JPH0629339B2 - Improved rubber composition for tires - Google Patents

Improved rubber composition for tires

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JPH0629339B2
JPH0629339B2 JP60165929A JP16592985A JPH0629339B2 JP H0629339 B2 JPH0629339 B2 JP H0629339B2 JP 60165929 A JP60165929 A JP 60165929A JP 16592985 A JP16592985 A JP 16592985A JP H0629339 B2 JPH0629339 B2 JP H0629339B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、加硫物物性および加工性が改良されたタイヤ
用ゴム組成物に関し、詳しくは、特定の尿素誘導体化合
物によって変性された共役ジエン系重合体ゴム、ポリイ
ソプレン系重合体ゴム、ブタジエン系重合体ゴムを原料
ゴムとするタイヤ用ゴム組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for tires having improved vulcanized physical properties and processability, and more specifically, a conjugated diene modified with a specific urea derivative compound. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for a tire using a raw material rubber of a polymer rubber, a polyisoprene polymer rubber, or a butadiene polymer rubber.

[従来の技術] 従来より、自動車タイヤのトレッド、カーカス、サイド
・ウォール、ビードまわりなどのタイヤの各部分にはカ
ーボンブラック等のゴム配合剤を含む加硫ゴム組成物が
使用されている。これらのタイヤの各部分に使用される
ゴム組成物は、各部分の役割に従って、異なる性能が要
求される。たとえば、トレッド部分には、耐摩耗性、ブ
レーキ性能、耐発熱性といった物性に関する要求と共
に、タイヤを製造するにあたっての、ロール加工性、押
出加工性、粘着性、接着性等の作業および加工のしやす
さも工業的な面からは重要視されるため、物性および加
工性の両面の性能が要求されている。これらの要求を満
足させるために、各タイヤ用ゴム組成物に使用するげ原
料ゴム、カーボンブラック、加硫剤および加硫促進剤、
その他ゴム用薬品は、それぞれの用途に従って、様々な
種類、量を変えた配合で使用されている。原料ゴムに関
しても、天然ゴムや、合成ゴムとしてスチレン−ブタジ
エンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、ポリクロ
ロプレンゴム等が使用されているが、これらは、多くの
場合、要求される性能を満足させるために、2種以上を
ブレンドして使用されている。特に、近年、自動車用タ
イヤには、性能面に関して省エネルギーの面からころが
り抵抗の低減が、安全性の面から操縦安定性および湿潤
路面における制動性能の向上が要求され、一方、タイヤ
の製造面では加工性の改良による生産性の向上が望まれ
るようになってきた。
[Prior Art] Conventionally, a vulcanized rubber composition containing a rubber compounding agent such as carbon black has been used for each part of a tire such as a tread, a carcass, a side wall, and a bead circumference of an automobile tire. The rubber composition used for each part of these tires is required to have different performance according to the role of each part. For example, the tread portion requires physical properties such as wear resistance, brake performance, and heat resistance, and work and processing such as roll processability, extrusion processability, adhesiveness, and adhesiveness when manufacturing tires. Since easiness is also important from an industrial viewpoint, performance in both physical properties and workability is required. In order to satisfy these requirements, the rubber raw material used in the rubber composition for each tire, carbon black, a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator,
Other chemicals for rubber are used in various types and in various amounts according to their respective applications. Regarding the raw material rubber, natural rubber and styrene-butadiene rubber, polybutadiene rubber, butyl rubber, polychloroprene rubber, etc. are used as synthetic rubbers, but in many cases, in order to satisfy the required performance, It is used by blending two or more kinds. In particular, in recent years, automobile tires have been required to reduce rolling resistance from the viewpoint of energy saving in terms of performance, and to improve steering stability and braking performance on wet roads from the viewpoint of safety, while in terms of tire manufacturing. It has been desired to improve productivity by improving workability.

これらの改良要求に対し、たとえばタイヤトレッド用ポ
リマーのころがり抵抗とウエット・スキッド抵抗(湿潤
路面の制動性能)のバランスを向上する方法としては、
特開昭54-62248号ではスチレン含有量が20〜40%で比較
的ビニル結合量が多くガラス転移温度(Tg)が-50℃以上
のスチレン−ブタジエン共重合体を使用する方法が特開
昭57-73030号には、スチレン含有量が3〜30%、ブタジ
エン部分のビニル結合量が60〜95%で、特定の金属化合
物で分岐されたスチレン−ブタジエン共役重合体を使用
する方法等が提案されている。しかしながら、これらの
場合においては、比較的、分子量が高いか、分子量分布
が狭い重合体であるため、ポリマーの流動特性が劣り、
加工性が悪化し、その改良のために、プロセス油を多く
加えたり、天然ゴム等の他のポリマーをブレンドしたり
すると物性の低下が大きく、これらのポリマーが目標と
した性能が保持されないという問題点があった。
To meet these demands for improvement, for example, as a method for improving the balance between rolling resistance and wet skid resistance (braking performance on wet road surface) of a polymer for tire tread,
JP-A-54-62248 discloses a method of using a styrene-butadiene copolymer having a styrene content of 20 to 40% and a relatively large vinyl bond content and a glass transition temperature (Tg) of -50 ° C or higher. No. 57-73030 proposes a method of using a styrene-butadiene conjugated polymer having a styrene content of 3 to 30%, a vinyl bond content of a butadiene portion of 60 to 95% and branched with a specific metal compound. Has been done. However, in these cases, since the polymer has a relatively high molecular weight or a narrow molecular weight distribution, the flow characteristics of the polymer are poor,
Processability deteriorates, and to improve it, if many process oils are added or other polymers such as natural rubber are blended, the physical properties are greatly deteriorated and the target performance of these polymers is not maintained. There was a point.

更に、タイヤトレッド用のポリマーのころがり抵抗性能
とウエット・スキッド性能のバランスを向上しつつ、加
工性の改良をはかる方法として、例えば、特開昭58-162
605号には、分子量分布が広く、スズによって結合され
た分岐状のスチレン−ブタジエン共重合体を使用する方
法が、特開昭59-45338号には、スズとスズ以外のカップ
リング剤を併用して得られた分岐状スチレン−ブタジエ
ン共重合体を使用する方法等が開示されている。
Further, as a method for improving workability while improving the balance between rolling resistance performance and wet skid performance of a polymer for tire tread, for example, JP-A-58-162.
No. 605 has a wide molecular weight distribution, a method of using a branched styrene-butadiene copolymer bonded by tin, JP-A-59-45338, in combination with a coupling agent other than tin and tin. A method of using the branched styrene-butadiene copolymer thus obtained is disclosed.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、これらの手法の重合体を使用した場合、
加工性の改良はある程度は可能であるものの、他のポリ
マーとブレンド使用した場合において、特徴ある物性の
低下が大きいという問題点があり、他のポリマーとブレ
ンドして種々の性能を改良しようとする場合にその性能
を十分に発揮できないのが実情であった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the polymers of these techniques are used,
Although it is possible to improve the processability to some extent, when blended with other polymers, there is a problem that the characteristic physical properties are greatly reduced, and it is tried to blend with other polymers to improve various performances. In that case, it was the actual situation that the performance could not be fully exhibited.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、反撥弾性、
耐摩耗性、耐発熱性、ウエット・スキッド抵抗、機械的
強度等の物性上の特徴を保持しつつ、タイヤを製造する
際における種々の加工性が改良されたタイヤ用ゴム組成
物を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has impact resilience,
To provide a rubber composition for a tire, which is improved in various processability when manufacturing a tire while maintaining physical properties such as abrasion resistance, heat resistance, wet skid resistance, and mechanical strength. With the goal.

[問題点を解決するための手段および作用] 本発明は、重合体鎖中に官能基が結合した共役ジエン系
重合体およびその組成物に関して鋭意検討を重ねた結
果、リチウム末端を有する活性重合体と環状構造を有す
る特定の尿素誘導体との反応によって得られた共役ジエ
ン系重合体と、ポリイソプレン系ゴム、スチレン−ブタ
ジエンゴムまたはポリブタジエンゴムの3種類のゴム状
重合体を原料ゴムとした加硫ゴム組成物が従来の原料ゴ
ムだけを用いた加硫ゴム組成物に比べて、反撥弾性、耐
発熱性がすぐれて、これらと耐摩耗性およびウエット・
スキッド物性とのバランスが良好であると共に、未加硫
配合物の加工性がすぐれていることを見出してなされた
ものである。
[Means and Actions for Solving Problems] The present invention has been made through intensive studies on a conjugated diene polymer having a functional group bonded to a polymer chain and a composition thereof, and as a result, an active polymer having a lithium terminal has been obtained. And a conjugated diene polymer obtained by the reaction of a specific urea derivative having a cyclic structure with three types of rubber-like polymers of polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber or polybutadiene rubber as raw rubber Compared to conventional vulcanized rubber compositions that use only raw material rubber, the rubber composition has superior impact resilience and heat resistance, and it has excellent wear resistance and wet resistance.
It was made by finding that the balance with the physical properties of skid is good and the processability of the unvulcanized compound is excellent.

すなわち、本発明は、原料ゴム、カーボンブラック、ゴ
ム用伸展油、加硫剤、その他のゴム用配合薬品を含有す
るタイヤ用ゴム組成物であって、 [I]原料ゴムの30〜90重量%が (a)炭化水素溶媒中で有機リチウム化合物を重合開始剤
として、少なくとも1種の共役ジエン化合物、或は共役
ジエン化合物とビニル芳香族化合物を重合させて得られ
た活性リチウム末端を有する重合体と、一般式 (式中、R1とR2は夫々独立にC1〜C4のアルキル基または
アルコキシアルキル基を、Yは酸素原子または硫黄原子
を、nは2〜4の整数を表す)で示される尿素誘導体と
を反応させて得られ (b)ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が30〜150 (c)ガラス転移温度(Tg)が-100〜-20℃である共役ジエン
系重合体であり、 [II]原料ゴムの5〜65重量%が、天然ゴム、またはシ
ス-1.4結合が90%以上のポリイソプレンゴムから選ばれ
た1種以上であり、 [III]原料ゴムの5〜65重量%が、ポリブタジエンゴ
ム、またはスチレン含有量が3〜50重量%であるスチレ
ン−ブタジエン共重合体から選ばれた1種以上であり、 [IV][I]〜[III]の原料ゴムの合計が100重量部で
あり、かつ[I]〜[III]の原料ゴムの重量平均のガ
ラス転移温度が-100〜-40℃であり、 [V]カーボンブラックを原料ゴム100重量部あたり30
〜120重量部含有し、 [VI]ゴム用伸展油を原料ゴム100重量部あたり5〜80
重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関するものであ
る。
That is, the present invention is a rubber composition for tires containing a raw material rubber, carbon black, an extender oil for rubber, a vulcanizing agent and other compounding chemicals for rubber, wherein the content of the raw material rubber is 30 to 90% by weight. (A) A polymer having an active lithium terminal obtained by polymerizing at least one conjugated diene compound or a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound using an organic lithium compound as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent. And the general formula (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a C 1 to C 4 alkyl group or an alkoxyalkyl group, Y is an oxygen atom or a sulfur atom, and n is an integer of 2 to 4) (B) Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ℃) of 30 to 150 (c) Glass transition temperature (Tg) of -100 to -20 ℃ [II] 5 to 65% by weight of the raw rubber is one or more selected from natural rubber or polyisoprene rubber having 90% or more of cis-1.4 bonds, and [III] 5 to 65% of the raw rubber. The weight% is one or more selected from polybutadiene rubber or a styrene-butadiene copolymer having a styrene content of 3 to 50% by weight, and the total of the raw material rubbers of [IV] [I] to [III] Is 100 parts by weight, the weight average glass transition temperature of the raw material rubbers [I] to [III] is -100 to -40 ° C, and [V] The carbon black raw rubber per 100 parts by weight of 30
〜120 parts by weight, [VI] extender oil for rubber is 5-80 per 100 parts by weight of raw rubber
The present invention relates to a rubber composition for a tire, which is contained in an amount of part by weight.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、反撥弾性、耐発熱性、
ウエット・スキッド抵抗、耐摩耗性、機械的強度等のタ
イヤ用ゴム組成物に必要な物性を保持しつつ加工性の改
良された3種以上のゴム状重合体を原料ゴムとしたタイ
ヤ用ゴム組成物であり、タイヤのトレッドをはじめアン
ダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビート部等
のタイヤの各部位に好適なゴム組成物である。
The rubber composition for a tire of the present invention has impact resilience, heat resistance,
A rubber composition for a tire, which is made of three or more rubber-like polymers as raw material rubbers, while maintaining the physical properties required for a rubber composition for a tire, such as wet skid resistance, abrasion resistance and mechanical strength. The rubber composition is suitable for each part of the tire such as the tread of the tire, the undertread, the carcass, the sidewall, and the beat part.

以下本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

本発明の原料ゴムの一部として使用される特定の官能基
を有する変成共役ジエン系重合体は、末端に活性なリチ
ウム末端を有する共役ジエン系重合体と一般式 (式中、R1とR2は夫々独立にC1〜C4のアルキル基または
アルコキシアルキル基、Yは酸素原子または硫黄原子
を、nは2〜4の整数を表す)で示される環状構造を有
する尿素誘導体の反応から成ることが重要であり、他の
非環状構造の尿素誘導体との反応から成るものでは該組
成物の物性の改良効果は見られない。かかる特定の尿素
誘導体と反応させる活性リチウム末端を有する共役ジエ
ン系重合体はリチウム化合物を重合開始剤として、ブタ
ジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3−ブタジエン等
から選ばれた1種またはそれ以上の共役ジエン化合物、
または共役ジエン化合物とスチレン、α−メチルスチレ
ン、p-メチル−スチレン等から選ばれたビニル芳香族化
合物とを、炭化水素溶媒中において共重合することによ
って得られ、重合反応が実質的に終了した後、前記特定
の尿素誘導体との反応に供される。
The modified conjugated diene-based polymer having a specific functional group used as a part of the raw material rubber of the present invention is a conjugated diene-based polymer having an active lithium terminal at the end and a general formula (Wherein R 1 and R 2 are each independently a C 1 to C 4 alkyl group or an alkoxyalkyl group, Y is an oxygen atom or a sulfur atom, and n is an integer of 2 to 4) It is important that the composition comprises a reaction of a urea derivative having ## STR3 ## and an effect of improving the physical properties of the composition is not seen with a composition comprising a reaction with a urea derivative having another acyclic structure. The conjugated diene-based polymer having an active lithium terminal to be reacted with such a specific urea derivative is one selected from butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, etc., using a lithium compound as a polymerization initiator, or More conjugated diene compounds,
Alternatively, it was obtained by copolymerizing a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound selected from styrene, α-methylstyrene, p-methyl-styrene and the like in a hydrocarbon solvent, and the polymerization reaction was substantially completed. Then, it is subjected to a reaction with the specific urea derivative.

かかる変性共役ジエン系重合体のムーニー粘度(M
L1+4,100℃)は30〜150の範囲であり、ムーニー粘度が
30未満では最終的な組成物、反撥弾性、耐発熱性等の加
硫物物性が劣り、ムーニー粘度が1〜50を超えると、粘
度が極端に高くなり、カーボンブラック等の配合剤の分
散が悪化し、目標とする物性を得ることができない。
The Mooney viscosity of the modified conjugated diene polymer (M
L 1 + 4 , 100 ° C) is in the range of 30 to 150, and the Mooney viscosity is
If it is less than 30, the final composition, impact resilience, heat resistance and other vulcanized physical properties are inferior, and if the Mooney viscosity exceeds 1 to 50, the viscosity becomes extremely high and the dispersion of compounding agents such as carbon black It deteriorates, and the target physical properties cannot be obtained.

また変性共役ジエン系重合体のガラス転移温度(Tg)は-1
00〜-20℃の範囲である。変性共役ジエン系重合体のガ
ラス転移温度は、D.S.C(示差熱走査計)によって測定
され、構成する単量体の共役ジエン化合物、ビニル芳香
族化合物の種類および、共役ジエン化合物の結合様式に
よって変化できる。
The glass transition temperature (Tg) of the modified conjugated diene polymer is -1.
It is in the range of 00 to -20 ° C. The glass transition temperature of the modified conjugated diene polymer is measured by DSC (Differential Thermal Scanning Meter) and can be changed depending on the type of conjugated diene compound, vinyl aromatic compound, and bonding mode of the conjugated diene compound. .

上記ガラス転移温度の範囲は、得られたタイヤ用ゴム組
成物が、反撥弾性、耐発熱性、耐摩耗性強度、低温特性
を保持するために必要な範囲であり、上記範囲以外では
いずれかの性能に問題が出る。
The range of the glass transition temperature is obtained rubber composition for tires, impact resilience, heat resistance, abrasion resistance strength, is a range necessary for maintaining low-temperature characteristics, any of other than the above range There is a problem with performance.

本発明の変性共役ジエン重合体が共役ジエン化合物とビ
ニル芳香族化合物との共重合体である場合、ビニル芳香
族化合物の組成は、上記ガラス転移温度の範囲内の量と
なる。変性共役ジエン系重合体としては、ポリブタジエ
ン、ポリイソプレン、ブタジエン−イソプレン共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重
合体が好ましく、特にポリブタジエンおよびスチレン−
ブタジエン共重合体が好ましい。この場合において、ブ
タジエン部分のビニル結合量は10〜85%の範囲であるこ
とが好ましく、スチレンの含有量は0〜50重量%の範囲
であること好ましい。上記ゴム状重合の基本性質はブタ
ジエン部分のビニル結合量、スチレンの含有量および分
子の連鎖状態により大きく変化するが、それらの量は、
使われる用途およびブレンドする他の共重合体の種類お
よび量等によって種々の値とすることが可能である。
When the modified conjugated diene polymer of the present invention is a copolymer of a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound, the composition of the vinyl aromatic compound is within the above glass transition temperature range. As the modified conjugated diene polymer, polybutadiene, polyisoprene, butadiene-isoprene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-isoprene-butadiene copolymer is preferable, and polybutadiene and styrene are particularly preferable. −
Butadiene copolymers are preferred. In this case, the vinyl bond content of the butadiene portion is preferably in the range of 10 to 85%, and the styrene content is preferably in the range of 0 to 50% by weight. The basic properties of the rubber-like polymerization vary greatly depending on the amount of vinyl bonds in the butadiene portion, the content of styrene, and the chain state of the molecules.
Various values can be set depending on the use and the type and amount of other copolymer to be blended.

特にスチレン−ブタジエン共重合体の場合、スチレンの
連鎖分布(ブタジエン単位の二重結合をすべてオゾン開
裂して得た分解物のゲルパーミエーシヨンクロマトグラ
フ(GPC)によって分析(高分子学会予稿集29巻9号2055
頁))は、反撥弾性、耐発熱性を向上させるためにはス
チレンの単連鎖がスチレン含有量の40重量%以上、スチ
レンが8個以上連なったスチレン長連鎖はスチレン含有
量の5重量%以下であることが好ましい。また共重合体
中のスチレン組成の分布は、分子鎖中で均一であっても
不均一に分布していてもよい。
Particularly in the case of a styrene-butadiene copolymer, the chain distribution of styrene (analyzed by gel permeation chromatography (GPC) of a decomposition product obtained by ozone cleavage of all double bonds of the butadiene unit) Volume 9 Issue 2055
)) Is a styrene single chain of 40% by weight or more of the styrene content and a styrene long chain of 8 or more styrene chains of 5% or less of the styrene content in order to improve impact resilience and heat resistance. Is preferred. The distribution of styrene composition in the copolymer may be uniform or non-uniform in the molecular chain.

本発明の変性共役ジエン系重合体はGPCによって測定さ
れる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/M
n)で表わされる分子量分布が、1.2〜3.5の範囲であるこ
とが、比較的良好な物性と加工性のバランスを有するた
めに好ましい。
The modified conjugated diene-based polymer of the present invention has a ratio (Mw / M) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by GPC.
The molecular weight distribution represented by n) is preferably in the range of 1.2 to 3.5 in order to have a relatively good balance between physical properties and processability.

分子量分布の形状に関しては、モノモーダルであっても
バイモーダル以上の多数のGPCのクロマトグラフのピー
クを有するものであってもよい。
Regarding the shape of the molecular weight distribution, it may be monomodal or may have bimodal or more bimodal GPC chromatographic peaks.

活性リチウム末端を有する重合体は以下に示す方法で得
られる。
The polymer having an active lithium terminal can be obtained by the method described below.

すなわち、n-ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン等の
不活性炭化水素溶媒中において、n-ブチルリチウム、se
c-ブチルリチウム等のリチウム系開始剤として、共役ジ
エン化合物を重合または共役ジエン化合物とビニル芳香
族化合物とを共重合するが、得られる重合体の共役ジエ
ン部のミクロ構造、ビニル芳香族化合物の含有量、連鎖
分布、共重合体の分子量分布等のポリマーの構造を所定
のものとするために種々の方法を採用することが可能で
ある。例えば、重合系内に、極性化合物にして例えばジ
エチルエーテル、テトラハイドロフラン、エチレングリ
コールジエチルエーテル等のエーテル類やトリエチルア
ミン、テトラメチルエチレンジアミン等のアミン類を添
加することによって、重合体中の共役ジエン部分のミク
ロ構造のコントロールならびに共重合体中のビニル芳香
族化合物の連鎖分布をコントロールすることが可能であ
る。また、共重合体の合成においては、共重合性の悪い
モノマー成分の重合系内への添加方法を工夫することで
連鎖分布のコントロールも可能となる。
That is, n-butyllithium, se in an inert hydrocarbon solvent such as n-hexane, cyclohexane, benzene, etc.
As a lithium-based initiator such as c-butyllithium, a conjugated diene compound is polymerized or a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound are copolymerized, and the microstructure of the conjugated diene portion of the obtained polymer, vinyl aromatic compound Various methods can be adopted to make the structure of the polymer such as content, chain distribution, and molecular weight distribution of the copolymer predetermined. For example, the conjugated diene moiety in the polymer is added to the polymerization system by adding a polar compound such as ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol diethyl ether and amines such as triethylamine and tetramethylethylenediamine. It is possible to control the microstructure and the chain distribution of the vinyl aromatic compound in the copolymer. Further, in the synthesis of the copolymer, the chain distribution can be controlled by devising the method of adding the monomer component having poor copolymerizability into the polymerization system.

前記重合および共重合反応は通常0〜150℃の反応温度
において実施されるが、活性末端が失活する条件や、架
橋によってゲルが生成する条件は好ましくない。重合お
よび共重合反応は、回分重合方法または連続重合方法そ
れらの組合せ等いずれの工学的方法でも実施できる。
The above-mentioned polymerization and copolymerization reactions are usually carried out at a reaction temperature of 0 to 150 ° C., but the conditions under which the active terminals are deactivated and the conditions under which a gel is formed by crosslinking are not preferred. The polymerization and copolymerization reactions can be carried out by any engineering method such as batch polymerization method or continuous polymerization method and a combination thereof.

本発明で活性リチウム末端を有する重合体を反応させた
官能基を有する変性重合体とする尿素誘導体は、前記一
般式で表わされる化合物であり、それらの化合物の例と
しては、1,3-ジエチル-2−イミダゾリジノン、1,3-ジ
メチル-2−イミダゾリジノン、1,3-ジプロピル-2−イ
ミダゾリジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6−テトラヒドロ
-2(1H)−ピリミジノン等があげられるが、1,3-ジメチル
-2−イミダゾリジノンが好ましい。
The urea derivative as a modified polymer having a functional group obtained by reacting a polymer having an active lithium terminal in the present invention is a compound represented by the above general formula, and examples of these compounds include 1,3-diethyl. -2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro
-2 (1H) -pyrimidinone and the like include 1,3-dimethyl
-2-Imidazolidinone is preferred.

本発明で使用する尿素誘導体はリチウム末端重合体と接
触すると、ほぼ瞬時に定量的に反応する。従って、リチ
ウム末端重合体との反応は、活性リチウムのほぼ等量の
尿素誘導体を添加することによって可能である。
When the urea derivative used in the present invention comes into contact with the lithium-terminated polymer, it reacts quantitatively almost instantly. Therefore, reaction with the lithium-terminated polymer is possible by adding approximately the same amount of urea derivative of active lithium.

本発明においては、全重合体分子の25重量%以上、好ま
しくは40重量%以上が特定の尿素誘導体で変性されてい
ることが必要である。
In the present invention, it is necessary that 25% by weight or more, preferably 40% by weight or more of all polymer molecules are modified with a specific urea derivative.

また、本発明で使用する官能基によって変性された共役
ジエン系重合体は、その一部が分岐構造を有しているこ
とも可能である。かかる分岐構造は、重合体の低温流れ
の改良や、加工性の改良のために導入される。分岐構造
とするためには、少量の二官能性以上の単量体、例えば
ビニルベンゼンを共重合する方法や、活性末端の一部を
四塩化ケイ素、四塩化スズなどの三官能性以上の活性ハ
ロゲン化合物やポリエポキシ化合物、ポリエステル等と
反応させる方法が採用される。これらの分岐構造は、変
性共役ジエン系重合体の特徴を失わせない範囲内で導入
することが望ましい。
In addition, the conjugated diene polymer modified with a functional group used in the present invention may partially have a branched structure. Such a branched structure is introduced for improving the low temperature flow of the polymer and improving the processability. In order to obtain a branched structure, a method of copolymerizing a small amount of a difunctional or higher functional monomer, for example, vinylbenzene, or a part of the active terminal having trifunctional or higher functional activity such as silicon tetrachloride or tin tetrachloride. A method of reacting with a halogen compound, a polyepoxy compound, polyester or the like is adopted. It is desirable that these branched structures are introduced within a range in which the characteristics of the modified conjugated diene polymer are not lost.

前記の製造方法によって溶液中で得られた変性共役ジエ
ン系重合体は、所定の反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル
-p-クレゾールのような酸化防止剤を添加した後、生成
重合体を分離、洗浄乾燥等の後処理を行ない、目的とす
る重合体を得ることができる。また。パラフィン系、ナ
フテン系、アロマチック系などのゴム用伸展油を添加し
たマスターバッチとして使用に供することもできる。
The modified conjugated diene-based polymer obtained in the solution by the above-mentioned production method is 2,6-di-tert-butyl after completion of a predetermined reaction.
After the addition of an antioxidant such as -p-cresol, the produced polymer is separated, and post-treatments such as washing and drying are performed to obtain the desired polymer. Also. It can also be used as a masterbatch to which a rubber extending oil such as a paraffin type, a naphthene type or an aromatic type is added.

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、前記特定の官能
基を有する変性共役ジエン重合体は、原料ゴム成分の30
〜90重量%、好ましくは35〜85重量%が使用される。
In the rubber composition for a tire of the present invention, the modified conjugated diene polymer having the specific functional group is 30 of the raw rubber component.
~ 90% by weight, preferably 35-85% by weight is used.

使用量が90重量%をこえると、変性共役ジエン系重合体
単独の場合との差がなく、一方30重量%未満では、変性
共役ジエン系重合体を使用した場合と非変性の重合体を
使用した場合との差が実質上ほとんど表われない。
When the amount used exceeds 90% by weight, there is no difference from the case of using the modified conjugated diene polymer alone. On the other hand, when the amount is less than 30% by weight, the case of using the modified conjugated diene polymer and the non-modified polymer are used. The difference from the case where it was done is practically almost nonexistent.

つぎに、本発明のタイヤ用ゴム組成物において前記の
[I]の変性共役ジエン系重合体と共に原料ゴムを構成
するゴム状重合体は、[II]天然ゴムあるいはシス-1,4
結合量が90%以上のポリイソプレンゴムから選ばれた1
種以上、[III]ポリブタジエンゴムあるいは、スチレ
ン含有量が3〜50重量%であるスチレン−ブタジエン共
重合体ゴムから選ばれた1種以上である。
Next, in the rubber composition for a tire of the present invention, the rubber-like polymer which constitutes the raw material rubber together with the modified conjugated diene-based polymer of [I] is [II] natural rubber or cis-1,4
1 selected from polyisoprene rubber with a binding amount of 90% or more
One or more selected from [III] polybutadiene rubber and styrene-butadiene copolymer rubber having a styrene content of 3 to 50% by weight.

[II]の原料ゴム成分は原料ゴムの5〜65重量%、好ま
しくは10〜60重量%であり、[III]の原料ゴム成分は
原料ゴムの5〜65重量%、好ましくは10〜60重量%であ
り、[II]と[III]の合計量は原料ゴムの10〜70重量
%である。
The raw rubber component of [II] is 5 to 65% by weight, preferably 10 to 60% by weight of the raw rubber, and the raw rubber component of [III] is 5 to 65% by weight, preferably 10 to 60% by weight of the raw rubber. %, And the total amount of [II] and [III] is 10 to 70% by weight of the raw rubber.

[II]の原料ゴム成分の天然ゴムあるいはシス-1,4結合
が90%以上のポリイソプレンゴムは、本発明のタイヤ用
ゴム組成物において、耐発熱性、引張強度、耐屈曲性な
どの加硫物性およびロール加工性、押出加工性、グリー
ン強度、タックなどの加工特性を望ましいものとするた
めの成分として用いられる。特にタイヤ用ゴム組成物の
各用途のうち、大型タイヤのトレッド用途、タイヤ全般
のサイドウォール用途、カーカス用途にはこの成分は必
要である。
The natural rubber or the polyisoprene rubber having 90% or more of cis-1,4 bonds as the raw material rubber component of [II] is added to the rubber composition for a tire of the present invention such as heat resistance, tensile strength, and flex resistance. It is used as a component for making desirable processing characteristics such as vulcanizate properties, roll processability, extrusion processability, green strength, and tack. Particularly, of the respective uses of the rubber composition for tires, this component is necessary for tread use of large tires, sidewall use of tires in general, and carcass use.

[III]の原料ゴム成分はポリブタジエンゴムあるいは
スチレン含有量が3〜50重量%のスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムである。ポリブタジエンゴムとしては、シ
ス1,4結合量が90%以上である高シスポリブタジエンゴ
ムやリチウム系触媒による低シスポリブタジエンゴム、
さらに、1,2ビニル結合量が30〜85%の中ビニルない
し高ビニル含有量のポリブタジエンゴムが使用される。
またスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとしては乳化重
合方法によるものや、リチウム系触媒によりブタジエン
部のビニル結合量が10〜80%のものがあり、スチレン含
有量は3〜50重量%の範囲であり、スチレン含有量が50
重量%をこえると、耐摩耗性、低温特性、耐発熱性が悪
化するので好ましくない。これらのポリブタジエンゴム
またはスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、ムーニー
粘度(ML1+4,100℃)が30〜150の範囲、ガラス転移温
度が-110℃〜-20℃の範囲のものが好ましい。
The raw rubber component [III] is a polybutadiene rubber or a styrene-butadiene copolymer rubber having a styrene content of 3 to 50% by weight. As polybutadiene rubber, high cis polybutadiene rubber having a cis 1,4 bond content of 90% or more and low cis polybutadiene rubber using a lithium-based catalyst,
Furthermore, polybutadiene rubber having a 1,2-vinyl bond content of 30 to 85% of medium vinyl or high vinyl content is used.
Styrene-butadiene copolymer rubbers include those produced by emulsion polymerization and those having a vinyl bond content in the butadiene portion of 10-80% due to a lithium-based catalyst, and the styrene content is in the range of 3-50% by weight. , Styrene content is 50
If it exceeds 5% by weight, abrasion resistance, low temperature characteristics and heat resistance are deteriorated, which is not preferable. These polybutadiene rubbers or styrene-butadiene copolymer rubbers preferably have a Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C) in the range of 30 to 150 and a glass transition temperature in the range of -110 ° C to -20 ° C.

上記のポリブタジエンゴムおよびスチレン−ブタジエン
ゴムは本発明のタイヤ用ゴム組成物の目的に応じて、分
子量、分子量分布、分岐の程度の異なるものを使用す
る。
As the above polybutadiene rubber and styrene-butadiene rubber, those having different molecular weights, molecular weight distributions, and degrees of branching are used according to the purpose of the rubber composition for a tire of the present invention.

[III]の原料ゴム成分は本発明のタイヤ用ゴム組成物
において、引張強度、耐摩耗性、ウエットスキッド特
性、耐屈曲性等の加硫物物性を[I]の原料ゴム成分と
共にバランスを改良すると共に、ロール加工性、押出加
工性等の加工性をコントロールするために使用され、特
に乗用車タイヤ用のトレッド、サイドウォール、ビード
部等においてこの成分は使用される。
In the rubber composition for a tire of the present invention, the raw material rubber component of [III] has improved balance in vulcanized physical properties such as tensile strength, abrasion resistance, wet skid property, and flex resistance with the raw material rubber component of [I]. In addition, it is used to control processability such as roll processability and extrusion processability, and this component is used especially in treads, sidewalls, beads, etc. for passenger car tires.

本発明において[I]〜[III]の原料ゴムの合計量は1
00重量部である。
In the present invention, the total amount of the raw material rubbers [I] to [III] is 1
00 parts by weight.

また本発明においては[I]〜[III]の原料ゴムの重
量平均のガラス転移温度は-100〜-40℃の範囲である。
In the present invention, the weight average glass transition temperature of the raw rubbers [I] to [III] is in the range of -100 to -40 ° C.

本発明において原料ゴムの重量平均のガラス転移温度は
次式で示される値である。
In the present invention, the weight average glass transition temperature of the raw rubber is a value represented by the following formula.

Tgm=Σwi×Tgi/ΣWi Tgm:重量平均のガラス転移温度 Tgi:i成分のガラス転移(DSCでの測定値) Wi:i成分の重量分率 原料ゴムの平均のガラス転移温度は、タイヤ用ゴム組成
物の使用用途によって適宜選定される。例えば、低温性
能が重視されるスノータイヤやスタッドレスタイヤのト
レッドの原料ゴムでは上記の平均のガラス転移温度は-1
00〜-70℃の範囲が好ましく、一方、ウエット・グリッ
プ性能や操縦安定性が重視される高性能タイヤやレーシ
ングタイヤのトレッドの原料ゴムでは平均のガラス転移
温度は-65〜-40℃の範囲であることが好ましく、またそ
の他の乗用車タイヤや、大型のタイヤのトレッドでは、
-90〜-50℃の範囲であることが好ましい。また、トレッ
ド以外のタイヤの部分の組成物の原料ゴムもその用途に
応じて、-100〜-40℃の範囲から選ばれる。原料ゴムの
平均のガラス転移温度が-40℃をこえると、低温特性が
悪化する。
Tgm = Σwi × Tgi / ΣWi Tgm: Weight-average glass transition temperature Tgi: Glass transition of i component (measured by DSC) Wi: Weight fraction of i component Average glass transition temperature of raw rubber is rubber for tires It is appropriately selected depending on the intended use of the composition. For example, the average glass transition temperature above is -1 for rubber raw materials for treads of snow tires and studless tires where low temperature performance is important.
The range of 00 to -70 ° C is preferable, while the average glass transition temperature is -65 to -40 ° C for raw rubber of treads for high performance tires and racing tires where wet grip performance and steering stability are important. Is preferable, and in other passenger car tires and treads of large tires,
It is preferably in the range of -90 to -50 ° C. In addition, the raw material rubber of the composition of the tire portion other than the tread is also selected from the range of -100 to -40 ° C according to the application. If the average glass transition temperature of the raw material rubber exceeds -40 ° C, the low temperature characteristics deteriorate.

本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、カーボンブラ
ックを原料ゴム100重量部あたり、30〜120重量部、好ま
しくは35〜100重量部含有する。カーボンブラックとし
ては、補強性の高いファーネスブラックを使用すること
が好ましく、SAF、ISAF、HAF、FEF、SRF級等の粒径のも
ので、各種ストラクチャーのものが使用される。カーボ
ンブラックの構造はヨウ素吸着量、DEP吸油量、窒素比
表面積等で表わされる。これらによって加硫ゴムの性質
が変化するが、本発明においては、ヨウ素吸着量30〜20
0mg/g、DBP吸油量が60〜160cm2/100g、窒素比表面積が3
0〜150m2/gのカーボンブラックをタイヤ用ゴム組成物に
要求される性能に応じて使用することが好ましい。カー
ボンブラックの量が原料ゴム100重量部あたり30重量部
未満では、補強効果が少なく、引張強度等が低下し、12
0重量部を上回ると、反撥弾性、耐発熱性が低下して好
ましくない。
In the tire rubber composition of the present invention, carbon black is contained in an amount of 30 to 120 parts by weight, preferably 35 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of the raw material rubber. As the carbon black, it is preferable to use furnace black having a high reinforcing property, and those having a particle size of SAF, ISAF, HAF, FEF, SRF grade and the like and having various structures are used. The structure of carbon black is represented by iodine adsorption, DEP oil absorption, nitrogen specific surface area, and the like. Although the properties of the vulcanized rubber are changed by these, in the present invention, the iodine adsorption amount of 30 to 20
0 mg / g, DBP oil absorption amount 60~160cm 2 / 100g, nitrogen specific surface area of 3
It is preferable to use 0 to 150 m 2 / g of carbon black depending on the performance required for the rubber composition for tires. If the amount of carbon black is less than 30 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber, the reinforcing effect is small and the tensile strength and the like decrease.
If it exceeds 0 parts by weight, impact resilience and heat resistance are deteriorated, which is not preferable.

本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、ゴム用伸展油
を原料ゴム100重量部あたり5〜80重量部、好ましくは
5〜60重量部含有する。ゴム用伸展油としては、アロマ
チック系、ナフテン系、パラフィン系の伸展油が本発明
のタイヤ用ゴム組成物の使用用途に応じて使用される。
低温特性が要求されるスタッドレスタイヤやスノータイ
ヤのトレッド用途、ならびに耐発熱性が要求されるカー
カスの用途には、ナフテン系やパラフィン系のゴム用伸
展油が好ましく使用され、ウエットグリップ性能が要求
される用途においては、アロマチックオイルを、多く使
用する等の使用方法が行なわれる。
The rubber composition for tires of the present invention contains the extender oil for rubber in an amount of 5 to 80 parts by weight, preferably 5 to 60 parts by weight, per 100 parts by weight of the raw rubber. As the rubber extending oil, an aromatic, naphthene or paraffin extending oil is used depending on the intended use of the rubber composition for a tire of the present invention.
For tread applications such as studless tires and snow tires that require low-temperature characteristics, and carcass applications that require heat resistance, naphthene-based and paraffin-based extenders for rubber are preferably used, and wet grip performance is required. In some applications, the aromatic oil is used in a large amount.

ゴム伸展油が5重量部未満では、ゴム伸展油によるカー
ボンブラックの分散改良効果が少なく、一方80重量部を
上回ると引張強度、耐摩耗性、耐発熱性等が悪化し好ま
しくない。
If the amount of the rubber extending oil is less than 5 parts by weight, the effect of improving the dispersion of carbon black by the rubber extending oil is small, while if it exceeds 80 parts by weight, the tensile strength, abrasion resistance, heat resistance, etc. are deteriorated.

本発明の組成物において用いられる加硫剤は、硫黄を主
とするものであり、他にパーオキサイド類や、硫黄供与
物質も使用できる。加硫剤は、原料ゴム100重量部あた
り0.05〜5重量部の範囲で用いらるが、加硫剤が硫黄の
場合、ゴム100重量あたり1.5〜3.0重量部の範囲が好ま
しい。
The vulcanizing agent used in the composition of the present invention is mainly composed of sulfur, and peroxides and sulfur donating substances can also be used. The vulcanizing agent is used in the range of 0.05 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber, and when the vulcanizing agent is sulfur, the range of 1.5 to 3.0 parts by weight is preferable per 100 parts by weight of the rubber.

更に、本発明の組成物においては必要に応じて各種のゴ
ム用配合薬品が使用される。これらのゴム用配合薬品と
しては、ステアリン酸、亜鉛華などの加硫助剤、スルフ
ェンアミド系、チウラム系、グアニジン系など各種系統
の加硫促進剤、アミン系やフェノール系の老化防止剤、
オゾン劣化防止剤、加工助剤、粘着付与剤等の各種配合
剤があり、本発明のタイヤ組成物の各用途に従って、適
宜使用される。
Further, in the composition of the present invention, various compounding chemicals for rubber are used if necessary. Compounding agents for these rubbers include vulcanization aids such as stearic acid and zinc white, vulcanization accelerators of various systems such as sulfenamide-based, thiuram-based, guanidine-based, amine-based and phenol-based antioxidants,
There are various compounding agents such as antiozonants, processing aids, tackifiers, etc., which are appropriately used according to each application of the tire composition of the present invention.

本発明の組成物は、上記各成分を公知のゴム用混練機械
のインターナルミキサー、オープンロール等によって配
合混練され、押出等の工程を経て成型された後、トレッ
ド、サイドウォール、カーカス等のタイヤの各部位を組
み立て、最後に130〜200℃の温度にて10〜60分加硫され
る。
The composition of the present invention, the above components are compounded and kneaded by an internal mixer of a known rubber kneading machine, an open roll or the like, and after being molded through a process such as extrusion, a tire such as a tread, a sidewall or a carcass. Each part is assembled and finally vulcanized at a temperature of 130 to 200 ° C for 10 to 60 minutes.

本発明のタイヤ用ゴム組成物はすぐれた反撥弾性および
耐発熱性を有し、従来の原料ゴムを使用した組成物に比
べて耐摩耗性やウエット・スキッド特性とのバランスが
良好であり、同時に加工性が良好であるため配合の自由
度が高く、場合によっては、カーボンブラックやゴム用
伸展油の種類や量を調節することにより、従来の原料ゴ
ム組成物と同等の反撥弾性あるいは耐発熱性を保持し、
耐摩耗性やウエットスキッド特性を大巾に改良すること
も可能である。
The rubber composition for a tire of the present invention has excellent impact resilience and heat resistance, and has a good balance between abrasion resistance and wet skid characteristics as compared with a composition using a conventional raw material rubber, and at the same time, Since it has good processability, it has a high degree of freedom in compounding, and in some cases, by adjusting the type and amount of carbon black and extender oil for rubber, it is possible to obtain the same impact resilience or heat resistance as conventional raw rubber compositions. Hold
It is also possible to greatly improve wear resistance and wet skid characteristics.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、低燃費タイヤ、オール
シーズンタイヤ、高性能タイヤ、スタッドレスタイヤ等
のタイヤレッドに特に好適であり、また、サイドウォー
ル、アンダートレッド、カーカス、ビード部等にもその
すぐれた加硫物性と加工性のバランスを生かして使用す
ることが可能である。
The rubber composition for tires of the present invention is particularly suitable for tire reds such as fuel-efficient tires, all-season tires, high-performance tires, and studless tires, and also for sidewalls, undertreads, carcass, bead parts and the like. It can be used by taking advantage of the excellent balance between vulcanized physical properties and processability.

[実施例] 以下、実施例および比較例を示す。これらは本発明を説
明するものであって、範囲を限定するものではない。
[Examples] Examples and comparative examples will be described below. These are illustrative of the invention and are not limiting in scope.

実施例において、ポリマー構造の測定、加硫物物性等の
測定は以下に示す方法に従って行なった。
In the examples, the measurement of polymer structure and the physical properties of vulcanized products were performed according to the methods described below.

ムーニー粘度は通常の方法にてLローターを使用して10
0℃にて測定した。結合スチレンは紫外線吸収スペクト
ル法により、262nmのフェニル基に基づく吸収から算出
した。ブタジエン部のミクロ構造は赤外分光光度計を用
いて、ハンプトン法により計算した。
The Mooney viscosity is 10 using the L rotor in the usual way.
It was measured at 0 ° C. The bound styrene was calculated from the absorption based on the phenyl group at 262 nm by the ultraviolet absorption spectrum method. The microstructure of the butadiene part was calculated by the Hampton method using an infrared spectrophotometer.

ガラス転移温度は、DSCを使用し、ASTMD3417-75に従っ
て比熱の温度変化を測定し、外挿温度(Tgf)をガラス転
移温度とした。
For the glass transition temperature, a DSC was used, and the change in specific heat according to ASTM D3417-75 was measured, and the extrapolated temperature (Tgf) was taken as the glass transition temperature.

加硫物の引張強度はJIS-K-6301によって測定した。JIS
反撥弾性は、JIS-K-6301に従い70℃にて測定した。
The tensile strength of the vulcanized product was measured according to JIS-K-6301. JIS
The impact resilience was measured at 70 ° C. according to JIS-K-6301.

耐発熱性は、グッドリッチフレクソメーターを使用し、
スタート温度50℃、荷重26ポンド、変位5.71mm、回転数
1800rpmの条件で測定した。
For heat resistance, use a Goodrich flexometer,
Start temperature 50 ° C, load 26 lbs, displacement 5.71 mm, rotation speed
It was measured under the condition of 1800 rpm.

耐摩耗性はピコ摩耗試験機を用いて測定した。ウエッド
スキッド抵抗性は、英国道路研究所製装置にて測定し
た。加工性は、配合物のロール操作性、押出加工性にて
判断した。ロール操作性は6インチロールを使用し、配
合物の巻き付き性、操作性等で評価した。
Abrasion resistance was measured using a pico abrasion tester. The wet skid resistance was measured by a device manufactured by the British Road Research Institute. The processability was judged by the roll operability and extrusion processability of the compound. The roll operability was evaluated by using the 6-inch roll and wrapping property and operability of the compound.

押出加工性は、ガーベイダイ押出機を装着したブラベン
ダープラストグラフを用い、押出物の形状、表面肌の状
態で判断した。
The extrusion processability was judged by the shape of the extrudate and the surface texture using a Brabender plastograph equipped with a Garvey die extruder.

ロール加工性の評価基準は、まきつき状態がよくかつ粘
着がなくて、操作がやりやすいものをAとし、バギング
してまきつかず、操作が困難なものを最悪のDとし、中
間をB、Cの順とした。
The evaluation criteria for roll processability are as follows: A is one that is easy to operate with good clinging and no stickiness, A is the one that is difficult to operate due to bagging and is difficult to handle, and B is the middle, and C is the middle. In order.

押出加工性は、表面肌が良好で、エッジの切れが良いも
のをA、表面肌が荒く、押出むらや、エッジの形状が劣
るものを最悪のDとし、中間をB、Cの順とした。
As for the extrusion processability, A has good surface texture and good edge cutting, worst D has rough surface texture, uneven extrusion and poor edge shape, and the middle is B and C. .

実施例と比較例において表1〜表4に示す重合体を使用
した。
The polymers shown in Tables 1 to 4 were used in Examples and Comparative Examples.

表1に示すBR-A〜BR-C、SBR-D〜SBR-Kはすべて特定の尿
素化合物によって変性されたBR(ポリブタジエンゴ
ム)、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)であり、表4
に示すBR-a〜BR-c、SBR-d〜SBRkは変性されていないB
R、SBRであり、比較のための試料である。
BR-A to BR-C and SBR-D to SBR-K shown in Table 1 are all BR (polybutadiene rubber) and SBR (styrene-butadiene rubber) modified with a specific urea compound.
BR-a to BR-c and SBR-d to SBRk shown in B are unmodified B
R and SBR are samples for comparison.

これらの試料は以下に示す方法で調整した。These samples were prepared by the method shown below.

試料BR-Aは、シクロヘキサンを溶媒とし、ブタジエン濃
度16%、n-ブチルリチウムをブタジエン100gあたり0.06
5g、テトラハイドロフランをブタジエン100gあたり0.05
gの割合で第1の反応器に下部より連続的に供給し、反
応器内温を90〜100℃に保ちつつ、この反応器上部より
重合反応反応が完了した重合体溶液を連続的に取り出し
て第2の反応器に供給した。第1の反応器において反応
溶液の平均滞留時間は60分であった。第2の反応器の温
度を90℃に保ち、活性リチウム末端1モルあたり0.95モ
ルに相当する1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンとして
重合体100gあた 0.085gを尿素化合物として連続的に供
給して反応させ、官能基を導入した。このようにして得
られた重合体溶液に安定剤として2,6-ジ-tert-ブチル-p
−クレゾールを重合体100gあたり0.5gの割合で加え、溶
剤を加熱除去して重合体を得た。
Sample BR-A used cyclohexane as the solvent and had a butadiene concentration of 16% and n-butyllithium of 0.06 per 100 g of butadiene.
5 g, tetrahydrofuran 0.05 per 100 g of butadiene
Continuously feed from the bottom to the first reactor at a rate of g, keep the internal temperature of the reactor at 90 to 100 ° C, and continuously take out the polymer solution in which the polymerization reaction is completed from the top of the reactor. And fed to the second reactor. The average residence time of the reaction solution in the first reactor was 60 minutes. The temperature of the second reactor was maintained at 90 ° C., and 100 g of the polymer as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone corresponding to 0.95 mol per mol of the active lithium terminal was continuously added as 0.085 g as the urea compound. It was supplied and reacted to introduce a functional group. 2,6-di-tert-butyl-p as a stabilizer in the polymer solution thus obtained
-Cresol was added at a rate of 0.5 g per 100 g of polymer and the solvent was removed by heating to obtain a polymer.

試料BR-aは、試料BR-Aを得た方法において、尿素化合物
のかわりにメタノールを使用した以外は同じ方法で得
た。
Sample BR-a was obtained by the same method as in the method of obtaining sample BR-A, except that methanol was used instead of the urea compound.

試料BR-B、試料SBR-E、SBR-Jは試料BR-Aを得たのと同じ
連続重合法で調整し、尿素化合物を反応させた。これら
の各試料の調整においては、極性化合物のテトラハイド
ロフランの量を増減してブタジエン部のビニル量をコン
トロールし、n-ブチルリチウム量によってムーニー粘度
をコントロールし、ブタジエンとスチレンの供給比によ
ってスチレン含有量をコントロールした。試料BR-Bは、
尿素化合物として1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノンを
使用した。
Samples BR-B, SBR-E, and SBR-J were prepared by the same continuous polymerization method used to obtain sample BR-A, and reacted with urea compounds. In the adjustment of each of these samples, the amount of vinyl compound in the butadiene part was controlled by increasing or decreasing the amount of tetrahydrofuran, which is a polar compound, the Mooney viscosity was controlled by the amount of n-butyllithium, and the styrene ratio was adjusted by the supply ratio of butadiene and styrene. The content was controlled. Sample BR-B
1,3-diethyl-2-imidazolidinone was used as the urea compound.

また試料SBR-b、SBR-e、SBR-jはそれぞれ試料BR-B、SBR
-E、SBR-Jに対応し、尿素化合物の代わりにメタノール
を使用した。
Samples SBR-b, SBR-e and SBR-j are samples BR-B and SBR, respectively.
Corresponding to -E and SBR-J, methanol was used instead of the urea compound.

試料BR-Cは、以下に示す回分重合法にて得、シクロヘキ
サンを溶媒とし、1,3-ブタジエンの15%溶液に1,3−
ブタジエン100gあたりテトラメチルエチレンジアミ
0.2g、n-ブチルリチウムを1,3-ブタジエン100gあた
り0.040g添加し、反応器内温度を30〜35℃に保ち、120
分間反応させた。重合反応終了後、重合体100gあたり0.
071gの1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを添加し10分
間反応させた。このようにして得られた重合溶液に安定
剤として、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを重合体1
00gあたり0.5gの割合で加え、溶媒を加熱除去した。
Sample BR-C was obtained by the batch polymerization method shown below, using cyclohexane as a solvent and adding 1,3-butadiene to a 15% solution of 1,3-
Tetramethylethylenediami 0.2 g per 100 g of butadiene and 0.040 g of n-butyllithium per 100 g of 1,3-butadiene were added, and the temperature inside the reactor was maintained at 30 to 35 ° C.
Let react for minutes. After completion of the polymerization reaction, 0 per 100 g of the polymer.
071 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone was added and reacted for 10 minutes. In the polymerization solution thus obtained, as a stabilizer, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol was used as a polymer 1
0.5 g was added per 00 g, and the solvent was removed by heating.

試料BR-cはBR-Cを得たのと同じ方法で尿素化合物のかわ
りにメタノールを使用した。
Sample BR-c used methanol in place of the urea compound in the same manner as BR-C was obtained.

また試料SBR-D、SBR-G、SBR-H、SBR-Kは試料BR-Cを得た
のと同じ回分重合方法において、極性化合物の量および
種類を変えてビニル量を調整し、ブタジエンとスチレン
の比率でムーニー粘度を調整し、尿素化合物として、1,
3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを反応させて、変性重
合体とした。
Samples SBR-D, SBR-G, SBR-H, and SBR-K are the same batch polymerization method used to obtain sample BR-C. The Mooney viscosity is adjusted by the ratio of styrene, and as a urea compound, 1,
3-Dimethyl-2-imidazolidinone was reacted to obtain a modified polymer.

試料SBR-d、SBR-g、SBR-h、SBR-kは、1,3-ジメチル-2-
イミダゾリジノンの代わりにメタノールを使用した官能
基を含有しない重合体である。
Samples SBR-d, SBR-g, SBR-h, SBR-k are 1,3-dimethyl-2-
It is a polymer containing no functional group in which methanol is used instead of imidazolidinone.

さらにSBR-Fは下記の方法で得た。Further, SBR-F was obtained by the following method.

試料BR-Cを得たのと同じ回分重合方法により活性リチウ
ム末端を有するスチレン−ブタジエン共重合体とし、そ
の後、活性リチウム末端1モルに対し1/2当量(1/8モ
ル)の四塩化スズをカップリング剤として添加して重合
体の一部をカップリングして分岐状とし、その後尿素化
合物として1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンを、残存
する活性リチウム末端に対して1.0モル(当初の活性リ
チウム末端に対しては0.5モル)反応させて変性重合体
とした。
Sample BR-C was obtained by the same batch polymerization method to obtain a styrene-butadiene copolymer having an active lithium end, and then 1/2 equivalent (1/8 mol) of tin tetrachloride to 1 mol of the active lithium end. Is added as a coupling agent to couple a part of the polymer to form a branched structure, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone as a urea compound is then added to the remaining active lithium terminal at 1.0 mol ( (0.5 mol with respect to the initial active lithium end) was reacted to obtain a modified polymer.

このようにして得られた重合溶液に安定剤として、2,6-
ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを重合体100gあたり0.5g
の割合で加え、溶媒を加熱除去した。
In the polymerization solution thus obtained, as a stabilizer, 2,6-
0.5 g of di-tert-butyl-p-cresol per 100 g of polymer
And the solvent was removed by heating.

GPCによる分析の結果、四塩化スズによって分岐された
比率は47%であった。
As a result of GPC analysis, the proportion branched by tin tetrachloride was 47%.

試料SBR-fは、試料SBR-Fを得たのと同じ方法で重合し、
四塩化スズでカップリングした後、尿素化合物を使用せ
ずにメタノールを反応させて得た。非変性の重合体であ
る。
Sample SBR-f was polymerized in the same way as sample SBR-F was obtained,
After coupling with tin tetrachloride, it was obtained by reacting with methanol without using a urea compound. It is an unmodified polymer.

また、本発明の原料ゴムの(II)および(III)は表2
および表3に示される市販のゴム状重合体を使用した。
Further, (II) and (III) of the raw material rubber of the present invention are shown in Table 2
And the commercially available rubbery polymers shown in Table 3 were used.

実施例1、比較例1 表5に示す配合処方に従って、表6に示す組成のブレン
ド比のゴム組成物を、加圧ニーダーによって混練混合
し、得られた未加硫物のロール加工性および押出加工性
を評価した。また、145℃で適正時間加硫し、加硫物物
性を評価した。
Example 1 and Comparative Example 1 According to the compounding recipe shown in Table 5, the rubber composition having the blending ratio shown in Table 6 was kneaded and mixed by a pressure kneader, and roll processability and extrusion of the obtained unvulcanized product. The workability was evaluated. In addition, vulcanization was performed at 145 ° C. for an appropriate time, and the vulcanized physical properties were evaluated.

その結果を表6に示す。The results are shown in Table 6.

表6により明らかな如く、本発明で限定するブレンド組
成において、官能基によって変性されたポリブタジエン
を使用した組成物は、すぐれた加工性を示し、かつ加硫
物性の反応弾性、発熱性がすぐれる。一方、変性してい
ないポリブタジエンを使用した組成物は、反発弾性、耐
発熱性が劣る。
As is clear from Table 6, in the blend composition limited by the present invention, the composition using the polybutadiene modified with a functional group shows excellent processability, and has excellent vulcanization physical properties such as reaction elasticity and exothermicity. . On the other hand, a composition using unmodified polybutadiene is inferior in impact resilience and heat resistance.

実施例2、比較例2 表5の配合処方に従って、表7に示した組成のゴム組成
物を実施例1と同じ方法で調整し、加工性および加硫物
物性の評価を実施した。その結果を表7に示す。
Example 2 and Comparative Example 2 According to the formulation of Table 5, a rubber composition having the composition shown in Table 7 was prepared in the same manner as in Example 1, and the workability and vulcanized physical properties were evaluated. The results are shown in Table 7.

表7に示す如く、本発明の組成物は、比較のための組成
物に比べて、優れた反発弾性、耐発熱性を示す。
As shown in Table 7, the composition of the present invention exhibits excellent impact resilience and heat resistance as compared with the composition for comparison.

実施例3、比較例3 表8に示す配合処方によって、表9の組成のゴム組成物
を実施例1と同等に配合混練し、加工性および加硫物物
性の評価を実施した。
Example 3, Comparative Example 3 According to the compounding recipe shown in Table 8, the rubber composition having the composition shown in Table 9 was compounded and kneaded in the same manner as in Example 1, and the workability and the vulcanized physical properties were evaluated.

結果を表9に示す。The results are shown in Table 9.

表9より明らかな如く、本発明の特定の官能基によって
変性されたスチレン−ブタジエンゴムを原料ゴムとした
組成物は、反発弾性、耐発熱性にすぐれ、ウェットスキ
ッド抵抗性および耐摩耗性も良好であると共に、未加硫
配合の加工性もすぐれている。
As is clear from Table 9, the composition using the styrene-butadiene rubber modified with a specific functional group of the present invention as a raw material rubber has excellent impact resilience and heat resistance, and also has good wet skid resistance and abrasion resistance. In addition, the workability of unvulcanized compound is excellent.

[発明の効果] 本発明の加硫ゴム組成物は、特定の尿素化合物と活性リ
チウム末端を有する共役ジエン系重合体との反応とによ
って得られた変性共役ジエン系重合体と、ポリイソプレ
ン系重合体、ポリブタジエン系重合体の3種類を原料ゴ
ムとし、ゴム用伸展油、補強性カーボンブラック、加硫
剤、その他ゴム用配合薬品を配合したタイヤ用ゴム組成
物であり、未加硫物が良好な加工性を有すると共に、反
発弾性、耐発熱性がすぐれ、これらと耐摩耗性およびウ
ェットスキッド抵抗性とのバランスが従来の組成物に比
べて改良され、タイヤのトレッド、アンダートレッド、
カーカス、サイドウォール、ビード部等のタイヤ各部の
用途に好適に用いられ、また他の加硫ゴム用途にも、そ
の性能を生かして利用することが可能であり、その工業
的意義は大きい。
EFFECTS OF THE INVENTION The vulcanized rubber composition of the present invention comprises a modified conjugated diene-based polymer obtained by the reaction of a specific urea compound and a conjugated diene-based polymer having an active lithium terminal, and a polyisoprene-based polymer. A rubber composition for tires in which three kinds of raw materials, a coalesced polymer and a polybutadiene polymer, are used as a raw material rubber, and an extender oil for rubber, a reinforcing carbon black, a vulcanizing agent, and other compounding chemicals for rubber are blended, and an unvulcanized material is good. With excellent processability, excellent impact resilience and heat resistance, the balance between these and abrasion resistance and wet skid resistance is improved as compared with conventional compositions, and tire tread, undertread,
It is suitable for use in various parts of the tire such as carcass, sidewalls and beads, and can also be used for other vulcanized rubber applications by making full use of its performance, and its industrial significance is great.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原料ゴム、カーボンブラック、ゴム用伸展
油、加硫剤、その他のゴム用配合薬品を含有するタイヤ
用ゴム組成物であって、 [I]原料ゴムの30〜90重量%が (a)炭化水素溶媒中で有機リチウム化合物を重合開始剤
として、少なくとも1種の共役ジエン化合物、或は共役
ジエン化合物とビニル芳香族化合物を重合させて得られ
た活性リチウム末端を有する重合体と、一般式 (式中、R1とR2は夫々独立にC1〜C4のアルキル基または
アルコキシアルキル基を、Yは酸素原子または硫黄原子
を、nは2〜4の整数を表す)で示される尿素誘導体と
を反応させて得られ (b)ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が30〜150 (c)ガラス転移温度(Tg)が-100〜-20℃である共役ジエン
系重合体であり、 [II]原料ゴムの5〜65重量%が、天然ゴム、またはシ
ス-1.4結合が90%以上のポリイソプレンゴムから選ばれ
た1種以上であり、 [III]原料ゴムの5〜65重量%が、ポリブタジエンゴ
ム、またはスチレン含有量が3〜50重量%であるスチレ
ン−ブタジエン共重合体から選ばれた1種以上であり、 [IV][I]〜[III]の原料ゴムの合計が100重量部で
あり、かつ[I]〜[III]の原料ゴムの重量平均のガ
ラス転移温度が-100〜-40℃であり、 [V]カーボンブラックを原料ゴム100重量部あたり30
〜120重量部含有し、 [VI]ゴム用伸展油を原料ゴム100重量部あたり5〜80
重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
1. A rubber composition for a tire containing a raw material rubber, carbon black, an extender oil for rubber, a vulcanizing agent, and other compounding chemicals for rubber, wherein 30 to 90% by weight of the raw material rubber is [I]. (a) An active lithium-terminated polymer obtained by polymerizing at least one conjugated diene compound or a conjugated diene compound and a vinyl aromatic compound using an organic lithium compound as a polymerization initiator in a hydrocarbon solvent. , General formula (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a C 1 to C 4 alkyl group or an alkoxyalkyl group, Y is an oxygen atom or a sulfur atom, and n is an integer of 2 to 4) (B) Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ℃) of 30 to 150 (c) Glass transition temperature (Tg) of -100 to -20 ℃ [II] 5 to 65% by weight of the raw rubber is one or more selected from natural rubber or polyisoprene rubber having 90% or more of cis-1.4 bonds, and [III] 5 to 65% of the raw rubber. The weight% is one or more selected from polybutadiene rubber or a styrene-butadiene copolymer having a styrene content of 3 to 50% by weight, and the total of the raw material rubbers of [IV] [I] to [III] Is 100 parts by weight, the weight average glass transition temperature of the raw material rubbers [I] to [III] is -100 to -40 ° C, and [V] The carbon black raw rubber per 100 parts by weight of 30
〜120 parts by weight, [VI] extender oil for rubber is 5-80 per 100 parts by weight of raw rubber
A rubber composition for a tire, which comprises parts by weight.
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