、充填剤の凝集を抑制することもできるため、低発熱性に優れ、低燃費性を向上することができると共に、カーボンブラックとシリカとの相互作用を高めるため、タイヤの耐摩耗性と耐亀裂性を向上することができると考えられる。また、連続相の量を減らさずに、非連続相への充填剤の偏在量を高めることができるため、タイヤの耐摩耗性と低燃費性を向上することができる上に、連続相によるタイヤの耐亀裂性を損ないにくいと考えられる。更には、ゴムの加硫反応を制御する成分として、脂肪酸に代えて、脂肪酸金属塩を用いることで、タイヤの耐亀裂性を改善することができると考えられる。
以下、本発明のゴム組成物及びタイヤの詳細について説明する。
On the other hand, in the rubber composition of the present invention, in the above configuration, by using a combination of specific amounts of carbon black and silica having different CTAB specific surface areas, small particles are formed in large particles. Particles of diameter can be placed. As a result, it is possible to suppress the aggregation of the filler, so it is possible to improve low heat build-up and fuel efficiency, and to increase the interaction between carbon black and silica, so that the tire wear resistance and It is thought that the crack resistance can be improved. In addition, since the uneven distribution of the filler in the discontinuous phase can be increased without reducing the amount of the continuous phase, the wear resistance and fuel efficiency of the tire can be improved. It is thought that it is difficult to impair the crack resistance of Furthermore, it is thought that the crack resistance of the tire can be improved by using a fatty acid metal salt instead of the fatty acid as the component that controls the vulcanization reaction of the rubber.
The details of the rubber composition and tire of the present invention are described below.

〔充填剤(A)〕
本発明のゴム組成物は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30~150m/gのカーボンブラック(A1)及びセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が210m/g以上のシリカ(A2)を含む充填剤(A)を、ゴム成分(B)100質量部に対して30~80質量部含有する。
充填剤(A)の含有量が、ゴム成分(B)100質量部に対して30質量部未満であると、タイヤの耐摩耗性及び耐亀裂性が得られず、80質量部を超えると、タイヤの転がり抵抗が大きくなり、低燃費性に優れない。
充填剤(A)の含有量は、タイヤの耐摩耗性をより向上する観点から、ゴム成分(B)100質量部に対して35質量部以上であることが好ましく、40質量部以上であることがより好ましく、45質量部以上であることが更に好ましい。また、タイヤの低燃費性の観点から、充填剤(A)の含有量は、ゴム成分(B)100質量部に対して75質量部以下であることが好ましく、70質量部以下であることがより好ましく、65質量部以下であることが更に好ましい。
[Filler (A)]
The rubber composition of the present invention is a filler containing carbon black (A1) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 30 to 150 m 2 /g and silica (A2) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 210 m 2 /g or more ( A) is contained in an amount of 30 to 80 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component (B).
If the content of the filler (A) is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B), the wear resistance and crack resistance of the tire cannot be obtained, and if it exceeds 80 parts by mass, The rolling resistance of the tire increases, and the fuel efficiency is not excellent.
The content of the filler (A) is preferably 35 parts by mass or more, preferably 40 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component (B), from the viewpoint of further improving the wear resistance of the tire. is more preferable, and 45 parts by mass or more is even more preferable. In addition, from the viewpoint of fuel efficiency of the tire, the content of the filler (A) is preferably 75 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B). More preferably, it is 65 parts by mass or less.

(カーボンブラック(A1))
充填剤(A)は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30~150m/gのカーボンブラック(A1)を含む。
カーボンブラックのCTAB比表面積が30m/g未満であると耐摩耗性及び耐亀裂性に優れず、150m/gを超えると低燃費性に優れない。耐摩耗性及び耐亀裂性をより向上する観点からカーボンブラックのCTAB比表面積は50m/g以上であることが好ましく、70m/g以上であることがより好ましい。また、低燃費性をより向上する観点からカーボンブラックのCTAB比表面積は140m/g以下であることが好ましく、130m/g以下であることがより好ましい。
カーボンブラックのCTAB比表面積は、JIS K 6217-3:2001(比表面積の求め方-CTAB 吸着法)に準拠した方法で測定することができる。
(Carbon black (A1))
The filler (A) contains carbon black (A1) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 30 to 150 m 2 /g.
If the CTAB specific surface area of the carbon black is less than 30 m 2 /g, the wear resistance and crack resistance will not be excellent, and if it exceeds 150 m 2 /g, the fuel efficiency will not be excellent. From the viewpoint of further improving wear resistance and crack resistance, the CTAB specific surface area of carbon black is preferably 50 m 2 /g or more, more preferably 70 m 2 /g or more. From the viewpoint of further improving fuel efficiency, the CTAB specific surface area of carbon black is preferably 140 m 2 /g or less, more preferably 130 m 2 /g or less.
The CTAB specific surface area of carbon black can be measured by a method conforming to JIS K 6217-3:2001 (Determination of specific surface area - CTAB adsorption method).

カーボンブラックの種類は、CTAB比表面積が上記範囲となるものであれば特に制限されず、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等が挙げられる。 The type of carbon black is not particularly limited as long as the CTAB specific surface area falls within the above range, and examples thereof include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF.

カーボンブラック(A1)は、水素放出率が0.3質量%より高いことが好ましい。
カーボンブラック(A1)の水素放出率が0.3質量%より高いことで、ゴム組成物中でのカーボンブラックのポリマー補強性を充分に確保することができ、タイヤの耐摩耗性及び耐亀裂性に優れ、かつ低燃費性にも優れる。カーボンブラック(A1)の水素放出率には特に上限はないが、装置的な制約による製造し易さの観点から、該水素放出率の上限は、通常0.60質量%程度である。
なお、カーボンブラック(A1)の水素放出率は、(1)カーボンブラック試料を105℃の恒温乾燥機中で1時間乾燥し、デシケータ中で室温(23℃)まで冷却し、(2)スズ製のチューブ状サンプル容器に約10mgを精秤し、圧着して密栓し、(3)ガスクロマトグラフ装置を使用して、アルゴン気流下、2000℃で15分間加熱したときの水素ガス発生量を測定し、その質量%で表示される。
Carbon black (A1) preferably has a hydrogen release rate higher than 0.3% by mass.
When the carbon black (A1) has a hydrogen release rate higher than 0.3% by mass, it is possible to sufficiently ensure the polymer reinforcing property of the carbon black in the rubber composition, and the wear resistance and crack resistance of the tire. and excellent in fuel efficiency. Although there is no particular upper limit to the hydrogen release rate of carbon black (A1), the upper limit of the hydrogen release rate is usually about 0.60% by mass from the viewpoint of ease of production due to equipment limitations.
The hydrogen release rate of carbon black (A1) is as follows: (1) the carbon black sample is dried in a constant temperature dryer at 105 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature (23 ° C.) in a desiccator, and (2) tin Approximately 10 mg was precisely weighed into a tube-shaped sample container, crimped and sealed, and (3) using a gas chromatograph, the amount of hydrogen gas generated was measured when heated at 2000 ° C. for 15 minutes under an argon stream. , expressed in percent by mass.

水素放出率が0.3質量%より高いカーボンブラック(A1)の製造方法は特に制限されないが、例えば、次のようにして得ることができる。
具体的には、燃焼ガス生成帯域と、反応帯域と、反応停止帯域とが連設されてなる反応装置(カーボンブラック製造炉)を用い、燃焼ガス生成帯域内で高温燃焼ガスを生成させ、次いで反応帯域に原料を噴霧導入してカーボンブラックを含む反応ガス流を形成させたのち、反応停止帯域にて、多段急冷媒体導入手段により、該反応ガス流を急冷して、反応を終結させればよい。
カーボンブラック製造炉において、製造空気量(kg/hr)、空気温度(℃)、燃料導入量(kg/hr)、原料導入量(kg/hr)及び原料予熱温度(℃)を適宜制御することにより、所望する水素放出率となるカーボンブラックが得られる。
Although the method for producing carbon black (A1) having a hydrogen release rate higher than 0.3% by mass is not particularly limited, it can be obtained, for example, as follows.
Specifically, using a reactor (carbon black production furnace) in which a combustion gas generation zone, a reaction zone, and a reaction stop zone are connected, a high-temperature combustion gas is generated in the combustion gas generation zone, and then After the raw material is sprayed into the reaction zone to form a reaction gas stream containing carbon black, the reaction gas stream is quenched by the multi-stage quench medium introduction means in the reaction stop zone to terminate the reaction. good.
In the carbon black production furnace, the production air amount (kg/hr), air temperature (°C), fuel introduction amount (kg/hr), raw material introduction amount (kg/hr) and raw material preheating temperature (°C) are appropriately controlled. A carbon black with the desired hydrogen release rate is obtained.

図1は、本発明に係るカーボンブラックを製造するためのカーボンブラック製造炉の一例の部分断面説明図であって、カーボンブラックの原料(原料炭化水素)を含んだ高温ガスが導入される反応室10及び反応継続兼冷却室11を示す。図1に示すように、カーボンブラック製造炉1は、反応停止帯域として、多段急冷媒体導入手段12を有する反応継続兼冷却室11を備える。多段急冷媒体導入手段12は、反応帯域からの高温燃焼ガス流に対して、水などの急冷媒体を噴霧する。反応停止帯域内では、高温燃焼ガス流を急冷媒体により急冷して反応を終結する。
また、カーボンブラック製造炉1は、反応帯域あるいは反応停止帯域において、ガス体を導入する装置を更に備えてもよい。ここで、「ガス体」としては、空気、酸素と炭化水素の混合物、これらの燃焼反応による燃焼ガス等が使用可能である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional explanatory view of an example of a carbon black production furnace for producing carbon black according to the present invention, and is a reaction chamber into which a high-temperature gas containing a carbon black raw material (raw material hydrocarbon) is introduced. 10 and reaction continuation and cooling chamber 11 are shown. As shown in FIG. 1, the carbon black production furnace 1 is provided with a reaction continuation/cooling chamber 11 having a multi-stage rapid refrigerant introduction means 12 as a reaction stopping zone. A multi-stage quench medium introduction means 12 sprays a quench medium such as water onto the hot combustion gas stream from the reaction zone. Within the quench zone, the hot combustion gas stream is quenched by a quench medium to terminate the reaction.
Moreover, the carbon black production furnace 1 may further include a device for introducing a gas in the reaction zone or the reaction stop zone. Here, as the "gas body", air, mixtures of oxygen and hydrocarbons, combustion gases produced by combustion reactions thereof, and the like can be used.

また、カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は70m/g以上が好ましい。カーボンブラックのNSAが70m/g以上であることで、タイヤの耐摩耗性及び耐亀裂性をより向上することができる。また、カーボンブラックのNSAは140m/g以下が好ましい。140m/g以下であることでゴム組成物中のカーボンブラックの分散性に優れる。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217-2:2001(比表面積の求め方-窒素吸着法-単点法)のA法によって求められる。
Further, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 70 m 2 /g or more. When the carbon black has an N 2 SA of 70 m 2 /g or more, the wear resistance and crack resistance of the tire can be further improved. Further, the N 2 SA of carbon black is preferably 140 m 2 /g or less. When it is 140 m 2 /g or less, the dispersibility of carbon black in the rubber composition is excellent.
The N 2 SA of carbon black can be obtained by Method A of JIS K 6217-2:2001 (Method for determining specific surface area—Nitrogen adsorption method—Single point method).

ジブチルフタレート吸油量(DBP吸油量)は70ml/100g以上が好ましい。カーボンブラックのDBP吸油量が70ml/100g以上であることで、タイヤの耐摩耗性及び耐亀裂性をより向上することができる。また、ゴム組成物の加工性の観点から、カーボンブラックのDBP吸油量は180ml/100g以下が好ましい。
なお、カーボンブラックのDBP吸油量は、JIS K 6217-4:2001(オイル吸収量の求め方)によって求められる。
Dibutyl phthalate oil absorption (DBP oil absorption) is preferably 70 ml/100 g or more. When the carbon black has a DBP oil absorption of 70 ml/100 g or more, the wear resistance and crack resistance of the tire can be further improved. Moreover, from the viewpoint of the processability of the rubber composition, the DBP oil absorption of carbon black is preferably 180 ml/100 g or less.
Incidentally, the DBP oil absorption of carbon black can be determined according to JIS K 6217-4:2001 (Determination of oil absorption).

カーボンブラック(A1)及びシリカ(A2)は、カーボンブラック(A1)の含有量(a1)とシリカ(A2)の含有量(a2)との割合が、(a1):(a2)=70~95:30~5となる範囲でゴム組成物に含まれる。この範囲は、カーボンブラック(A1)の含有量(a1)とシリカ(A2)の含有量(a2)との合計量(a3)中の、シリカ(A2)の比率(以下、「シリカ比率」と称することがある)が、5~30質量%であることを意味する。
シリカ比率が5質量%未満であると、タイヤの耐亀裂性に優れず、30質量%を超えると低燃費性に優れない。シリカ比率は10~25質量%であることが好ましく、12~23質量%であることがより好ましい。
Carbon black (A1) and silica (A2) are such that the ratio of the content (a1) of carbon black (A1) to the content (a2) of silica (A2) is (a1):(a2) = 70 to 95. : Included in the rubber composition in the range of 30 to 5. This range is the ratio of silica (A2) in the total amount (a3) of the content (a1) of carbon black (A1) and the content (a2) of silica (A2) (hereinafter referred to as "silica ratio" (sometimes referred to as ) means 5 to 30% by mass.
If the silica ratio is less than 5% by mass, the crack resistance of the tire is not excellent, and if it exceeds 30% by mass, the fuel efficiency is not excellent. The silica ratio is preferably 10 to 25% by mass, more preferably 12 to 23% by mass.

カーボンブラック(A1)の含有量(a1)は、ゴム組成物中の充填剤(A)の含有量とシリカ比率とが、既述の範囲である中で、自由に用いることができるが、タイヤの耐摩耗性、耐亀裂性及び低燃費性をより高める観点から、ゴム成分(B)100質量部に対して、25~70質量部であることが好ましく、30~65質量部であることがより好ましく、32~60質量部であることが更に好ましく、35~55質量部であることがより更に好ましい。 The content (a1) of the carbon black (A1) can be freely used within the ranges described above for the content of the filler (A) in the rubber composition and the silica ratio. From the viewpoint of further enhancing the wear resistance, crack resistance and fuel economy of the rubber component (B), it is preferably 25 to 70 parts by mass, preferably 30 to 65 parts by mass. It is more preferably 32 to 60 parts by mass, even more preferably 35 to 55 parts by mass.

〔シリカ(A2)〕
本発明のゴム組成物は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が210m/g以上のシリカ(A2)を含む。
シリカ(A2)のCTAB比表面積が210m/g未満であると、タイヤの耐摩耗性と耐亀裂性に優れない。シリカ(A2)のCTAB比表面積の上限は特に制限されないが、現時点において、300m/gを超える製品は入手することができない。
シリカ(A2)のCTAB比表面積は、タイヤの耐摩耗性と耐亀裂性をより向上する観点から、215m/g以上であることが好ましく、220m/g以上であることが好ましい。
シリカ(A2)のCTAB比表面積は、ASTM-D3765-80の方法に準拠した方法で測定することができる。
[Silica (A2)]
The rubber composition of the present invention contains silica (A2) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 210 m 2 /g or more.
When the CTAB specific surface area of silica (A2) is less than 210 m 2 /g, the wear resistance and crack resistance of the tire are not excellent. The upper limit of the CTAB specific surface area of silica (A2) is not particularly limited, but at present, products exceeding 300 m 2 /g cannot be obtained.
The CTAB specific surface area of silica (A2) is preferably 215 m 2 /g or more, more preferably 220 m 2 /g or more, from the viewpoint of further improving tire wear resistance and crack resistance.
The CTAB specific surface area of silica (A2) can be measured by a method conforming to the method of ASTM-D3765-80.

シリカ(A2)としては、CTAB比表面積が210m/g以上となるものであれば特に制限はなく、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、コロイダルシリカ等が挙げられる。
CTAB比表面積が210m/g以上となるシリカは、市販品でもよく、例えば、ローディア社のZeosil Premium200MP(商品名)等として、入手することができる。
Silica (A2) is not particularly limited as long as it has a CTAB specific surface area of 210 m 2 /g or more, and includes wet silica (hydrous silica), dry silica (anhydrous silica), colloidal silica, and the like.
Silica having a CTAB specific surface area of 210 m 2 /g or more may be a commercially available product such as Zeosil Premium 200MP (trade name) manufactured by Rhodia.

カーボンブラックのCTAB比表面積(カーボンブラックCTAB)とシリカのCTAB比表面積(シリカCTAB)との比率としては、タイヤの耐摩耗性、耐亀裂性及び低燃費性を一層向上するという観点から、(シリカCTAB/カーボンブラックCTAB)=1.7~3.5とすることが好ましく、2.0~3.0とすることがより好ましく、2.3~2.8とすることがより好ましい。 The ratio of the CTAB specific surface area of carbon black (carbon black CTAB) to the CTAB specific surface area of silica (silica CTAB) is from the viewpoint of further improving tire wear resistance, crack resistance and fuel economy. CTAB/carbon black CTAB) is preferably from 1.7 to 3.5, more preferably from 2.0 to 3.0, and more preferably from 2.3 to 2.8.

シリカ(A2)の含有量(a2)は既述のとおりであり、シリカ(A2)は、 ゴム組成物中の充填剤(A)の含有量とシリカ比率とが、既述の範囲である中で、自由に用いることができる。 The content (a2) of silica (A2) is as described above. and can be used freely.

[シランカップリング剤]
本発明のゴム組成物は、少量ではあるが、シリカ含有するため、シリカ-ゴム成分間の結合を強化して補強性をさらに高めた上で、シリカの分散性を向上させるために、本発明のゴム組成物は、更に、シランカップリング剤を用いることが望ましい。
本発明のゴム組成物中のシランカップリング剤の含有量は、シリカの含有量に対して5~15質量%以下であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量がシリカの含有量に対して15質量%以下であることで、ゴム成分の補強性及び分散性を改良する効果が得られ、経済性も損ないにくい。また、シランカップリング剤の含有量が、シリカの含有量に対して5質量%以上であることで、ゴム組成物中のシリカの分散性を高めることができる。
[Silane coupling agent]
The rubber composition of the present invention contains a small amount of silica. It is desirable that the rubber composition of (1) further uses a silane coupling agent.
The content of the silane coupling agent in the rubber composition of the present invention is preferably 5 to 15% by mass or less relative to the content of silica. When the content of the silane coupling agent is 15% by mass or less relative to the content of silica, the effect of improving the reinforcing properties and dispersibility of the rubber component can be obtained, and economic efficiency is hardly impaired. Further, when the content of the silane coupling agent is 5% by mass or more relative to the content of silica, the dispersibility of silica in the rubber composition can be enhanced.

なお、シランカップリング剤としては、特に制限されず、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールトリスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が好適に挙げられる。 The silane coupling agent is not particularly limited, and bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis(2-tri ethoxysilylethyl) trisulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazole disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazole trisulfide, 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazole tetrasulfide etc. are preferably exemplified.

本発明のゴム組成物は、カーボンブラック(A1)及びシリカ(A2)以外の充填剤を含んでいてもよく、かかる充填剤としては、例えば、アルミナ、チタニア等の金属酸化物が挙げられる。
充填剤(A)は、カーボンブラック(A1)及びシリカ(A2)からなることが好ましく、カーボンブラック(A1)及びシリカ(A2)の合計量(a3)が、ゴム成分(B)100質量部に対して30~80質量部であることが好ましい。
The rubber composition of the present invention may contain fillers other than carbon black (A1) and silica (A2), and examples of such fillers include metal oxides such as alumina and titania.
The filler (A) preferably consists of carbon black (A1) and silica (A2), and the total amount (a3) of carbon black (A1) and silica (A2) is added to 100 parts by mass of the rubber component (B). It is preferably 30 to 80 parts by mass.

〔ゴム成分(B)〕
本発明のゴム組成物は、連続相を構成するジエン系重合体及び非連続相を構成し充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を含むゴム成分(B)を含有する。
以下、連続相を構成するジエン系重合体をジエン系重合体(B1)と称することがある。また、非連続相を構成するジエン系重合体をジエン系重合体(B2)と称することがある。
以下、「ジエン系重合体(B1)」、「ジエン系重合体(B2)」と区別して記載せず、単に「ジエン系重合体」と記載した場合、その記載事項は、ジエン系重合体(B1)とジエン系重合体(B2)の両方に共通する事項である。
[Rubber component (B)]
The rubber composition of the present invention contains a rubber component (B) containing a diene polymer that constitutes a continuous phase and a diene polymer that constitutes a discontinuous phase and has an affinity for the filler (A).
Hereinafter, the diene-based polymer constituting the continuous phase may be referred to as a diene-based polymer (B1). Moreover, the diene-based polymer constituting the discontinuous phase may be referred to as a diene-based polymer (B2).
Hereinafter, when "diene-based polymer (B1)" and "diene-based polymer (B2)" are not distinguished and described simply as "diene-based polymer", the item to be described is the diene-based polymer ( This is a matter common to both B1) and the diene polymer (B2).

ジエン系重合体(B2)は充填剤(A)と親和性を有する重合体である。ジエン系重合体(B2)が、充填剤(A)と親和性を有することで、非連続相に充填剤を偏在させることができる。
ジエン系重合体としては、天然ゴム(NR)及び合成ジエン系ゴムからなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。
合成ジエン系ゴムとして、具体的には、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム(BIR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム(SIR)、スチレン-ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム(SBIR)等が挙げられる。
連続相及び非連続相は、ジエン系重合体を、一種単独で含んでもよいし、二種以上をブレンドして含んでもよい。また、連続相及び非連続相は、本発明の効果を損なわない限度において、非ジエン系重合体を含有していてもよい。
The diene polymer (B2) is a polymer having affinity with the filler (A). The diene-based polymer (B2) has an affinity for the filler (A), so that the filler can be unevenly distributed in the discontinuous phase.
The diene polymer includes at least one selected from the group consisting of natural rubber (NR) and synthetic diene rubber.
Specific examples of synthetic diene rubber include polyisoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), butadiene-isoprene copolymer rubber (BIR), styrene-isoprene copolymer polymer rubber (SIR), styrene-butadiene-isoprene copolymer rubber (SBIR), and the like.
The continuous phase and the discontinuous phase may contain a single type of diene-based polymer, or may contain a blend of two or more types. Moreover, the continuous phase and the discontinuous phase may contain a non-diene polymer as long as the effects of the present invention are not impaired.

ゴム成分(B)は、連続相と非連続相の相分離状態を保つため、連続相を構成するジエン系重合体(B1)を50~95質量%含有し、非連続相を構成するジエン系重合体(B2)を5~50質量%含有することが好ましい。
タイヤの耐亀裂性、耐摩耗性及び低燃費性を向上する観点から、ゴム成分(B)中のジエン系重合体(B1)の含有量(b1)は、51~90質量%であることがより好ましく、55~85質量%であることが更に好ましい。同様の観点から、ゴム成分(B)中のジエン系重合体(B1)の含有量(b2)は、10~49質量%であることがより好ましく、15~45質量%であることが更に好ましい。
The rubber component (B) contains 50 to 95% by mass of the diene polymer (B1) constituting the continuous phase in order to maintain the state of phase separation between the continuous phase and the discontinuous phase, and the diene polymer constituting the discontinuous phase It preferably contains 5 to 50% by mass of the polymer (B2).
From the viewpoint of improving tire crack resistance, wear resistance and fuel efficiency, the content (b1) of the diene polymer (B1) in the rubber component (B) is 51 to 90% by mass. More preferably, 55 to 85% by mass is even more preferable. From the same point of view, the content (b2) of the diene polymer (B1) in the rubber component (B) is more preferably 10 to 49% by mass, even more preferably 15 to 45% by mass. .

連続相は、天然ゴムと合成ジエン系ゴムのいずれか一方のみを含んでいてもよいし、両方を含んでいてもよいが、タイヤの耐亀裂性を向上する観点から、少なくとも天然ゴムを含むことが好ましい。具体的には、連続相中の天然ゴムの含有量は50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であってもよい。 The continuous phase may contain either one of the natural rubber and the synthetic diene rubber, or may contain both of them. is preferred. Specifically, the content of natural rubber in the continuous phase is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and 100% by mass. may be

非連続相を構成するジエン系重合体(B2)(充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体)は、ポリブタジエン(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、ブタジエン-イソプレン共重合体(BIR)、スチレン-ブタジエン-イソプレン共重合体(SBIR)等のブタジエン系重合体が挙げられる。ブタジエン系重合体は変性されていてもよいし、未変性であってもよい。
以上の中でも、ジエン系重合体(B2)はポリブタジエンゴム(BR)が好ましい。
非連続相は、変性ブタジエン系重合体または未変性のブタジエン系重合体のみからなっていてもよいし、更に他のジエン系重合体を含んでいてもよい。タイヤの耐亀裂性を向上する観点から、非連続相中の変性ブタジエン系重合体または未変性のブタジエン系重合体の含有量が50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であってもよい。
The diene-based polymer (B2) constituting the discontinuous phase (a diene-based polymer having an affinity for the filler (A)) is polybutadiene (BR), styrene-butadiene copolymer (SBR), butadiene-isoprene copolymer. Polymer (BIR), butadiene-based polymers such as styrene-butadiene-isoprene copolymer (SBIR). The butadiene-based polymer may be modified or unmodified.
Among the above, polybutadiene rubber (BR) is preferable as the diene polymer (B2).
The discontinuous phase may consist only of the modified butadiene polymer or the unmodified butadiene polymer, or may further contain other diene polymers. From the viewpoint of improving the crack resistance of the tire, the content of the modified butadiene-based polymer or the unmodified butadiene-based polymer in the discontinuous phase is preferably 50% by mass or more, and is 70% by mass or more. is more preferable, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.

また、ジエン系重合体(B2)は、タイヤの耐摩耗性と低燃費性を向上する観点から、充填剤(A)と親和性を有する官能基を1種以上有する変性共役ジエン系重合体であることが好ましい。
既述の変性ブタジエン系重合体は、充填剤(A)と親和性を有する官能基を1種以上有するブタジエン系重合体であることが好ましく、充填剤(A)と親和性を有する官能基を1種以上有する変性ポリブタジエンであることが好ましい。
The diene-based polymer (B2) is a modified conjugated diene-based polymer having at least one functional group having an affinity for the filler (A) from the viewpoint of improving wear resistance and fuel efficiency of the tire. Preferably.
The modified butadiene-based polymer described above is preferably a butadiene-based polymer having at least one functional group having an affinity for the filler (A), and the functional group having an affinity for the filler (A) is preferably Modified polybutadiene having one or more is preferred.

充填剤(A)と親和性を有する官能基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、半金属原子及び金属原子から選ばれる1種以上の原子を有する官能基が挙げられる。
半金属原子としては、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン及びテルルから選ばれる1種以上の原子が好ましく、ホウ素、ケイ素及びゲルマニウムから選ばれる1種以上の原子がより好ましく、ケイ素が特に好ましい。
金属原子としては、スズ、チタン、ジルコニウム、ビスマス及びアルミニウムから選ばれる1種以上の原子が好ましく、スズ及びチタンから選ばれる1種以上の原子がより好ましく、スズが特に好ましい。
充填剤(A)と親和性を有する官能基は、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。
Functional groups having an affinity for the filler (A) include functional groups having one or more atoms selected from nitrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, metalloid atoms and metal atoms.
The metalloid atom is preferably one or more atoms selected from boron, silicon, germanium, arsenic, antimony and tellurium, more preferably one or more atoms selected from boron, silicon and germanium, and particularly preferably silicon.
The metal atom is preferably one or more atoms selected from tin, titanium, zirconium, bismuth and aluminum, more preferably one or more atoms selected from tin and titanium, and particularly preferably tin.
The functional group having an affinity for the filler (A) preferably contains at least one selected from the group consisting of nitrogen atoms, oxygen atoms and silicon atoms.

窒素原子、酸素原子、硫黄原子、半金属原子及び金属原子から選ばれる1種以上の原子を有する官能基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、半金属原子及び金属原子から選ばれる1種以上の原子を有する化合物(以下、「ヘテロ原子含有化合物」と称することがある)の残基である。
ヘテロ原子含有化合物が、変性剤として共役ジエン系重合体の活性末端と反応して変性共役ジエン系重合体を形成してもよいし、ヘテロ原子含有化合物としての窒素含有化合物がアルカリ金属と反応して、アニオン重合の重合開始剤を形成して、共役ジエン系重合体の開始末端に窒素含有化合物残基を有する変性共役ジエン系重合体を形成してもよい。
共役ジエン系重合体の活性末端と反応する変性剤としては、以下の、スズ化合物、窒素及びケイ素含有化合物、酸素及びケイ素含有化合物、硫黄及びケイ素含有化合物及び窒素含有化合物から選ばれる1種以上の変性剤が挙げられる。
The functional group having at least one atom selected from nitrogen, oxygen, sulfur, semimetal and metal atoms is at least one selected from nitrogen, oxygen, sulfur, metalloid and metal atoms. is a residue of a compound having an atom of (hereinafter sometimes referred to as a "heteroatom-containing compound").
The heteroatom-containing compound may react with the active terminal of the conjugated diene-based polymer as a modifier to form a modified conjugated diene-based polymer, or the nitrogen-containing compound as the heteroatom-containing compound may react with the alkali metal. Then, a polymerization initiator for anionic polymerization may be formed to form a modified conjugated diene-based polymer having a nitrogen-containing compound residue at the initiation end of the conjugated diene-based polymer.
As the modifier that reacts with the active terminal of the conjugated diene-based polymer, one or more selected from the following tin compounds, nitrogen- and silicon-containing compounds, oxygen- and silicon-containing compounds, sulfur- and silicon-containing compounds, and nitrogen-containing compounds A denaturant is mentioned.

スズ化合物としては、四塩化スズ及びトリブチル塩化スズから1種以上選ばれるスズ化合物が好適に例示される。窒素及びケイ素含有化合物としては、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、1-トリメチルシリル-2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン及びN,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシランから選ばれる保護された第一級アミノ基を有するシラン化合物が好適に例示され、N-メチル-N-トリメチルシリルアミノプロピル(メチル)ジメトキシシラン、N-メチル-N-トリメチルシリルアミノプロピル(メチル)ジエトキシシラン、N-トリメチルシリル(ヘキサメチレンイミン-2-イル)プロピル(メチル)ジメトキシシラン、N-トリメチルシリル(ヘキサメチレンイミン-2-イル)プロピル(メチル)ジエトキシシラン、N-トリメチルシリル(ピロリジン-2-イル)プロピル(メチル)ジメトキシシラン、N-トリメチルシリル(ピロリジン-2-イル)プロピル(メチル)ジエトキシシラン、N-トリメチルシリル(ピペリジン-2-イル)プロピル(メチル)ジメトキシシラン、N-トリメチルシリル(ピペリジン-2-イル)プロピル(メチル)ジエトキシシラン、N-トリメチルシリル(イミダゾール-2-イル)プロピル(メチル)ジメトキシシラン、N-トリメチルシリル(イミダゾール-2-イル)プロピル(メチル)ジエトキシシラン、N-トリメチルシリル(4,5-ジヒドロイミダゾール-5-イル)プロピル(メチル)ジメトキシシラン及びN-トリメチルシリル(4,5-ジヒドロイミダゾール-5-イル)プロピル(メチル)ジエトキシシランから選ばれる保護された第二級アミノ基を有するシラン化合物が好適に例示される。 As the tin compound, one or more tin compounds selected from tin tetrachloride and tributyltin chloride are preferably exemplified. Nitrogen- and silicon-containing compounds include N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, 1-trimethylsilyl-2,2-dimethoxy-1-aza-2-silacyclopentane, N,N-bis(trimethylsilyl) aminopropyltrimethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropyltriethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminopropylmethyldiethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethyltrimethoxysilane, N , N-bis(trimethylsilyl)aminoethyltriethoxysilane, N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethylmethyldimethoxysilane and N,N-bis(trimethylsilyl)aminoethylmethyldiethoxysilane. Silane compounds having an amino group are preferably exemplified, N-methyl-N-trimethylsilylaminopropyl(methyl)dimethoxysilane, N-methyl-N-trimethylsilylaminopropyl(methyl)diethoxysilane, N-trimethylsilyl(hexamethyleneimine -2-yl)propyl(methyl)dimethoxysilane, N-trimethylsilyl(hexamethyleneimin-2-yl)propyl(methyl)diethoxysilane, N-trimethylsilyl(pyrrolidin-2-yl)propyl(methyl)dimethoxysilane, N -trimethylsilyl(pyrrolidin-2-yl)propyl(methyl)diethoxysilane, N-trimethylsilyl(piperidin-2-yl)propyl(methyl)dimethoxysilane, N-trimethylsilyl(piperidin-2-yl)propyl(methyl)diethoxysilane Silane, N-trimethylsilyl(imidazol-2-yl)propyl(methyl)dimethoxysilane, N-trimethylsilyl(imidazol-2-yl)propyl(methyl)diethoxysilane, N-trimethylsilyl(4,5-dihydroimidazole-5- Silane compounds having a protected secondary amino group selected from yl)propyl(methyl)dimethoxysilane and N-trimethylsilyl(4,5-dihydroimidazol-5-yl)propyl(methyl)diethoxysilane are preferably exemplified. be done.

また、酸素及びケイ素含有化合物としては、2-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、(2-グリシドキシエチル)メチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(3-グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジメトキシシランから1種以上選ばれるエポキシ基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物が好適に例示され、硫黄及びケイ素含有化合物としては、上記エポキシ基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物のエポキシ基をチオエポキシ基に置換した置き換えたチオエポキシ基含有ヒドロカルビルオキシシラン化合物が好適に例示される。窒素含有化合物としては、ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ジメチルイミダゾリジノン、N-メチルピロリドン及び4-ジメチルアミノベンジリデンアニリンから1種以上選ばれる化合物が好適に例示される。 Further, the oxygen- and silicon-containing compounds include 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltriethoxysilane, (2-glycidoxyethyl)methyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Silane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, (3-glycidoxypropyl)methyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl Epoxy group-containing hydrocarbyloxysilane compounds selected from one or more of triethoxysilane and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl(methyl)dimethoxysilane are preferably exemplified. Preferred examples include hydrocarbyloxysilane compounds containing thioepoxy groups, in which the epoxy groups of the hydrocarbyloxysilane compounds are substituted with thioepoxy groups. Preferred examples of nitrogen-containing compounds include compounds selected from one or more of bis(diethylamino)benzophenone, dimethylimidazolidinone, N-methylpyrrolidone and 4-dimethylaminobenzylideneaniline.

変性共役ジエン系重合体を形成する変性前の共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体1種を重合してなる共役ジエン系単独重合体でもよいし、単量体2種以上を重合してなる共役ジエン系共重合体でもよい。共役ジエン系共重合体としては、共役ジエン系単量体2種以上を重合してなるものであってもよいし、共役ジエン系単量体1種以上と芳香族ビニル化合物1種以上とを共重合してなるものであってもよい。
共役ジエン系単量体としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、1,3-ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの中で、1,3-ブタジエン、イソプレン及び2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンが特に好ましい。
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、1-ビニルナフタレン、3-ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、4-シクロへキシルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレンなどが挙げられる。これらの中で、スチレン基が特に好ましい。
The conjugated diene-based polymer before modification that forms the modified conjugated diene-based polymer may be a conjugated diene-based homopolymer obtained by polymerizing one type of conjugated diene-based monomer, or may be a conjugated diene-based homopolymer obtained by polymerizing two or more types of monomers. A conjugated diene-based copolymer formed by The conjugated diene-based copolymer may be obtained by polymerizing two or more conjugated diene-based monomers, or one or more conjugated diene-based monomers and one or more aromatic vinyl compounds. It may be obtained by copolymerization.
Conjugated diene-based monomers include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, and 1,3-hexadiene. etc. Among these, 1,3-butadiene, isoprene and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene are particularly preferred.
Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene and 2,4,6-trimethylstyrene. . Among these, a styrene group is particularly preferred.

変性共役ジエン系重合体を形成する変性前の共役ジエン系重合体としては、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム(IBR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム(SIR)などが好ましいが、タイヤトレッド性能向上の観点からポリブタジエンゴム及びポリイソプレンゴムがより好ましく、ポリブタジエンゴムが特に好ましい。 Examples of the conjugated diene-based polymer before modification that forms the modified conjugated diene-based polymer include polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polyisoprene rubber (IR), and isoprene-butadiene copolymer. Rubber (IBR), styrene-isoprene copolymer rubber (SIR) and the like are preferable, but from the viewpoint of improving tire tread performance, polybutadiene rubber and polyisoprene rubber are more preferable, and polybutadiene rubber is particularly preferable.

共役ジエン系重合体の重合方法としては、アニオン重合でもよいし、配位重合でもよい。
共役ジエン系重合体をアニオン重合により得る場合、重合開始剤としては、アルカリ金属化合物が用いられるが、リチウム化合物が好ましい。
重合開始剤のリチウム化合物としては、特に制限はないが、ヒドロカルビルリチウム及びリチウムアミド化合物が好ましく用いられ、前者のヒドロカルビルリチウムを用いる場合には、重合開始末端にヒドロカルビル基を有し、かつ他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。また、後者のリチウムアミド化合物を用いる場合には、重合開始末端に窒素含有基を有し、他方の末端が重合活性部位である共役ジエン系重合体が得られる。
The method of polymerizing the conjugated diene polymer may be anion polymerization or coordination polymerization.
When the conjugated diene-based polymer is obtained by anionic polymerization, an alkali metal compound is used as the polymerization initiator, and a lithium compound is preferred.
The lithium compound of the polymerization initiator is not particularly limited, but hydrocarbyllithium and lithium amide compounds are preferably used. When the former hydrocarbyllithium is used, it has a hydrocarbyl group at the polymerization initiation terminal and the other is a polymerization active site, a conjugated diene polymer is obtained. Further, when the latter lithium amide compound is used, a conjugated diene polymer having a nitrogen-containing group at the polymerization initiation terminal and a polymerization active site at the other terminal is obtained.

上記ヒドロカルビルリチウムとしては、炭素数2~20のヒドロカルビル基を有するものが好ましく、例えばエチルリチウム、n-プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-オクチルリチウム、n-デシルリチウム、フェニルリチウム、2-ナフチルリチウム、2-ブチル-フェニルリチウム、4-フェニル-ブチルリチウム、シクロへキシルリチウム、シクロベンチルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムとの反応性生物などが挙げられるが、これらの中で、特にn-ブチルリチウムが好適である。 The above hydrocarbyllithium preferably has a hydrocarbyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethyllithium, n-propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-octyllithium, n-decyl. Lithium, phenyllithium, 2-naphthyllithium, 2-butyl-phenyllithium, 4-phenyl-butyllithium, cyclohexyllithium, cyclopentyllithium, reaction products of diisopropenylbenzene and butyllithium, and the like. However, among these, n-butyllithium is particularly preferred.

また、リチウムアミド化合物としては例えば、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミド、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジブチルアミド、リチウムジプロピルアミド、リチウムジへプチルアミド、リチウムジへキシルアミド、リチウムジオクチルアミド、リチウムジ-2-エチルへキシルアミド、リチウムジデシルアミド、リチウム-N-メチルピベラジド、リチウムエチルプロピルアミド、リチウムエチルブチルアミド、リチウムエチルベンジルアミド、リチウムメチルフェネチルアミドなどが挙げられる。これらの中で、カーボンブラックに対する相互作用効果及び重合開始能の点から、リチウムヘキサメチレンイミド、リチウムピロリジド、リチウムピペリジド、リチウムへプタメチレンイミド、リチウムドデカメチレンイミドなどの環状リチウムアミドが好ましく、リチウムヘキサメチレンイミド及びリチウムピロリジドがより好適である。 Examples of lithium amide compounds include lithium hexamethyleneimide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethyleneimide, lithium dodecamethyleneimide, lithium dimethylamide, lithium diethylamide, lithium dibutylamide, lithium dipropylamide, lithium diheptylamide, lithium dihexylamide, lithium dioctylamide, lithium di-2-ethylhexylamide, lithium didecylamide, lithium-N-methylpiverazide, lithium ethylpropylamide, lithium ethylbutylamide, lithium ethylbenzylamide, lithium methylphenethylamide etc. Among these, cyclic lithium amides such as lithium hexamethyleneimide, lithium pyrrolidide, lithium piperidide, lithium heptamethyleneimide, and lithium dodecamethyleneimide are preferred from the viewpoint of interaction effect with carbon black and polymerization initiation ability. , lithium hexamethyleneimide and lithium pyrrolidide are more preferred.

重合開始剤として、リチウムヘキサメチレンイミドを用いると、共役ジエン系重合体の開始末端に、炭素及び水素以外の原子を有する官能基として、窒素含有化合物残基であるヘキサメチレンイミノ基を有する変性共役ジエン系重合体が得られるので、さらに好ましい。
共役ジエン系重合体の開始末端に窒素含有化合物残基を有し、かつ共役ジエン系重合体の活性末端にスズ化合物残基、窒素及びケイ素含有化合物残基、酸素及びケイ素含有化合物残基、硫黄及びケイ素含有化合物残基及び窒素含有化合物残基から選ばれる1種以上の化合物残基を有する変性共役ジエン系重合体は、転がり抵抗をより低減し、低燃費性に優れ、耐摩耗性及び耐亀裂性をより改良する観点から、さらに好ましい。
When lithium hexamethyleneimide is used as a polymerization initiator, modified conjugation having a hexamethyleneimino group, which is a nitrogen-containing compound residue, as a functional group having an atom other than carbon and hydrogen at the starting end of the conjugated diene polymer It is more preferable because a diene-based polymer can be obtained.
Having a nitrogen-containing compound residue at the starting end of the conjugated diene-based polymer, and having at the active end of the conjugated diene-based polymer a tin compound residue, a nitrogen- and silicon-containing compound residue, an oxygen- and silicon-containing compound residue, and sulfur And the modified conjugated diene-based polymer having one or more compound residues selected from silicon-containing compound residues and nitrogen-containing compound residues further reduces rolling resistance, has excellent fuel efficiency, wear resistance and resistance It is more preferable from the viewpoint of further improving the crack resistance.

リチウム化合物を重合開始剤として用い、アニオン重合によって共役ジエン系重合体を製造する方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。
具体的には、反応に不活性な有機溶剤、例えば脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物などの炭化水素系溶剤中において、共役ジエン化合物又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を、前記リチウム化合物を重合開始剤として、所望により、用いられるランダマイザーの存在下にアニオン重合させることにより、目的の共役ジエン系重合体が得られる。
炭化水素系溶剤としては、炭素数3~8のものが好ましく、例えばプロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、プロペン、1-ブテン、イソブテン、トランス-2-ブテン、シス-2-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテン、1-へキセン、2-へキセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
A method for producing a conjugated diene-based polymer by anionic polymerization using a lithium compound as a polymerization initiator is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.
Specifically, a conjugated diene compound or a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound are reacted in an organic solvent inert to the reaction, for example, a hydrocarbon solvent such as an aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon compound. An intended conjugated diene polymer can be obtained by anionic polymerization using a lithium compound as a polymerization initiator, optionally in the presence of a randomizer.
The hydrocarbon solvent preferably has 3 to 8 carbon atoms, such as propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane, propene, 1-butene, isobutene, trans-2- butene, cis-2-butene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-hexene, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、所望により用いられるランダマイザーとは共役ジエン系重合体のミクロ構造の制御、例えばブタジエン-スチレン共重合体におけるブタジエン部分の1,2結合、イソプレン重合体における3,4結合の増加など、あるいは共役ジエン化合物-芳香族ビニル化合物共重合体における単量体単位の組成分布の制御、例えばブタジエンースチレン共重合体におけるブタジエン単位、スチレン単位のランダム化などの作用を有する化合物のことである。このランダマイザーとしては、特に制限はなく、従来ランダマイサーとして一般に使用されている公知の化合物の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。具体的には、ジメトキシベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2,2-ビス(2-テトラヒドロフリル)-プロパン、トリエチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、1,2-ジピぺリジノエタンなどのエーテル類及び三級アミン類などを挙げることができる。また、カリウム-tert-アミレート、カリウム-tert-ブトキシドなどのカリウム塩類、ナトリウム-tert-アミレートなどのナトリウム塩類も用いることができる。
これらのランダマイザーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、リチウム化合物1モル当たり、好ましくは0.01~1000モル当量の範囲で選択される。
In addition, the optional randomizer is used to control the microstructure of the conjugated diene polymer, such as increasing 1,2 bonds in butadiene moieties in butadiene-styrene copolymers, increasing 3,4 bonds in isoprene polymers, or It is a compound that has the effect of controlling the composition distribution of monomer units in a conjugated diene compound-aromatic vinyl compound copolymer, such as randomizing butadiene units and styrene units in a butadiene-styrene copolymer. The randomizer is not particularly limited, and any known compound generally used as a conventional randomizer can be appropriately selected and used. Specifically, dimethoxybenzene, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2,2-bis(2-tetrahydrofuryl)-propane, triethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, N,N,N', Ethers such as N'-tetramethylethylenediamine and 1,2-dipiperidinoethane, and tertiary amines can be mentioned. Potassium salts such as potassium-tert-amylate and potassium-tert-butoxide, and sodium salts such as sodium-tert-amylate can also be used.
These randomizers may be used singly or in combination of two or more. Also, the amount used is preferably selected in the range of 0.01 to 1000 molar equivalents per 1 mol of the lithium compound.

この重合反応における温度は、好ましくは0~150℃、より好ましくは20~130℃の範囲で選定される。重合反応は、発生圧力下で行うことができるが、通常は単量体を実質的に液相に保つに十分な圧力で操作することが望ましい。すなわち、圧力は重合される個々の物質、用いる重合媒体及び重合温度等にもよるが、所望ならばより高い圧力を用いることができ、このような圧力は重合反応に関して不活性なガスで反応器を加圧する等の適当な方法で得られる。 The temperature in this polymerization reaction is preferably selected in the range of 0 to 150°C, more preferably 20 to 130°C. Although the polymerization reaction can be conducted under generated pressure, it is usually desirable to operate at pressures sufficient to maintain the monomers substantially in the liquid phase. That is, the pressure will depend on the particular materials being polymerized, the polymerization medium used, the polymerization temperature, etc., but higher pressures can be used if desired, such pressures being inert gases with respect to the polymerization reaction. can be obtained by an appropriate method such as pressurization.

一方、希土類金属化合物を重合開始剤として、配位重合で当該変性共役ジエン系重合体を製造する場合は、下記(D)成分、(E)成分、(F)成分を組み合わせて用いるのが更に好ましい。
上記配位重合に用いる(D)成分は、希土類金属化合物、及び希土類金属化合物とルイス塩基との錯化合物等から選択される。ここで、希土類金属化合物としては、希土類元素のカルボン酸塩、アルコキサイド、β-ジケトン錯体、リン酸塩及び亜リン酸塩等が挙げられ、ルイス塩基としては、アセチルアセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、N,N-ジメチルホルムアミド、チオフェン、ジフェニルエーテル、トリエチルアミン、有機リン化合物、1価又は2価のアルコール等が挙げられる。上記希土類金属化合物の希土類元素としては、ランタン、ネオジム、プラセオジム、サマリウム、ガドリニウムが好ましく、これらの中でも、ネオジムが特に好ましい。また、(D)成分として、具体的には、ネオジムトリ-2-エチルヘキサノエート,それとアセチルアセトンとの錯化合物,ネオジムトリネオデカノエート,それとアセチルアセトンとの錯化合物,ネオジムトリn-ブトキシド等が挙げられる。これら(D)成分は一種単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。
On the other hand, when the modified conjugated diene-based polymer is produced by coordination polymerization using a rare earth metal compound as a polymerization initiator, the following components (D), (E), and (F) are further used in combination. preferable.
The component (D) used in the coordination polymerization is selected from rare earth metal compounds, complex compounds of rare earth metal compounds and Lewis bases, and the like. Examples of rare earth metal compounds include carboxylates of rare earth elements, alkoxides, β-diketone complexes, phosphates and phosphites. Examples of Lewis bases include acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N, N -Dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, organic phosphorus compounds, monohydric or dihydric alcohols, and the like. Lanthanum, neodymium, praseodymium, samarium, and gadolinium are preferable as the rare earth element of the rare earth metal compound, and among these, neodymium is particularly preferable. Specific examples of component (D) include neodymium tri-2-ethylhexanoate, a complex compound of neodymium tri-2-ethylhexanoate and acetylacetone, neodymium tri-neodecanoate, a complex compound of neodymium tri-2-ethylhexanoate and acetylacetone, and neodymium tri-n-butoxide. be done. These (D) components may be used individually by 1 type, or may be used in mixture of 2 or more types.

配位重合に用いる(E)成分は、有機アルミニウム化合物から選択される。該有機アルミニウム化合物として、具体的には、式:R12 Alで表されるトリヒドロカルビルアルミニウム化合物、式:R12 AlH又はR12AlHで表されるヒドロカルビルアルミニウム水素化物(式中、R12は、それぞれ独立して炭素数1~30の炭化水素基である)、炭素数1~30の炭化水素基をもつヒドロカルビルアルミノキサン化合物等が挙げられる。該有機アルミニウム化合物として、具体的には、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムヒドリド、アルキルアルミニウムジヒドリド、アルキルアルミノキサン等が挙げられる。これらの化合物は一種単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。なお、(E)成分としては、アルミノキサンと他の有機アルミニウム化合物とを併用するのが好ましい。The (E) component used for coordination polymerization is selected from organoaluminum compounds. Specific examples of the organoaluminum compound include a trihydrocarbylaluminum compound represented by the formula: R 12 3 Al, and a hydrocarbylaluminum hydride represented by the formula: R 12 2 AlH or R 12 AlH 2 (wherein R 12 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms), hydrocarbyl aluminoxane compounds having a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the like. Specific examples of the organoaluminum compounds include trialkylaluminums, dialkylaluminum hydrides, alkylaluminum dihydrides, and alkylaluminoxanes. These compounds may be used singly or in combination of two or more. As component (E), it is preferable to use an aluminoxane together with another organoaluminum compound.

配位重合に用いる(F)成分は、加水分解可能なハロゲンを有する化合物又はこれらとルイス塩基の錯化合物;三級アルキルハライド、ベンジルハライド又はアリルハライドを有する有機ハロゲン化物;非配位性アニオン及び対カチオンからなるイオン性化合物等から選択される。かかる(F)成分として、具体的には、アルキルアルミニウム二塩化物、ジアルキルアルミニウム塩化物、四塩化ケイ素、四塩化スズ、塩化亜鉛とアルコール等のルイス塩基との錯体、塩化マグネシウムとアルコール等のルイス塩基との錯体、塩化ベンジル、塩化t-ブチル、臭化ベンジル、臭化t-ブチル、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。これら(F)成分は一種単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。 The (F) component used in coordination polymerization is a compound having a hydrolyzable halogen or a complex compound of these with a Lewis base; an organic halide having a tertiary alkyl halide, benzyl halide or allyl halide; a non-coordinating anion and It is selected from ionic compounds consisting of counter cations and the like. Specific examples of such component (F) include alkylaluminum dichlorides, dialkylaluminum chlorides, silicon tetrachloride, tin tetrachloride, complexes of zinc chloride and Lewis bases such as alcohols, and Lewis bases such as magnesium chloride and alcohols. Complexes with bases, benzyl chloride, t-butyl chloride, benzyl bromide, t-butyl bromide, triphenylcarboniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate and the like. These (F) components may be used individually by 1 type, or may be used in mixture of 2 or more types.

重合開始剤は、上記の(D)、(E)、(F)成分以外に、必要に応じて、重合用単量体と同じ共役ジエン化合物及び/又は非共役ジエン化合物を用いて予備的に調製してもよい。また、(D)成分又は(F)成分の一部又は全部を不活性な固体上に担持して用いてもよい。上記各成分の使用量は、適宜設定することができるが、通常、(A)成分は単量体100g当たり0.001~0.5ミリモル(mmol)である。また、モル比で(E)成分/(D)成分は5~1,000、(F)成分/(D)成分は0.5~10が好ましい。 In addition to the above components (D), (E), and (F), the polymerization initiator is, if necessary, the same conjugated diene compound and/or non-conjugated diene compound as the monomer for polymerization. may be prepared. In addition, part or all of component (D) or component (F) may be supported on an inert solid. The amount of each component mentioned above can be set as appropriate, but component (A) is usually 0.001 to 0.5 millimoles (mmol) per 100 g of the monomer. The molar ratio of component (E)/component (D) is preferably 5 to 1,000, and component (F)/component (D) is preferably 0.5 to 10.

配位重合における重合温度は、-80~150℃の範囲が好ましく、-20~120℃の範囲が更に好ましい。また、配位重合に用いる溶媒としては、上述のアニオン重合で例示した反応に不活性な炭化水素溶媒を用いることができ、反応溶液中の単量体の濃度もアニオン重合の場合と同様である。更に、配位重合における反応圧力もアニオン重合の場合と同様であり、反応に使用する原材料も、水、酸素、二酸化炭素、プロトン性化合物等の反応阻害物質を実質的に除去したものが望ましい。
当該変性共役ジエン系重合体としては、有機アルカリ金属化合物、特にアルキルリチウムを用いてアニオン重合してなるものが好ましい。
The polymerization temperature in the coordination polymerization is preferably in the range of -80 to 150°C, more preferably in the range of -20 to 120°C. In addition, as the solvent used for coordination polymerization, a hydrocarbon solvent inert to the reaction exemplified in the above-mentioned anionic polymerization can be used, and the concentration of the monomer in the reaction solution is the same as in the case of anionic polymerization. . Furthermore, the reaction pressure in coordination polymerization is the same as in the case of anionic polymerization, and the raw materials used in the reaction are desirably those from which reaction inhibitors such as water, oxygen, carbon dioxide and protic compounds have been substantially removed.
As the modified conjugated diene-based polymer, one obtained by anionic polymerization using an organic alkali metal compound, particularly alkyllithium, is preferable.

共役ジエン重合体は、アニオン重合及び配位重合のいずれの場合においても、重合反応後に重合活性末端と上述の変性剤とを変性反応させて、変性共役ジエン系重合体を得ることができる。
変性反応の温度は、20℃以上で行うことが好ましいが、共役ジエン系重合体の重合温度をそのまま用いることができ、30~120℃がさらに好ましい範囲として挙げられる。反応温度が低くなると重合体の粘度が上昇しすぎる、反応物の分散性が悪くなる傾向がある。一方、反応温度が高くなると、重合活性部位が失活し易くなる傾向がある。
なお、変性剤の使用量は、共役ジエン系重合体の製造に使用した重合開始剤1molに対し、0.25~3.0molの範囲が好ましく、0.5~1.5molの範囲が更に好ましい。
In both cases of anionic polymerization and coordination polymerization, the conjugated diene polymer can be obtained by subjecting the polymerization active terminal and the above modifier to a modification reaction after the polymerization reaction to obtain a modified conjugated diene polymer.
The modification reaction is preferably carried out at a temperature of 20°C or higher, but the polymerization temperature of the conjugated diene polymer can be used as it is, and a more preferable range is 30 to 120°C. When the reaction temperature is lowered, the viscosity of the polymer tends to increase too much and the dispersibility of the reactant tends to deteriorate. On the other hand, when the reaction temperature is high, the polymerization active site tends to be easily deactivated.
The amount of modifier used is preferably in the range of 0.25 to 3.0 mol, more preferably in the range of 0.5 to 1.5 mol, per 1 mol of the polymerization initiator used in the production of the conjugated diene polymer. .

〔脂肪酸金属塩(C)〕
本発明のゴム組成物は、脂肪酸金属塩(C)を含有する。
脂肪酸金属塩(C)としては、飽和脂肪酸の金属塩、不飽和脂肪酸の金属塩、又はそれらの混合物を用いることができる。
具体的には、脂肪酸金属塩(C)としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の飽和脂肪酸の金属塩;ゾーマリン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エルシン酸、鯨油酸、リノール酸、エレオステアリン酸、モロクチ酸、バリナリン酸、イワシ酸、ヒラガシラ酸、ニシン酸、リシノレイン酸、ラウロレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸の金属塩が挙げられる。
上述した飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸と金属塩を形成する金属元素としては、K、Ca、Na、Mg、Zn、Co、Ni、Ba、Fe、Al、Cu及びMnよりなる群から選択された少なくとも1種の金属元素が挙げられ、Zn、K、及びCaよりなる群から選択された少なくとも1種の金属元素が好ましく、Zn(亜鉛)がより好ましい。従って、脂肪酸金属塩は、脂肪酸亜鉛であることが特に好ましい。
[Fatty acid metal salt (C)]
The rubber composition of the present invention contains a fatty acid metal salt (C).
As the fatty acid metal salt (C), a saturated fatty acid metal salt, an unsaturated fatty acid metal salt, or a mixture thereof can be used.
Specifically, fatty acid metal salts (C) include palmitic acid, stearic acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, arachidic acid, behenic acid, cerotic acid, montanic acid, melisic acid, and the like. Saturated fatty acid metal salts of zomaric acid, petroselinic acid, oleic acid, erucic acid, cetacean acid, linoleic acid, eleostearic acid, moroctic acid, valinaric acid, sardine acid, hiragashira acid, nisic acid, ricinoleic acid, lauroleic acid , elaidic acid, erucic acid, linoleidic acid, linolenic acid, arachidonic acid, and other unsaturated fatty acid metal salts.
As the metal element forming a metal salt with the saturated fatty acid or unsaturated fatty acid described above, at least selected from the group consisting of K, Ca, Na, Mg, Zn, Co, Ni, Ba, Fe, Al, Cu and Mn At least one metal element selected from the group consisting of Zn, K, and Ca is preferred, and Zn (zinc) is more preferred. Therefore, the fatty acid metal salt is particularly preferably fatty acid zinc.

脂肪酸金属塩(C)として好ましくは、炭素8~18のモノ脂肪酸の金属塩が挙げられ、具体的には、カプリル酸亜鉛、ペラルゴン酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、リノール酸亜鉛等が好ましく例示される。これらの中でも、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、及びパルミチン酸亜鉛が好ましく例示される。 Preferred fatty acid metal salts (C) include metal salts of mono-fatty acids having 8 to 18 carbon atoms, specifically zinc caprylate, zinc pelargonate, zinc caprate, zinc laurate, zinc myristate, palmitate. Preferred examples include zinc acid, zinc stearate, zinc oleate and zinc linoleate. Among these, zinc stearate, zinc oleate, and zinc palmitate are preferably exemplified.

脂肪酸金属塩(C)は、上市されている製品を使用してもよく、具体的には、Aktiplastシリーズ(ラインケミー社製、具体的には、Aktiplast PP(主成分は、オレイン酸亜鉛及びパルミチン酸亜鉛))、ULTRALFOWシリーズ(パフォーマンスアディティブス社製)、STRUKTOL A50P(Structol社製)、エクストンL-2-G(川口化学工業株式会社製)等が例示される。 As the fatty acid metal salt (C), commercially available products may be used. Specifically, Aktiplast series (manufactured by Rhein Chemie, specifically Aktiplast PP (main components are zinc oleate and palmitic acid zinc)), ULTRALFOW series (manufactured by Performance Additives), STRUKTOL A50P (manufactured by Structol), Exton L-2-G (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.), and the like.

脂肪酸金属(C)塩は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
耐摩耗性及び耐亀裂性の劣化を抑制する観点から、脂肪酸金属塩(C)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対し、0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~7質量部であることがより好ましく、1~5量部であることが更に好ましい。
Fatty acid metal (C) salts may be used singly or in combination of two or more.
From the viewpoint of suppressing deterioration of wear resistance and crack resistance, the content of the fatty acid metal salt (C) is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B). , more preferably 0.5 to 7 parts by mass, and even more preferably 1 to 5 parts by mass.

〔脂肪酸〕
本発明のゴム組成物は、脂肪酸を含まないことが好ましく、ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量が0.5質量部以下であることが好ましい。具体的には、ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量が、0~0.5質量部であることが好ましい。
ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量が0.5質量部以下であることで、タイヤの耐亀裂性の低下を抑制することができる。
ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量は、0~0.3質量部であることがより好ましく、0質量部であることが更に好ましい。
〔fatty acid〕
The rubber composition of the present invention preferably does not contain fatty acids, and preferably contains 0.5 parts by mass or less of fatty acids with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B). Specifically, the content of the fatty acid is preferably 0 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B).
When the content of the fatty acid is 0.5 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the rubber component (B), it is possible to suppress deterioration in tire crack resistance.
The content of the fatty acid relative to 100 parts by mass of the rubber component (B) is more preferably 0 to 0.3 parts by mass, and even more preferably 0 part by mass.

(各種成分)
本発明のゴム組成物には、既述のゴム成分(B)、カーボンブラック(A1)及びシリカ(A2)、並びに必要に応じて含まれるシランカップリング剤以外に、例えば、加硫剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤等のゴム業界で通常使用される各種成分を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら各種成分としては、市販品を好適に使用することができる。また、上記ゴム組成物は、ゴム成分と、カーボンブラック(A1)と、シリカ(A2)と、適宜選択した各種成分とを配合して、バンバリーミキサー、インターナルミキサー、インテンシブミキサーなどの密閉型混練り装置、ロールなどの非密閉型混練り装置等を用いて混練り後、熱入れ、押出等することにより調製することができる。
(Various components)
The rubber composition of the present invention includes, in addition to the rubber component (B), carbon black (A1) and silica (A2) described above, and an optionally contained silane coupling agent, for example, a vulcanizing agent and a vulcanizing agent. Various components commonly used in the rubber industry, such as a sulfur accelerator, zinc oxide, stearic acid, anti-aging agents, etc., can be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the present invention. Commercially available products can be suitably used as these various components. The rubber composition is prepared by blending the rubber component, carbon black (A1), silica (A2), and various other appropriately selected components, and using a closed mixer such as a Banbury mixer, an internal mixer, or an intensive mixer. After kneading using a non-sealed kneading device such as a kneading device, rolls, etc., it can be prepared by heating and extruding.

<タイヤトレッド用ゴム組成物>
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、本発明のゴム組成物を含む。
本発明のゴム組成物は、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト等のベルト、ゴムクローラ、各種ホースなどの種々のゴム製品の製造に用いることができる。
本発明のゴム組成物をトレッドに用いて製造されたタイヤは、低燃費性を損なわずに耐摩耗性及び耐亀裂性に優れることから、本発明のゴム組成物は、タイヤトレッド用ゴム組成物に適する。
<Rubber composition for tire tread>
The tire tread rubber composition of the present invention contains the rubber composition of the present invention.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The rubber composition of the present invention can be used in the production of various rubber products such as tires, antivibration rubbers, seismic isolation rubbers, belts such as conveyor belts, rubber crawlers, and various hoses.
Since the tire manufactured using the rubber composition of the present invention for the tread is excellent in wear resistance and crack resistance without impairing fuel efficiency, the rubber composition of the present invention is a rubber composition for tire treads. Suitable for

<タイヤ>
本発明のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムは、タイヤ、防振ゴム、免震ゴム、コンベアベルト等のベルト、ゴムクローラ、各種ホースなどの種々のゴム製品に用いることができる。
中でも、本発明のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに用いることが好ましく、該タイヤは、低燃費性を損なわずに耐摩耗性及び耐亀裂性に優れる
<Tire>
The vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition of the present invention can be used for various rubber products such as tires, anti-vibration rubber, seismic isolation rubber, belts such as conveyor belts, rubber crawlers, and various hoses. .
Among them, it is preferable to use the rubber composition of the present invention in a tire having a tread, and the tire has excellent wear resistance and crack resistance without impairing fuel efficiency.

タイヤにおける本発明のゴム組成物の適用部位としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、タイヤケース、トレッド、ベーストレッド、サイドウォール、サイド補強ゴム及びビードフィラーなどが挙げられる。
タイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に本発明のゴム組成物及びコードからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱し、加硫することにより、所望のタイヤ(例えば、空気入りタイヤ)を製造することができる。
The application site of the rubber composition of the present invention in the tire is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. is mentioned.
A conventional method can be used as a method for manufacturing a tire. For example, a carcass layer, a belt layer, a tread layer and the like comprising the rubber composition of the present invention and cords are laminated on a tire molding drum, and the drum is removed to form a green tire. Then, the green tire is heated and vulcanized according to a conventional method to produce a desired tire (for example, a pneumatic tire).

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<ゴム組成物の調製、加硫ゴムの製造と評価>
〔実施例1~5、実施例7~9、比較例1、比較例3、及び比較例5~7〕
表1、4、及び5に示す配合処方のゴム組成物を常法に従って調製した。
調製したゴム組成物を加硫して加硫ゴムを作製し、加硫ゴムから切り出した試験片を用いて、タイヤの低燃費性、耐摩耗性及び耐亀裂性を評価した。結果を表4~5に示す。
<Preparation of rubber composition, production and evaluation of vulcanized rubber>
[Examples 1 to 5, Examples 7 to 9, Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Examples 5 to 7]
Rubber compositions having formulations shown in Tables 1, 4 and 5 were prepared according to a conventional method.
The prepared rubber composition was vulcanized to produce a vulcanized rubber, and a test piece cut from the vulcanized rubber was used to evaluate fuel efficiency, wear resistance and crack resistance of the tire. The results are shown in Tables 4-5.

〔実施例6、比較例2、比較例4、及び比較例8〕
表1、4、及び5に示す配合処方のゴム組成物を常法に従って調製した。
調製したゴム組成物を加硫して加硫ゴムを作製し、加硫ゴムから切り出した試験片を用いて、タイヤの低燃費性、耐摩耗性及び耐亀裂性を評価する。結果を表4~5に示す。
[Example 6, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 8]
Rubber compositions having formulations shown in Tables 1, 4 and 5 were prepared according to a conventional method.
The prepared rubber composition is vulcanized to produce a vulcanized rubber, and a test piece cut from the vulcanized rubber is used to evaluate the fuel economy, wear resistance and crack resistance of the tire. The results are shown in Tables 4-5.

(1)低燃費性
〔実施例1~5、実施例7~9、比較例1、比較例3、及び比較例5~7〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板形状の試験片を切り出した。株式会社上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で、試験片の損失正接(tanδ)を求め、比較例1の値を100として指数表示した。指数値が小さいほど、損失正接(tanδ)が低くなるので低発熱性に優れることを意味する。これは、当該試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤの転がり抵抗が小さいことを意味し、試作タイヤが低燃費性に優れていることを示す。
(1) Low fuel consumption [Examples 1 to 5, Examples 7 to 9, Comparative Examples 1, 3, and 5 to 7]
A plate-shaped test piece having a thickness of 2 mm was cut out from the vulcanized rubber. Using a spectrometer (dynamic viscoelasticity measuring tester) manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., at a frequency of 52 Hz, an initial strain of 10%, a measurement temperature of 60 ° C., and a dynamic strain of 1%, the loss tangent (tan δ) of the test piece is obtained and compared. The value of Example 1 is indexed as 100. The smaller the index value, the lower the loss tangent (tan δ), which means excellent low heat build-up. This means that the trial tire composed of the vulcanized rubber of the test piece has a low rolling resistance, indicating that the trial tire is excellent in fuel efficiency.

〔実施例6、比較例2、比較例4、及び比較例8〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板形状の試験片を切り出す。株式会社上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で、試験片の損失正接(tanδ)を求め、比較例1の値を100として指数表示する。指数値が小さいほど、損失正接(tanδ)が低くなるので低発熱性に優れることを意味する。これは、当該試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤの転がり抵抗が小さいことを意味し、試作タイヤが低燃費性に優れていることを示す。
[Example 6, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 8]
A plate-shaped test piece having a thickness of 2 mm is cut out from the vulcanized rubber. Using a spectrometer (dynamic viscoelasticity measuring tester) manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., at a frequency of 52 Hz, an initial strain of 10%, a measurement temperature of 60 ° C., and a dynamic strain of 1%, the loss tangent (tan δ) of the test piece is obtained and compared. The value of Example 1 is indexed as 100. The smaller the index value, the lower the loss tangent (tan δ), which means excellent low heat build-up. This means that the trial tire composed of the vulcanized rubber of the test piece has a low rolling resistance, indicating that the trial tire is excellent in fuel efficiency.

(2)耐摩耗性
〔実施例1~5、実施例7~9、比較例1、比較例3、及び比較例5~7〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板形状のゴム板を切り出した。切り出したゴム板から試験片を作製し、耐摩耗性を評価した。
耐摩耗性は、JIS K 6264-1993に準拠したランボーン摩耗試験により、試験片の摩耗量を220℃で試験して、実施例及び比較例の試験片の摩耗量を求めた。比較例1を100として、実施例及び比較例の試験片の摩耗量から、下記式により指数を算出した。
耐摩耗性指数=(比較例1の摩耗量/各試験片の摩耗量)×100
耐摩耗性指数が大きいほど、試験片の耐摩耗性が優れることを意味し、試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤが耐摩耗性に優れることを意味する。なお、「220℃で試験した」とは、試験片表面温度の最高温度が220±10℃となる下記条件で試験したことをいう。試験条件は、以下の通りである。
試験片寸法:直径×厚さ=49.0mm×5.0mm
試験片回転速度:200rpm
試験路面回転速度:20rpm
試験荷重:7kgf
試験時間:16秒
雰囲気温度:25℃
(2) Abrasion resistance [Examples 1 to 5, Examples 7 to 9, Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Examples 5 to 7]
A plate-shaped rubber plate having a thickness of 2 mm was cut out from the vulcanized rubber. A test piece was prepared from the cut rubber plate and evaluated for wear resistance.
Abrasion resistance was determined by a Lambourn abrasion test conforming to JIS K 6264-1993, where the amount of abrasion of test pieces was tested at 220° C. to determine the amount of abrasion of the test pieces of Examples and Comparative Examples. Taking Comparative Example 1 as 100, the index was calculated from the wear amount of the test pieces of Examples and Comparative Examples by the following formula.
Abrasion resistance index = (Abrasion amount of Comparative Example 1/Abrasion amount of each test piece) x 100
The larger the wear resistance index, the better the wear resistance of the test piece, and the better the wear resistance of the prototype tire made of the vulcanized rubber of the test piece. Note that "tested at 220°C" means that the test was performed under the following conditions where the maximum surface temperature of the test piece was 220±10°C. The test conditions are as follows.
Test piece dimensions: diameter x thickness = 49.0 mm x 5.0 mm
Specimen rotation speed: 200 rpm
Test road surface rotation speed: 20 rpm
Test load: 7kgf
Test time: 16 seconds Ambient temperature: 25°C

〔実施例6、比較例2、比較例4、及び比較例8〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板形状のゴム板を切り出す。切り出したゴム板から試験片を作製し、耐摩耗性を評価する。
耐摩耗性は、JIS K 6264-1993に準拠したランボーン摩耗試験により、試験片の摩耗量を220℃で試験して、実施例及び比較例の試験片の摩耗量を求める。比較例1を100として、実施例及び比較例の試験片の摩耗量から、下記式により指数を算出する。
耐摩耗性指数=(比較例1の摩耗量/各試験片の摩耗量)×100
耐摩耗性指数が大きいほど、試験片の耐摩耗性が優れることを意味し、試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤが耐摩耗性に優れることを意味する。なお、「220℃で試験する」とは、試験片表面温度の最高温度が220±10℃となる下記条件で試験することをいう。試験条件は、以下の通りである。
試験片寸法:直径×厚さ=49.0mm×5.0mm
試験片回転速度:200rpm
試験路面回転速度:20rpm
試験荷重:7kgf
試験時間:16秒
雰囲気温度:25℃
[Example 6, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 8]
A plate-shaped rubber plate having a thickness of 2 mm is cut out from the vulcanized rubber. A test piece is prepared from the cut rubber plate and evaluated for wear resistance.
Abrasion resistance is determined by the Lambourn abrasion test conforming to JIS K 6264-1993, testing the abrasion loss of the test piece at 220° C., and determining the abrasion loss of the test pieces of Examples and Comparative Examples. Assuming that Comparative Example 1 is 100, the index is calculated from the wear amounts of the test pieces of Examples and Comparative Examples according to the following formula.
Abrasion resistance index = (Abrasion amount of Comparative Example 1/Abrasion amount of each test piece) x 100
The larger the wear resistance index, the better the wear resistance of the test piece, and the better the wear resistance of the prototype tire made of the vulcanized rubber of the test piece. Note that "testing at 220°C" means testing under the following conditions where the maximum surface temperature of the test piece is 220±10°C. The test conditions are as follows.
Test piece dimensions: diameter x thickness = 49.0 mm x 5.0 mm
Specimen rotation speed: 200 rpm
Test road surface rotation speed: 20 rpm
Test load: 7kgf
Test time: 16 seconds Ambient temperature: 25°C

(3)耐亀裂性
〔実施例1~5、実施例7~9、比較例1、比較例3、及び比較例5~7〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板状のシートを切り出した。切り出したゴムシートからJIS5号形の試験片を作製し、試験片中心部に0.5mmの亀裂を入れた。
試験片の両端を掴み、下記条件下で繰り返し入力を行い、試験片が破断するまでの回数を測定した。耐亀裂性は下記式より算出し、比較例1を100として指数表示した。
耐亀裂性指数=(各試験片の破断回数/比較例1の破断回数)×100
耐亀裂性指数が大きい程、試験片の耐亀裂性が優れることを意味し、試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤが耐亀裂性に優れることを意味する。
標点間距離:30.0mm
試験応力:1.5N(最大)、0N(最小)
周波数:5Hz
雰囲気温度:80℃
(3) Crack resistance [Examples 1 to 5, Examples 7 to 9, Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Examples 5 to 7]
A plate-like sheet having a thickness of 2 mm was cut out from the vulcanized rubber. A JIS No. 5 test piece was prepared from the cut rubber sheet, and a crack of 0.5 mm was made in the center of the test piece.
Both ends of the test piece were gripped, input was repeatedly performed under the following conditions, and the number of times until the test piece broke was measured. The crack resistance was calculated from the following formula and expressed as an index with Comparative Example 1 being 100.
Crack resistance index = (number of times of breakage of each test piece/number of breakages of Comparative Example 1) x 100
The larger the crack resistance index, the more excellent the crack resistance of the test piece, and the more excellent the crack resistance of the prototype tire composed of the vulcanized rubber of the test piece.
Gauge distance: 30.0 mm
Test stress: 1.5N (maximum), 0N (minimum)
Frequency: 5Hz
Ambient temperature: 80°C

〔実施例6、比較例2、比較例4、及び比較例8〕
加硫ゴムから厚さ2mmの板状のシートを切り出す。切り出したゴムシートからJIS5号形の試験片を作製し、試験片中心部に0.5mmの亀裂を入れる。
試験片の両端を掴み、下記条件下で繰り返し入力を行い、試験片が破断するまでの回数を測定する。耐亀裂性は下記式より算出し、比較例1を100として指数表示する。
耐亀裂性指数=(各試験片の破断回数/比較例1の破断回数)×100
耐亀裂性指数が大きい程、試験片の耐亀裂性が優れることを意味し、試験片の加硫ゴムで構成される試作タイヤが耐亀裂性に優れることを意味する。
標点間距離:30.0mm
試験応力:1.5N(最大)、0N(最小)
周波数:5Hz
雰囲気温度:80℃
[Example 6, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 8]
A plate-like sheet having a thickness of 2 mm is cut out from the vulcanized rubber. A JIS No. 5 test piece is prepared from the cut rubber sheet, and a crack of 0.5 mm is made in the center of the test piece.
Both ends of the test piece are gripped, input is repeatedly performed under the following conditions, and the number of times until the test piece breaks is measured. The crack resistance is calculated from the following formula and indicated as an index with Comparative Example 1 being 100.
Crack resistance index = (number of times of breakage of each test piece/number of breakages of Comparative Example 1) x 100
The larger the crack resistance index, the more excellent the crack resistance of the test piece, and the more excellent the crack resistance of the prototype tire composed of the vulcanized rubber of the test piece.
Gauge distance: 30.0 mm
Test stress: 1.5N (maximum), 0N (minimum)
Frequency: 5Hz
Ambient temperature: 80°C

Figure 0007241748000001
Figure 0007241748000001

〔表1中の各成分の詳細〕
表1中のゴム成分、充填剤及び脂肪酸金属塩を除く各成分の詳細は次のとおりである。
(1)シランカップリング剤:信越化学工業株式会社製、ABC-856
(2)脂肪酸:新日本理化株式会社製、商品名「ステアリン酸50S」
(3)硫黄:鶴見化学社株式会製、商品名「粉末硫黄」
(4)加硫促進剤:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ-G」
(5)亜鉛華:ハクスイテック株式会社製、商品名「3号亜鉛華」
(6)老化防止剤:N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック 6C」
[Details of each component in Table 1]
Details of each component other than the rubber component, filler and fatty acid metal salt in Table 1 are as follows.
(1) Silane coupling agent: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., ABC-856
(2) Fatty acid: trade name “Stearic acid 50S” manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.
(3) Sulfur: manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd., trade name “powder sulfur”
(4) Vulcanization accelerator: N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name "Noccellar CZ-G"
(5) Zinc white: manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd., trade name “No. 3 zinc white”
(6) Anti-aging agent: N-phenyl-N'-(1,3-dimethylbutyl)-p-phenylenediamine, manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Nocrac 6C"

〔表4~5中の各成分の詳細〕
表4~5に示す各成分の詳細は次のとおりである。
(1)NR:天然ゴム、RSS#1
(2)変性BR:下記製造例により製造した変性ポリブタジエンゴム
[Details of each component in Tables 4 and 5]
Details of each component shown in Tables 4 and 5 are as follows.
(1) NR: natural rubber, RSS#1
(2) Modified BR: Modified polybutadiene rubber produced according to the following production example

(3)CB-1:旭カーボン社製、商品名「旭#70」(CTAB:83m/g、DBP吸油量:77ml/100g、NSA:101m/g、水素放出率:0.3質量%以下)
(4)CB-2:旭カーボン社製、商品名「旭#80」(CTAB:100m/g、DBP吸油量:115ml/100g、NSA:113m/g、水素放出率:0.3質量%以下)
(5)CB-3:下記製造例により製造した高水素カーボンブラック(CTAB:125m/g、DBP吸油量:170、水素放出率:0.35質量%)
(3) CB-1: Asahi Carbon Co., Ltd., trade name "Asahi #70" (CTAB: 83 m 2 /g, DBP oil absorption: 77 ml/100 g, N 2 SA: 101 m 2 /g, hydrogen release rate: 0. 3% by mass or less)
(4) CB-2: Asahi Carbon Co., Ltd., trade name "Asahi #80" (CTAB: 100 m 2 /g, DBP oil absorption: 115 ml/100 g, N 2 SA: 113 m 2 /g, hydrogen release rate: 0. 3% by mass or less)
(5) CB-3: High-hydrogen carbon black produced according to the following production example (CTAB: 125 m 2 /g, DBP oil absorption: 170, hydrogen release rate: 0.35% by mass)

(6)シリカ-1:Evonik社製、商品名「9500GR」(CTAB:220m/g)
(7)シリカ-2:Rohdia、商品名「zeosil Premium200MP」(CTAB:200m/g)
(8)シリカ-3:下記製造方法により製造したCTAB比表面積が230m/gのシリカ
(9)脂肪酸金属塩1:ラインケミー社製、商品名「Aktiplast PP」(主成分は、オレイン酸亜鉛及びパルミチン酸亜鉛)
(10)脂肪酸金属塩2:パフォーマンスアディティブス社製、商品名「ULTRA-FLOW 500」
(6) Silica-1: manufactured by Evonik, trade name “9500GR” (CTAB: 220m 2 /g)
(7) Silica-2: Rohdia, trade name “zeosil Premium 200MP” (CTAB: 200 m 2 /g)
(8) Silica-3: silica having a CTAB specific surface area of 230 m 2 /g produced by the following production method (9) Fatty acid metal salt 1: manufactured by Rhein Chemie, trade name “Aktiplast PP” (main components are zinc oleate and zinc palmitate)
(10) Fatty acid metal salt 2: manufactured by Performance Additives, trade name "ULTRA-FLOW 500"

〔変性ポリブタジエンゴム(変性BR)の製造例〕
乾燥し、窒素置換した約900mLの耐圧ガラス容器に、シクロヘキサン283g、1,3-ブタジエン50g、2,2-ジテトラヒドロフリルプロパン0.0057mmol、及びヘキサメチレンイミン0.513mmolを加え、更にn-ブチルリチウム(BuLi)0.57mmolを加えた後、撹拌装置を具えた50℃の温水浴中で4.5時間重合を行った。この際の重合転化率は、ほぼ100%であった。次に、この重合反応系に、変性剤(カップリング剤)として四塩化スズ0.100mmolを速やかに加え、更に50℃で30分間撹拌して変性反応を行った。その後、重合反応系に、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT)のイソプロパノール溶液(BHT濃度:5質量%)0.5mLを加えて、反応を停止させ、更に常法に従って乾燥して変性ポリブタジエンゴム(変性BR)を得た。得られた変性BRは、ブタジエン部分のビニル結合量が14%で、ガラス転移温度(Tg)が-95℃で、カップリング効率65%であった。
なお、得られた変性BRについて、1H-NMRスペクトルの積分比からブタジエン部分のビニル結合量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量分布曲線の全体の面積に対する最も高分子量側のピーク面積の割合からカップリング率を、DSCの曲線の変曲点からガラス転移温度を求めた。
[Production example of modified polybutadiene rubber (modified BR)]
283 g of cyclohexane, 50 g of 1,3-butadiene, 0.0057 mmol of 2,2-ditetrahydrofurylpropane, and 0.513 mmol of hexamethyleneimine are added to a dried, nitrogen-purged, pressure-resistant glass container of about 900 mL, and further n-butyl. After adding 0.57 mmol of lithium (BuLi), polymerization was carried out for 4.5 hours in a 50° C. warm water bath equipped with a stirrer. The polymerization conversion rate at this time was approximately 100%. Next, 0.100 mmol of tin tetrachloride as a modifier (coupling agent) was quickly added to this polymerization reaction system, and the mixture was further stirred at 50° C. for 30 minutes for modification reaction. Thereafter, 0.5 mL of an isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) (BHT concentration: 5% by mass) is added to the polymerization reaction system to stop the reaction, and further according to a conventional method. After drying, a modified polybutadiene rubber (modified BR) was obtained. The resulting modified BR had a vinyl bond content in the butadiene moiety of 14%, a glass transition temperature (Tg) of -95°C, and a coupling efficiency of 65%.
Regarding the obtained modified BR, the amount of vinyl bonds in the butadiene portion was determined from the integration ratio of the 1H-NMR spectrum, and the peak area on the highest molecular weight side with respect to the entire area of the molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography (GPC). The coupling rate was determined from the ratio, and the glass transition temperature was determined from the inflection point of the DSC curve.

〔高水素カーボンブラックの製造例(カーボンブラックCB-3の製造方法)〕
特開2015-131926号公報に示される手法に基づきカーボンブラックCB-3を製造した。具体的には、図1に示すカーボンブラック製造炉を用いて、カーボンブラックCB-3を製造した。ただし、図1において多段急冷媒体導入手段12として、第1番目の急冷媒体導入手段12-X、第2番目の急冷媒体導入手段12-Y及び最後の急冷媒体導入手段12-Zからなる3段急冷媒体導入手段を用いた。
また、製造炉内の温度をモニターするため、任意の数ヶ所に熱電対を炉内に挿入できる構造を備える上記製造炉を用いた。カーボンブラック製造炉において、燃料には比重0.8622(15℃/4℃)のA重油を用い、原料油としては下記表2に示した性状の重質油を使用した。また、カーボンブラック製造炉の操作条件及びカーボンブラックCB-3の特性を下記表3に示す。
[Production example of high-hydrogen carbon black (manufacturing method of carbon black CB-3)]
Carbon black CB-3 was produced based on the method shown in JP-A-2015-131926. Specifically, using the carbon black production furnace shown in FIG. 1, carbon black CB-3 was produced. However, in FIG. 1, as the multi-stage rapid refrigerant introduction means 12, there are three stages consisting of the first rapid refrigerant introduction means 12-X, the second rapid refrigerant introduction means 12-Y, and the final rapid refrigerant introduction means 12-Z. A quench medium introduction means was used.
In addition, in order to monitor the temperature inside the manufacturing furnace, the above-described manufacturing furnace having a structure in which thermocouples can be inserted into the furnace at any number of positions was used. In the carbon black production furnace, heavy oil A having a specific gravity of 0.8622 (15° C./4° C.) was used as the fuel, and heavy oil having the properties shown in Table 2 below was used as the raw material oil. The operating conditions of the carbon black production furnace and the properties of carbon black CB-3 are shown in Table 3 below.

Figure 0007241748000002
Figure 0007241748000002

Figure 0007241748000003
Figure 0007241748000003

〔シリカ-3の製造方法〕
10g/Lの濃度を有する珪酸ナトリウム溶液(3.5のSiO/NaO質量比)の12Lを25Lのステンレス鋼製反応器に導入した。この溶液を80℃に加熱した。全反応をこの温度で実施した。80g/Lの濃度を有する硫酸をpHが8.9の値に達するまで撹拌しながら(300rpm、プロペラ攪拌機)導入した。
[Method for producing silica-3]
12 L of a sodium silicate solution (SiO 2 /Na 2 O mass ratio of 3.5) with a concentration of 10 g/L were introduced into a 25 L stainless steel reactor. The solution was heated to 80°C. All reactions were carried out at this temperature. Sulfuric acid having a concentration of 80 g/L was introduced with stirring (300 rpm, propeller stirrer) until the pH reached a value of 8.9.

230g/Lの濃度を有する珪酸ナトリウム溶液(3.5のSiO/NaO質量比を有する)を76g/分の速度で、及び80g/Lの濃度を有する硫酸を反応混合物のpHを8.9の値に維持するように設定された速度で該反応器に15分にわたって同時に導入した。しかして、かろうじて凝集した粒子のゾルが得られた。このゾルを回収し、そして冷水が循環している銅コイルを使用して急速に冷却した。反応器を迅速に清浄にした。A sodium silicate solution having a concentration of 230 g/L (having a SiO 2 /Na 2 O mass ratio of 3.5) was added at a rate of 76 g/min and sulfuric acid having a concentration of 80 g/L was added to bring the pH of the reaction mixture to 8. Simultaneously introduced into the reactor over 15 minutes at a rate set to maintain a value of 0.9. A sol of barely aggregated particles was thus obtained. The sol was collected and rapidly cooled using a copper coil with circulating cold water. The reactor was quickly cleaned.

4Lの純水をこの25L反応器に導入した。80g/Lの濃度を有する硫酸をpHが4の値に達するまで導入した。195g/分の流量での冷却ゾル及びpHを4に設定するのを可能にする流量での硫酸(80g/Lの濃度を有する)の同時添加を40分にわたって実施した。10分間続く熟成工程を実施した。 4 L of pure water was introduced into this 25 L reactor. Sulfuric acid having a concentration of 80 g/L was introduced until a pH of 4 was reached. Simultaneous addition of the cooled sol at a flow rate of 195 g/min and sulfuric acid (having a concentration of 80 g/L) at a flow rate allowing the pH to be set to 4 was carried out over 40 minutes. A maturation step lasting 10 minutes was performed.

同時ゾル/硫酸添加の40分後には、20分間にわたる76g/分の流量での珪酸ナトリウム(第1の同時添加の場合と同一の珪酸ナトリウム)及び反応混合物のpHを4の値に維持するように設定された流量での硫酸(80g/L)の同時添加があった。20分後に、酸の流れを8のpHが得られるまで停止させた。 40 minutes after the simultaneous sol/sulfuric acid addition, sodium silicate at a flow rate of 76 g/min for 20 minutes (the same sodium silicate as for the first simultaneous addition) and to maintain the pH of the reaction mixture at a value of 4. There was a simultaneous addition of sulfuric acid (80 g/L) with a flow rate set at . After 20 minutes, the acid flow was stopped until a pH of 8 was obtained.

新たな同時添加を60分にわたって76g/分の珪酸ナトリウム流量で(第1の同時添加の場合と同一の珪酸ナトリウム)及び反応混合物のpHを8の値に維持するように設定された硫酸(80g/Lの濃度を有する)の流量で実施した。撹拌速度を混合物が非常に粘稠になったときに増加させた。 A new co-addition was carried out over 60 minutes at a sodium silicate flow rate of 76 g/min (same sodium silicate as for the first co-addition) and sulfuric acid (80 g) set to maintain the pH of the reaction mixture at a value of 8. /L). The stirring speed was increased when the mixture became very viscous.

この同時添加後に、反応混合物を80g/Lの濃度を有する硫酸によって5分間にわたって4のpHにした。混合物を10分にわたってpH4で熟成させた。
スラリーを減圧下で濾過及び洗浄し(15%のケーク固形分)、希釈後、得られたケークを機械的に砕解した。得られたスラリーをタービン噴霧乾燥機によって噴霧乾燥させ、シリカ-3を得た。
After this simultaneous addition, the reaction mixture was brought to a pH of 4 with sulfuric acid having a concentration of 80 g/L for 5 minutes. The mixture was aged at pH 4 for 10 minutes.
The slurry was filtered and washed under vacuum (15% cake solids) and after dilution the resulting cake was mechanically broken up. The resulting slurry was spray dried by a turbine spray dryer to obtain Silica-3.

CB-1~CB-3の水素放出率は、(1)カーボンブラック試料を105℃の恒温乾燥機中で1時間乾燥し、デシケータ中で室温(23℃)まで冷却し、(2)スズ製のチューブ状サンプル容器に約10mgを精秤し、圧着・密栓し、(3)ガスクロマトグラフ装置(島津製作所製「GC-9A」)を使用して、アルゴン気流下、2000℃で15分間加熱したときの水素ガス発生量を測定し、その水素ガス発生量を質量%で表示した。 The hydrogen release rates of CB-1 to CB-3 are as follows: (1) the carbon black sample is dried in a constant temperature dryer at 105 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature (23 ° C.) in a desiccator, and (2) made of tin Approximately 10 mg was accurately weighed into a tube-shaped sample container, crimped and sealed, and (3) using a gas chromatograph ("GC-9A" manufactured by Shimadzu Corporation), under an argon stream, heated at 2000 ° C. for 15 minutes. The amount of hydrogen gas generated was measured at that time, and the amount of hydrogen gas generated was expressed in mass %.

Figure 0007241748000004
Figure 0007241748000004

Figure 0007241748000005
Figure 0007241748000005

表4~5から明らかなように、比較例の加硫ゴムは、耐摩耗性と耐亀裂性のいずれかが損なわれているのに対し、実施例の加硫ゴムは、低燃費性を損なわずに、耐摩耗性と耐亀裂性のいずれにも優れていることがわかる。
実施例1と比較例3;実施例2と比較例4;実施例3と比較例5は、それぞれ、ゴム成分、充填剤及びシランカップリング剤の量が同じで、実施例では脂肪酸を用い、比較例では脂肪酸金属塩-1を用いている点で異なる成分組成である。それぞれの対比からわかるように、耐亀裂性は、実施例1は比較例3よりも優れ、実施例2は比較例4よりも優れ、実施例3は比較例5よりも優れていることがわかる。
実施例の加硫ゴムをタイヤに適用すれば、低燃費性を損なわずに、耐摩耗性と耐亀裂性のいずれにも優れるタイヤとなることが期待される。
As is clear from Tables 4 and 5, the vulcanized rubbers of Comparative Examples impair either wear resistance or crack resistance, whereas the vulcanized rubbers of Examples impair fuel efficiency. It can be seen that both wear resistance and crack resistance are excellent.
Example 1 and Comparative Example 3; Example 2 and Comparative Example 4; The comparative example has a different component composition in that the fatty acid metal salt-1 is used. As can be seen from the respective comparisons, the crack resistance of Example 1 is superior to Comparative Example 3, Example 2 is superior to Comparative Example 4, and Example 3 is superior to Comparative Example 5. .
If the vulcanized rubbers of Examples are applied to tires, it is expected that the tires will be excellent in both wear resistance and crack resistance without impairing fuel efficiency.

本発明のゴム組成物を用いることで、低燃費性を損なわずに耐摩耗性及び耐亀裂性に優れるタイヤが得られるため、本発明のゴム組成物を用いたタイヤは、乗用車用、軽乗用車用、軽トラック用及び重荷重用{トラック・バス用、オフザロードタイヤ用(鉱山用車両用、建設車両用、小型トラック用等)}等の各種タイヤのタイヤケース、トレッド部材等に好適に用いられる。 By using the rubber composition of the present invention, a tire having excellent wear resistance and crack resistance can be obtained without impairing fuel efficiency. for light trucks and heavy loads {for trucks and buses, for off-the-road tires (for mining vehicles, construction vehicles, small trucks, etc.)}, etc. .

1 カーボンブラック製造炉
10 反応室
11 反応継続兼冷却室
12 多段急冷媒体導入手段
1 Carbon black production furnace 10 Reaction chamber 11 Reaction continuation and cooling chamber 12 Multi-stage rapid refrigerant introduction means

Claims (5)

セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30~150m/gのカーボンブラック(A1)及びセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が210m/g以上のシリカ(A2)を含む充填剤(A)と、
連続相を構成するジエン系重合体及び非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を含むゴム成分(B)と、
脂肪酸金属塩(C)と、
を含有し、
前記充填剤(A)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対して30~80質量部であり、
前記カーボンブラック(A1)の含有量(a1)と前記シリカ(A2)の含有量(a2)との割合が、(a1):(a2)=70~95:30~5であるゴム組成物であって、
前記ゴム成分(B)が、前記連続相を構成するジエン系重合体を50~95質量%含有するとともに、前記非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体を5~50質量%を含有し、
前記連続相を構成するジエン系重合体は天然ゴムを含み、
前記非連続相を構成し前記充填剤(A)と親和性を有するジエン系重合体が、前記充填剤(A)と親和性を有する官能基を1種以上有する変性共役ジエン系重合体を含み、
前記変性共役ジエン系重合体が有する前記官能基が、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1つの原子を含み、
前記変性共役ジエン系重合体が変性ポリブタジエンであり、
前記脂肪酸金属塩(C)は、飽和脂肪酸の金属塩、不飽和脂肪酸の金属塩、又はそれらの混合物であり、前記脂肪酸金属塩(C)の含有量が、前記ゴム成分(B)100質量部に対し、0.1~10質量部である、ゴム組成物。
a filler (A) containing carbon black (A1) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 30 to 150 m 2 /g and silica (A2) having a cetyltrimethylammonium bromide specific surface area of 210 m 2 /g or more;
a rubber component (B) comprising a diene-based polymer that constitutes a continuous phase and a diene-based polymer that constitutes a discontinuous phase and has an affinity for the filler (A);
a fatty acid metal salt (C);
contains
The content of the filler (A) is 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B),
A rubber composition in which the ratio of the content (a1) of the carbon black (A1) to the content (a2) of the silica (A2) is (a1):(a2)=70 to 95:30 to 5 There is
The rubber component (B) contains 50 to 95% by mass of a diene polymer that constitutes the continuous phase, and a diene polymer that constitutes the discontinuous phase and has an affinity for the filler (A). Contains 5 to 50% by mass,
The diene-based polymer constituting the continuous phase contains natural rubber,
The diene-based polymer that constitutes the discontinuous phase and has an affinity for the filler (A) includes a modified conjugated diene-based polymer that has at least one functional group that has an affinity for the filler (A). ,
the functional group possessed by the modified conjugated diene-based polymer contains at least one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a silicon atom;
The modified conjugated diene-based polymer is modified polybutadiene,
The fatty acid metal salt (C) is a saturated fatty acid metal salt, an unsaturated fatty acid metal salt, or a mixture thereof, and the content of the fatty acid metal salt (C) is 100 parts by mass of the rubber component (B). 0.1 to 10 parts by mass of the rubber composition.
前記ゴム成分(B)100質量部に対する脂肪酸の含有量が、0~0.5質量部である請求項1に記載のゴム組成物。 2. The rubber composition according to claim 1 , wherein the content of the fatty acid is 0 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (B). 前記カーボンブラック(A1)の水素放出率が0.3質量%よりも高い請求項1又は2に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the carbon black (A1) has a hydrogen release rate higher than 0.3% by mass. 請求項1~3のいずれか1項に記載のゴム組成物を含むタイヤトレッド用ゴム組成物。 A rubber composition for tire treads comprising the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 . 請求項1~3のいずれか1項に記載のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ。 A tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 for a tread.
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