JPWO2016009776A1 - Manufacturing method of rubber composition for tire and pneumatic tire - Google Patents

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高幸 服部
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崇 石野
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Abstract

本発明の、天然ゴムまたは/および合成ジエン系ゴムを含むゴム成分(A)、シリカを少なくとも含む無機充填材(B)を含む充填材、シランカップリング剤(C)並びに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を含んでなるタイヤ用ゴム組成物の製造方法によれば、加工性、耐摩耗性および燃費特性をバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物、および、該タイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤを提供することができる。Rubber component (A) containing natural rubber and / or synthetic diene rubber, filler containing inorganic filler (B) containing at least silica, silane coupling agent (C) and amino acid having sulfur atom ( According to the method for producing a tire rubber composition comprising D), the tire rubber composition having improved workability, wear resistance and fuel consumption characteristics in a well-balanced manner, and the tire rubber composition are used. The produced pneumatic tire can be provided.

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法および該製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a method for producing a tire rubber composition and a pneumatic tire produced using the tire rubber composition produced by the production method.

近年、省資源、省エネルギー、加えて、環境保護の立場から、排出炭酸ガスを低減することについての社会的要求が強まっている。自動車においては、排出炭酸ガスの低減を目的として、自動車の軽量化・電気エネルギーの利用等の様々な対応策が検討されている。そのため、自動車用タイヤにおいても、転がり抵抗改善による燃費性能の向上が必要とされており、さらに、耐摩耗性や耐久性への要求も強まっている。   In recent years, from the standpoint of resource saving, energy saving and environmental protection, there is an increasing social demand for reducing carbon dioxide emissions. In automobiles, various countermeasures such as reducing the weight of automobiles and using electric energy have been studied for the purpose of reducing discharged carbon dioxide. For this reason, automobile tires are also required to have improved fuel efficiency by improving rolling resistance, and there are also increasing demands for wear resistance and durability.

これらタイヤの特性は、タイヤの構造、使用材料等種々の要素に左右されるが、特に、路面に接するトレッド部分に用いるゴム組成物の性能により大きく影響を受けるので、トレッドを中心に、タイヤ用ゴム組成物の技術的改良が数多く検討、提案され、実用化されている。例えば、低燃費性と耐摩耗性能のバランスを向上させるために、シリカや各種シランカップリング剤を使用することが検討されているが、この場合には、加工性が悪化するという問題がある。また、特許文献1には、特定のポリスルフィド化合物を用いて、特定のシランカップリング剤との反応性を向上させ、上記課題を解決しようとしているが、用いるポリスルフィド化合物が特殊な薬品のため、コストが高いという課題がある。また、特許文献2には、ジエン系ゴムと、シリカと、硫黄含有シランカップリング剤と、アミノ酸と尿素とを含み、該尿素が所定濃度の尿素水溶液として混合されることを特徴とするゴム組成物が記載されているが、この発明においては、アミノ酸と尿素水溶液の併用がシランカップリング剤の加水分解を早め、シリカの分散を促進すると考えられている。   The characteristics of these tires depend on various factors such as the structure of the tire and the materials used, but are particularly affected by the performance of the rubber composition used in the tread portion in contact with the road surface. Many technical improvements of rubber compositions have been studied, proposed, and put into practical use. For example, in order to improve the balance between low fuel consumption and wear resistance, the use of silica or various silane coupling agents has been studied. In this case, however, there is a problem that workability deteriorates. In Patent Document 1, a specific polysulfide compound is used to improve the reactivity with a specific silane coupling agent to solve the above problem. However, since the polysulfide compound used is a special chemical, the cost is low. There is a problem that is high. Patent Document 2 includes a rubber composition comprising diene rubber, silica, a sulfur-containing silane coupling agent, an amino acid and urea, and the urea is mixed as a urea aqueous solution having a predetermined concentration. In the present invention, it is considered that the combined use of an amino acid and an aqueous urea solution accelerates the hydrolysis of the silane coupling agent and promotes the dispersion of silica.

特開2014−047324号公報JP 2014-047324 A 特開2012−224685号公報JP 2012-224665A

本発明は、加工性、耐摩耗性および燃費特性をバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、および、該製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a method for producing a rubber composition for a tire having improved workability, wear resistance and fuel consumption characteristics in a well-balanced manner, and a pneumatic tire produced using the tire rubber composition produced by the production method About.

本発明者らは、上記課題解決のため、鋭意検討を重ねた結果、天然ゴムまたは合成ジエン系ゴムを含むゴム成分を、シリカを少なくとも含む充填剤およびシランカップリング剤と混練りするに際し、硫黄原子を有するアミノ酸を所定のタイミングで添加することで、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that when a rubber component containing natural rubber or synthetic diene rubber is kneaded with a filler containing at least silica and a silane coupling agent, The inventors have found that the above problem can be solved by adding an amino acid having an atom at a predetermined timing, and further studies have been made to complete the present invention.

すなわち、本発明は、
[1]天然ゴムまたは/および合成ジエン系ゴムを含むゴム成分(A)、シリカを少なくとも含む無機充填材(B)を含む充填材、シランカップリング剤(C)並びに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を含んでなるゴム組成物の製造方法であって、
混練り工程が、加硫系薬品を含まない混練の第一段階と加硫系薬品を含む混練の最終段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、
混練の第一段階は、ゴム成分(A)、無機充填材(B)の全部または一部を混練りしたのと同時乃至その後に、シランカップリング剤(C)の全部または一部加えて混練し、さらに該シランカップリング剤(C)の全部または一部を加えたのと同時乃至その後に、該硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えてさらに混練する工程を含んでなるものである、タイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[2]硫黄原子を有するアミノ酸(D)が、(1)ジスルフィド結合を有するアミノ酸、(2)メルカプト基を有するアミノ酸および(3)モノスルフィド結合を有するアミノ酸からなる群から選択される1種以上である、上記[1]記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[3]混練の第一段階において、ゴム組成物の温度が75〜180℃、好ましくは90〜170℃、より好ましくは105〜165℃、さらに好ましくは120〜155℃、さらに好ましくは125〜140℃に到達したときに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加える、上記[1]または[2]記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[4]混練の第一段階において、ゴム成分(A)にシランカップリング剤(C)を添加し終えた後、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加するまでの時間が、180秒以内、好ましくは10〜180秒、より好ましくは30〜150秒、さらに好ましくは30〜120秒である、上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[5]シランカップリング剤(C)が、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から選択される少なくとも1種である上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、

Figure 2016009776
(式中、R1は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R2は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R3は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。
aは平均値として2〜6であり、pおよびrは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として0〜3である。但しpおよびrの双方が3であることはない。)
Figure 2016009776
(式中、R4は−Cl、−Br、R9O−、R9C(=O)O−、R910C=NO−、R910CNO−、R910N−、および−(OSiR910h(OSiR91011)から選択される一価の基(R9、R10およびR11は各々水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、hは平均値として1〜4である。)であり、R5はR4、水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、R6はR4、R5、水素原子または−[O(R12O)j0.5で示される一価の基(R12は炭素数1〜18のアルキレン基、jは1〜4の整数である。)であり、R7は炭素数1〜18の二価の炭化水素基であり、R8は炭素数1〜18の一価の炭化水素基である。x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。)
Figure 2016009776
(式中、R13は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R14は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R15は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。
16は一般式
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)および(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)のいずれかの二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、または硫黄および酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2およびm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、sおよびtは各々平均値として0〜3である。但しsおよびtの双方が3であることはない。)
Figure 2016009776
(式中、R23は炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基であり、複数あるGは同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜9のアルカンジイル基またはアルケンジイル基であり、複数あるZaは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−0−]0.5、[−0−G−]0.5および[−O−G−O−]0.5から選ばれる官能基であり、複数あるZbは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−O−G−O−]0.5で表される官能基であり、複数あるZcは同一でも異なっていてもよく、各々−Cl、−Br、−ORa、RaC(=O)O−、RabC=NO−、RabN−、Ra−およびHO−G−O−(Gは上記表記と一致する。)から選ばれる官能基であり、RaおよびRbは各々炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基である。m、n、u、vおよびwは、1≦m≦20、0≦n≦20、0≦u≦3、0≦v≦2、0≦w≦1であり、且つ(u/2)+v+2w=2または3である。A部が複数である場合、複数のA部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、B部が複数である場合、複数のB部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。)
[6]シランカップリング剤(C)が、一般式(I)で表わされる化合物である、上記[5]記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[7]充填材中の無機充填材(B)の含有量が30質量%以上、好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[8]混練の第一段階におけるゴム組成物中の硫黄原子を有するアミノ酸(D)の分子数が、シランカップリング剤(C)の分子数の0.1〜1.0倍、好ましくは0.2〜0.8倍、より好ましくは0.3〜0.7倍である、上記[1]〜[7]のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[9]混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物中の50モル%以上が、ステアリン酸である、上記[1]〜[8]のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
[10]上記[1]〜[9]のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ、
に関する。That is, the present invention
[1] Rubber component (A) containing natural rubber and / or synthetic diene rubber, filler containing inorganic filler (B) containing at least silica, silane coupling agent (C), and amino acid having sulfur atom (D A process for producing a rubber composition comprising
The kneading process is composed of at least two stages of a first stage of kneading not containing a vulcanizing chemical and a final stage of kneading containing a vulcanizing chemical,
In the first stage of kneading, all or a part of the silane coupling agent (C) is added and kneaded at the same time or after all or part of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) are kneaded. In addition, a step of adding and kneading the amino acid (D) having the sulfur atom at the same time as or after adding all or a part of the silane coupling agent (C) is performed. Manufacturing method of rubber composition for tire,
[2] One or more amino acids (D) having a sulfur atom are selected from the group consisting of (1) an amino acid having a disulfide bond, (2) an amino acid having a mercapto group, and (3) an amino acid having a monosulfide bond The method for producing a rubber composition for a tire according to the above [1],
[3] In the first stage of kneading, the temperature of the rubber composition is 75 to 180 ° C, preferably 90 to 170 ° C, more preferably 105 to 165 ° C, still more preferably 120 to 155 ° C, and still more preferably 125 to 140. A method for producing a rubber composition for a tire according to the above [1] or [2], wherein the amino acid (D) having a sulfur atom is added when the temperature reaches ° C.
[4] In the first stage of kneading, the time from the addition of the silane coupling agent (C) to the rubber component (A) to the addition of the amino acid (D) having a sulfur atom is within 180 seconds, The method for producing a rubber composition for a tire according to any one of the above [1] to [3], preferably 10 to 180 seconds, more preferably 30 to 150 seconds, and still more preferably 30 to 120 seconds,
[5] Any one of the above-mentioned [1] to [4], wherein the silane coupling agent (C) is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV): A method for producing the tire rubber composition according to the item,
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxy group having 2 to 8 carbon atoms. An alkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 2 s , they may be the same or different and each is a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and when there are a plurality of R 3 May be the same or different and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
a is 2 to 6 as an average value, p and r may be the same or different, and each is 0 to 3 as an average value. However, both p and r are not 3. )
Figure 2016009776
(Wherein, R 4 is -Cl, -Br, R 9 O-, R 9 C (= O) O-, R 9 R 10 C = NO-, R 9 R 10 CNO-, R 9 R 10 N- , And-(OSiR 9 R 10 ) h (OSiR 9 R 10 R 11 ) are each a monovalent group (R 9 , R 10 and R 11 are each a hydrogen atom or a monovalent carbon atom having 1 to 18 carbon atoms. H is an average value of 1 to 4, and R 5 is R 4 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 6 is R 4 , R 5 , a hydrogen atom or a monovalent group represented by — [O (R 12 O) j ] 0.5 (R 12 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4). , R 7 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, x, y and z are x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ Are numbers satisfying the relation of 0 ≦ z ≦ 1.)
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 13 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. An alkoxyalkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 14 s , they may be the same or different, each being a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a plurality of R 15 s. In some cases, they may be the same or different, and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
R 16 is any one of the general formulas (—S—R 17 —S—), (—R 18 —S m1 —R 19 —) and (—R 20 —S m2 —R 21 —S m3 —R 22 —). Divalent groups (R 17 to R 22 are each a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen. , M1, m2 and m3 are each an average value of 1 or more and less than 4, and a plurality of k may be the same or different, each being an average value of 1 to 6, and s and t are each an average The value is 0-3. However, both s and t are not 3. )
Figure 2016009776
(In the formula, R 23 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of Gs may be the same or different, and each is an alkanediyl group or alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms. , and the the plurality of Z a may be the same or different, is a functional group capable of binding with each of two silicon atoms, and [-0-] 0.5, [- 0 -G-] 0.5 and [ —O—G—O—] is a functional group selected from 0.5 , and a plurality of Z b may be the same or different, each being a functional group capable of bonding to two silicon atoms, and [—O -G-O-] is a functional group represented by 0.5 , and a plurality of Z c may be the same or different, and each represents —Cl, —Br, —OR a , R a C (═O) O—, R a R b C = NO-, R a R b N-, R a - and HO-G-O- (G above table Consistent with a functional group selected from.), R a and R b are each a straight-chain having 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic alkyl group .m, n, u, v and w are 1 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 20, 0 ≦ u ≦ 3, 0 ≦ v ≦ 2, 0 ≦ w ≦ 1, and (u / 2) + v + 2w = 2 or 3. A part is plural In some cases, each of Z a u , Z b v and Z c w in a plurality of A parts may be the same or different. When there are a plurality of B parts, Z a u and Z b v in a plurality of B parts And Z c w may be the same or different.)
[6] The method for producing a tire rubber composition according to the above [5], wherein the silane coupling agent (C) is a compound represented by the general formula (I),
[7] Any one of [1] to [6] above, wherein the content of the inorganic filler (B) in the filler is 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. A method for producing the tire rubber composition according to the item,
[8] The number of molecules of the amino acid (D) having a sulfur atom in the rubber composition in the first stage of kneading is 0.1 to 1.0 times the number of molecules of the silane coupling agent (C), preferably 0. The method for producing a rubber composition for a tire according to any one of the above [1] to [7], which is 2 to 0.8 times, more preferably 0.3 to 0.7 times,
[9] The tire rubber according to any one of [1] to [8] above, wherein 50 mol% or more of the organic acid compound contained in the rubber composition in the first stage of kneading is stearic acid. Production method of the composition,
[10] A pneumatic tire produced using the tire rubber composition produced by the production method according to any one of [1] to [9] above,
About.

本発明によれば、未加硫時の加工性並びに加硫後の耐摩耗性および燃費特性をバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、および、該製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤを提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、尿素(より詳しくは、尿素水溶液)等の付加的な成分を使用する必要もない。   According to the present invention, a method for producing a rubber composition for a tire having a well-balanced improvement in workability during vulcanization, wear resistance after vulcanization, and fuel consumption characteristics, and a tire produced by the production method A pneumatic tire produced using the rubber composition can be provided. Further, according to the production method of the present invention, it is not necessary to use an additional component such as urea (more specifically, urea aqueous solution).

以下、本発明の構成について詳述する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

<製造方法>
本発明のゴム組成物の製造方法は、天然ゴムまたは/および合成ジエン系ゴムを含むゴム成分(A)、シリカを少なくも含む無機充填材(B)を含む充填材、シランカップリング剤(C)並びに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を含むゴム組成物の製造方法であって、
混練り工程が、加硫系薬品を含まない混練の第一段階と加硫系薬品を含む混練の最終段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、
混練の第一段階は、ゴム成分(A)、無機充填材(B)の全部または一部を混練りしたのと同時乃至その後に、シランカップリング剤(C)の全部または一部加えて混練し、さらに該シランカップリング剤(C)の全部または一部を加えたのと同時乃至その後に、該硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えてさらに混練する工程を含んでなるものであることを特徴とする。
<Manufacturing method>
The rubber composition production method of the present invention comprises a rubber component (A) containing natural rubber and / or a synthetic diene rubber, a filler containing an inorganic filler (B) containing at least silica, a silane coupling agent (C ) And an amino acid (D) having a sulfur atom,
The kneading process is composed of at least two stages of a first stage of kneading not containing a vulcanizing chemical and a final stage of kneading containing a vulcanizing chemical,
In the first stage of kneading, all or a part of the silane coupling agent (C) is added and kneaded at the same time or after all or part of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) are kneaded. Furthermore, the process further comprises a step of adding and kneading the amino acid (D) having the sulfur atom at the same time or after the addition of all or part of the silane coupling agent (C). It is characterized by.

(混練の第一段階)
混練の第一段階とは、ゴム成分(A)に、無機充填材(B)およびシランカップリング剤(C)を添加して混練する、いわゆる加硫系薬品を含まない混練段階であって、本発明においては、該第一段階で、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加して混練りする点に特徴がある。本発明において、混練の第一段階で、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加するのは、シランカップリング剤(C)のカップリング活性を高め、これにより、無機充填剤のゴム組成物への分散をより良好にするためである。また、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加するタイミングを、「シランカップリング剤(C)の全部または一部を加えたのと同時乃至その後」とするのは、硫黄原子を有するアミノ酸(D)の配合によるカップリング活性の向上効果をさらに高めるためである。即ち、無機充填材(B)とシランカップリング剤(C)との反応が十分に進行した後に、シランカップリング剤(C)とゴム成分(A)との反応を進行させることができるからである。よって、混練の第一段階が「ゴム成分(A)、無機充填材(B)の一部を混練りしたのと同時乃至その後に、シランカップリング剤(C)の一部加えて混練し、さらに該シランカップリング剤(C)の一部を加えたのと同時乃至その後に、該硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えてさらに混練する工程を含んでなるもの」である場合においては、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加える時点では、無機充填剤(B)およびシランカップリング剤(C)はその全部を添加し終えていることが好ましい。すなわち、無機充填剤(B)およびシランカップリング剤(C)はその一部がより以前の工程で既に添加されていることが好ましい。なお、混練の第一段階は、ゴム成分(A)と無機充填材(B)とシランカップリング剤(C)とを混練する段階であって、例えば、これより以前の段階で、ゴム成分(A)と無機充填材(B)以外の充填材とを混練する段階や、ゴム成分(A)のみを予備練り(素練り)する段階は含まない趣旨である。ここで、加硫系薬品とは、加硫に係る薬品を示し、具体的には、例えば、加硫剤および加硫促進剤を指す。
(First stage of kneading)
The first stage of kneading is a kneading stage that does not contain a so-called vulcanizing chemical, adding the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) to the rubber component (A) and kneading, The present invention is characterized in that the amino acid (D) having a sulfur atom is added and kneaded in the first stage. In the present invention, the addition of the sulfur atom-containing amino acid (D) in the first stage of kneading enhances the coupling activity of the silane coupling agent (C), whereby the rubber composition of the inorganic filler is obtained. It is for making dispersion | distribution of more favorable. In addition, the timing of adding the amino acid (D) having a sulfur atom is “at the same time or after adding all or a part of the silane coupling agent (C)”. This is for further enhancing the effect of improving the coupling activity due to the blending of That is, after the reaction between the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) has sufficiently proceeded, the reaction between the silane coupling agent (C) and the rubber component (A) can proceed. is there. Therefore, the first stage of kneading is “the rubber component (A) and the part of the inorganic filler (B) are kneaded at the same time or thereafter, and a part of the silane coupling agent (C) is added and kneaded, In the case of "comprising a step of adding and further kneading the amino acid (D) having the sulfur atom at the same time as or after adding a part of the silane coupling agent (C)" When the amino acid (D) having a sulfur atom is added, it is preferable that the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) have all been added. That is, it is preferable that a part of the inorganic filler (B) and the silane coupling agent (C) has already been added in an earlier step. The first stage of kneading is a stage in which the rubber component (A), the inorganic filler (B), and the silane coupling agent (C) are kneaded. For example, the rubber component ( It does not include the step of kneading A) with a filler other than the inorganic filler (B) or the step of preliminarily kneading (kneading) only the rubber component (A). Here, the vulcanized chemical refers to a chemical related to vulcanization, and specifically refers to, for example, a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.

混練の第一段階で、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えるタイミングは、シランカップリング剤(C)(好ましくは、その全部)を添加し終えるのと同時、または、それから一定時間経過以内である。該一定時間の範囲としては、例えば、180秒以内であることが好ましい。また、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えるタイミングとしては、シランカップリング剤(C)(好ましくは、その全部)を添加し終えてから10〜180秒とすることがより好ましい。さらに、下限値としては30秒以上がより好ましく、上限値としては150秒以下がより好ましく、120秒以下がさらに好ましい。この時間が10秒以上であれば、(B)と(C)の反応を予め進行させておくことができるので好ましい。一方、この時間が180秒を超えると、(B)と(C)の反応が進行し過ぎてしまい、(D)を加えることによる更なる効果が享受しにくい傾向がある。   In the first stage of kneading, the timing of adding the amino acid (D) having a sulfur atom is the same as when the silane coupling agent (C) (preferably all of them) has been added, or within a certain period of time thereafter. is there. The range of the certain time is preferably, for example, within 180 seconds. The timing for adding the amino acid (D) having a sulfur atom is more preferably 10 to 180 seconds after the addition of the silane coupling agent (C) (preferably, all of them) is completed. Further, the lower limit is more preferably 30 seconds or more, the upper limit is more preferably 150 seconds or less, and even more preferably 120 seconds or less. If this time is 10 seconds or more, the reaction of (B) and (C) can be advanced in advance, which is preferable. On the other hand, when this time exceeds 180 seconds, the reaction of (B) and (C) progresses too much, and there is a tendency that the further effect by adding (D) is difficult to enjoy.

上記のシランカップリング剤(C)のカップリング活性をより高めるためには、混練の第一段階において、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加するときのゴム組成物の温度が75〜180℃であることが好ましい。該温度が75℃未満ではカップリング活性を高めるのが難しくなる傾向があり、180℃超では高温のためゴムが劣化するおそれがある。該温度の下限値は、より好ましくは90℃、さらに好ましくは105℃、さらに好ましくは120℃、さらに好ましくは125℃である。一方、該温度の上限値は、より好ましくは170℃、さらに好ましくは165℃、さらに好ましくは155℃、さらに好ましくは140℃である。   In order to further increase the coupling activity of the silane coupling agent (C), the temperature of the rubber composition when adding the amino acid (D) having a sulfur atom is 75 to 180 ° C. in the first stage of kneading. It is preferable that If the temperature is less than 75 ° C., it tends to be difficult to increase the coupling activity, and if it exceeds 180 ° C., the rubber may deteriorate due to the high temperature. The lower limit value of the temperature is more preferably 90 ° C, further preferably 105 ° C, more preferably 120 ° C, and further preferably 125 ° C. On the other hand, the upper limit of the temperature is more preferably 170 ° C., further preferably 165 ° C., further preferably 155 ° C., and further preferably 140 ° C.

混練の第一段階は、さらに複数の段階に分割することもできる。例えば、ゴム成分(A)に、最初に、無機充填材(B)の一部および/またはシランカップリング剤(C)の一部を添加して混練し、これを一旦排出して混練物を得る段階を実施し、次に、該混練物に無機充填材(B)の残部および/またはシランカップリング剤(C)の残部および硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えて混練して混練物を得る段階を実施する場合などである。この場合において、(B)〜(D)の各薬品は、それぞれの段階で一度に添加してもよいし、(B)〜(D)の順番に従って、順次、間隔をあけて添加してもよい。ここにおいて、(D)を加えるタイミングは、上述のとおり、シランカップリング剤(C)の全部を添加し終えるのと同時、または、それから一定時間経過以内である。   The first stage of kneading can be further divided into a plurality of stages. For example, first, a part of the inorganic filler (B) and / or a part of the silane coupling agent (C) is added to the rubber component (A) and kneaded. And then kneading the kneaded product by adding the remainder of the inorganic filler (B) and / or the remainder of the silane coupling agent (C) and the amino acid (D) having a sulfur atom. For example, the stage of obtaining In this case, each chemical | medical agent of (B)-(D) may be added at once at each step, or may be added sequentially at intervals according to the order of (B)-(D). Good. Here, as described above, the timing of adding (D) is the same as when all of the silane coupling agent (C) has been added, or within a certain time.

(混練の最終段階)
本発明において、混練の最終段階とは、加硫系薬品を添加して混練りする、混練の最終段階をいう。
(Final stage of kneading)
In the present invention, the final stage of kneading refers to the final stage of kneading in which a vulcanized chemical is added and kneaded.

(混練の中間段階)
本発明におけるゴム組成物の混練工程は、混練の第一段階と混練の最終段階の間に、必要に応じ、さらに、混練の中間段階を含むものであってもよい。ここで、混練の中間段階とは、ゴム組成物に配合する薬品であって、上記(A)〜(D)や加硫系薬品以外の薬品、例えば、無機充填剤(B)以外の充填剤などを添加して混練する段階である。
(Middle stage of kneading)
The kneading step of the rubber composition in the present invention may further include an intermediate stage of kneading, if necessary, between the first stage of kneading and the final stage of kneading. Here, the intermediate stage of kneading is a chemical compounded in the rubber composition, and is a chemical other than the above (A) to (D) and the vulcanized chemical, for example, a filler other than the inorganic filler (B). Etc., and kneading.

(混練時間・温度)
混練の第一段階において、ゴム組成物の最高温度は、120〜190℃であることが好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、30秒から10分であることがより好ましく、60秒から5分であることがさらに好ましい。
(Kneading time / temperature)
In the first stage of kneading, the maximum temperature of the rubber composition is preferably 120 to 190 ° C, more preferably 130 to 175 ° C, and further preferably 140 to 170 ° C. The kneading time is preferably from 10 seconds to 20 minutes, more preferably from 30 seconds to 10 minutes, and further preferably from 60 seconds to 5 minutes.

混練の中間段階を含む場合において、該中間段階におけるゴム組成物の最高温度は、120〜190℃であることが好ましく、130〜175℃であることがより好ましく、140〜170℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、30秒から10分であることがより好ましく、60秒から5分であることがさらに好ましい。   In the case of including an intermediate stage of kneading, the maximum temperature of the rubber composition in the intermediate stage is preferably 120 to 190 ° C, more preferably 130 to 175 ° C, and 140 to 170 ° C. Further preferred. The kneading time is preferably from 10 seconds to 20 minutes, more preferably from 30 seconds to 10 minutes, and further preferably from 60 seconds to 5 minutes.

また、混練の最終段階において、ゴム組成物の最高温度は60〜140℃であることが好ましく、80〜120℃であることがより好ましく、100〜120℃であることがさらに好ましい。なお、混練時間は10秒から20分であることが好ましく、10秒から10分であることがより好ましく、20秒から5分であることがさらに好ましい。   In the final stage of kneading, the maximum temperature of the rubber composition is preferably 60 to 140 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, and further preferably 100 to 120 ° C. The kneading time is preferably 10 seconds to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and further preferably 20 seconds to 5 minutes.

なお、ある段階から次の段階に進む際には、ゴム組成物の温度を、その段階の混練終了後の温度より10℃以上低下させてから次の段階へ進むことが好ましい。   When proceeding from one stage to the next stage, it is preferable to lower the temperature of the rubber composition by 10 ° C. or more from the temperature after completion of kneading at that stage before proceeding to the next stage.

本発明の製造方法は、上記薬品以外にも、この分野で通常配合される他の薬品を適宜混練することにより、実施することができる。   The production method of the present invention can be carried out by appropriately kneading other chemicals usually blended in this field, in addition to the above chemicals.

<ゴム成分(A)>
本発明のゴム組成物の製造方法において、ゴム成分(A)は、天然ゴム(NR)または/および合成ジエン系ゴムを含むゴム成分であって、ここに、合成ジエン系ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)等を用いることができる。天然ゴムおよび合成ジエン系ゴムは、1種単独で用いてもよく、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
<Rubber component (A)>
In the method for producing a rubber composition of the present invention, the rubber component (A) is a rubber component containing natural rubber (NR) and / or a synthetic diene rubber, and as the synthetic diene rubber, styrene- Butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM) and the like can be used. Natural rubber and synthetic diene rubber may be used singly or as a blend of two or more.

<シランカップリング剤(C)>
本発明におけるシランカップリング剤(C)としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用されるシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、Evonik Degussa社製のSi75(一分子中のSの数が平均2.4であるビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド)等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、EVONIK−DEGUSSA社製のSi363、Momentive Performance Materials社製のNXT、NXT−Z30、NXT−Z45、NXT−Z60などのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等のものが挙げられる。これらのうち、シリカの分散性の観点から、スルフィド系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤が好ましい。
<Silane coupling agent (C)>
As the silane coupling agent (C) in the present invention, a silane coupling agent conventionally used in combination with silica can be used in the rubber industry. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis ( 3-mercapto sulfides such as 3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, Si75 manufactured by Evonik Degussa (bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide having an average number of S of 2.4 in one molecule) Mercapto such as propyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, Si363 manufactured by EVONIK-DEGUSSA, NXT, NXT-Z30, NXT-Z45, NXT-Z60 manufactured by Momentive Performance Materials , Vinyl type such as vinyltriethoxysilane, amino type such as 3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxy type of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, nitro type such as 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-chloro Examples include chloro-based compounds such as propyltrimethoxysilane. Among these, from the viewpoint of dispersibility of silica, a sulfide-based silane coupling agent and a mercapto-based silane coupling agent are preferable.

また、シランカップリング剤(C)は、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。本発明においては、このようなシランカップリング剤(C)を用いることにより、ゴム加工時の作業性に優れ、耐摩耗性の良好なタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。以下、下記一般式(I)〜(IV)を順に説明する。   The silane coupling agent (C) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV). In the present invention, by using such a silane coupling agent (C), a tire rubber composition having excellent workability during rubber processing and good wear resistance can be obtained. Hereinafter, the following general formulas (I) to (IV) will be described in order.

Figure 2016009776
(式中、R1は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R2は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R3は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。aは平均値として2〜6であり、pおよびrは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として0〜3である。但しpおよびrの双方が3であることはない。)
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. An alkoxyalkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 2 s , they may be the same or different and each is a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and there are a plurality of R 3 In some cases, they may be the same or different, and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, a is an average value of 2 to 6, and p and r may be the same or different. Well, each average is 0-3, except that both p and r are not 3.

上記一般式(I)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例としては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、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(3−メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド等が挙げられる。   Specific examples of the silane coupling agent (C) represented by the general formula (I) include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3- Methyldimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) ) Disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) trisulfur Bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monoethoxydimethylsilylpropyl) ) Disulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) trisulfide, bis (3-monomethoxydimethylsilylpropyl) disulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) ) Tetrasulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) trisulfide, bis (2-monoethoxydimethylsilylethyl) disulfide and the like.

Figure 2016009776
(式中、R4は−Cl、−Br、R9O−、R9C(=O)O−、R910C=NO−、R910CNO−、R910N−、および−(OSiR910h(OSiR91011)から選択される一価の基(R9、R10およびR11は各々水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、hは平均値として1〜4である。)であり、R5はR4、水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、R6はR4、R5、水素原子または−[O(R12O)j0.5で示される一価の基(R12は炭素数1〜18のアルキレン基、jは1〜4の整数である。)であり、R7は炭素数1〜18の二価の炭化水素基であり、R8は炭素数1〜18の一価の炭化水素基である。x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。)
Figure 2016009776
(Wherein, R 4 is -Cl, -Br, R 9 O-, R 9 C (= O) O-, R 9 R 10 C = NO-, R 9 R 10 CNO-, R 9 R 10 N- , And-(OSiR 9 R 10 ) h (OSiR 9 R 10 R 11 ) are each a monovalent group (R 9 , R 10 and R 11 are each a hydrogen atom or a monovalent carbon atom having 1 to 18 carbon atoms. H is an average value of 1 to 4, and R 5 is R 4 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 6 is R 4 , R 5 , a hydrogen atom or a monovalent group represented by — [O (R 12 O) j ] 0.5 (R 12 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4). , R 7 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, x, y and z are x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ Are numbers satisfying the relation of 0 ≦ z ≦ 1.)

上記一般式(II)において、R8、R9、R10およびR11は同一でも異なっていてもよく、好ましくは各々炭素数1〜18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R5が炭素数1〜18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R12は直鎖、環状または分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R7は例えば炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニレン基、炭素数5〜18のシクロアルキレン基、炭素数6〜18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数7〜18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基およびアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであってもよく、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基およびアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の置換基を有していてもよい。このR7としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。In the above general formula (II), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different, and each preferably a linear, cyclic or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 18 carbon atoms. And a group selected from the group consisting of an aryl group and an aralkyl group. When R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group. Preferably there is. R 12 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, particularly preferably a linear one. R 7 is, for example, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 5 to 18 carbon atoms, a cycloalkylalkylene group having 6 to 18 carbon atoms, or an arylene having 6 to 18 carbon atoms. And aralkylene groups having 7 to 18 carbon atoms. The alkylene group and alkenylene group may be linear or branched, and the cycloalkylene group, cycloalkylalkylene group, arylene group, and aralkylene group have a substituent such as a lower alkyl group on the ring. You may have. R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a linear alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group. it can.

上記一般式(II)におけるR5、R8、R9、R10およびR11の炭素数1〜18の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。上記一般式(II)におけるR12の例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等が挙げられる。Specific examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms of R 5 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 in the general formula (II) include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , Isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, cyclopentyl, cyclohexyl, vinyl, propenyl, allyl Group, hexenyl group, octenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and the like. Examples of R 12 in the general formula (II) include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, an octamethylene group, a decamethylene group, and a dodecamethylene group.

前記一般式(II)で表されるシランカップリング剤(C)の具体例としては、3−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン(General Electric Silicones社製、商標:NXTシラン)が特に好ましい。   Specific examples of the silane coupling agent (C) represented by the general formula (II) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltri Ethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltriethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltriethoxysilane, 2-octanoylthioethyltriethoxysilane, 2-decanoylthioethyltriethoxysilane, 2-lauroylthioethyltriethoxysilane 3-hexanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltrimethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltrimethoxy Run, 2-octanoylthiopropyl ethyltrimethoxysilane, 2- deca Neu thio ethyltrimethoxysilane, and 2-lauroyl thio ethyl trimethoxysilane. Among these, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane (manufactured by General Electric Silicones, trademark: NXT silane) is particularly preferable.

Figure 2016009776
(式中、R13は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R14は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R15は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。R16は一般式
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)および(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)のいずれかの二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、または硫黄および酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2およびm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、sおよびtは各々平均値として0〜3である。但しsおよびtの双方が3であることはない。
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 13 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. An alkoxyalkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 14 s , they may be the same or different, each being a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a plurality of R 15 s. In some cases, they may be the same or different, and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, R 16 is represented by the general formula (—S—R 17 —S—), (—R 18 —). S m1 -R 19 -) and (-R 20 -S m2 -R 21 -S m3 -R 22 -) or a divalent group of (R 17 to R 22 each C 1 -C 20 divalent carbon of A divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen, and m1, m 2 and m3 are each an average value of 1 or more and less than 4, and a plurality of k may be the same or different, each being an average value of 1 to 6, and s and t being 0 as an average value, respectively. -3, provided that both s and t are not 3.

上記一般式(III)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例として、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S2−(CH26−S2−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S2−(CH210−S2−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S3−(CH26−S3−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S4−(CH26−S4−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH26−S2−(CH26−S−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH26−S2.5−(CH26−S−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH26−S3−(CH26−S−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH26−S4−(CH26−S−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH210−S2−(CH210−S−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S4−(CH26−S4−(CH26−S4−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S2−(CH26−S2−(CH26−S2−(CH23−Si(OCH2CH33
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH23−S−(CH26−S2−(CH26−S2−(CH26−S−(CH23−Si(OCH2CH33等で表される化合物が好適に挙げられる。
As a specific example of the silane coupling agent (C) represented by the general formula (III),
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 3 - (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si— (CH 2 ) 3 —S 4 — (CH 2 ) 6 —S 4 — (CH 2 ) 3 —Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2.5 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 3 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 10 -S 2 - (CH 2) 10 -S- (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3 3
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 6 -S 4 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 3 -Si (OCH 2 CH 3) 3,
Average composition formula (CH 3 CH 2 O) 3 Si- (CH 2) 3 -S- (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S 2 - (CH 2) 6 -S- (CH 2 ) 3 -Si (OCH 2 CH 3 ) 3 and the like are preferred.

Figure 2016009776
(式中、R23は炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基であり、複数あるGは同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜9のアルカンジイル基またはアルケンジイル基であり、複数あるZaは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−0−]0.5、[−0−G−]0.5および[−O−G−O−]0.5から選ばれる官能基であり、複数あるZbは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−O−G−O−]0.5で表される官能基であり、複数あるZcは同一でも異なっていてもよく、各々−Cl、−Br、−ORa、RaC(=O)O−、RabC=NO−、RabN−、Ra−およびHO−G−O−(Gは上記表記と一致する。)から選ばれる官能基であり、RaおよびRbは各々炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基である。m、n、u、vおよびwは、1≦m≦20、0≦n≦20、0≦u≦3、0≦v≦2、0≦w≦1であり、且つ(u/2)+v+2w=2または3である。A部が複数である場合、複数のA部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、B部が複数である場合、複数のB部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。
Figure 2016009776
(In the formula, R 23 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of Gs may be the same or different, and each is an alkanediyl group or alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms. , and the the plurality of Z a may be the same or different, is a functional group capable of binding with each of two silicon atoms, and [-0-] 0.5, [- 0 -G-] 0.5 and [ —O—G—O—] is a functional group selected from 0.5 , and a plurality of Z b may be the same or different, each being a functional group capable of bonding to two silicon atoms, and [—O -G-O-] is a functional group represented by 0.5 , and a plurality of Z c may be the same or different, and each represents —Cl, —Br, —OR a , R a C (═O) O—, R a R b C = NO-, R a R b N-, R a - and HO-G-O- (G above table Consistent with a functional group selected from.), R a and R b are each a straight-chain having 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic alkyl group .m, n, u, v and w are 1 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 20, 0 ≦ u ≦ 3, 0 ≦ v ≦ 2, 0 ≦ w ≦ 1, and (u / 2) + v + 2w = 2 or 3. A part is plural In some cases, each of Z a u , Z b v and Z c w in a plurality of A parts may be the same or different. When there are a plurality of B parts, Z a u and Z b v in a plurality of B parts And Z c w may be the same or different.

上記一般式(IV)で表わされるシランカップリング剤(C)の具体例として、化学式(V)、化学式(VI)および化学式(VII)が挙げられる。   Specific examples of the silane coupling agent (C) represented by the general formula (IV) include chemical formula (V), chemical formula (VI), and chemical formula (VII).

Figure 2016009776
Figure 2016009776

Figure 2016009776
Figure 2016009776

Figure 2016009776
(式中、Lはそれぞれ独立して炭素数1〜9のアルカンジイル基またはアルケンジイル基であり、x=m、y=nである。)
Figure 2016009776
(In the formula, each L is independently an alkanediyl group or alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms, and x = m and y = n.)

化学式(V)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Low−V Silane」、が市販品として入手できる。また、化学式(VI)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商標「NXT Ultra Low−V Silane」、が同様に市販品として入手することができる。さらに、化学式(VII)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商標、「NXT−Z」として挙げることができる。   As a silane coupling agent represented by the chemical formula (V), a trademark “NXT Low-V Silane” manufactured by Momentive Performance Materials is commercially available. Moreover, as a silane coupling agent represented by chemical formula (VI), the trademark "NXT Ultra Low-V Silane" manufactured by Momentive Performance Materials is also available as a commercial product. Furthermore, examples of the silane coupling agent represented by the chemical formula (VII) include “NXT-Z” manufactured by Momentive Performance Materials.

上記一般式(II)、化学式(V)および化学式(VI)で得られるシランカップリング剤は、保護されたメルカプト基を有するので、加硫工程以前の工程での加工中に初期加硫(スコーチ)の発生を防止することができるため、加工性が良好となる。また、化学式(V)、(VI)および(VII)で得られるシランカップリング剤はアルコキシシラン炭素数が多いため、揮発性化合物VOC(特にアルコール)の発生が少なく、作業環境上好ましい。また、化学式(VII)のシランカップリング剤はタイヤ性能として低発熱性を得ることからさらに好ましい。   Since the silane coupling agent obtained by the above general formula (II), chemical formula (V), and chemical formula (VI) has a protected mercapto group, initial vulcanization (scorch) during processing in the process prior to the vulcanization process. ) Can be prevented, so that workability is improved. Moreover, since the silane coupling agent obtained by chemical formula (V), (VI) and (VII) has many alkoxysilane carbon number, there is little generation | occurrence | production of volatile compound VOC (especially alcohol), and it is preferable on working environment. Further, the silane coupling agent represented by the chemical formula (VII) is more preferable because low exothermic property is obtained as tire performance.

本発明に係るシランカップリング剤(C)は、上記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物の内、上記一般式(I)で表わされる化合物が特に好ましい。これらを用いることにより、ゴム成分(A)と反応する硫黄原子を有するアミノ酸(D)のポリスルフィド結合部位の活性化が起こり易くなるからである。   The silane coupling agent (C) according to the present invention is particularly preferably a compound represented by the above general formula (I) among the compounds represented by the above general formulas (I) to (IV). By using these, activation of the polysulfide bond site of the amino acid (D) having a sulfur atom that reacts with the rubber component (A) is likely to occur.

本発明に係るシランカップリング剤(C)は、硫黄の含有量の少ないものが好ましい。例えば、一般式(I)中のaは、平均値として2〜6であるが、2〜5が好ましく、2〜4がより好ましく、2〜3がさらに好ましく、2〜2.5が特に好ましい。また、一般式(III)中のkは各々平均値として1〜6であるが、1〜5が好ましく、1〜4がより好ましく、1〜3がさらに好ましく、1〜2.5が特に好ましい。   The silane coupling agent (C) according to the present invention preferably has a low sulfur content. For example, a in the general formula (I) is 2 to 6 as an average value, preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, still more preferably 2 to 3, and particularly preferably 2 to 2.5. . Moreover, although k in general formula (III) is 1-6 respectively as an average value, 1-5 are preferable, 1-4 are more preferable, 1-3 are more preferable, 1-3 are especially preferable. .

本発明においては、シランカップリング剤(C)は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   In this invention, a silane coupling agent (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

本発明に係るゴム組成物のシランカップリング剤(C)の配合量は、質量比{シランカップリング剤(C)/無機充填材(B)}が(1/100)〜(20/100)であることが好ましい。(1/100)以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果をより好適に発揮することとなり、(20/100)以下であれば、ゴム組成物のコストが低減し、経済性が向上するからである。さらには質量比(3/100)〜(20/100)であることがより好ましく、質量比(4/100)〜(10/100)であることが特に好ましい。   The blending amount of the silane coupling agent (C) in the rubber composition according to the present invention is such that the mass ratio {silane coupling agent (C) / inorganic filler (B)} is (1/100) to (20/100). It is preferable that If it is (1/100) or more, the effect of improving the low heat build-up of the rubber composition will be more suitably exhibited. If it is (20/100) or less, the cost of the rubber composition will be reduced, and the economic efficiency will be reduced. This is because it improves. Furthermore, a mass ratio (3/100) to (20/100) is more preferable, and a mass ratio (4/100) to (10/100) is particularly preferable.

<充填剤>
本発明のゴム組成物の製造方法に用いられる充填剤は、シリカを少なくとも含む無機充填剤(B)を含む充填剤である。
<Filler>
The filler used in the method for producing a rubber composition of the present invention is a filler containing an inorganic filler (B) containing at least silica.

(無機充填剤(B))
無機充填剤(B)において、シリカとしては、市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。本発明においては、無機充填材(B)としてシリカを必須としているのは、シリカが、低燃費特性(転がり抵抗特性)と耐摩耗性の両立の観点から好ましいからである。
(Inorganic filler (B))
In the inorganic filler (B), any commercially available silica can be used. Among them, wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet silica is particularly preferably used. In the present invention, silica is essential as the inorganic filler (B) because silica is preferable from the viewpoint of achieving both low fuel consumption characteristics (rolling resistance characteristics) and wear resistance.

シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は40〜350m2/gであるのが好ましい。BET比表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET比表面積が80〜350m2/gの範囲にあるシリカがより好ましく、BET比表面積が130m2/gを超え、350m2/g以下であるシリカがさらに好ましく、BET比表面積が135〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソー・シリカ(株)製、商品名「ニップシールAQ」(BET比表面積=205m2/g)、「ニップシールKQ」(BET比表面積=240m2/g)、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積=175m2/g)等の市販品を用いることができる。The BET specific surface area (measured in accordance with ISO 5794/1) of silica is preferably 40 to 350 m 2 / g. Silica having a BET specific surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved. From this point of view, the BET specific surface area is more preferably silica in the range of 80~350m 2 / g, BET specific surface area of greater than 130m 2 / g, more preferably silica or less 350 meters 2 / g, a BET specific surface area Silica in the range of 135 to 350 m 2 / g is particularly preferred. Examples of such silica include Tosoh Silica Co., Ltd., trade names “Nip Seal AQ” (BET specific surface area = 205 m 2 / g), “Nip Seal KQ” (BET specific surface area = 240 m 2 / g), products manufactured by Degussa. Commercially available products such as the name “Ultrazil VN3” (BET specific surface area = 175 m 2 / g) can be used.

シリカ以外の無機充填材(B)としては、下記一般式(VIII)で表される無機化合物を用いることができる。

dM1・xSiOy・zH2O ・・・(VIII)

(式中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、およびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、yおよびzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、および0〜10の整数である。但し、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物または金属水酸化物である。)
As the inorganic filler (B) other than silica, an inorganic compound represented by the following general formula (VIII) can be used.

dM 1 · xSiO y · zH 2 O (VIII)

(Wherein M 1 is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or carbonic acid of these metals. D, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10, provided that x, When both z are 0, the inorganic compound is at least one metal, metal oxide or metal hydroxide selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium.)

前記一般式(VIII)で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al23)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al23・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO32]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al23)、クレー(Al23・2SiO2)、カオリン(Al23・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al23・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al23・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al23・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO32]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、前記一般式(VIII)中のM1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。一般式(VIII)で表されるこれらの無機化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性およびウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.05〜5μmの範囲がより好ましい。As the inorganic compound represented by the general formula (VIII), .gamma.-alumina, alumina (Al 2 O 3) such as α- alumina, boehmite, alumina monohydrate such as diaspore (Al 2 O 3 · H 2 O ), Aluminum hydroxide such as gibbsite, bayerite [Al (OH) 3 ], aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2), titanium black (TiO 2n-1), calcium oxide (CaO) , calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), Kao Down (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5 , Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O, etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 · nH 2 O], carbonic acid zirconium [Zr (CO 3) 2] , crystalline aluminosilicate containing hydrogen, alkali metal or alkaline earth metal which corrects a charge as various zeolites Etc. can be used. Further, it is preferable that M 1 in the general formula (VIII) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, hydrates thereof, and aluminum carbonate. These inorganic compounds represented by the general formula (VIII) may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of these inorganic compounds is preferably in the range of 0.01 to 10 μm, and more preferably in the range of 0.05 to 5 μm, from the viewpoint of kneading workability, wear resistance, and wet grip performance balance.

本発明における無機充填材(B)は、シリカ単独で使用してもよいし、シリカと一般式(VIII)で表される無機化合物の1種以上とを併用してもよい。   The inorganic filler (B) in the present invention may be used alone or in combination with silica and one or more inorganic compounds represented by the general formula (VIII).

本発明における充填材は、所望により、上述の無機充填材(B)に加えて、カーボンブラックを含有してもよい。カーボンブラックを含有することにより、電気抵抗を下げて帯電を抑止する効果を享受できる。このカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば高、中または低ストラクチャーのSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードのカーボンブラック、特にSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFグレードのカーボンブラックを用いるのが好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定する)が30〜250m2/gであることが好ましい。このカーボンブラックは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明において、カーボンブラックは無機充填材(B)に含まれない。The filler in the present invention may contain carbon black in addition to the inorganic filler (B) described above, if desired. By containing carbon black, it is possible to enjoy the effect of reducing electrical resistance and suppressing charging. The carbon black is not particularly limited. For example, high, medium or low structure SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, FEF, GPF, SRF grade carbon black, particularly SAF, ISAF, IISAF, N339, HAF, Preferably, FEF grade carbon black is used. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA, measured in accordance with JIS K 6217-2: 2001) is preferably 30 to 250 m 2 / g. This carbon black may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In the present invention, carbon black is not included in the inorganic filler (B).

本発明において、無機充填材(B)は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜120質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ウェット性能を確保する観点から好ましく、120質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。さらには、30〜100質量部使用することがより好ましい。   In the present invention, the inorganic filler (B) is preferably used in an amount of 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A). If it is 20 mass parts or more, it is preferable from a viewpoint of ensuring wet performance, and if it is 120 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of rolling resistance reduction. Furthermore, it is more preferable to use 30-100 mass parts.

また、本発明において、充填材は、ゴム成分(A)100質量部に対して、20〜150質量部使用することが好ましい。20質量部以上であれば、ゴム組成物の補強性向上の観点から好ましく、150質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable to use 20-150 mass parts of fillers with respect to 100 mass parts of rubber components (A). If it is 20 mass parts or more, it is preferable from a viewpoint of the reinforcement property improvement of a rubber composition, and if it is 150 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of rolling resistance reduction.

本発明の充填材中、無機充填材(B)は、30質量%以上であることがウェット性能と転がり抵抗の両立の観点から好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。なお、無機充填材(B)としてシリカを使用する場合は、前記充填材中、シリカが30質量%以上であることが好ましく、35質量%以上であることがさらに好ましい。   In the filler of the present invention, the inorganic filler (B) is preferably 30% by mass or more from the viewpoint of achieving both wet performance and rolling resistance, more preferably 40% by mass or more, and 70% by mass or more. More preferably. In addition, when using a silica as an inorganic filler (B), it is preferable that a silica is 30 mass% or more in the said filler, and it is more preferable that it is 35 mass% or more.

<硫黄原子を有するアミノ酸(D)>
本発明において、アミノ酸とは、1分子中に、1個以上のアミノ基(−NRR’で表される基をいう。ここで、RおよびR’はそれぞれ独立に水素原子または一価の有機基(好ましくは、炭化水素基、さらに好ましくはアルキル基)を表す。)および/またはイミノ基(=NR”または>NR”で表される基をいう。ここで、R”は水素原子または一価の有機基(好ましくは、炭化水素基、さらに好ましくはアルキル基)を表す。)と、1個以上のカルボキシ基とを有する有機化合物であれば特に限定されない。また、上記アミノ酸は、上記アミノ基またはイミノ基と、上記カルボキシ基とが、同一の炭素原子に結合していてもよいし、相違する炭素原子に結合していてもよい。さらに、上記相違する炭素原子は、隣接する炭素原子であってもよいし、隣接しない炭素原子であってもよい。但し、本発明において使用するアミノ酸は、硫黄原子を有するものである。
<Amino acid having sulfur atom (D)>
In the present invention, the amino acid means one or more amino groups (-NRR ′ group in one molecule. Here, R and R ′ are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. (Preferably represents a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group) and / or an imino group (= NR ″ or> NR ″. Here, R ″ represents a hydrogen atom or a monovalent group. The organic group is preferably an organic compound having an organic group (preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group), and one or more carboxy groups. Alternatively, the imino group and the carboxy group may be bonded to the same carbon atom or may be bonded to different carbon atoms, and the different carbon atoms may be adjacent carbon atoms. Even so Stone, or may be a carbon atom which is not adjacent. However, the amino acids used in the present invention are those having a sulfur atom.

本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)について、エナンチオマーが存在する場合には、そのエナンチオマーもまた使用することができる。エナンチオマーの関係にあるアミノ酸はその一方を使用してもよいし、他方を使用してもよいし、両方を組み合わせて使用してもよい。また、本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)について、ジアステレオマーが存在する場合には、そのジアステレオマーもまた使用することができる。ジアステレオマーの関係にあるアミノ酸は、いずれか1つを使用してもよいし、2つ以上を組み合わせて使用してもよい。また、本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)は、塩の形態でも使用することができる。塩の形態としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩等の金属塩;塩酸塩、硝酸塩等の無機酸塩;酢酸塩等の脂肪族カルボン酸塩;o−アセチルサリチル酸塩等の芳香族カルボン酸塩;p−トルエンスルホン酸塩等の芳香族スルホン酸塩;などが挙げられる。さらに、また、上記アミノ酸は、アルコールとのエステルの形態でも使用することができる。また、本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)が水酸基を有する場合には、リン酸等のオキソ酸とのエステルの形態でも使用することができる。このようなアミノ酸のリン酸エステルとしては、例えば、O−ホスホセリン等が挙げられる。また、本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)並びにその塩およびエステルは、水和物の形態でも使用することができる。   When the enantiomer exists about the amino acid (D) which has a sulfur atom of this invention, the enantiomer can also be used. One of the amino acids in the enantiomeric relationship may be used, the other may be used, or both may be used in combination. Moreover, about the amino acid (D) which has a sulfur atom of this invention, when a diastereomer exists, the diastereomer can also be used. Any one of the diastereomeric amino acids may be used, or two or more amino acids may be used in combination. The amino acid (D) having a sulfur atom of the present invention can also be used in the form of a salt. Examples of the salt form include metal salts such as lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, calcium salt, and barium salt; inorganic acid salts such as hydrochloride and nitrate; aliphatic carboxylates such as acetate; An aromatic carboxylate such as o-acetylsalicylate; an aromatic sulfonate such as p-toluenesulfonate; and the like. Furthermore, the amino acid can also be used in the form of an ester with an alcohol. When the amino acid (D) having a sulfur atom of the present invention has a hydroxyl group, it can be used in the form of an ester with an oxo acid such as phosphoric acid. Examples of such phosphates of amino acids include O-phosphoserine. In addition, the amino acid (D) having a sulfur atom and salts and esters thereof of the present invention can also be used in the form of a hydrate.

本発明の硫黄原子を有するアミノ酸(D)の好ましい例としては、例えば、(1)ジスルフィド結合を有するアミノ酸、(2)メルカプト基を有するアミノ酸および(3)モノスルフィド結合を有するアミノ酸などが挙げられる。これらアミノ酸(D)の具体例としては、例えば、(1)の例としてL−シスチンが、(2)の例としてL−システインが、(3)の例としてL−メチオニンが挙げられる。   Preferable examples of the amino acid (D) having a sulfur atom of the present invention include (1) an amino acid having a disulfide bond, (2) an amino acid having a mercapto group, and (3) an amino acid having a monosulfide bond. . Specific examples of these amino acids (D) include L-cystine as an example of (1), L-cysteine as an example of (2), and L-methionine as an example of (3).

さらにこれら以外にも、α−アミノ酸を、上記(1)〜(3)に該当するように修飾したものがあげられる。この場合のα−アミノ酸としては、例えば、グリシン、L−アラニン、L−アルギニン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−グルタミン、L−グルタミン酸、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リシン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、L−セリン、L−トレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、L−バリン、L−ピロリシン、L−セレノシステイン、L−ヒドロキシリシン、L−ヒドロキシプロリン、O−ホスホ−L−セリン、サイロキシン、L−ピログルタミン酸、L−シトルリン、L−オルニチンなどが挙げられる。   In addition to these, α-amino acids may be modified so as to correspond to the above (1) to (3). Examples of the α-amino acid in this case include glycine, L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-glutamine, L-glutamic acid, L-histidine, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine, L-valine, L-pyrrolysine, L-selenocysteine, L-hydroxylysine, L-hydroxyproline , O-phospho-L-serine, thyroxine, L-pyroglutamic acid, L-citrulline, L-ornithine and the like.

本発明において、硫黄原子を有するアミノ酸(D)は、1種類単独で使用することも2種以上を併用することもできる。   In this invention, the amino acid (D) which has a sulfur atom can be used individually by 1 type, or can also use 2 or more types together.

本発明で用いる硫黄原子を有するアミノ酸(D)の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、0.05〜10質量部であることが好ましく、0.1〜6質量部であることがより好ましく、0.2〜2質量部であることがさらに好ましい。添加量が、0.05質量部より少ないと本発明で目的とする効果が得られにくく、また、10質量部を超えると不必要にコストが上昇する傾向がある。   It is preferable that the compounding quantity of the amino acid (D) which has a sulfur atom used by this invention is 0.05-10 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, and it is 0.1-6 mass parts. More preferably, it is 0.2-2 parts by mass. If the addition amount is less than 0.05 parts by mass, it is difficult to obtain the intended effect of the present invention. If the addition amount exceeds 10 parts by mass, the cost tends to increase unnecessarily.

本発明において、混練の第一段階におけるゴム組成物中の硫黄原子を有するアミノ酸(D)の分子数(モル数)は、シランカップリング剤(C)の分子数の0.1〜1.0倍であることが好ましく、より好ましくは0.2〜0.8倍、さらに好ましくは0.3〜0.7倍である。硫黄原子を有するアミノ酸(D)の分子数(モル数)の0.1倍未満であると、本発明の所定の効果が得られにくい傾向があり、1.0倍超であると、増量による効果が見られず不必要にコストが上昇する可能性がある。   In the present invention, the number of molecules (number of moles) of the amino acid (D) having a sulfur atom in the rubber composition in the first stage of kneading is 0.1 to 1.0 of the number of molecules of the silane coupling agent (C). It is preferable that it is 2 times, More preferably, it is 0.2 to 0.8 times, More preferably, it is 0.3 to 0.7 times. When the number of molecules (number of moles) of the amino acid (D) having a sulfur atom is less than 0.1 times, there is a tendency that the predetermined effect of the present invention is difficult to be obtained. The effect may not be seen and the cost may increase unnecessarily.

<その他の薬品>
本発明の製造方法においては、上記薬品以外に、この分野で通常配合される薬品、例えば、オイル、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸などの有機酸化合物、酸化亜鉛などの他、硫黄や加硫促進剤などの加硫系薬品を、適宜配合することができる。
<Other chemicals>
In the production method of the present invention, in addition to the above-mentioned chemicals, chemicals usually blended in this field, such as oil, wax, anti-aging agent, organic acid compounds such as stearic acid, zinc oxide, etc., sulfur and vulcanized Vulcanizing chemicals such as accelerators can be appropriately blended.

(有機酸化合物(E))
本発明に係るゴム組成物に配合される有機酸化合物(E)としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、カプリン酸、ペラルゴン酸、カプリル酸、エナント酸、カプロン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ネルボン酸等の飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸並びにロジン酸や変性ロジン酸等の樹脂酸などの有機酸、前記飽和脂肪酸および前記不飽和脂肪酸並びに樹脂酸のエステルなどが挙げられる。
(Organic acid compound (E))
As the organic acid compound (E) blended in the rubber composition according to the present invention, stearic acid, palmitic acid, myristic acid, lauric acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, capric acid, pelargonic acid, caprylic acid, Saturated and unsaturated fatty acids such as enanthic acid, caproic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, linolenic acid and nervonic acid, organic acids such as resin acids such as rosin acid and modified rosin acid, the saturated fatty acid and the unsaturated fatty acid Examples include saturated fatty acids and esters of resin acids.

本発明の製造方法においては、混練りの第一段階におけるゴム組成物中の有機酸化合物の分子数(モル数)が硫黄原子を有するアミノ酸(D)の分子数(モル数)の1.5倍以下であることが好ましい。硫黄原子を有するアミノ酸(D)配合によるカップリング機能の活性向上効果が低減するのを好適に抑制するためである。本発明においては、加硫促進助剤としての有機酸化合物の機能を十分に発揮させる必要があることから、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物中の50モル%以上がステアリン酸であることが好ましい。また、ゴム成分(A)が乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体および天然ゴムから選ばれる少なくとも1種を含む場合は、混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物(E)中の50モル%以上が、該乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体および該天然ゴムから選ばれる少なくとも1種に含まれる、ロジン酸および脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体に含まれるロジン酸(変性ロジン酸も包含される。)および脂肪酸は、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体を重合するのに必要な乳化剤に由来するものである。また、天然ゴムは、通常、脂肪酸を少量含んでいる。   In the production method of the present invention, the number of molecules (number of moles) of the organic acid compound in the rubber composition in the first stage of kneading is 1.5 that is the number of molecules (number of moles) of the amino acid (D) having a sulfur atom. It is preferable that it is less than 2 times. It is for suppressing suitably that the activity improvement effect of the coupling function by the amino acid (D) mixing | blending which has a sulfur atom reduces. In the present invention, since it is necessary to sufficiently exhibit the function of the organic acid compound as a vulcanization acceleration aid, 50 mol% or more in the organic acid compound contained in the rubber composition in the first stage of kneading is contained. Stearic acid is preferred. When the rubber component (A) contains at least one selected from an emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer and natural rubber, the organic acid compound (E) contained in the rubber composition in the first stage of kneading It is preferable that 50 mol% or more is at least one compound selected from rosin acid and fatty acid contained in at least one selected from the emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer and the natural rubber. The rosin acid (including modified rosin acid) and the fatty acid contained in the emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer are derived from an emulsifier necessary for polymerizing the emulsion-polymerized styrene-butadiene copolymer. Natural rubber usually contains a small amount of fatty acid.

本発明のゴム組成物の製造方法において、通常、ゴム組成物に配合される亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤等の各種配合剤は、必要に応じ、混練の第一段階または最終段階、あるいは第一段階と最終段階の中間段階において混練りされる。本発明の製造方法における混練装置としては、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。   In the production method of the rubber composition of the present invention, the various compounding agents such as vulcanization activator such as zinc white, anti-aging agent and the like, which are usually compounded in the rubber composition, are used in the first stage or the final stage of kneading as required. It is kneaded in a stage or an intermediate stage between the first stage and the final stage. As a kneading apparatus in the production method of the present invention, a Banbury mixer, a roll, an intensive mixer, a kneader, a twin screw extruder, or the like is used.

<空気入りタイヤ>
本発明のゴム組成物は、タイヤに使用される場合には、通常の方法により、タイヤとして製造することができる。すなわち、必要に応じて前記成分を適宜配合した混合物を混練りし、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押出し加工し、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得ることができ、これに空気を入れ、空気入りタイヤとすることができる。
<Pneumatic tire>
When used in a tire, the rubber composition of the present invention can be produced as a tire by an ordinary method. That is, if necessary, a mixture containing the above ingredients is kneaded, extruded in accordance with the shape of each member of the tire at an unvulcanized stage, and molded on a tire molding machine by a normal method. Thus, an unvulcanized tire is formed. A tire can be obtained by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer, and air can be put into the tire to obtain a pneumatic tire.

本明細書において、炭化水素基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル等)の炭素数は、特に断りのない限り、1〜20が好ましく、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜4、最も好ましくは1である。   In the present specification, unless otherwise specified, the hydrocarbon group (alkyl group, alkenyl group, alkynyl, etc.) preferably has 1 to 20, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, most preferably. Preferably it is 1.

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。   The present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.

以下に、本明細書において使用した各種薬品をまとめて示す。各種薬品は必要に応じて常法に従い精製を行った。   The various chemicals used in the present specification are collectively shown below. Various chemicals were purified according to conventional methods as needed.

<ゴム組成物の製造に用いた各種薬品>
NR(天然ゴム):RSS#3
SBR1(スチレンブタジエンゴム):日本ゼオン(株)製のNipol NS116R(溶液重合SBR、結合スチレン量:22質量%、ビニル結合量:65質量%、Tg=−25℃)
SBR2(スチレンブタジエンゴム):ダウ社製のSLR6430(高スチレン、リニア、高分子タイプ非変性SBR。結合スチレン量:40質量%、ビニル含量:14質量%、Mw:200万、Mn:190万、Mw/Mn=1.05)
BR1(ブタジエンゴム):宇部興産(株)のBR150B(Cis 1,4結合量=97質量%、ML1+4(100℃)=40、25℃における5%トルエン溶液粘度=48、Mw/Mn=3.3)
BR2(ブタジエンゴム):JSR(株)製のBR730(Nd触媒にて合成した高分子量高シスBR。シス含量:97質量%、トランス含量:2質量%、ビニル含量:1質量%。Mw=60万、Mn=30万、Tcp=190、ML1+4(100℃)=51)
シリカ1:Evonik Degussa社製のUltrasil VN3(N2SA:170m2/g)
シリカ2:Rhodia社製のZeosil Premium 200 MP(CTAB比表面積:200m2/g、BET比表面積:220m2/g、平均1次粒子径:10nm、アグリゲートサイズ:65nm)
シランカップリング剤1:Evonik Degussa社製のSi75(一分子中のSの数が平均2.4であるビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド)
シランカップリング剤2:Momentive Performance Materials社製のNXT Low−V Silane(上記一般式(V)で表される化合物)
シランカップリング剤3:Momentive Performance Materials社製のNXT−Z45(上記一般式(VII)において、x:yのモル比が55:45である化合物)
シランカップリング剤4:Evonik Degussa社製のSi363(下式で示される化合物)
<Various chemicals used in the production of rubber composition>
NR (natural rubber): RSS # 3
SBR1 (styrene butadiene rubber): Nipol NS116R (solution polymerized SBR, bound styrene content: 22% by mass, vinyl bond content: 65% by mass, Tg = −25 ° C.) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
SBR2 (styrene butadiene rubber): SLR6430 (high styrene, linear, polymer type non-modified SBR manufactured by Dow Co., Ltd .: Bonded styrene content: 40 mass%, vinyl content: 14 mass%, Mw: 2 million, Mn: 1.9 million, Mw / Mn = 1.05)
BR1 (butadiene rubber): BR150B from Ube Industries, Ltd. (Cis 1,4 bond amount = 97 mass%, ML 1 + 4 (100 ° C.) = 40, 5% toluene solution viscosity at 25 ° C. = 48, Mw / Mn = 3.3)
BR2 (butadiene rubber): BR730 manufactured by JSR Corporation (high molecular weight high cis BR synthesized with Nd catalyst. Cis content: 97% by mass, trans content: 2% by mass, vinyl content: 1% by mass, Mw = 60 10,000, Mn = 300,000, Tcp = 190, ML 1 + 4 (100 ° C.) = 51)
Silica 1: Ultrasil VN3 (N 2 SA: 170 m 2 / g) manufactured by Evonik Degussa
Silica 2: Zeosil Premium 200 MP manufactured by Rhodia (CTAB specific surface area: 200 m 2 / g, BET specific surface area: 220 m 2 / g, average primary particle size: 10 nm, aggregate size: 65 nm)
Silane coupling agent 1: Si75 manufactured by Evonik Degussa (bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide having an average number of S in one molecule of 2.4)
Silane coupling agent 2: NXT Low-V Silane (compound represented by the above general formula (V)) manufactured by Momentive Performance Materials
Silane coupling agent 3: NXT-Z45 manufactured by Momentive Performance Materials (a compound in which x: y molar ratio is 55:45 in the above general formula (VII))
Silane coupling agent 4: Si363 (compound shown by the following formula) manufactured by Evonik Degussa

Figure 2016009776
Figure 2016009776

シランカップリング剤5:Evonik Degussa社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド。分子量=539)
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のN110(N2SA:130m2/g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX−140
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ステアリン酸:日油(株)製の桐
酸化亜鉛:三井金属工業(株)製の亜鉛華1号
硫黄原子を有するアミノ酸1:L−シスチン
硫黄原子を有するアミノ酸2:L−システイン
硫黄原子を有するアミノ酸3:L−メチオニン
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
Silane coupling agent 5: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, molecular weight = 539) manufactured by Evonik Degussa
Carbon black: N110 manufactured by Showa Cabot Co., Ltd. (N 2 SA: 130 m 2 / g)
Oil: X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Wax: Sunnock wax manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd .: Antigen 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Tungsten zinc oxide manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua 1 manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd. No. 1 amino acid having sulfur atom 1: Amino acid having L-cystine sulfur atom 2: L-cysteine having sulfur atom Amino acid 3: L-methionine sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. 1: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfene manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) Amide)
Vulcanization accelerator 2: Noxeller D (N, N'-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

<タイヤ用ゴム組成物の製造>
(混練の第一段階)
各薬品を、各表のX練りに示す配合処方(配合量の単位はすべて質量部)に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、5分間混練りし、排出温度を160℃として、混練り物を得た。
次に、実施例1〜13、17〜21、比較例1〜2以外については、得られた混練り物に、各表のY練りに示す配合処方に従い、各薬品を添加し、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて4分間練り込み、排出温度を155℃として、混練り物を得た。
なお、各表において、「シランカップリング剤を加えた後、S原子を有するアミノ酸を加えるまでの時間(S)」および「S原子を有するアミノ酸を加えたときのゴム組成物の温度(℃)」とは、実施例1〜13および17〜21については、X練りにおけるこれら時間および温度を表し、実施例22〜43については、Y練りにおけるこれら時間および温度を表す。
<Manufacture of rubber composition for tire>
(First stage of kneading)
Each chemical was kneaded for 5 minutes using a 1.7L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. according to the formulation (shown in all parts by mass) in the X-kneading of each table, and the discharge temperature Was set to 160 ° C. to obtain a kneaded product.
Next, except Examples 1-13, 17-21, and Comparative Examples 1-2, each chemical | medical agent was added to the obtained kneaded material according to the mixing | blending prescription shown to Y kneading | mixing of each table | surface, Kobe Co., Ltd. A kneaded product was obtained by kneading for 4 minutes using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Steel Works and setting the discharge temperature to 155 ° C.
In each table, “time from adding silane coupling agent to adding amino acid having S atom (S)” and “temperature of rubber composition when adding amino acid having S atom” (° C.) "Represents these times and temperatures in X-kneading for Examples 1-13 and 17-21, and represents these times and temperatures in Y-kneading for Examples 22-43.

(混練の最終段階)
さらに、得られた混練り物に、各表の最終段階(仕上げ練り)に示す配合処方に従い、各薬品を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を、170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
(Final stage of kneading)
Furthermore, according to the compounding prescription shown in the final stage (finish kneading) of each table, each chemical is added to the obtained kneaded product and kneaded at 80 ° C. for 5 minutes using an open roll, and unvulcanized. A rubber composition was obtained.
The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized with a 0.5 mm thick mold at 170 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.

(加工性指数)
各未加硫ゴム組成物について、ロール加工後のゴムシートの平滑度を、目視にて官能評価した。評価は、下記項目に関して、基準比較例(基準比較例については後記参照)の評価値を3として、5段階にて実施した。その平均値をゴムシートの平滑度とする。数字が大きい方が優れていることを示す。
評価項目:表面・エッジの平滑度
(Processability index)
About each unvulcanized rubber composition, the smoothness of the rubber sheet after roll processing was visually sensory-evaluated. Evaluation was carried out in five stages with respect to the following items, with the evaluation value of the reference comparative example (see below for the reference comparative example) set to 3. The average value is defined as the smoothness of the rubber sheet. A larger number indicates better.
Evaluation item: Surface / edge smoothness

(低燃費性指数)
各加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、(株)上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で、30℃における加硫ゴムシートの損失正接(tanδ)を測定し、基準比較例の低燃費性指数を100とし、以下の計算式により、各配合のtanδをそれぞれ指数表示した。低燃費性指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。

(低燃費性指数)=(基準比較例のtanδ)÷(各配合のtanδ)×100
(Low fuel consumption index)
A test piece was cut out from each vulcanized rubber composition and vulcanized rubber at 30 ° C. under the conditions of an initial strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a frequency of 10 Hz using a viscoelastic spectrometer manufactured by Ueshima Seisakusho. The loss tangent (tan δ) of the sheet was measured, the fuel efficiency index of the reference comparative example was taken as 100, and the tan δ of each formulation was displayed as an index according to the following calculation formula. The larger the fuel efficiency index, the better the fuel efficiency.

(Low fuel efficiency index) = (tan δ of reference comparative example) ÷ (tan δ of each formulation) × 100

(耐摩耗指数)
各加硫ゴム組成物から試験片を切り出し、LAT試験機(Laboratory Abration and Skid Tester)を用い、荷重50N、速度20km/h、スリップアングル5°の条件にて、各加硫ゴム組成物の容積損失量を測定した。基準比較例の耐摩耗性指数を100とし、以下の計算式により、各配合の容積損失量をそれぞれ指数表示した。耐摩耗性指数が大きいほど耐摩耗性に優れている。

(耐摩耗性指数)=(基準比較例の容積損失量)÷(各配合の容積損失量)×100
(Abrasion resistance index)
A test piece was cut out from each vulcanized rubber composition, and the volume of each vulcanized rubber composition was measured using a LAT tester (Laboratory Abbreviation and Skid Tester) under the conditions of a load of 50 N, a speed of 20 km / h, and a slip angle of 5 °. The amount of loss was measured. The abrasion resistance index of the reference comparative example was set to 100, and the volume loss amount of each formulation was displayed as an index according to the following calculation formula. The higher the wear resistance index, the better the wear resistance.

(Abrasion resistance index) = (volume loss amount of reference comparative example) ÷ (volume loss amount of each formulation) × 100

なお、表1(実施例1〜21、比較例1〜6)においては比較例1を、表2(実施例22〜24、比較例7〜10)においては比較例7を、表3(実施例25〜28、比較例11〜15)においては比較例11を、表4(実施例29〜31、比較例16〜19)においては比較例16を、表5(実施例32〜34、比較例20〜24)においては比較例20を、表6(実施例35〜37、比較例25〜29)においては比較例25を、表7(実施例38〜40、比較例30〜33)においては比較例30を、表8(実施例41〜43、比較例34〜38)においては比較例34を、各々基準比較例とした。   In Table 1 (Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 6), Comparative Example 1 was used. In Table 2 (Examples 22 to 24 and Comparative Examples 7 to 10), Comparative Example 7 was set to Table 3 (implemented). In Examples 25-28 and Comparative Examples 11-15, Comparative Example 11 was used. In Table 4 (Examples 29-31, Comparative Examples 16-19), Comparative Example 16 was shown in Table 5 (Examples 32-34, Comparative Example). In Examples 20 to 24), Comparative Example 20 is used. In Table 6 (Examples 35 to 37, Comparative Examples 25 to 29), Comparative Example 25 is used, and in Table 7 (Examples 38 to 40, Comparative Examples 30 to 33). Comparative Example 30 was used as a reference comparative example in Table 8 (Examples 41 to 43, Comparative Examples 34 to 38).

以上の結果を、表1〜8に示す。   The above results are shown in Tables 1-8.

Figure 2016009776
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Figure 2016009776
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本発明によれば、加工性、耐摩耗性および燃費特性をバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物の製造方法、および、該製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤを提供することができる。   According to the present invention, a method for producing a tire rubber composition having improved workability, wear resistance, and fuel consumption characteristics in a well-balanced manner, and an air produced using the tire rubber composition produced by the production method An inset tire can be provided.

Claims (10)

天然ゴムまたは/および合成ジエン系ゴムを含むゴム成分(A)、シリカを少なくとも含む無機充填材(B)を含む充填材、シランカップリング剤(C)並びに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を含んでなるゴム組成物の製造方法であって、
混練り工程が、加硫系薬品を含まない混練の第一段階と加硫系薬品を含む混練の最終段階の少なくとも二つの段階から構成されるものであり、
混練の第一段階は、ゴム成分(A)、無機充填材(B)の全部または一部を混練りしたのと同時乃至その後に、シランカップリング剤(C)の全部または一部加えて混練し、さらに該シランカップリング剤(C)の全部または一部を加えたのと同時乃至その後に、該硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加えてさらに混練する工程を含んでなるものである、タイヤ用ゴム組成物の製造方法。
Includes rubber component (A) containing natural rubber and / or synthetic diene rubber, filler containing inorganic filler (B) containing at least silica, silane coupling agent (C) and amino acid (D) having sulfur atom A method for producing a rubber composition comprising:
The kneading process is composed of at least two stages of a first stage of kneading not containing a vulcanizing chemical and a final stage of kneading containing a vulcanizing chemical,
In the first stage of kneading, all or a part of the silane coupling agent (C) is added and kneaded at the same time or after all or part of the rubber component (A) and the inorganic filler (B) are kneaded. In addition, a step of adding and kneading the amino acid (D) having the sulfur atom at the same time as or after adding all or a part of the silane coupling agent (C) is performed. A method for producing a rubber composition for a tire.
硫黄原子を有するアミノ酸(D)が、(1)ジスルフィド結合を有するアミノ酸、(2)メルカプト基を有するアミノ酸および(3)モノスルフィド結合を有するアミノ酸からなる群から選択される1種以上である、請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The amino acid (D) having a sulfur atom is at least one selected from the group consisting of (1) an amino acid having a disulfide bond, (2) an amino acid having a mercapto group, and (3) an amino acid having a monosulfide bond. The manufacturing method of the rubber composition for tires of Claim 1. 混練の第一段階において、ゴム組成物の温度が75〜180℃に到達したときに硫黄原子を有するアミノ酸(D)を加える、請求項1または2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The method for producing a tire rubber composition according to claim 1 or 2, wherein in the first stage of kneading, the amino acid (D) having a sulfur atom is added when the temperature of the rubber composition reaches 75 to 180 ° C. 混練の第一段階において、ゴム成分(A)にシランカップリング剤(C)を添加し終えた後、硫黄原子を有するアミノ酸(D)を添加するまでの時間が、180秒以内である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 In the first stage of kneading, after the addition of the silane coupling agent (C) to the rubber component (A), the time until the amino acid (D) having a sulfur atom is added is within 180 seconds. The manufacturing method of the rubber composition for tires of any one of claim | item 1 -3. シランカップリング剤(C)が、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
Figure 2016009776
(式中、R1は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R2は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R3は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。
aは平均値として2〜6であり、pおよびrは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として0〜3である。但しpおよびrの双方が3であることはない。)
Figure 2016009776
(式中、R4は−Cl、−Br、R9O−、R9C(=O)O−、R910C=NO−、R910CNO−、R910N−、および−(OSiR910h(OSiR91011)から選択される一価の基(R9、R10およびR11は各々水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、hは平均値として1〜4である。)であり、R5はR4、水素原子または炭素数1〜18の一価の炭化水素基であり、R6はR4、R5、水素原子または−[O(R12O)j0.5で示される一価の基(R12は炭素数1〜18のアルキレン基、jは1〜4の整数である。)であり、R7は炭素数1〜18の二価の炭化水素基であり、R8は炭素数1〜18の一価の炭化水素基である。x、yおよびzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。)
Figure 2016009776
(式中、R13は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、炭素数2〜8の直鎖もしくは分枝のアルコキシアルキル基または水素原子であり、R14は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基であり、R15は複数ある場合には同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜8の直鎖もしくは分枝のアルキレン基である。
16は一般式
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)および(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)のいずれかの二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、または硫黄および酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基であり、m1、m2およびm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、sおよびtは各々平均値として0〜3である。但しsおよびtの双方が3であることはない。)
Figure 2016009776
(式中、R23は炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基であり、複数あるGは同一でも異なっていてもよく、各々炭素数1〜9のアルカンジイル基またはアルケンジイル基であり、複数あるZaは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−0−]0.5、[−0−G−]0.5および[−O−G−O−]0.5から選ばれる官能基であり、複数あるZbは同一でも異なっていてもよく、各々二つの珪素原子と結合することのできる官能基であり、且つ[−O−G−O−]0.5で表される官能基であり、複数あるZcは同一でも異なっていてもよく、各々−Cl、−Br、−ORa、RaC(=O)O−、RabC=NO−、RabN−、Ra−およびHO−G−O−(Gは上記表記と一致する。)から選ばれる官能基であり、RaおよびRbは各々炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基である。m、n、u、vおよびwは、1≦m≦20、0≦n≦20、0≦u≦3、0≦v≦2、0≦w≦1であり、且つ(u/2)+v+2w=2または3である。A部が複数である場合、複数のA部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、B部が複数である場合、複数のB部におけるZa u、Zb vおよびZc wそれぞれにおいて、同一でも異なってもよい。)
The tire according to any one of claims 1 to 4, wherein the silane coupling agent (C) is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (I) to (IV). For producing a rubber composition for use.
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a linear or branched alkoxy group having 2 to 8 carbon atoms. An alkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 2 s , they may be the same or different and each is a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and when there are a plurality of R 3 May be the same or different and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
a is 2 to 6 as an average value, p and r may be the same or different, and each is 0 to 3 as an average value. However, both p and r are not 3. )
Figure 2016009776
(Wherein, R 4 is -Cl, -Br, R 9 O-, R 9 C (= O) O-, R 9 R 10 C = NO-, R 9 R 10 CNO-, R 9 R 10 N- , And-(OSiR 9 R 10 ) h (OSiR 9 R 10 R 11 ) are each a monovalent group (R 9 , R 10 and R 11 are each a hydrogen atom or a monovalent carbon atom having 1 to 18 carbon atoms. H is an average value of 1 to 4, and R 5 is R 4 , a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 6 is R 4 , R 5 , a hydrogen atom or a monovalent group represented by — [O (R 12 O) j ] 0.5 (R 12 is an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, j is an integer of 1 to 4). , R 7 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and R 8 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, x, y and z are x + y + 2z = 3, 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ Are numbers satisfying the relation of 0 ≦ z ≦ 1.)
Figure 2016009776
(In the formula, when there are a plurality of R 13 s , they may be the same or different, and each of them may be a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. An alkoxyalkyl group or a hydrogen atom, and when there are a plurality of R 14 s , they may be the same or different, each being a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a plurality of R 15 s. In some cases, they may be the same or different, and each is a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
R 16 is any one of the general formulas (—S—R 17 —S—), (—R 18 —S m1 —R 19 —) and (—R 20 —S m2 —R 21 —S m3 —R 22 —). Divalent groups (R 17 to R 22 are each a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent organic group containing a hetero element other than sulfur and oxygen. , M1, m2 and m3 are each an average value of 1 or more and less than 4, and a plurality of k may be the same or different, each being an average value of 1 to 6, and s and t are each an average The value is 0-3. However, both s and t are not 3. )
Figure 2016009776
(In the formula, R 23 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of Gs may be the same or different, and each is an alkanediyl group or alkenediyl group having 1 to 9 carbon atoms. , and the the plurality of Z a may be the same or different, is a functional group capable of binding with each of two silicon atoms, and [-0-] 0.5, [- 0 -G-] 0.5 and [ —O—G—O—] is a functional group selected from 0.5 , and a plurality of Z b may be the same or different, each being a functional group capable of bonding to two silicon atoms, and [—O -G-O-] is a functional group represented by 0.5 , and a plurality of Z c may be the same or different, and each represents —Cl, —Br, —OR a , R a C (═O) O—, R a R b C = NO-, R a R b N-, R a - and HO-G-O- (G above table Consistent with a functional group selected from.), R a and R b are each a straight-chain having 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic alkyl group .m, n, u, v and w are 1 ≦ m ≦ 20, 0 ≦ n ≦ 20, 0 ≦ u ≦ 3, 0 ≦ v ≦ 2, 0 ≦ w ≦ 1, and (u / 2) + v + 2w = 2 or 3. A part is plural In some cases, each of Z a u , Z b v and Z c w in a plurality of A parts may be the same or different. When there are a plurality of B parts, Z a u and Z b v in a plurality of B parts And Z c w may be the same or different.)
シランカップリング剤(C)が、一般式(I)で表わされる化合物である、請求項5記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The manufacturing method of the rubber composition for tires of Claim 5 whose silane coupling agent (C) is a compound represented by general formula (I). 充填材中の無機充填材(B)の含有量が30質量%以上である請求項1〜6のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The method for producing a rubber composition for a tire according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the inorganic filler (B) in the filler is 30% by mass or more. 混練の第一段階におけるゴム組成物中の硫黄原子を有するアミノ酸(D)の分子数が、シランカップリング剤(C)の分子数の0.1〜1.0倍である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The number of molecules of the amino acid (D) having a sulfur atom in the rubber composition in the first stage of kneading is 0.1 to 1.0 times the number of molecules of the silane coupling agent (C). 8. A method for producing a rubber composition for a tire according to any one of 7 above. 混練の第一段階におけるゴム組成物に含まれる有機酸化合物中の50モル%以上が、ステアリン酸である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The manufacturing method of the rubber composition for tires of any one of Claims 1-8 whose 50 mol% or more in the organic acid compound contained in the rubber composition in the 1st step of kneading | mixing is a stearic acid. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたタイヤ用ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。 The pneumatic tire produced using the rubber composition for tires manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 1-9.
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