JP7261652B2 - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

Rubber composition and pneumatic tire Download PDF

Info

Publication number
JP7261652B2
JP7261652B2 JP2019084661A JP2019084661A JP7261652B2 JP 7261652 B2 JP7261652 B2 JP 7261652B2 JP 2019084661 A JP2019084661 A JP 2019084661A JP 2019084661 A JP2019084661 A JP 2019084661A JP 7261652 B2 JP7261652 B2 JP 7261652B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
elastomer
group
rubber
containing compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019084661A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020180230A (en
Inventor
純平 早見
裕希 日▲高▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tire Corp filed Critical Toyo Tire Corp
Priority to JP2019084661A priority Critical patent/JP7261652B2/en
Priority to US16/856,138 priority patent/US11434352B2/en
Publication of JP2020180230A publication Critical patent/JP2020180230A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7261652B2 publication Critical patent/JP7261652B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

本発明は、ゴム組成物および該ゴム組成物を備える空気入りタイヤに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire comprising the rubber composition.

一般に、タイヤは様々な走行環境で使用され、例えば雨の中、湿潤路面でのグリップ性能であるウェットグリップ性能(以下、単に「WET性能」とも言う)を改良することが求められる。しかしながら、かかるWET性能の向上を目的としてゴム組成物の配合設計を行った場合、得られる加硫ゴムの低燃費性が悪化する場合があるため、これらをバランス良く向上させる技術が求められていた。 In general, tires are used in various driving environments, and are required to improve wet grip performance (hereinafter simply referred to as "WET performance"), which is grip performance on wet road surfaces, for example, in the rain. However, when a rubber composition is designed for the purpose of improving such WET performance, the fuel efficiency of the vulcanized rubber obtained may deteriorate, so a technique for improving these in a well-balanced manner has been desired. .

下記特許文献1では、ゴム成分としてtanδの温度分散曲線がバイモーダルとなる少なくとも2種のジエン系ゴムを含むゴム組成物を原料として使用することで、空気入りタイヤのWET性能および低燃費性の向上を図る技術が記載されている。 In Patent Document 1 below, by using, as a rubber component, a rubber composition containing at least two diene-based rubbers having a bimodal temperature distribution curve of tan δ, WET performance and fuel efficiency of a pneumatic tire are improved. Techniques for improvement are described.

また、下記特許文献2では、軟化点が140℃以上である芳香族ビニル化合物の単独重合体樹脂および共重合体樹脂から選択される少なくとも1種を所定量配合したゴム組成物を原料として使用することで、タイヤの初期グリップ性能および走行安定性の向上を図る技術が記載されている。 Further, in Patent Document 2 below, a rubber composition containing a predetermined amount of at least one selected from homopolymer resins and copolymer resins of aromatic vinyl compounds having a softening point of 140° C. or higher is used as a raw material. Thus, a technique for improving the initial grip performance and running stability of the tire is described.

さらに、下記特許文献3では、芳香族ビニル化合物と共役ジエン含有化合物とを単量体単位として含有し、重量平均分子量(Mw)が1,000~50,000である液状共重合体を含むゴム組成物を原料として使用することで、空気入りタイヤのWET性能および低燃費性の向上を図る技術が記載されている。 Furthermore, in Patent Document 3 below, rubber containing a liquid copolymer containing an aromatic vinyl compound and a conjugated diene-containing compound as monomer units and having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 50,000 A technique for improving WET performance and fuel efficiency of a pneumatic tire by using the composition as a raw material is described.

特開平08-27313号公報JP-A-08-27313 特開2008-169295号公報JP 2008-169295 A 特開2016-117880号公報JP 2016-117880 A

空気入りタイヤのWET性能および低燃費性の両立を図る場合、原料となるゴム組成物の損失正接(tanδ)の最適化を図ることが重要となる。一般に、WET性能は原料となるゴム組成物の0℃でのtanδ(以下、「tanδ(0℃)」とも言う)に大きく依存し、tanδ(0℃)が大きい方が空気入りタイヤのWET性能に優れる。一方、低燃費性は原料となるゴム組成物の60℃でのtanδ(以下、「tanδ(60℃)」とも言う)に大きく依存し、tanδ(60℃)が小さい方が空気入りタイヤの低燃費性に優れる。 In order to achieve both WET performance and fuel efficiency of a pneumatic tire, it is important to optimize the loss tangent (tan δ) of the rubber composition as a raw material. In general, WET performance greatly depends on tan δ at 0° C. of the raw material rubber composition (hereinafter also referred to as “tan δ (0° C.)”), and the larger tan δ (0° C.) is the WET performance of the pneumatic tire. Excellent for On the other hand, low fuel consumption greatly depends on tan δ at 60° C. of the raw material rubber composition (hereinafter also referred to as “tan δ (60° C.)”), and the smaller the tan δ (60° C.), the lower the pneumatic tire. Excellent fuel efficiency.

しかしながら、前記特許文献に記載の技術では、ゴム組成物のtanδ(0℃)を大きくし、かつtanδ(60℃)を小さくすることが難しく、最終製品である空気入りタイヤのWET性能および低燃費性をバランス良く向上することが困難であることが判明した。本発明は上記実情に鑑みて完成されたものであり、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスを改良することを目的とする。 However, with the technology described in the patent document, it is difficult to increase the tan δ (0 ° C.) of the rubber composition and to decrease the tan δ (60 ° C.), and the WET performance and fuel efficiency of the pneumatic tire as the final product It turned out to be difficult to improve the properties in a well-balanced manner. The present invention was completed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) of a rubber composition.

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち本発明は、ジエン系ゴムと、液晶エラストマーとを含有するゴム組成物に関する。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the present invention relates to a rubber composition containing a diene rubber and a liquid crystal elastomer.

液晶エラストマーは、ジエン系ゴムに比して特異的な動的粘弾性を示し、幅広い温度域で熱損失が高い。このため、ジエン系ゴムに加えて液晶エラストマーを配合した場合、ゴム組成物のtanδ(0℃)を大きくし、かつtanδ(60℃)を小さくすることができる。 Liquid crystalline elastomers exhibit unique dynamic viscoelasticity compared to diene rubbers, and have high heat loss over a wide temperature range. Therefore, when a liquid crystal elastomer is compounded in addition to the diene rubber, the tan δ (0°C) of the rubber composition can be increased and the tan δ (60°C) can be decreased.

上記ゴム組成物において、前記液晶エラストマーが、液晶相から等方相への転移温度(Ti)が20℃以下のものであることが好ましい。tanδは損失弾性率(E’’)と貯蔵弾性率(E’)との比率で表される(tanδ=E’’/E’)。Tiが20℃以下である液晶エラストマーをゴム組成物中に配合した場合、相対的に0℃付近はTiと近く、60℃はTiと離れることになることから、0℃付近ではE’’に比してE’が急激に低下するため、tanδが大きく増大する。一方、60℃付近では液晶エラストマーが等方相に存在することから、E’’およびE’がいずれも緩やかに低下するため、tanδの増大が抑制される。これらの結果、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスをより高いレベルで改良することができる。 In the above rubber composition, the liquid crystal elastomer preferably has a transition temperature (Ti) from a liquid crystal phase to an isotropic phase of 20° C. or less. Tan δ is represented by the ratio of loss modulus (E″) to storage modulus (E′) (tan δ=E″/E′). When a liquid crystalline elastomer having a Ti temperature of 20° C. or less is blended into a rubber composition, it is relatively close to Ti at around 0° C. and away from Ti at 60° C. Therefore, E″ near 0° C. In comparison, E' sharply decreases, so tan δ greatly increases. On the other hand, since the liquid crystalline elastomer exists in the isotropic phase at around 60° C., both E″ and E′ gradually decrease, thereby suppressing an increase in tan δ. As a result, the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) of the rubber composition can be improved to a higher level.

上記ゴム組成物において、前記液晶エラストマーが、前記ジエン系ゴムと反応する官能基を有するものであることが好ましい。かかる構成によれば、ジエン系ゴム中での液晶エラストマーの分散性が向上し、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランス向上がより図れるとともに、最終的に得られる加硫ゴムのゴム物性も向上する。上記ゴム組成物において、前記官能基が、硫黄原子を少なくとも含む官能基であることがより好ましい。 In the rubber composition, the liquid crystal elastomer preferably has a functional group that reacts with the diene rubber. According to such a configuration, the dispersibility of the liquid crystal elastomer in the diene rubber is improved, and the balance between tan δ (0° C.) and tan δ (60° C.) of the rubber composition is further improved, and finally obtained The physical properties of the vulcanized rubber are also improved. In the rubber composition, the functional group is more preferably a functional group containing at least a sulfur atom.

上記ゴム組成物において、前記液晶エラストマーが液晶ポリウレタンエラストマーであることが好ましい。前記液晶ポリウレタンエラストマーは、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との反応物であっても良く、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、多官能化合物との反応物であっても良い。これらの構成では、液晶ポリウレタンエラストマーが、メソゲン基含有化合物に由来する高い液晶性とイソシアネート化合物に由来する弾性とを発現するため、ゴム組成物に配合した場合、tanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスをより高いレベルで改良することができる。さらにこれらの構成では、液晶ポリウレタンエラストマーが分子中にポリスルフィド構造を有するため、ゴム組成物に配合され、ゴム組成物が加硫される際、ポリスルフィド構造を介して、液晶ポリウレタンエラストマーがゴム成分と反応する。その結果、液晶ポリウレタンエラストマーがゴム成分中で高度に分散することから、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスをさらに高いレベルで改良することができる。 In the rubber composition, the liquid crystal elastomer is preferably a liquid crystal polyurethane elastomer. The liquid crystalline polyurethane elastomer may be a reaction product of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound, and a mesogen having at least an active hydrogen group. A reaction product of a group-containing compound, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a polyfunctional compound may also be used. In these configurations, the liquid crystalline polyurethane elastomer exhibits high liquid crystallinity derived from the mesogenic group-containing compound and elasticity derived from the isocyanate compound. °C) can be improved to a higher level. Furthermore, in these configurations, since the liquid crystalline polyurethane elastomer has a polysulfide structure in the molecule, when the rubber composition is mixed and the rubber composition is vulcanized, the liquid crystalline polyurethane elastomer reacts with the rubber component via the polysulfide structure. do. As a result, since the liquid crystalline polyurethane elastomer is highly dispersed in the rubber component, the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) of the rubber composition can be improved to a higher level.

上記ゴム組成物において、前記ジエン系ゴムの全量を100質量部としたとき、前記液晶エラストマーの配合量が1~50質量部であることが好ましい。この場合、ゴム組成物のtanδ(0℃)をより大きくし、かつtanδ(60℃)をより小さくすることができる。 In the rubber composition, the amount of the liquid crystal elastomer is preferably 1 to 50 parts by mass when the total amount of the diene rubber is 100 parts by mass. In this case, the tan δ (0°C) of the rubber composition can be increased and the tan δ (60°C) can be decreased.

また、本発明は前記いずれかに記載のゴム組成物を備える空気入りタイヤに関する。前記のとおり、本発明に係るゴム組成物は、tanδ(0℃)が大きく、かつtanδ(60℃)が小さくなるように設計されている。このため、かかるゴム組成物を備える空気入りタイヤ、特にはかかるゴム組成物をトレッド部材に使用した空気入りタイヤは、WET性能および低燃費性の両方がバランス良く向上する。 The present invention also relates to a pneumatic tire comprising any one of the rubber compositions described above. As described above, the rubber composition according to the present invention is designed to have a large tan δ (0°C) and a small tan δ (60°C). Therefore, a pneumatic tire comprising such a rubber composition, particularly a pneumatic tire using such a rubber composition for a tread member, improves both WET performance and fuel efficiency in a well-balanced manner.

本発明に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムと、液晶エラストマーとを含有する。 A rubber composition according to the present invention contains a diene rubber and a liquid crystal elastomer.

ゴム成分としては、空気入りタイヤの原料として使用可能なゴム成分を任意に使用可能であるが、本発明ではジエン系ゴムを好適に使用することができる。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリスチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)などが挙げられる。必要に応じて、末端を変性したもの(例えば、末端変性BR、末端変性SBRなど)、あるいは所望の特性を付与すべく改質したもの(例えば、改質NR)も好適に使用可能である。また、ポリブタジエンゴム(BR)については、コバルト(Co)触媒、ネオジム(Nd)触媒、ニッケル(Ni)触媒、チタン(Ti)触媒、リチウム(Li)触媒を用いて合成したものに加えて、WO2007-129670に記載のメタロセン錯体を含む重合触媒組成物を用いて合成したものも使用可能である。 As the rubber component, any rubber component that can be used as a raw material for pneumatic tires can be used arbitrarily. In the present invention, diene rubber can be preferably used. Diene rubbers include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), polystyrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR) and the like. If necessary, those modified at the ends (eg, modified BR, modified SBR, etc.) or those modified to impart desired properties (eg, modified NR) can be preferably used. As for polybutadiene rubber (BR), in addition to those synthesized using cobalt (Co) catalyst, neodymium (Nd) catalyst, nickel (Ni) catalyst, titanium (Ti) catalyst, and lithium (Li) catalyst, WO2007 -129670 can also be used.

空気入りタイヤの低燃費性を考慮した場合、ポリスチレンブタジエンゴムについては、スチレン含有量10~40質量%、ブタジエン部のビニル結合量10~70質量%、およびcis分10質量%以上であるものが好ましく、スチレン含有量15~25質量%、ブタジエン部のビニル結合量10~60質量%、およびcis分20質量%以上であるものが特に好ましい。また、本発明に係るゴム組成物を空気入りタイヤのトレッドゴム部として使用する場合、油添タイプよりも非油添タイプのポリスチレンブタジエンゴムを使用することが好ましい。 Considering the fuel efficiency of pneumatic tires, the polystyrene-butadiene rubber should have a styrene content of 10 to 40% by mass, a vinyl bond content in the butadiene portion of 10 to 70% by mass, and a cis content of 10% by mass or more. Particularly preferred are those having a styrene content of 15 to 25% by mass, a vinyl bond content in the butadiene portion of 10 to 60% by mass, and a cis content of 20% by mass or more. When the rubber composition according to the present invention is used as a tread rubber portion of a pneumatic tire, it is preferable to use a non-oil-added polystyrene-butadiene rubber rather than an oil-added type.

本発明においては、液晶エラストマーとしては、例えば液晶ポリエステルエラストマー、液晶ポリアクリレートエラストマー、液晶ポリシロキサンエラストマー、および液晶ポリウレタンエラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、ゴム組成物に配合した場合、tanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスをより高いレベルで改良することができるため、特に液晶ポリウレタンエラストマーが好ましい。 In the present invention, liquid crystal elastomers include, for example, liquid crystal polyester elastomers, liquid crystal polyacrylate elastomers, liquid crystal polysiloxane elastomers, and liquid crystal polyurethane elastomers. Among these, the liquid crystalline polyurethane elastomer is particularly preferred because it can improve the balance between tan δ (0° C.) and tan δ (60° C.) to a higher level when blended in a rubber composition.

ジエン系ゴム中での分散性を考慮した場合、本発明で使用する液晶エラストマーの平均粒子径は500μm以下に設計されることが好ましい。ジエン系ゴム中への液晶エラストマーの分散性を考慮した場合、液晶エラストマーの平均粒子径は300μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることが特に好ましい。液晶エラストマーの平均粒子径の下限は特に限定されないが、例えば2μm程度が例示可能である。 Considering the dispersibility in the diene rubber, the average particle size of the liquid crystal elastomer used in the present invention is preferably designed to be 500 μm or less. Considering the dispersibility of the liquid crystal elastomer in the diene rubber, the average particle size of the liquid crystal elastomer is more preferably 300 μm or less, particularly preferably 100 μm or less. Although the lower limit of the average particle size of the liquid crystal elastomer is not particularly limited, it can be, for example, about 2 μm.

本発明に係るゴム組成物中、液晶エラストマーの配合量は、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランス向上の見地から、ジエン系ゴムの全量を100質量部としたとき、1~50質量部に設計することが好ましい。ゴム組成物中、液晶エラストマーの配合量が1質量部未満であると、最終製品である空気入りタイヤのWET性能および低燃費性をバランス良く向上することが困難となり、液晶エラストマーの配合量が50質量部を超えると、ゴム物性が損なわれる可能性がある。最終製品である空気入りタイヤのゴム物性を維持しつつ、WET性能および低燃費性をバランス良く向上するためには、ジエン系ゴムの全量を100質量部としたとき、液晶エラストマーの配合量は3~50質量部であることが好ましく、5~20質量部であることがより好ましい。 In the rubber composition according to the present invention, the compounding amount of the liquid crystalline elastomer is 100 parts by mass based on the total amount of the diene rubber from the standpoint of improving the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) of the rubber composition. When, it is preferable to design to 1 to 50 parts by mass. If the amount of the liquid crystal elastomer compounded in the rubber composition is less than 1 part by mass, it becomes difficult to improve the WET performance and fuel efficiency of the pneumatic tire, which is the final product, in a well-balanced manner. If it exceeds parts by mass, the physical properties of the rubber may be impaired. In order to improve WET performance and fuel economy in a well-balanced manner while maintaining the rubber physical properties of the pneumatic tire, which is the final product, the compounding amount of the liquid crystal elastomer is 3 when the total amount of the diene rubber is 100 parts by mass. It is preferably up to 50 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass.

本発明においては、ゴム組成物のtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスをより高いレベルで改良するために、液晶エラストマーが、液晶相から等方相への転移温度(Ti)が20℃以下のものであることが好ましく、Tiが5℃以下であることがより好ましい。 In the present invention, in order to improve the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) of the rubber composition at a higher level, the liquid crystalline elastomer has a transition temperature (Ti) is preferably 20° C. or lower, and Ti is more preferably 5° C. or lower.

本発明においては、液晶エラストマーが、ジエン系ゴムと反応する官能基を有するものであることが好ましく、前記官能基が、硫黄原子を少なくとも含む官能基であることがより好ましい。硫黄原子を少なくとも含む官能基を有する液晶エラストマーとしては、例えば後述する、ポリスルフィド含有化合物の反応物である液晶ポリウレタンエラストマーが挙げられる。 In the present invention, the liquid crystal elastomer preferably has a functional group that reacts with the diene rubber, and more preferably the functional group contains at least a sulfur atom. Liquid crystal elastomers having functional groups containing at least a sulfur atom include, for example, liquid crystal polyurethane elastomers which are reaction products of polysulfide-containing compounds, which will be described later.

本発明で使用可能な液晶ポリウレタンエラストマーとしては、例えば、(i)少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との反応物であっても良く、(ii)少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、多官能化合物との反応物であっても良い。前記(i)および(ii)のいずれも、ポリスルフィド含有化合物の反応物である液晶ポリウレタンエラストマーに該当する。以下、各構成について説明する。 Examples of the liquid crystalline polyurethane elastomer that can be used in the present invention include (i) a reaction product of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound. (ii) a reaction product of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a polyfunctional compound. Both (i) and (ii) above correspond to liquid crystalline polyurethane elastomers which are reactants of polysulfide-containing compounds. Each configuration will be described below.

前記(i)および(ii)において使用するメソゲン基含有化合物としては、例えば、下記の一般式(1)で表される化合物が使用可能である。

Figure 0007261652000001


As the mesogenic group-containing compound used in (i) and (ii) above, for example, a compound represented by the following general formula (1) can be used.
Figure 0007261652000001


上記一般式(1)において、Xは活性水素基であり、Rは隣接する結合基の一部をなす単結合、-N=N-、-CO-、-CO-O-、または-CH=N-であり、Rは隣接する結合基の一部をなす単結合、または-O-であり、Rは隣接する結合基の一部をなす単結合、または炭素数1~20のアルキレン基である。ただし、Rが-O-であり、且つRが隣接する結合基の一部をなす単結合であるものを除く。)なお、「隣接する結合基の一部をなす単結合」とは、当該単結合が隣接する結合基の一部と共有されている状態を意味する。例えば、上記一般式(1)において、Rが隣接する結合基の一部をなす単結合である場合、単結合であるRは両側のベンゼン環と共有された状態となり、当該両側のベンゼン環とともにビフェニル構造を形成する。Xとしては、例えば、OH、SH、NH、COOH、二級アミンなどが挙げられる。メソゲン基含有化合物の配合量は、液晶ポリウレタンエラストマーの原材料全体の中で、30~80質量%、好ましくは40~70質量%となるように調整される。メソゲン基含有化合物の配合量が30質量%未満の場合、生成したポリマーに液晶性が発現し難くなる。メソゲン基含有化合物の配合量が80質量%を超える場合、液晶相から等方相への転移温度(Ti)が高くなり、常温を含む低温領域でポリマーを成形することが困難となる。 In the above general formula (1), X is an active hydrogen group, R 1 is a single bond forming part of the adjacent bonding group, -N=N-, -CO-, -CO-O-, or -CH =N—, R 2 is a single bond forming part of the adjacent bonding group, or —O—, and R 3 is a single bond forming part of the adjacent bonding group, or a It is an alkylene group. However, those in which R 2 is —O— and R 3 is a single bond forming part of the adjacent bonding group are excluded. ) In addition, the “single bond forming a part of the adjacent bonding group” means a state in which the single bond is shared with a part of the adjacent bonding group. For example, in the above general formula (1), when R 1 is a single bond that forms part of the adjacent bonding group, the single bond R 1 is shared with the benzene rings on both sides, and the benzene on both sides Forms a biphenyl structure with the ring. Examples of X include OH, SH, NH 2 , COOH, secondary amine and the like. The compounding amount of the mesogenic group-containing compound is adjusted to 30 to 80% by mass, preferably 40 to 70% by mass, based on the total raw materials for the liquid crystalline polyurethane elastomer. When the compounding amount of the mesogenic group-containing compound is less than 30% by mass, it becomes difficult for the resulting polymer to exhibit liquid crystallinity. When the compounding amount of the mesogenic group-containing compound exceeds 80% by mass, the transition temperature (Ti) from the liquid crystal phase to the isotropic phase becomes high, making it difficult to mold the polymer at low temperatures including room temperature.

メソゲン基含有化合物には、アルキレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドを併用することが好ましい。アルキレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドは、液晶ポリウレタンエラストマーにおける液晶相の発現温度を低下させるように機能するため、メソゲン基含有化合物にアルキレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドを併用して生成した液晶ポリウレタンエラストマーは、液晶相から等方相への転移温度(Ti)を所望の温度範囲に容易に設計可能となる。アルキレンオキシドは、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、またはブチレンオキシドを使用することができる。上掲のアルキレンオキシドは、単独で使用してもよいし、複数種を混合して使用してもよい。スチレンオキシドについては、ベンゼン環にアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンなどの置換基を有するものでもよい。アルキレンオキシドは、上掲のアルキレンオキシドと、上掲のスチレンオキシドとを混合したものを使用することも可能である。アルキレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドの配合量は、メソゲン基含有化合物1モルに対して、アルキレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドが4~20モル、好ましくは6~15モル付加されるように調整される。 Alkylene oxide and/or styrene oxide are preferably used in combination with the mesogenic group-containing compound. Alkylene oxide and/or styrene oxide function to lower the temperature at which the liquid crystal phase appears in the liquid crystalline polyurethane elastomer. It becomes possible to easily design the transition temperature (Ti) from the liquid crystal phase to the isotropic phase within a desired temperature range. Alkylene oxides can be used, for example ethylene oxide, propylene oxide, or butylene oxide. The alkylene oxides listed above may be used alone or in combination of multiple types. Styrene oxide may have a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen on the benzene ring. As the alkylene oxide, it is also possible to use a mixture of the above alkylene oxide and the above styrene oxide. The amount of alkylene oxide and/or styrene oxide is adjusted so that 4 to 20 mol, preferably 6 to 15 mol, of alkylene oxide and/or styrene oxide are added to 1 mol of the mesogenic group-containing compound.

前記(i)および(ii)において使用するイソシアネート化合物は、例えば下記に示すジイソシアネート化合物を使用することができる。ジイソシアネート化合物を例示すると、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート、およびm-キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;エチレンジイソシアネート、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、および1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;並びに1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、およびノルボルナンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。例示したジイソシアネート化合物は、単独で使用してもよいし、複数種を混合して使用してもよい。なお、本発明ではイソシアネート化合物として3官能以上のイソシアネート化合物を併用しても良いが、最終的に液晶ポリウレタンエラストマーを乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーまたは懸濁重合液晶ポリウレタンエラストマーとするためには、使用するイソシアネート化合物の全量を100質量%としたとき、ジイソシアネート化合物の割合は98質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましく、略100質量%であることがさらに好ましい。3官能以上のイソシアネート化合物を例示すると、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、リジンエステルトリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、ビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリイソシアネート、およびテトライソシアネートシランなどのテトライソシアネートが挙げられる。 As the isocyanate compound used in (i) and (ii) above, for example, diisocyanate compounds shown below can be used. Examples of diisocyanate compounds include 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and 1,5-naphthalene diisocyanate. , p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, and m-xylylene diisocyanate; ethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene- Aliphatic diisocyanates such as 1,6-diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene-1,6-diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate; and 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclo Alicyclic diisocyanates such as hexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and norbornane diisocyanate, and the like. The exemplified diisocyanate compounds may be used singly or in combination of multiple types. In the present invention, a trifunctional or higher isocyanate compound may be used in combination as the isocyanate compound. When the total amount of the compounds is 100% by mass, the proportion of the diisocyanate compound is preferably 98% by mass or more, more preferably 99% by mass or more, and even more preferably about 100% by mass. Examples of tri- or more functional isocyanate compounds include triphenylmethane triisocyanate, tris(isocyanatophenyl)thiophosphate, lysine ester triisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, Triisocyanates such as 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, bicycloheptane triisocyanate, and tetraisocyanates such as tetraisocyanatosilane.

液晶ポリウレタンエラストマーを構成するメソゲン基含有化合物の全量を100質量部としたとき、イソシアネート化合物の割合は10~40質量部であることが好ましく、15~30質量部であることがより好ましい。イソシアネート化合物の配合量が10質量部未満である場合、ウレタン反応による高分子化が不十分となる。一方、イソシアネート化合物の割合が40質量部を超える場合、液晶ポリウレタンエラストマーの原材料全体に占めるメソゲン基含有化合物の配合量が相対的に少なくなるため、液晶ポリウレタンエラストマーの液晶性が低下する。 The ratio of the isocyanate compound is preferably 10 to 40 parts by mass, more preferably 15 to 30 parts by mass, when the total amount of the mesogenic group-containing compounds constituting the liquid crystalline polyurethane elastomer is 100 parts by mass. If the amount of the isocyanate compound is less than 10 parts by mass, polymerization by urethane reaction will be insufficient. On the other hand, when the ratio of the isocyanate compound exceeds 40 parts by mass, the amount of the mesogenic group-containing compound in the total raw material of the liquid crystalline polyurethane elastomer is relatively small, resulting in deterioration of the liquid crystalline property of the liquid crystalline polyurethane elastomer.

なお、イソシアネート化合物が有するイソシアネート基は、メソゲン基含有化合物が有する水酸基などの活性水素基、ポリスルフィド含有化合物が有する水酸基などの活性水酸基、および光重合性基含有化合物が有する水酸基などの活性水素基と反応し得る。メソゲン基含有化合物、ポリスルフィド含有化合物および光重合性基含有化合物が有する活性水素基の理論量に対するイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の理論量であるNCO INDEX(NCO/OH)は、0.70~1.10であることが好ましく、0.8~0.95であることがより好ましい。本発明において、特に液晶エラストマーを乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーまたは懸濁重合液晶ポリウレタンエラストマーで構成する場合、NCO INDEXをかかる範囲内に設計することにより、エラストマーの分子量を低下させることができるため好ましい。 The isocyanate group possessed by the isocyanate compound includes active hydrogen groups such as hydroxyl groups possessed by mesogenic group-containing compounds, active hydroxyl groups such as hydroxyl groups possessed by polysulfide-containing compounds, and active hydrogen groups such as hydroxyl groups possessed by photopolymerizable group-containing compounds. can react. NCO INDEX (NCO/OH), which is the theoretical amount of isocyanate groups possessed by the isocyanate compound with respect to the theoretical amount of active hydrogen groups possessed by the mesogenic group-containing compound, the polysulfide-containing compound and the photopolymerizable group-containing compound, is 0.70-1. It is preferably 10, more preferably 0.8 to 0.95. In the present invention, particularly when the liquid crystal elastomer is composed of an emulsion polymerized liquid crystal polyurethane elastomer or a suspension polymerized liquid crystal polyurethane elastomer, it is preferable to design the NCO INDEX within such a range because the molecular weight of the elastomer can be reduced.

前記(i)および(ii)において使用するポリスルフィド含有化合物は、例えば水酸基などの活性水酸基とポリスルフィド基を含有する化合物が挙げられる。具体的には、例えば、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド、ジチオジグリコール酸、3,3-ジチオジプロピオン酸、4,4-ジチオニ酪酸、2,2-ジチオジプロピオン酸、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、ビス(6-ヒドロキシ-2-ナフチル)ジスルフィド、2,2-ジチオ二安息香酸、6,6-ジチオジニコチン酸、5,5-ジチオビス(2-ニトロ安息香酸)、2,2-ジチオジアニリン、4,4-ジチオジアニリン(R)-α-リポ酸、キサンタンヒドリド、3-(2-ピリジルジチオ)プロピオン酸、シスタミン二塩酸塩、ホルムアミジンジスルフィド二塩酸塩、シスチン(DL-,meso-混合物)、L-(-)-シスチン、L-(-)-シスチン二塩酸塩、L-シスチンジメチル二塩酸塩、DL-ホモシスチン、ビス[2-(4-アジドサリチルアミド)エチル]ジスルフィド、2,2’-ジチオビス(6-フルオロ安息香酸)、リポアミド-PEG12-カルボン酸、ビス(2-ベンズアミドフェニル)ジスルフィド、N,N’-ジカルボベンゾキシ-L-シスチン、ピリチノールなどが挙げられる。 Examples of the polysulfide-containing compound used in (i) and (ii) above include compounds containing an active hydroxyl group such as a hydroxyl group and a polysulfide group. Specifically, for example, bis(2-hydroxyethyl)disulfide, dithiodiglycolic acid, 3,3-dithiodipropionic acid, 4,4-dithionibutyric acid, 2,2-dithiodipropionic acid, bis(4- hydroxyphenyl)disulfide, bis(6-hydroxy-2-naphthyl)disulfide, 2,2-dithiodibenzoic acid, 6,6-dithiodinicotinic acid, 5,5-dithiobis(2-nitrobenzoic acid), 2, 2-dithiodianiline, 4,4-dithiodianiline (R)-α-lipoic acid, xanthan hydride, 3-(2-pyridyldithio)propionic acid, cystamine dihydrochloride, formamidine disulfide dihydrochloride, cystine ( DL-, meso-mixture), L-(-)-cystine, L-(-)-cystine dihydrochloride, L-cystine dimethyl dihydrochloride, DL-homocystine, bis[2-(4-azidosalicylamide) ethyl]disulfide, 2,2'-dithiobis(6-fluorobenzoic acid), lipoamide-PEG12-carboxylic acid, bis(2-benzamidophenyl)disulfide, N,N'-dicarbobenzoxy-L-cystine, pyritinol, etc. is mentioned.

液晶ポリウレタンエラストマーを構成するメソゲン基含有化合物の全量を100質量部としたとき、ポリスルフィド含有化合物の割合は0.01~30質量部であることが好ましく、0.01~20質量部であることがより好ましい。ポリスルフィド含有化合物の配合量が0.01質量部未満である場合、ゴム組成物中での液晶ポリウレタンエラストマーの分散性が悪化し、ゴム組成物のゴム物性、およびtanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスがいずれも向上しない場合がある。一方、ポリスルフィド含有化合物の割合が30質量部を超える場合、液晶ポリウレタンエラストマーの原材料全体に占めるメソゲン基含有化合物の配合量が相対的に少なくなるため、液晶ポリウレタンエラストマーの液晶性が低下する。 When the total amount of the mesogenic group-containing compounds constituting the liquid crystalline polyurethane elastomer is 100 parts by mass, the proportion of the polysulfide-containing compound is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.01 to 20 parts by mass. more preferred. If the amount of the polysulfide-containing compound is less than 0.01 parts by mass, the dispersibility of the liquid crystalline polyurethane elastomer in the rubber composition deteriorates, and the rubber physical properties of the rubber composition, tan δ (0° C.) and tan δ (60 °C) may not be improved. On the other hand, when the ratio of the polysulfide-containing compound exceeds 30 parts by mass, the amount of the mesogenic group-containing compound in the total raw material of the liquid crystalline polyurethane elastomer is relatively small, resulting in deterioration of liquid crystallinity of the liquid crystalline polyurethane elastomer.

前記(i)において使用する光重合性基含有化合物は、例えば、アクリロイル基含有化合物、メタクリロイル基含有化合物、アリル化合物を使用することができる。アクリロイル基含有化合物を例示すると、プロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エチレングリコールジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、グリセリンジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ビスフェノールA PO2mol付加物ジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、β-カルボキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-アクリロイロキシエチル-フタル酸、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸、2-アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどが挙げられる。メタクリロイル基含有化合物を例示すると、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシブチルメタクリレート、2-メタクリロイロキシエチルコハク酸、2-メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-メタクロイロキシエチルアシッドホスフェート、グリセリンジメタクリレート、ビスフェノールA PO2mol付加物ジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルサクシネートなどが挙げられる。アリル基含有化合物を例示すると、グリセリンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the photopolymerizable group-containing compound used in (i) above include acryloyl group-containing compounds, methacryloyl group-containing compounds, and allyl compounds. Examples of acryloyl group-containing compounds include propylene glycol diglycidyl ether acrylic acid adduct, ethylene glycol diglycidyl ether methacrylic acid adduct, tripropylene glycol diglycidyl ether acrylic acid adduct, glycerin diglycidyl ether acrylic acid adduct, and bisphenol A. PO2mol adduct diglycidyl ether acrylic acid adduct, 2-acryloyloxyethyl succinate, β-carboxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxy Propyl acrylate, 2-acryloyloxyethyl-succinic acid, 2-acryloyloxyethylhexahydrophthalate, 2-acryloyloxyethyl-phthalate, 2-acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalate, 2 -acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, pentaerythritol triacrylate and the like. Examples of methacryloyl group-containing compounds include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, 2-methacryloyloxyethyl succinate, 2-methacryloyloxyethylhexahydrophthalate, and 2-methacryloyl. oxyethyl acid phosphate, glycerin dimethacrylate, bisphenol A PO2mol adduct diglycidyl ether methacrylic acid adduct, bisphenol A diglycidyl ether methacrylic acid adduct, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, 2-methacryloyloxyethyl succinate nate and the like. Examples of allyl group-containing compounds include glycerin monoallyl ether, trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, and the like.

液晶ポリウレタンエラストマーを構成するメソゲン基含有化合物の全量を100質量部としたとき、光重合性基含有化合物の割合は1~12質量部であることが好ましく、5~10質量部であることがより好ましい。光重合性基含有化合物の割合が前記記載の範囲外である場合、ゴム組成物に配合したとき、tanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスが十分に向上しない場合がある。 When the total amount of the mesogenic group-containing compounds constituting the liquid crystalline polyurethane elastomer is 100 parts by mass, the proportion of the photopolymerizable group-containing compound is preferably 1 to 12 parts by mass, more preferably 5 to 10 parts by mass. preferable. If the ratio of the photopolymerizable group-containing compound is outside the above-described range, the balance between tan δ (0°C) and tan δ (60°C) may not be sufficiently improved when blended in the rubber composition.

前記(i)および(ii)において使用する活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物とに加え、液晶ポリウレタンエラストマーの原材料として、活性水素基含有化合物を使用してもよい。活性水素基含有化合物としては、例えば、ポリオール化合物、アミン化合物が挙げられる。ポリオール化合物としては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、meso-エリトリトール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンなどが挙げられる。アミン化合物としては、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール、およびモノプロパノールアミンなどが挙げられる。上掲の各活性水素基含有化合物は、単独で使用してもよいし、複数種を混合して使用してもよい。 In addition to the mesogenic group-containing compound having an active hydrogen group, the isocyanate compound, the polysulfide-containing compound, and the photopolymerizable group-containing compound used in (i) and (ii) above, active hydrogen is used as a raw material for the liquid crystalline polyurethane elastomer. Group-containing compounds may also be used. Active hydrogen group-containing compounds include, for example, polyol compounds and amine compounds. Polyol compounds include, for example, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butane Diol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis(2-hydroxyethoxy)benzene, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, meso-erythritol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-tetrakis(hydroxymethyl)cyclohexanol, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, and the like. Amine compounds include ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, diethylenetriamine, monoethanolamine, 2-(2-aminoethylamino)ethanol, monopropanolamine, and the like. Each active hydrogen group-containing compound listed above may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.

また、前記(i)および(ii)において使用する活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物とを反応させる場合、当業者に公知のウレタン重合触媒を使用してもよい。かかる重合触媒としては、ジブチル錫ジラウレートやオクチル酸錫などの有機錫系触媒、トリエチレンジアミンおよびその誘導体、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、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7(DBU)、ビス(N,N-ジメチルアミノ-2-エチル)エーテル、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテルなどの第3級アミン系触媒、酢酸カリウム、オクチル酸カリウムなどのカルボン酸金属塩触媒、イミダゾール系触媒などが挙げられる。これらの中でも、トリエチレンジアミンおよびその誘導体の使用が好ましい。 Further, when reacting the mesogenic group-containing compound having an active hydrogen group used in (i) and (ii), the isocyanate compound, the polysulfide-containing compound, and the photopolymerizable group-containing compound, known to those skilled in the art A urethane polymerization catalyst may also be used. Such polymerization catalysts include organic tin catalysts such as dibutyltin dilaurate and tin octylate, triethylenediamine and its derivatives, N-methylmorpholine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N ',N'-tetramethylhexamethylenediamine, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]undecene-7 (DBU), bis(N,N-dimethylamino-2-ethyl) ether, bis(2-dimethyl tertiary amine-based catalysts such as aminoethyl)ether; carboxylic acid metal salt catalysts such as potassium acetate and potassium octylate; and imidazole-based catalysts. Among these, the use of triethylenediamine and its derivatives is preferred.

前記(i)において、原料反応物を製造する際の製造条件としては、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との4者を例えば60~150℃に加熱した状態で加熱溶融しつつ、前記4者を反応させる方法が挙げられる。 In the above (i), the production conditions for producing the raw material reactant include a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound. is heated to, for example, 60 to 150° C., and the four components are reacted while being heated and melted.

前記(i)において、均一かつ所望の粒子径に制御する見地から、液晶ポリウレタンエラストマーが、乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーまたは懸濁重合液晶ポリウレタンエラストマーであることが好ましい。一例として、以下に乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーについて説明する。 In (i) above, the liquid crystalline polyurethane elastomer is preferably an emulsion polymerized liquid crystalline polyurethane elastomer or a suspension polymerized liquid crystalline polyurethane elastomer from the viewpoint of controlling the particle size to be uniform and desired. As an example, an emulsion-polymerized liquid crystal polyurethane elastomer will be described below.

乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーは、例えば、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との反応物(以下、「原料反応物」とも言う)を、界面活性剤存在下、水中で乳化重合することにより製造することができる。乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの原料とする場合、原料反応物の分子量はそれほど大きくないことが好ましく、例えば重量平均分子量で1000~20000程度が好ましい。 The emulsion-polymerized liquid crystal polyurethane elastomer is, for example, a reaction product (hereinafter also referred to as a "raw material reactant") of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound. ) can be produced by emulsion polymerization in water in the presence of a surfactant. When used as a raw material for an emulsion-polymerized liquid crystal polyurethane elastomer, the molecular weight of the starting reactant is preferably not so large, for example, a weight-average molecular weight of about 1,000 to 20,000 is preferred.

界面活性剤としては、乳化重合の際に一般的に使用されるものが使用可能であり、アニオン性、非イオン性、およびカチオン性のいずれの界面活性剤でも使用可能である。乳化重合の際の界面活性剤の使用量は、製造される液晶エラストマーの平均粒子径を所望の範囲に調製するために任意に設計可能であるが、例えば水中の界面活性剤の量が0.01~5質量%となるように設計すれば良い。 As the surfactant, those commonly used in emulsion polymerization can be used, and any of anionic, nonionic and cationic surfactants can be used. The amount of surfactant used in emulsion polymerization can be arbitrarily designed to adjust the average particle size of the liquid crystal elastomer to be produced within a desired range. It may be designed to be 01 to 5% by mass.

界面活性剤存在下、水中で原料反応物を乳化重合する際、重合開始剤を使用しても良い。重合開始剤は光重合開始剤および熱重合開始剤のいずれも使用可能である。光重合開始剤を使用する場合、生産性および光重合開始剤の均一分散の見地から、原料反応物を製造する際、光重合開始剤存在下で、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との4者を反応させることにより、光重合性開始剤含有原料反応物を製造し、これを界面活性剤存在下、水中で波長200~600nm光を照射することにより、所望の平均粒子径である乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーを製造しても良い。 A polymerization initiator may be used when emulsifying the raw reactant in water in the presence of a surfactant. Both a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator can be used as the polymerization initiator. When using a photopolymerization initiator, from the viewpoint of productivity and uniform dispersion of the photopolymerization initiator, when producing the raw material reactant, in the presence of the photopolymerization initiator, a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group , an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound are reacted to produce a photopolymerizable initiator-containing raw material reaction product, which is then dissolved in water in the presence of a surfactant at a wavelength of By irradiating with light of 200 to 600 nm, an emulsion polymerized liquid crystalline polyurethane elastomer having a desired average particle size may be produced.

光重合開始剤は、例えば、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフォンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン/ベンゾフェノン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、オキシ-フェニル-アセチックアシッド2-[2-オキソ-2-フェニル-アセトキシ-エトキシ]-エチルエステル/オキシ-フェニル-アセチックアシッド2-[2-ヒドロキシ-エトキシ]-エチルエステル、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モリフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、ヨードニウム,(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロフォスフェート(1-)/プロピレンカーボネート、トリアリールスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェート、トリアリールスルフォニウムテトラキス-(ペンタフルオロフェニル)ボレート、オキシムスルホネート系光酸発生剤を使用することができる。光重合開始剤の割合は、原料反応物を構成するメソゲン基含有化合物の全量を100質量部としたとき、0.1~10質量部であることが好ましく、0.1~8質量部であることがより好ましい。光重合開始剤の配合量が0.1質量部未満の場合、光照射時に均一に重合反応が進行しないため、あるいは硬化が不十分となる場合がある。光反応開始剤の配合量が10質量部を超える場合、生成したエラストマー中のメソゲン基の含有量が減少するため、液晶相が発現し難くなる場合がある。光反応開始剤は、200~600nmに吸収波長を有するものが好ましい。光反応開始剤が上記範囲の吸収波長を有していれば、液晶ポリウレタンエラストマーまたはその原材料の透明度(可視光の透過率)が低いものであっても、光反応開始剤が光を吸収し、確実に光架橋反応を進行させることができる。 Photoinitiators are, for example, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphone oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone/benzophenone, 1-[ 4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl )-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester/oxy-phenyl-acetic Acid 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl -2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butane -1-one, bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium, 1,2-octane dione, 1-[4-(phenylthio)phenyl-,2-(O-benzoyloxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]- , 1-(O-acetyloxime), iodonium, (4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl)phenyl]-hexafluorophosphate (1-)/propylene carbonate, triarylsulfonium hexafluorophosphate , triarylsulfonium tetrakis-(pentafluorophenyl)borate, oximesulfonate-based photoacid generators can be used. The ratio of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 8 parts by mass when the total amount of the mesogenic group-containing compound constituting the raw material reactant is 100 parts by mass. is more preferable. If the amount of the photopolymerization initiator is less than 0.1 parts by mass, the polymerization reaction may not proceed uniformly during light irradiation, or curing may be insufficient. When the amount of the photoreaction initiator is more than 10 parts by mass, the content of mesogenic groups in the produced elastomer decreases, which may make it difficult to develop a liquid crystal phase. The photoinitiator preferably has an absorption wavelength of 200 to 600 nm. As long as the photoinitiator has an absorption wavelength within the above range, the photoinitiator absorbs light even if the liquid crystal polyurethane elastomer or its raw material has low transparency (visible light transmittance), The photocrosslinking reaction can be reliably advanced.

前記乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径は、例えば乳化重合後、水中で分散状態の乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径をレーザー回折法で測定することができる。レーザー回折法では、0.03~1000μm程度の粒子径が測定可能である。また、得られる乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径が小さい場合、動的光散乱法(DLS)によっても測定することができる。DLSでは、0.0014~7μm程度の粒子径が測定可能である。本発明で乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーを原料として使用する場合、レーザー回折法またはDLSで測定した平均粒子径をゴム組成物中に配合する前に測定した平均粒子径と見做すことができる。 The average particle size of the emulsion-polymerized liquid-crystal polyurethane elastomer can be measured, for example, by a laser diffraction method after the emulsion-polymerized liquid-crystal polyurethane elastomer is dispersed in water. A laser diffraction method can measure a particle size of about 0.03 to 1000 μm. Moreover, when the average particle size of the resulting emulsion-polymerized liquid crystal polyurethane elastomer is small, it can also be measured by a dynamic light scattering method (DLS). DLS can measure a particle size of about 0.0014 to 7 μm. When the emulsion polymerized liquid crystalline polyurethane elastomer is used as a raw material in the present invention, the average particle size measured by the laser diffraction method or DLS can be regarded as the average particle size measured before blending in the rubber composition.

界面活性剤存在下、水中で原料反応物を乳化重合する際に熱重合開始剤を使用する場合、水中に乳化するもの、あるいは原料反応物と予め混合したものを使用可能である。熱重合開始剤については、当業者に公知のものが使用可能である。 When a thermal polymerization initiator is used for emulsion polymerization of raw reactants in water in the presence of a surfactant, it can be emulsified in water or premixed with the raw reactants. Thermal polymerization initiators known to those skilled in the art can be used.

懸濁重合液晶ポリウレタンエラストマーは、原料反応物と水とを、機械的に撹拌しつつ懸濁重合させることにより製造することができる。懸濁重合の際、必要に応じて界面活性剤および/または重合開始剤も使用可能であり、これらの例として乳化重合で使用可能な物が例示可能である。また、懸濁重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径も、乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーのときと同様の方法により決定可能である。 Suspension-polymerized liquid crystal polyurethane elastomer can be produced by suspension-polymerizing raw reactants and water while mechanically stirring. Surfactants and/or polymerization initiators can be used as necessary during suspension polymerization, and examples of these include those that can be used in emulsion polymerization. The average particle size of the suspension polymerized liquid crystal polyurethane elastomer can also be determined by the same method as for the emulsion polymerized liquid crystal polyurethane elastomer.

前記(ii)において使用する多官能化合物は、活性水素基またはイソシアネート基と反応し得る官能基を3つ以上有する化合物が挙げられる。具体的には例えば、グリセリン、トリメチロールプロパンなどのトリオール;ペンタエリスリトールなどのテトラオール;エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、m-フェニレンジアミン、3,3’-ジクロロ―4,4’ジアミノジフェニルメタン(MOCA)などのジアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミンなどのアミノアルコール;前記の3官能以上のイソシアネート化合物などが挙げられる。 Examples of the polyfunctional compound used in (ii) above include compounds having three or more functional groups capable of reacting with an active hydrogen group or an isocyanate group. Specific examples include triols such as glycerin and trimethylolpropane; tetraols such as pentaerythritol; diamines such as 4′-diaminodiphenylmethane (MOCA); aminoalcohols such as diethanolamine, triethanolamine and aminoethylethanolamine;

本発明に係るゴム組成物には、前記ゴム成分および液晶エラストマーに加えて、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、オイルなどの軟化剤、および加工助剤などの各種配合剤を配合することができる。 In addition to the rubber component and the liquid crystal elastomer, the rubber composition according to the present invention contains carbon black, silica, a silane coupling agent, an anti-aging agent, a softening agent such as zinc oxide, stearic acid, wax and oil, and a processing agent. Various compounding agents such as auxiliary agents can be blended.

カーボンブラックは、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラックを使用することができる。 Examples of carbon black include carbon blacks commonly used in the rubber industry such as SAF, ISAF, HAF, FEF and GPF, as well as conductive carbon blacks such as acetylene black and ketjen black.

シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカを用いることができるが、特に、含水ケイ酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましい。 As silica, wet-process silica and dry-process silica can be used, but it is particularly preferable to use wet-process silica containing hydrous silicic acid as a main component.

シランカップリング剤としては、ジエン系ゴムに対し反応活性を有するシランカップリング剤を使用する。本発明において使用可能なシランカップリング剤としては、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(例えば、デグサ社製「Si69」)、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(例えば、デグサ社製「Si75」)、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエキトシシリルブチル)ジスルフィド、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-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィドなどのスルフィドシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプトシラン、3-オクタノイルチオ-1-プロピルトリエトキシシラン、3-プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシランが挙げられる。 As the silane coupling agent, a silane coupling agent having reactivity with diene rubber is used. Silane coupling agents that can be used in the present invention include, for example, bis(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (eg, "Si69" manufactured by Degussa), bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide (eg, Degussa "Si75"), bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilyl) sulfide silanes such as ethyl)disulfide; Protected mercaptosilanes such as 1-propyltriethoxysilane, 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane and the like.

老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、芳香族アミン系老化防止剤、アミン-ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などの老化防止剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。 Antiaging agents include aromatic amine antiaging agents, amine-ketone antiaging agents, monophenol antiaging agents, bisphenol antiaging agents, polyphenol antiaging agents, and dithiocarbamic acid, which are commonly used for rubber. Antiaging agents such as salt-based anti-aging agents and thiourea-based anti-aging agents may be used singly or in combination as appropriate.

加硫系配合剤以外の配合剤を混合する工程の後、さらに加硫系配合剤を混合・分散させる。加硫系配合剤を混合する工程において使用する加硫系配合剤としては、硫黄、有機過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤などが挙げられる。 After the step of mixing compounding agents other than the vulcanization compounding agent, the vulcanization compounding agent is further mixed and dispersed. Examples of vulcanization compounding agents used in the step of mixing vulcanization compounding agents include vulcanizing agents such as sulfur and organic peroxides, vulcanization accelerators, vulcanization accelerator auxiliaries, and vulcanization retarders. be done.

硫黄系加硫剤としての硫黄は通常のゴム用硫黄であればよく、例えば粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。 Sulfur as a sulfur-based vulcanizing agent may be ordinary sulfur for rubber, such as powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and the like.

加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などの加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。 As vulcanization accelerators, sulfenamide-based vulcanization accelerators, thiuram-based vulcanization accelerators, thiazole-based vulcanization accelerators, thiourea-based vulcanization accelerators, and guanidine-based vulcanization accelerators, which are commonly used for rubber vulcanization. Vulcanization accelerators such as accelerators and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators may be used singly or in an appropriate mixture.

本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分および液晶エラストマー、必要に応じてカーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、加硫系配合剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、やオイルなどの軟化剤、加工助剤などを、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練りすることにより得られる。 The rubber composition according to the present invention comprises a rubber component and a liquid crystal elastomer, and optionally carbon black, silica, a silane coupling agent, a vulcanization compounding agent, an antioxidant, zinc oxide, stearic acid, wax, oil, and the like. The softening agent, processing aid, etc. are kneaded using a kneader commonly used in the rubber industry, such as a Banbury mixer, a kneader, and a roll.

また、上記各成分の配合方法は特に限定されず、硫黄系加硫剤、および加硫促進剤などの加硫系配合剤以外の配合成分を予め混練してマスターバッチとし、残りの成分を添加してさらに混練する方法、各成分を任意の順序で添加し混練する方法、全成分を同時に添加して混練する方法などのいずれでもよい。 In addition, the method of blending each of the above components is not particularly limited. Compounding components other than vulcanization compounding agents such as sulfur-based vulcanizing agents and vulcanization accelerators are kneaded in advance to form a masterbatch, and the remaining components are added. A method of adding each component in an arbitrary order and kneading, a method of adding all the components at the same time and kneading, and the like may be used.

本発明では、ジエン系ゴムと液晶エラストマーとを混合した後、好適にはジエン系ゴムと、ジエン系ゴムと反応する官能基を有する液晶エラストマーとを混合した後、さらに好適にはジエン系ゴムと、ジエン系ゴムと反応するポリスルフィド含有化合物の反応物である液晶ポリウレタンエラストマーとを混合した後、得られたゴム組成物を加硫することにより、ジエン系ゴム中に液晶エラストマーが分散した加硫ゴムを製造することができる。かかる加硫ゴムは、ジエン系ゴムと液晶エラストマーとが化学的に反応した構造となっているため、tanδ(0℃)とtanδ(60℃)とがバランスに優れ、ゴム物性にも優れる。したがって、例えば空気入りタイヤのトレッド部材として特に有用である。 In the present invention, after mixing the diene rubber and the liquid crystalline elastomer, preferably after mixing the diene rubber and the liquid crystalline elastomer having a functional group that reacts with the diene rubber, more preferably the diene rubber and the liquid crystalline elastomer are mixed. A vulcanized rubber in which a liquid crystalline elastomer is dispersed in a diene rubber by mixing with a liquid crystalline polyurethane elastomer which is a reaction product of a polysulfide-containing compound that reacts with a diene rubber, and then vulcanizing the obtained rubber composition. can be manufactured. Since the vulcanized rubber has a structure in which the diene rubber and the liquid crystal elastomer are chemically reacted, the tan δ (0° C.) and the tan δ (60° C.) are well balanced, and the rubber physical properties are also excellent. Therefore, it is particularly useful, for example, as a tread member for pneumatic tires.

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例などについて説明する。なお、実施例などにおける評価項目は下記のようにして測定を行った。 Examples and the like that specifically show the configuration and effects of the present invention will be described below. The evaluation items in Examples and the like were measured as follows.

<転移温度(Ti)>
原料反応物1~6および液晶ポリウレタンフィラー1~8について、示唆走査熱量分析計[DSC](品名:X-DSC 7000、日立ハイテクサイエンス社製)を使用し、転移温度(Ti)を測定した。
<Transition temperature (Ti)>
The transition temperature (Ti) of raw reactants 1 to 6 and liquid crystal polyurethane fillers 1 to 8 was measured using a differential scanning calorimeter [DSC] (product name: X-DSC 7000, manufactured by Hitachi High-Tech Science).

<液晶ポリウレタンフィラー1~2の平均粒子径>
冷凍粉砕後の粒子径を走査型電子顕微鏡(品名;SU3500、日立ハイテクノロジーズ社製)の画像解析(加速電圧15kV)により算出した。
<Average particle size of liquid crystal polyurethane fillers 1 and 2>
The particle size after freeze pulverization was calculated by image analysis (accelerating voltage: 15 kV) with a scanning electron microscope (product name: SU3500, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).

<液晶ポリウレタンフィラー3~8の平均粒子径>
液晶ポリウレタンフィラー3~8(乳化重合液晶ポリウレタンエラストマー)の平均粒子径は、乳化重合後、水中で分散状態の乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径を、レーザー回析式粒度分布測定装置(製品名「SALD-2200」、島津製作所社製)を用いて、レーザー回折法により測定した。
<Average particle size of liquid crystal polyurethane fillers 3 to 8>
The average particle size of the liquid crystal polyurethane fillers 3 to 8 (emulsion polymerized liquid crystal polyurethane elastomer) was determined by measuring the average particle size of the emulsion polymerized liquid crystal polyurethane elastomer dispersed in water after emulsion polymerization using a laser diffraction particle size distribution analyzer (product name It was measured by a laser diffraction method using "SALD-2200" manufactured by Shimadzu Corporation).

<動的粘弾性測定>
実施例1~8のゴム組成物、および比較例1のゴム組成物について、160℃で20分間加熱することで加硫を行い、所定形状に成形して測定試料とした。各測定試料について、動的粘弾性測定装置(製品名「全自動粘弾性アナライザ VR-7110」、上島製作所社製)により貯蔵弾性率(E’)及び損失弾性率(E”)を測定し、tanδ(0℃)およびtanδ(60℃)を求めた。表3は、比較例1のtanδの値を100とした指数で表示してある。測定条件は以下のとおりである。
測定試料のサイズ:長さ40mm、幅3mm、厚み2mm
測定モード :引張モード
測定温度 :0℃、60℃
周波数 :100Hz
動歪み :0.15%
<Dynamic viscoelasticity measurement>
The rubber compositions of Examples 1 to 8 and the rubber composition of Comparative Example 1 were vulcanized by heating at 160° C. for 20 minutes, molded into predetermined shapes, and used as measurement samples. For each measurement sample, a dynamic viscoelasticity measuring device (product name "Fully automatic viscoelasticity analyzer VR-7110", manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the storage elastic modulus (E') and the loss elastic modulus (E"), tan δ (0° C.) and tan δ (60° C.) were determined, and are shown in Table 3 as indices with the tan δ value of Comparative Example 1 set to 100. The measurement conditions are as follows.
Size of measurement sample: length 40 mm, width 3 mm, thickness 2 mm
Measurement mode: Tensile mode Measurement temperature: 0°C, 60°C
Frequency: 100Hz
Dynamic strain: 0.15%

<破断伸びおよび破断強度測定>
実施例1~8のゴム組成物、および比較例1のゴム組成物について、160℃で20分間加熱することで加硫を行い、JIS K 6251に準拠した厚み2mmのダンベル状3号形試験片に成形して測定試料とした。得られた各測定資料について、引張試験装置(島津製作所社製、精密万能試験機 オートグラフAG-X)を使用し、破断強度、および破断伸びを測定した。測定値を表3に示す。
<Breaking elongation and breaking strength measurement>
The rubber compositions of Examples 1 to 8 and the rubber composition of Comparative Example 1 were vulcanized by heating at 160 ° C. for 20 minutes, and dumbbell-shaped No. 3 test pieces with a thickness of 2 mm conforming to JIS K 6251. It was molded into a sample for measurement. Using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, precision universal testing machine Autograph AG-X), the strength at break and the elongation at break were measured for each measurement sample obtained. Table 3 shows the measured values.

(メソゲンジオールAの製造)
反応容器に、活性水素基を有するメソゲン基含有化合物としてBH6(500g)、水酸化カリウム(19g)、及び溶媒としてN,N-ジメチルホルムアミド(3000ml)を入れて混合し、さらに、アルキレンオキシドとしてプロピレンオキシドを1モルのBH6に対して8.8当量添加し、これらの混合物を、加圧条件下、120℃で2時間反応させた(付加反応)。次いで、反応容器にシュウ酸(15g)を添加して付加反応を停止させ、反応液中の不溶な塩を吸引ろ過によって除去し、さらに、反応液中のN,N-ジメチルホルムアミドを減圧蒸留法により除去することにより、メソゲンジオールAを得た。メソゲンジオールAの水酸基価は141である。メソゲンジオールAの合成スキームを式(2)に示す。なお、式(2)中に示したメソゲンジオールAは代表的なものであり、種々の構造異性体を含み得る。式(2)中のnは平均4.4である。
(Production of mesogendiol A)
In a reaction vessel, BH6 (500 g) as a mesogenic group-containing compound having an active hydrogen group, potassium hydroxide (19 g), and N,N-dimethylformamide (3000 ml) as a solvent are added and mixed, and further, propylene as an alkylene oxide 8.8 equivalents of oxide were added to 1 mol of BH6, and the mixture was reacted under pressure at 120°C for 2 hours (addition reaction). Then, oxalic acid (15 g) was added to the reaction vessel to stop the addition reaction, insoluble salts in the reaction solution were removed by suction filtration, and N,N-dimethylformamide in the reaction solution was removed by distillation under reduced pressure. Mesogendiol A was obtained by removing by Mesogendiol A has a hydroxyl value of 141. A synthesis scheme of mesogendiol A is shown in formula (2). Mesogendiol A shown in formula (2) is a representative one and may include various structural isomers. n * in formula (2) is 4.4 on average.

Figure 0007261652000002
Figure 0007261652000002


(原料反応物1~6の製造)
メソゲンジオールA100質量部に対し、イソシアネート化合物として1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)、光重合性基含有化合物として2-ヒドロキシエチルアクリレート(共栄社化学社製)、光反応開始剤として2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(TPO)(IGM resins社製)、ポリスルフィド含有化合物として3,3-ジチオジプロピオン酸(東京化成工業社製)、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド(東京化成工業社製)、または4,4-ジチオジアニリン(東京化成工業社製)を表1に記載の配合比で配合し、これらを撹拌しながら80℃で混合し、原料反応物1~6を製造した。
(Production of raw material reactants 1 to 6)
For 100 parts by mass of mesogen diol A, 1,6-hexamethylene diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as an isocyanate compound, 2-hydroxyethyl acrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a photopolymerizable group-containing compound, and a photoreaction initiator 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide (TPO) (manufactured by IGM resins) as a polysulfide-containing compound, 3,3-dithiodipropionic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), bis(2-hydroxy Ethyl)disulfide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) or 4,4-dithiodianiline (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is blended at the blending ratio shown in Table 1, and these are mixed at 80 ° C. while stirring to obtain raw materials. Reactions 1-6 were prepared.

(液晶ポリウレタンフィラー1~2の製造)
表1に記載の配合比で配合し、これらを撹拌しながら80℃で混合し、得られた反応物を液体窒素にて冷却した後、粉砕機(フリッチュ社製 ロータースピードミル P-14)を用いて、下記条件にて冷凍粉砕することで、液晶ポリウレタンフィラー1~2を製造した。
ローター回転数 [rpm] 15000
篩リング 穴サイズ[mm] 0.5
打撃ローター刃数[枚] 12
(Production of liquid crystal polyurethane fillers 1 and 2)
After blending at the compounding ratio shown in Table 1 and mixing at 80 ° C. with stirring, the resulting reaction product was cooled with liquid nitrogen, and then a pulverizer (rotor speed mill P-14 manufactured by Fritsch) was used. Liquid crystalline polyurethane fillers 1 and 2 were produced by freeze pulverizing under the following conditions.
Rotor speed [rpm] 15000
Sieve ring hole size [mm] 0.5
Impact rotor blade number [sheet] 12

Figure 0007261652000003
Figure 0007261652000003

(液晶ポリウレタンフィラー3~8の製造)
原料反応物1~6、各界面活性剤、水を所定の割合で配合し、卓上型UV硬化装置(品名:アイminiグランテージ(ESC-1511U)、アイグラフィックス社製)を用いて波長200~600nm光を照射することにより(照射エネルギー800mJ)、液晶ポリウレタンフィラー3~8(乳化重合液晶ポリウレタンエラストマー)を製造した。乳化重合後、水中で分散状態の乳化重合液晶ポリウレタンエラストマーの平均粒子径を前記方法により測定後、110℃で10時間乾燥し、さらに110℃で真空乾燥したものを後述のゴム組成物に配合した。
(Production of liquid crystal polyurethane fillers 3 to 8)
Raw material reactants 1 to 6, each surfactant, and water are blended in a predetermined ratio, and a tabletop UV curing device (product name: eye mini grantage (ESC-1511U), manufactured by eye graphics) is used to cure at a wavelength of 200. Liquid crystalline polyurethane fillers 3 to 8 (emulsion polymerized liquid crystalline polyurethane elastomers) were produced by irradiation with light of ~600 nm (irradiation energy 800 mJ). After emulsion polymerization, the average particle size of the emulsion-polymerized liquid crystalline polyurethane elastomer dispersed in water was measured by the above method, dried at 110°C for 10 hours, and further vacuum-dried at 110°C. .

Figure 0007261652000004
Figure 0007261652000004

(実施例1~8のゴム組成物の製造)
得られた液晶ポリウレタンフィラー1~8を、ラボミキサー(製品名:ラボプラストミル、東洋精機製作所社製)を使用してジエン系ゴム(SBR、商品名:SL563、JSR社製)に配合した。配合手順は、表3に記載の配合比率で、初めに第一段階として、SBRに対しシリカ(商品名:ニップシールAQ、東ソー・シリカ社製)、シランカップリング剤(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、商品名:Si69、エボニック・デグザ社製)、亜鉛華(商品名:亜鉛華1種、三井金属鉱業社製)、ステアリン酸(商品名:ルナックS-20、花王株式会社製)、および老化防止剤(商品名:ノクラック6C、大内新興化学工業株式会社製)を添加して160℃で混練し、次に第二段階として、混練物に液晶ポリウレタンフィラーを添加して160℃で混練し、さらに第三段階として、混練物に、硫黄(ゴム用粉末硫黄150メッシュ、細井化学工業社製)、および加硫促進剤(商品名:ノクセラーCZ(1次加硫促進剤)、ノクセラーD(2次加硫促進剤)、いずれも大内新興化学工業社製)を添加して90℃で混練し、得られたものを実施例1~8のゴム組成物とした。表3の備考中「粉砕」は配合した液晶ポリウレタンフィラーが「冷凍粉砕品」、「乳化」は配合した液晶ポリウレタンフィラーが「乳化重合品」、例えば「S-S5phr」は「原料反応物中のメソゲンジオールA100質量部に対するポリスルフィド含有化合物の質量部」をそれぞれ意味する。
(Production of rubber compositions of Examples 1 to 8)
The obtained liquid crystal polyurethane fillers 1 to 8 were blended with a diene rubber (SBR, trade name: SL563, manufactured by JSR Corporation) using a lab mixer (product name: Laboplastomill, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho). The compounding procedure is the compounding ratio shown in Table 3, and as the first step, silica (trade name: Nip Seal AQ, manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.), a silane coupling agent (bis(3-triethoxysilyl Propyl)tetrasulfide, trade name: Si69, manufactured by Evonik Degusa), zinc white (trade name: type 1 zinc white, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.), stearic acid (trade name: Lunax S-20, manufactured by Kao Corporation) ), and an anti-aging agent (trade name: Nocrac 6C, manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.) are added and kneaded at 160°C. ° C., and in the third step, the kneaded product is added with sulfur (rubber powder sulfur 150 mesh, manufactured by Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.) and a vulcanization accelerator (trade name: Noccellar CZ (primary vulcanization accelerator) , Noccellar D (secondary vulcanization accelerator), both manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.) were added and kneaded at 90° C. to obtain rubber compositions of Examples 1 to 8. In the remarks of Table 3, "pulverization" indicates that the liquid crystal polyurethane filler is "frozen pulverized product", "emulsification" indicates that the liquid crystal polyurethane filler is "emulsion polymerized product", for example, "S-S5phr" indicates "in the raw material reaction product". parts by mass of the polysulfide-containing compound per 100 parts by mass of mesogen diol A".

Figure 0007261652000005
Figure 0007261652000005

表3の結果から、実施例1~8に係るゴム組成物の加硫ゴムは硬度が維持されており、かつtanδ(0℃)が大きく増大しているものの、tanδ(60℃)の増大が抑制されており、tanδ(0℃)とtanδ(60℃)とのバランスが改良されていることが分かる。 From the results in Table 3, the vulcanized rubbers of the rubber compositions of Examples 1 to 8 maintained their hardness and had a large increase in tan δ (0°C), but an increase in tan δ (60°C) It can be seen that the balance between tan δ (0° C.) and tan δ (60° C.) is improved.

Claims (4)

ジエン系ゴムと、液晶エラストマーとを含有し、
前記液晶エラストマーが、液晶相から等方相への転移温度(Ti)が20℃以下であって、前記ジエン系ゴムと反応する官能基を有する粒子状の液晶ポリウレタンエラストマーであり、
前記液晶ポリウレタンエラストマーが、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、光重合性基含有化合物との反応物であるゴム組成物。
containing a diene rubber and a liquid crystal elastomer,
The liquid crystal elastomer is a particulate liquid crystal polyurethane elastomer having a transition temperature (Ti) from a liquid crystal phase to an isotropic phase of 20° C. or less and having a functional group that reacts with the diene rubber,
A rubber composition, wherein the liquid crystal polyurethane elastomer is a reaction product of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a photopolymerizable group-containing compound.
ジエン系ゴムと、液晶エラストマーとを含有し、containing a diene rubber and a liquid crystal elastomer,
前記液晶エラストマーが、液晶相から等方相への転移温度(Ti)が20℃以下であって、前記ジエン系ゴムと反応する官能基を有する粒子状の液晶ポリウレタンエラストマーであり、 The liquid crystal elastomer is a particulate liquid crystal polyurethane elastomer having a transition temperature (Ti) from a liquid crystal phase to an isotropic phase of 20° C. or less and having a functional group that reacts with the diene rubber;
前記液晶ポリウレタンエラストマーが、少なくとも活性水素基を有するメソゲン基含有化合物と、イソシアネート化合物と、ポリスルフィド含有化合物と、多官能化合物との反応物であるゴム組成物。 A rubber composition, wherein the liquid crystal polyurethane elastomer is a reaction product of a mesogenic group-containing compound having at least an active hydrogen group, an isocyanate compound, a polysulfide-containing compound, and a polyfunctional compound.
前記ジエン系ゴムの全量を100質量部としたとき、前記液晶エラストマーの配合量が1~50質量部である請求項1または2に記載のゴム組成物。 3. The rubber composition according to claim 1 , wherein the liquid crystalline elastomer is compounded in an amount of 1 to 50 parts by mass when the total amount of the diene rubber is 100 parts by mass. 請求項1~のいずれかに記載のゴム組成物を備える空気入りタイヤ。 A pneumatic tire comprising the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 .
JP2019084661A 2019-04-25 2019-04-25 Rubber composition and pneumatic tire Active JP7261652B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019084661A JP7261652B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Rubber composition and pneumatic tire
US16/856,138 US11434352B2 (en) 2019-04-25 2020-04-23 Rubber composition and pneumatic tire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019084661A JP7261652B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Rubber composition and pneumatic tire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020180230A JP2020180230A (en) 2020-11-05
JP7261652B2 true JP7261652B2 (en) 2023-04-20

Family

ID=73023246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019084661A Active JP7261652B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Rubber composition and pneumatic tire

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7261652B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011088983A (en) 2009-10-21 2011-05-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP2016056113A (en) 2014-09-05 2016-04-21 東洋ゴム工業株式会社 Liquid crystalline compound, heat-responsive material and production method of the same
JP2016172830A (en) 2015-03-18 2016-09-29 横浜ゴム株式会社 Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP2017014393A (en) 2015-07-01 2017-01-19 東洋ゴム工業株式会社 Liquid crystal urethane compound, thermal responsive liquid crystal polyurethane elastomer and manufacturing method therefor
WO2017175473A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 東洋ゴム工業株式会社 Liquid-crystalline elastomer precursor and liquid-crystalline elastomer
JP2017206628A (en) 2016-05-19 2017-11-24 横浜ゴム株式会社 Rubber composition for tire
WO2018096724A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 東洋ゴム工業株式会社 Photocrosslinkable liquid crystalline polymer, and photocrosslinkable liquid crystalline polymer manufacturing method
WO2019124502A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 Toyo Tire株式会社 Rubber composition and pneumatic tire

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06107867A (en) * 1992-09-25 1994-04-19 Ntn Corp Thermoplastic elastomer composition

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011088983A (en) 2009-10-21 2011-05-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP2016056113A (en) 2014-09-05 2016-04-21 東洋ゴム工業株式会社 Liquid crystalline compound, heat-responsive material and production method of the same
JP2016172830A (en) 2015-03-18 2016-09-29 横浜ゴム株式会社 Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP2017014393A (en) 2015-07-01 2017-01-19 東洋ゴム工業株式会社 Liquid crystal urethane compound, thermal responsive liquid crystal polyurethane elastomer and manufacturing method therefor
WO2017175473A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 東洋ゴム工業株式会社 Liquid-crystalline elastomer precursor and liquid-crystalline elastomer
JP2017206628A (en) 2016-05-19 2017-11-24 横浜ゴム株式会社 Rubber composition for tire
WO2018096724A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 東洋ゴム工業株式会社 Photocrosslinkable liquid crystalline polymer, and photocrosslinkable liquid crystalline polymer manufacturing method
WO2019124502A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 Toyo Tire株式会社 Rubber composition and pneumatic tire
JP2021155753A (en) 2017-12-22 2021-10-07 Toyo Tire株式会社 Rubber composition, and pneumatic tire

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020180230A (en) 2020-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012144605A1 (en) Tire rubber composition and studless tire
WO2006030806A1 (en) Process for producing conjugated diolefin (co)polymer rubber, conjugated diolefin (co)polymer rubber, rubber composition, and tire
JP7087170B2 (en) Rubber composition and pneumatic tires
JP2004506058A (en) Rubber mixture containing isocyanatosilane and microgel
JP6036080B2 (en) Rubber composition for studless tire and studless tire
JP5310275B2 (en) Use of 6-aminohexyl thiosulfate to improve the viscoelastic properties of vulcanized rubber
JPWO2019044889A1 (en) Rubber composition for tires
JPWO2019044888A1 (en) Rubber composition for tires
JP4977939B2 (en) Rubber composition and method for producing the same
JP2004250703A (en) Tire with tread of natural rubber-rich rubber composition
JP2022067912A (en) Side-chain liquid crystal polymer and method for producing the same, and rubber composition and pneumatic tire containing the polymer
JP7261652B2 (en) Rubber composition and pneumatic tire
JP2014210870A (en) Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same
JP7296772B2 (en) Rubber composition and pneumatic tire
US11434352B2 (en) Rubber composition and pneumatic tire
JP6531826B2 (en) Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP6961825B2 (en) Polyurethane-containing tread rubber composition and related methods
JP2022067806A (en) Rubber composition and pneumatic tire
JP7532915B2 (en) Tires and Thermoplastic Elastomer Composites
JP2023091394A (en) Liquid crystal polymer, rubber composition, and pneumatic tire
JP2022067794A (en) Rubber composition and pneumatic tire
JP2023089504A (en) Polymer filler and method for producing the same, and rubber composition containing the polymer filler and pneumatic tire
JP2024093595A (en) Rubber composition and pneumatic tire
JP2024093552A (en) Liquid crystal polymer and pneumatic tire
JP2013166862A (en) Rubber composition for tire and pneumatic tire

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221222

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7261652

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150