JPWO2016167270A1 - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents

ゴム組成物及びタイヤ Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016167270A1
JPWO2016167270A1 JP2016552645A JP2016552645A JPWO2016167270A1 JP WO2016167270 A1 JPWO2016167270 A1 JP WO2016167270A1 JP 2016552645 A JP2016552645 A JP 2016552645A JP 2016552645 A JP2016552645 A JP 2016552645A JP WO2016167270 A1 JPWO2016167270 A1 JP WO2016167270A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
rubber
mass
parts
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016552645A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6481693B2 (ja
Inventor
加藤 学
加藤  学
亮太 高橋
亮太 高橋
隆裕 岡松
隆裕 岡松
美昭 桐野
美昭 桐野
尾ノ井 秀一
秀一 尾ノ井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Publication of JPWO2016167270A1 publication Critical patent/JPWO2016167270A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6481693B2 publication Critical patent/JP6481693B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/22Incorporating nitrogen atoms into the molecule
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C291/00Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00
    • C07C291/02Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00 containing nitrogen-oxide bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L13/00Compositions of rubbers containing carboxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L15/00Compositions of rubber derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/22Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/28Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen sulfur-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • C08L83/08Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本発明は、優れたウェット性能を維持しつつ耐摩耗性に優れ、かつ、加工性に優れるゴム組成物及びタイヤの提供を目的とし、本発明は、カルボキシ基変性された変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分とシリカと特定のポリシロキサンとを含有し、シリカの量がゴム成分100質量部に対して60〜200質量部であり、ポリシロキサンの量がシリカの含有量に対して1〜20質量%であり、変性ジエン系ゴムの量がゴム成分100質量部に対して10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物、及び、上記ゴム組成物を用いるタイヤを提供する。

Description

本発明はゴム組成物及びタイヤに関する。
従来、タイヤにはウェット性能、低発熱性、耐摩耗性等に優れることが要求されている。しかし、ウェット性能や低発熱性が優れると、耐摩耗性が犠牲となる場合がある。
このため、タイヤにしたとき、ウェット性能および耐摩耗性に優れ、かつ、加工性に優れたタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的として、例えば、特許文献1が提案されている。
特許文献1には、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを60〜200質量部、硫黄含有シランカップリング剤として下記式(1)で表されるポリシロキサンをシリカの含有量の1〜20質量%、及び下記式(I)で表されるチウラムジスルフィド系加硫促進剤を0.05〜3.0質量部含む、タイヤ用ゴム組成物が提案されている。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (1)
[式(1)は平均組成式であり、式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。]
(I)
[式(I)中、R5、R6、R7及びR8は、それぞれ独立して、2〜18個の炭素原子を有する炭化水素基である。]
国際公開第2014/129662号
本発明者らは、特許文献1をもとにゴム組成物を調製し評価したところ、このようなゴム組成物は、加工性が低下する場合があり、耐摩耗性について改善の余地があることが明らかとなった。
本発明は、上記実情を鑑みて、優れたウェット性能を維持しつつ耐摩耗性に優れ、かつ、加工性に優れるゴム組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、タイヤを提供することも目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定範囲の変性率でカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムを含有することによって所定の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
1. 原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量のうちの0.2〜4モル%がカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分と、シリカと、下記平均組成式(I)で表されるポリシロキサンとを含有し、
シリカの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部であり、
ポリシロキサンの含有量が、シリカの含有量に対して、1〜20質量%であり、
変性ジエン系ゴムの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。
2. 変性ジエン系ゴムが、原料ジエン系ゴムとカルボキシ基及びニトロン基を有するニトロン化合物とを反応させて製造される、上記1に記載のゴム組成物。
3. ニトロン化合物が、
N−フェニル−α−(4−カルボキシフェニル)ニトロン、
N−フェニル−α−(3−カルボキシフェニル)ニトロン、
N−フェニル−α−(2−カルボキシフェニル)ニトロン、
N−(4−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン、
N−(3−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン及び
N−(2−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記2に記載のゴム組成物。
4. 変性ジエン系ゴムに導入されたニトロン化合物の含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.3質量部以上10質量部以下である、上記2又は3に記載のゴム組成物。
5. 二重結合及びカルボキシ基を有し、カルボキシ基の含有量が二重結合及びカルボキシ基の合計の0.2〜4モル%である変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分と、シリカと、下記平均組成式(I)で表されるポリシロキサンとを含有し、
シリカの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部であり、
ポリシロキサンの含有量が、シリカの含有量に対して、1〜20質量%であり、
変性ジエン系ゴムの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。
6. 上記1〜5のいずれかに記載のゴム組成物を使用するタイヤ。
なお、本発明において、上記5に記載のゴム組成物に含有される変性ジエン系ゴムは、上記1に記載のゴム組成物に含有される変性ジエン系ゴムに対応する。本発明において、変性ジエン系ゴムは、上記5に記載のゴム組成物に含有される変性ジエン系ゴム、及び、上記1に記載のゴム組成物に含有される変性ジエン系ゴムのうちのいずれかであればよい。
また、上記5に記載のゴム組成物における、変性ジエン系ゴム以外の成分は、上記1に記載のゴム組成物における、変性ジエン系ゴム以外の成分とそれぞれ同じである。
本発明のゴム組成物は、優れたウェット性能を維持しつつ耐摩耗性に優れ、かつ、加工性に優れる。
本発明のタイヤは、優れたウェット性能を維持しつつ耐摩耗性に優れ、かつ、加工性に優れる。
本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図である。
本発明について以下詳細に説明する。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、成分が2種以上の物質を含む場合、上記成分の含有量とは、2種以上の物質の合計の含有量を指す。
本発明のゴム組成物は、
原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量のうちの0.2〜4モル%がカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分と、シリカと、下記平均組成式(I)で表されるポリシロキサンとを含有し、
シリカの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部であり、
ポリシロキサンの含有量が、シリカの含有量に対して、1〜20質量%であり、
変性ジエン系ゴムの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物である。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。
本発明のゴム組成物はこのような構成をとるため、所望の効果が得られるものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
特定の変性率でカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムは、シリカと相互作用及び/又は結合することができるため、変性ジエン系ゴムと所定のポリシロキサン(をシランカップリング剤として)とを併用することによって、シリカを、さらに分散させることができる。
シリカと変性ジエン系ゴムとが上記のような相互作用及び/又は結合することができるため、優れたウェット性能を維持しつつ耐摩耗性が向上させることができたと考えられる。
また、本発明においてはシリカの分散性が優れることから、シリカの含有量を増やすことができるが、このようにシリカの含有量を増やしても、カルボキシ基を介した相互作用は可逆的であるため、加工性に優れると考えられる。
[ゴム組成物]
以下、本発明のゴム組成物に含有される各成分について詳述する。
<ゴム成分>
本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、変性ジエン系ゴムを少なくとも含む。
<変性ジエン系ゴム>
ゴム成分に少なくとも含まれる変性ジエン系ゴムは、原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量のうちの0.2〜4モル%がカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムである。
なお、本明細書において、原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量(モル)に対する、変性ジエン系ゴムが有するカルボキシ基(モル)の割合、又は、変性ジエン系ゴムが有する、二重結合及びカルボキシ基の合計(モル)に対するカルボキシ基(モル)の割合を、変性率ということがある。つまり、本発明において変性率は0.2〜4モル%である。
また、本発明において、変性ジエン系ゴムは、二重結合及びカルボキシ基を有し、カルボキシ基の含有量が二重結合及びカルボキシ基の合計の0.2〜4モル%である。
本発明において変性ジエン系ゴムは、変性基としてカルボキシ基を有する。
(変性基)
変性ジエン系ゴムは、主鎖及び側鎖のうちの少なくともいずれかに変性基としてカルボキシ基を有することができる。また、変性ジエン系ゴムの主鎖の少なくとも一部又は側鎖の少なくとも一部に変性基としてカルボキシ基を有することができる。
主鎖における変性基としては、例えば、下記式(II)で表される基が挙げられる。
側鎖における変性基としては、例えば、下記式(III)で表される基が挙げられる。
上記式(II)中、a21、a22はそれぞれ独立に0〜5が好ましく、0、1又は2がより好ましい。
a21+a22は1以上が好ましく、1〜4がより好ましく、1〜2が更に好ましい。
式(II)の、a21、a22、a21+a22は、それぞれ、後述する式(3)の、n、m、m+nと同様である。
上記式(III)中、a31、a32はそれぞれ独立に0〜5が好ましく、0、1又は2がより好ましい。
a31+a32は1以上が好ましく、1〜4がより好ましく、1〜2が更に好ましい。
式(III)の、a31、a32、a31+a32は、それぞれ、後述する式(3)の、n、m、m+nと同様である。
変性ジエン系ゴムの主鎖は、例えば、後述する、原料ジエン系ゴムとして使用されるジエン系ゴムと同様のものが挙げられる。なかでも、強度特性、低発熱性に優れるという観点から、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが好ましく、スチレンブタジエンゴムがより好ましい。
(変性ジエン系ゴムの製造方法)
変性ジエン系ゴムは、ウェット性能、耐摩耗性及び加工性のうちの少なくとも1つがより優れる(以下これを本発明の効果により優れるという)点から、原料ジエン系ゴムとカルボキシ基を有する変性剤とを反応させて製造されるものが好ましい。
変性ジエン系ゴムは、主鎖及び側鎖のうちの少なくともいずれか又は両方において、カルボキシ基に変性されることが好ましい。
・原料ジエン系ゴム
原料ジエン系ゴムとして使用されるジエン系ゴムは特に限定されない。例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)が挙げられる。なかでも、強度特性、低発熱性に優れるという観点から、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムが好ましく、スチレンブタジエンゴムがより好ましい。
原料ジエン系ゴムとして使用できるスチレンブタジエンゴム(SBR)はスチレンとブタジエンとの共重合体であれば特に制限されない。スチレンブタジエンゴムはブタジエンに由来する不飽和結合における立体障害が小さいことから、変性剤との反応性に優れる。
スチレンブタジエンゴムが有するスチレン量は、変性剤との相溶性に優れるという観点から、スチレンブタジエンゴムを構成する全構成単位の10質量%以上が好ましく、26〜70質量%であることがより好ましい。
ここで、スチレンブタジエンゴムが有するスチレン量とは、スチレンブタジエンゴムを構成する全構成単位中において、スチレン単位が占める割合(質量%又は重量%)をいう。
本発明において、スチレンブタジエンゴムのミクロ構造は、JIS K 6239:2007(原料ゴム−溶液重合SBRのミクロ構造の求め方(定量))に準じて測定された。
スチレンブタジエンゴムが有する、ブタジエンに由来する二重結合としては、1,4−結合(シス−1,4−結合、トランス−1,4−結合)および1,2−結合が挙げられる。
スチレンブタジエンゴムが有する二重結合のうち1,4−結合が占める割合は、二重結合全量中の20〜80モル%が好ましく、25〜65モル%であることがより好ましい。
ここで、スチレンブタジエンゴムが有する二重結合のうち1,4−結合が占める割合とは、スチレンブタジエンゴムが有する全ての二重結合(ブタジエン成分のトランス−1,4単位、シス−1,4単位及び1,2単位。以下同様。)のうちの1,4単位(1,4−結合)の割合(モル%)をいう。
スチレンブタジエンゴムが有する二重結合のうち1,2−結合が占める割合(ビニル量又はビニル結合量)は、二重結合全量中の20〜80モル%が好ましく、35〜75モル%であることがより好ましい。
ここで、スチレンブタジエンゴムが有する二重結合のうち1,2−結合が占める割合とは、スチレンブタジエンゴムが有する全ての二重結合のうちの1,2単位(1,2−結合)が占める割合(モル%)をいう。
原料ジエン系ゴムの重量平均分子量は、取扱い性の観点から、100,000〜1,500,000であることが好ましく、100,000〜1,400,000であることがより好ましく、300,000〜1,300,000であることが更に好ましい。原料ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。
・変性剤
変性ジエン系ゴムを製造する際に使用できる変性剤について以下に説明する。変性剤は、少なくともカルボキシ基を有する化合物であることが好ましく、カルボキシ基及びニトロン基を有するニトロン化合物であることがより好ましい。
変性剤が1分子当たり有するカルボキシ基の数は1個以上であることが好ましく、10個以下とすることができ、1〜4個であることがより好ましく、1〜2個であることがさらに好ましい。
ニトロン基は下記式(1)で表される基である。
上記式(1)中、*は結合位置を表す。
変性剤が1分子当たり有するニトロン基の数は1〜3個であることが好ましい。
変性剤は、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。
上記式(2)中、XおよびYは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、または、芳香族複素環基を表す。カルボキシ基はX及びYのうちの一方又は両方に結合することができる。
XまたはYで表される脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などが挙げられる。
なかでも、炭素数1〜18のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がより好ましい。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
なかでも、炭素数3〜10のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3〜6のシクロアルキル基がより好ましい。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基などが挙げられる。
なかでも、炭素数2〜18のアルケニル基が好ましく、炭素数2〜6のアルケニル基がより好ましい。
XまたはYで表される芳香族炭化水素基としては、例えば、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基などが挙げられ、なかでも、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基がさらに好ましい。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基などが挙げられ、なかでも、炭素数7〜13のアラルキル基が好ましく、炭素数7〜11のアラルキル基がより好ましく、ベンジル基がさらに好ましい。
XまたはYで表される芳香族複素環基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基(イミダゾール基)、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、ピリジル基(ピリジン基)、フラン基、チオフェン基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基等が挙げられる。なかでも、ピリジル基が好ましい。
XまたはYで表される基が有してもよい、カルボキシ基以外の置換基としては、特に限定されず、例えば、炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、スルホニル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
なお、このような置換基を有する芳香族炭化水素基としては、例えば、トリル基、キシリル基などの、アルキル基を有するアリール基;メチルベンジル基、エチルベンジル基、メチルフェネチル基などの、置換基を有するアラルキル基;等が挙げられる。
変性剤は、原料ジエン系ゴムとの相溶性、反応性に優れるという観点から、下記式(3)で表される化合物であることが好ましい。
式(3)中、mおよびnは、それぞれ独立に、0〜5の整数を示し、mとnとの合計が1以上である。
mが示す整数としては、変性剤を合成する際の溶媒への溶解度が良好になり合成が容易になるという理由から、0〜2の整数が好ましく、0〜1の整数がより好ましい。
nが示す整数としては、変性剤を合成する際の溶媒への溶解度が良好になり合成が容易になるという理由から、0〜2の整数が好ましく、0〜1の整数がより好ましい。
また、mとnとの合計(m+n)は、1〜4が好ましく、1〜2がより好ましい。
変性剤は、下記式(3−1)で表されるN−フェニル−α−(4−カルボキシフェニル)ニトロン、下記式(3−2)で表されるN−フェニル−α−(3−カルボキシフェニル)ニトロン、下記式(3−3)で表されるN−フェニル−α−(2−カルボキシフェニル)ニトロン、下記式(3−4)で表されるN−(4−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン、下記式(3−5)で表されるN−(3−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン、および、下記式(3−6)で表されるN−(2−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。

変性剤の合成方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ヒドロキシアミノ基(−NHOH)を有する化合物と、アルデヒド基(−CHO)を有する化合物とを、ヒドロキシアミノ基とアルデヒド基とのモル比(−NHOH/−CHO)が1.0〜1.5となる量で、有機溶媒(例えば、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン等)下で、室温で1〜24時間撹拌することにより、両基が反応し、ニトロン基を有する化合物を製造することができる。上記においてヒドロキシアミノ基を有する化合物と、アルデヒド基を有する化合物とのいずれか一方又は両方がカルボキシ基を有すればよい。変性剤がカルボキシ基以外の置換基を更に有する場合、ヒドロキシアミノ基を有する化合物と、アルデヒド基を有する化合物とのいずれか一方又は両方が上記置換基を有することができる。
変性ジエン系ゴムの製造方法としては特に制限されないが、原料ジエン系ゴムと変性剤とを、例えば100〜200℃で1〜30分間混合する方法が挙げられる。
変性ジエン系ゴムを製造する際に使用される変性剤の量は、原料ジエン系ゴム100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.3〜5質量部であることがより好ましい。
本発明において、変性ジエン系ゴムは、原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量のうちの0.2〜4モル%がカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴム、又は、二重結合及びカルボキシ基を有しカルボキシ基の含有量が二重結合及びカルボキシ基の合計の0.2〜4モル%である変性ジエン系ゴムである。
本発明において変性率は0.2〜4モル%である。上記変性率は、本発明の効果により優れ、加硫速度が大きくなる点から、0.2〜1.0モル%であることが好ましく、0.3〜0.8モル%であることがより好ましい。上記変性率は、加硫速度が大きくなる点から、0.4〜0.8モル%が好ましい。
本発明において、変性率は、例えば、原料ジエン系ゴムおよび変性ジエン系ゴムのNMR(核磁気共鳴:nuclear magnetic resonance)測定を行うことで求めることができる。具体的には、原料ジエン系ゴム及び変性ジエン系ゴムについて、CDCl3を溶媒とした1H−NMR測定(CDCl3、400MHz、TMS:テトラメチルシラン)を行い、8.08ppm付近(カルボキシ基に隣接する2つのプロトンに帰属する。具体的には、カルボキシ基がベンゼン環に結合する場合、カルボキシ基が結合する炭素原子に隣接する炭素原子に結合する2つのプロトンに帰属する。)のピーク面積を測定して、変性率を算出した。
変性ジエン系ゴムに導入された変性剤(例えば、ニトロン化合物)の含有量は、本発明の効果により優れる点から、ゴム成分100質量部に対して、0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.3〜5質量部であることがより好ましい。
また、変性ジエン系ゴムに導入された変性剤の含有量は、加工性により優れ、又は、加硫速度が大きくなる点から、ゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.5〜5質量部であることがより好ましい。
変性ジエン系ゴムはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において、変性ジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である。変性ジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、20〜90質量部であることが好ましく、50〜80質量部であることがより好ましい。
本発明において、ゴム成分はさらに変性ジエン系ゴム以外のゴムを含むことができる。変性ジエン系ゴム以外のゴムとしては、例えば、ジエン系ゴムが挙げられる。ジエン系ゴムは特に制限されない。例えば、変性ジエン系ゴムを製造する際に使用できる原料ジエン系ゴムと同様のものが挙げられる。
なかでも、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムは特に制限されない。例えば、上記原料ジエン系ゴムと同様とすることができる。
<シリカ>
本発明のゴム組成物に含有されるシリカは特に限定されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
シリカとしては、具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。
シリカのCTAB吸着比表面積は、本発明の効果により優れる点から、150m2/g以上が好ましく、155〜230m2/gがより好ましい。ここで、シリカのCTAB吸着比表面積は、JIS K6217−3:2001に記載されたCTAB吸着法に従って測定したものである。
シリカはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部である。シリカの含有量は、本発明の効果により優れる点から、ゴム成分100質量部に対して、60〜150質量部であることが好ましい。
<ポリシロキサン>
本発明のゴム組成物に含有されるポリシロキサンは、下記平均組成式(I)で表される化合物である。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない(a、bが同時に0である場合は除かれる)。
本発明において、ポリシロキサンはCを有することによって、シリカとの親和性及び/又は反応性に優れる。
ポリシロキサンはDを有することによって、ジエン系ゴムと相互作用及び/又は反応することができ、ウェット性能、耐摩耗性に優れる。
ポリシロキサンがAを有する場合、ウェット性能、耐摩耗性、加工性(特にムーニースコーチ時間の維持・長期化)により優れる。
ポリシロキサンがBを有する場合、メルカプト基を保護しムーニースコーチ時間が長くなると同時に、ゴムとの親和性に優れることで加工性により優れる。
本発明のゴム組成物に含有されるポリシロキサンは、その骨格として、シロキサン骨格を有する。シロキサン骨格は直鎖状、分岐状、3次元構造のいずれか又はこれらの組合わせとすることができる。
上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基(以下、スルフィド基含有有機基ともいう)を表す。有機基は例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい炭化水素基とすることができる。
なかでも、下記式(4)で表される基であることが好ましい。
−(CH2n−Sx−(CH2n (4)
上記式(4)中、nは1〜10の整数を表し、なかでも、2〜4の整数であることが好ましい。
上記式(4)中、xは1〜6の整数を表し、なかでも、2〜4の整数であることが好ましい。
上記式(4)中、*は、結合位置を示す。
上記式(4)で表される基の具体例としては、例えば、−CH2−S2−CH2−C24−S2−C24−C36−S2−C36−C48−S2−C48−CH2−S4−CH2−C24−S4−C24−C36−S4−C36−C48−S4−C48などが挙げられる。
上記平均組成式(I)中、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、その具体例としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。なかでも、Bはメルカプト基を保護しムーニースコーチ時間が長く加工性により優れ、ウェット特性、耐摩耗性がより優れ、低転がり抵抗性に優れることから、炭素数8〜10の1価の炭化水素基であることが好ましい。
上記平均組成式(I)中、Cは加水分解性基を表し、その具体例としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、下記式(5)で表される基であることが好ましい。
−OR2 (5)
上記式(5)中、R2は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2〜10のアルケニル基を表す。R2はなかでも、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。
上記炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。
上記炭素数6〜10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。
上記炭素数7〜10のアラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などが挙げられる。
上記炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロぺニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(5)中、*は、結合位置を示す。
上記平均組成式(I)中、Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。なかでも、下記式(6)で表される基であることが好ましい。
−(CH2m−SH (6)
上記式(6)中、mは1〜10の整数を表す。mは、なかでも、1〜5の整数であることが好ましい。
上記式(6)中、*は、結合位置を示す。
上記式(6)で表される基の具体例としては、−CH2SH、−C24SH、−C36SH、−C48SH、−C510SH、−C612SH、−C714SH、−C816SH、−C918SH、−C1020SHが挙げられる。
上記平均組成式(I)中、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表す。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
上記平均組成式(I)中、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bの少なくともいずれか一方は0ではない。a、bの両方が0より大きいことが好ましい態様の1つとして挙げられる。
ポリシロキサンは、ムーニースコーチ時間が長く加工性がより優れる理由から、aが0よりも大きい(0<a)ことが好ましい。すなわち、スルフィド基含有有機基を有する場合が好ましい態様の1つとして挙げられる。なかでも、加工性がさらに優れ、ウェット性能により優れ、低転がり抵抗性にも優れるという理由から、0<a≦0.50であることが好ましい。
また、ポリシロキサンは、ウェット性能、耐摩耗性により優れ、低転がり抵抗性に優れる理由から、aが0であることが好ましい。すなわち、スルフィド基含有有機基を有さない場合が好ましい態様の1つとして挙げられる。
上記平均組成式(I)中、bは、ウェット特性、加工性がより優れ、低転がり抵抗性に優れるという理由から、bは0より大きいことが好ましく、0.10≦b≦0.89であることがより好ましい。
上記平均組成式(I)中、cは、ウェット特性、加工性がより優れ、シリカの分散性がより優れ、低転がり抵抗性に優れるという理由から、1.2≦c≦2.0であることが好ましい。
上記平均組成式(I)中、dは、ウェット特性、加工性がより優れ、低転がり抵抗性に優れるという理由から、0.1≦d≦0.8であることが好ましい。
上記平均組成式(I)中、ウェット特性、加工性がより優れ、低転がり抵抗性に優れるという理由から、0<2a+b+c+d+e≦3が好ましい。
ポリシロキサンは、シリカの分散性が良好であり、加工性がより優れる理由から、上記平均組成式(I)中、Aが上記式(4)で表される基であり、Cが上記式(5)で表される基であり、Dが上記式(6)で表される基であることが好ましい。また、上記理由に加えてさらに、メルカプト基を保護しムーニースコーチ時間が長く加工性により優れ、ウェット特性、耐摩耗性がより優れ、低転がり抵抗性に優れることから、Aが上記式(4)で表される基であり、Cが上記式(5)で表される基であり、Dが上記式(6)で表される基であり、Bが炭素数8〜10の1価の炭化水素基であることがより好ましい。
ポリシロキサンの重量平均分子量は、ウェット性能、加工性により優れ、低転がり抵抗性に優れるという観点から、500〜2300であることが好ましく、600〜1500であることがより好ましい。ポリシロキサンの分子量は、トルエンを溶媒とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で求められた重量平均分子量である。
ポリシロキサンの酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によるメルカプト当量は、加硫反応性に優れるという観点から、550〜1900g/molであることが好ましく、600〜1800g/molであることがより好ましい。
ポリシロキサンを製造する方法は特に限定されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
ポリシロキサンはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において、ポリシロキサンの含有量は、シリカの含有量に対して、1〜20質量%である。ポリシロキサンの含有量は、本発明の効果により優れる点から、シリカの含有量に対して、3〜18質量%であることが好ましく、4〜18質量%であることがより好ましい。
(テルペン系樹脂)
本発明のゴム組成物はさらにテルペン系樹脂を含有することができる。テルペン系樹脂は、モノマーとして少なくともテルペン系単量体を使用する重合体であればよく、単独重合体、共重合体のいずれでもよい。またテルペン系樹脂は例えば芳香族化合物によって変性されていてもよい。
テルペン系単量体としては、例えばα−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネン、これらの誘導体が挙げられる。
芳香族化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデン、フェノール類が挙げられる。
テルペン系樹脂としては、芳香族変性テルペン樹脂が挙げられる。テルペン系樹脂は、ジエン系ゴムとの相溶性が良好であるためゴム組成物の0℃のtanδを高くし、ウェット性能、耐摩耗性により優れ、低転がり抵抗性とのバランスに優れるという理由から、芳香族変性テルペン樹脂が好ましい。
テルペン系樹脂(特に芳香族変性テルペン樹脂)の軟化点は、ウェット性能、耐摩耗性により優れるという観点から、60〜150℃であることが好ましく、70〜130℃であることがより好ましい。
テルペン系樹脂はその製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。テルペン系樹脂はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
テルペン系樹脂の量は、ゴム成分100質量部に対して、1〜30質量部であることが好ましく、3〜20質量部であることがより好ましい。
(チウラムジスルフィド系加硫促進剤)
本発明のゴム組成物は、本発明の効果により優れる点から、更にチウラムジスルフィド系加硫促進剤を含有することができる。チウラムジスルフィド系加硫促進剤は、特に制限されない。例えば、下記式(IV)で表される化合物が挙げられる。

(IV)
式(IV)中、R5、R6、R7及びR8は、それぞれ独立して、2〜18個の炭素原子を有する炭化水素基である。炭化水素基は、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基のうちのいずれか又はこれらの組み合わせであればよく、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよく、不飽和結合を有してもよい。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基のような脂肪族炭化水素基;シクロヘキシル基のような脂環式炭化水素基;フェニル基のような芳香族炭化水素基;ベンジル基のようなアラルキル基が挙げられる。
チウラムジスルフィド系加硫促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムエチルジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィドなどが挙げられる。
なかでも、チウラムジスルフィド系加硫促進剤は、本発明の効果により優れる点から、R5〜R8がアラルキル基であることが好ましく、ベンジル基であるもの(市販品としては例えば、Flexsys(フレキシス)社製のTbZTD)がより好ましい。
チウラムジスルフィド系加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.0〜2.5質量部であることが好ましく、0.0〜2.0質量部であることがより好ましい。
本発明のゴム組成物は加工性により優れるという観点からチウラムジスルフィド系加硫促進剤を実質的に含有しないことが好ましい態様の1つとして挙げられる。チウラムジスルフィド系加硫促進剤を実質的に含有しないとは、チウラムジスルフィド系加硫促進剤の含有量が組成物全体に対して0〜0.1質量部であることをいう。
(添加剤)
本発明のゴム組成物は、必要に応じて、その効果や目的を損なわない範囲でさらに添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、ジエン系ゴム以外のゴム、上記ポリシロキサン以外のシランカップリング剤、シリカ以外の充填剤(例えば、カーボンブラック、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン)、チウラムジスルフィド系加硫促進剤以外の加硫促進剤のほか、テルペン系樹脂以外の樹脂、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、加工助剤、オイル(例えば、アロマオイル、プロセスオイル)、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、硫黄のような加硫剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用されるものが挙げられる。各添加剤の含有量は適宜選択することができる。
本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、例えば、上述した各成分を、公知の方法、装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど)を用いて、混練する方法などが挙げられる。
また、本発明のゴム組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
本発明のゴム組成物を用いてタイヤを製造することができる。
[タイヤ]
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を使用するタイヤである。
本発明のタイヤを製造する際に使用されるゴム組成物は本発明のゴム組成物であれば特に制限されない。
ゴム組成物を適用するタイヤの部位は特に制限されない。ゴム組成物を使用して製造することができるタイヤの部位としては例えば、タイヤトレッド、ビード部、サイドウォール部が挙げられる。
本発明のタイヤは空気入りタイヤであることが好ましい態様の1つとして挙げられる。
以下添付の図面を用いて本発明のタイヤを説明する。なお本発明のタイヤは添付の図面に限定されない。
図1は本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図である。図1に示されるタイヤは空気入りタイヤである。
図1において、符号1はビード部を表し、符号2はサイドウォール部を表し、符号3はタイヤトレッド部を表す。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド部3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
本発明のタイヤは、例えば、従来公知の方法に従って製造することができる。
本発明のタイヤが空気入りタイヤである場合、空気入りタイヤに充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いることができる。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれらに限定されない。
<ポリシロキサン1の製造方法>
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート及び温度計を備えた2Lセパラブルフラスコにビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(信越化学工業製 KBE−846)107.8g(0.2mol)、γ―メルカプトプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−803)190.8g(0.8mol)、オクチルトリエトキシシラン(信越化学工業製 KBE−3083)442.4g(1.6mol)、エタノール190.0gを納めた後、室温にて0.5N塩酸37.8g(2.1mol)とエタノール75.6gの混合溶液を滴下した。その後、80℃にて2時間攪拌した。その後、濾過、5%KOH/EtOH溶液17.0gを滴下し80℃で2時間攪拌した。その後、減圧濃縮、濾過することで褐色透明液体のポリシロキサン480.1gを得た。GPCにより測定した結果、得られたポリシロキサンの重量平均分子量は840であり、平均重合度は4.0(設定重合度4.0)であった。また、酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加−チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法により、得られたポリシロキサンのメルカプト当量を測定した結果、当該メルカプト当量は730g/molであり、設定通りのメルカプト基含有量であることが確認された。以上より、得られたポリシロキサンは下記平均組成式で示される。
(−C36−S4−C36−)0.071(−C8170.571(−OC251.50(−C36SH)0.286SiO0.75
得られたポリシロキサンをポリシロキサン1とする。
<ニトロン化合物1の合成>
2Lナスフラスコに、40℃に温めたメタノール(900mL)を入れ、ここに、下記式(b−1)で表されるテレフタルアルデヒド酸(30.0g)を加えて溶かした。この溶液に、下記式(a−1)で表されるフェニルヒドロキシアミン(21.8g)をメタノール(100mL)に溶かしたものを加え、室温で19時間撹拌した。撹拌終了後、メタノールからの再結晶により、下記式(c−1)で表されるニトロン化合物(カルボキシニトロン、CPN)を得た(41.7g)。収率は86%であった。得られたニトロン化合物をニトロン化合物1とする。ニトロン化合物1の分子量は241である。
<変性ジエン系ゴム1の製造>
原料SBR137.5質量部[スチレンブタジエンゴム、商品名E581、正味のSBR100質量部に対する油展量:37.5質量部、重量平均分子量:1,200,000、スチレン量:37質量%、ビニル結合量:43%、旭化成ケミカル社製]とニトロン化合物1(1質量部)とをミキサーで160℃の条件下で5分間混合することで、上記原料SBRをニトロン化合物1で変性した変性ジエン系ゴム1を得た。
上記製造において、原料SBRが有する二重結合全量のうちの0.22モル%がニトロン化合物1によってカルボキシ基に変性された。
変性ジエン系ゴム1は、二重結合及びカルボキシ基を有し、カルボキシ基の含有量が二重結合及びカルボキシ基の合計の0.22モル%であった。
変性ジエン系ゴム1の変性率は0.22モル%であった。
<変性ジエン系ゴム2の製造>
ニトロン化合物1の使用量を2質量部に代えた他は変性ジエン系ゴム1と同様にして製造を行い、変性ジエン系ゴム2を得た。
上記製造において、原料SBRが有する二重結合全量のうちの0.43モル%がニトロン化合物1によってカルボキシ基に変性された。
変性ジエン系ゴム2は、二重結合及びカルボキシ基を有し、カルボキシ基の含有量が二重結合及びカルボキシ基の合計の0.43モル%であった。
変性ジエン系ゴム2の変性率は0.43モル%であった。
<ゴム組成物の製造>
下記第1表に示す各成分を同表に示す量(質量部)で用いてこれらを配合しゴム組成物を製造した。具体的には、まず、下記第1表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤(DPG、CZ、TbZTD)を除く成分を、80℃のバンバリーミキサーで5分間混合して混合物を得た。次に、ロールを用いて、上記混合物に上記硫黄および上記加硫促進剤を加えて混合し、ゴム組成物を得た。
なお、第1表において使用された各変性ジエン系ゴムの使用量がそれぞれ48.15質量部の場合、正味の各変性ジエン系ゴムの含有量は、35質量部である。また、使用された変性ジエン系ゴム1の使用量が96.3質量部である場合、正味の変性ジエン系ゴム1の含有量は70質量部である。
正味の35質量部の変性ジエン系ゴム1に含有されるニトロン化合物1の含有量(CPN量)は0.32質量部である。
正味の70質量部の変性ジエン系ゴム1に含有されるニトロン化合物1の含有量(CPN量)は0.64質量部である。
正味の35質量部の変性ジエン系ゴム2に含有されるニトロン化合物1の含有量(CPN量)は0.64質量部である。
<加硫ゴムシートの作製>
上記のとおり製造したゴム組成物(未加硫)を、金型(15cm×15cm×0.2cm)中、160℃で20分間プレス加硫して、加硫ゴムシートを作製した。
<評価>
上記のとおり作製された、ゴム組成物、加硫ゴムシートを用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。各評価結果は比較例1の結果を100とする指数で表示された。
<ウェット性能:tanδ(0℃)>
上記のとおり作製された加硫ゴムシートについて、JIS K6394:2007に準じて、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10%±2%、振幅±2%、振動数20Hz、温度0℃の条件で、損失正接tanδ(0℃)を測定した。
指数が大きいほど、tanδ(0℃)の値が大きく、ウェット性能が優れる。
<耐摩耗性>
上記のとおり作製した加硫ゴムの耐摩耗性を、JIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を使用して、温度20℃、荷重15N、スリップ率50%、時間10分の条件で摩耗量を測定した。
なお、耐摩耗性の評価結果は、各例の摩耗量を逆数とし、比較例1の摩耗量の逆数を「100」とする指数で表示された。指数が大きいほど摩耗量が小さく、タイヤにしたときに耐摩耗性に優れる。
<ムーニースコーチ>(耐スコーチ性の指標)
上記のとおり製造したゴム組成物(未加硫)について、JIS K6300−1:2001に準じて、L形ロータを使用し、試験温度125℃の条件で、ムーニースコーチ時間(t5)を測定した。
ムーニースコーチの指数が大きいほどムーニースコーチ時間が長く、耐スコーチ性(加工性)が優れることを示す。
<t95>(加硫時の加硫速度の指標)
上記のとおり製造したタイヤ用ゴム組成物を用いて、JIS K 6300に準じて、振動式ディスク加硫試験機を用いて、振幅1度、160℃の条件下でt95時間(分)を測定した。
95(表中これをT95と示す。)の指数が小さいほど加硫速度が速く、加硫特性に優れることを示す。
第1表に示した各成分の詳細は以下のとおりである。
第1表に示すように、変性ジエン系ゴムを含有しない比較例2は、比較例1と比べて、加工性が低く、耐摩耗性について改善の余地があった。
これに対して、本発明のゴム組成物は、所望の効果が得られることが確認された。つまり、実施例1〜4は、高いウェット性能を維持しつつ比較例2よりも耐摩耗性に優れ、加工性に優れた。
特に、CPN量について実施例1〜3を比較すると、CPN量が多い実施例2、3は実施例1よりも、耐摩耗性により優れる効果が得られることが確認された。
変性ジエン系ゴムの変性率について実施例1〜3を比較すると、変性率が高い実施例3は実施例1、2よりもt95が小さく加硫速度に優れる効果が得られることが確認された。
チウラムジスルフィド系加硫促進剤の有無について、実施例1、4を比較すると、チウラムジスルフィド系加硫促進剤を含まない実施例1は、実施例4よりも、加工性により優れる効果が得られることが確認された。
また、さらにチウラムジスルフィド系加硫促進剤を含有する実施例4は、実施例1よりも、ウェット性能、耐摩耗性により優れ、加硫速度に優れる効果が得られることが確認された。
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション

Claims (6)

  1. 原料ジエン系ゴムが有する二重結合全量のうちの0.2〜4モル%がカルボキシ基に変性された変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分と、シリカと、下記平均組成式(I)で表されるポリシロキサンとを含有し、
    前記シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部であり、
    前記ポリシロキサンの含有量が、前記シリカの含有量に対して、1〜20質量%であり、
    前記変性ジエン系ゴムの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物。
    (A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
    上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。
  2. 前記変性ジエン系ゴムが、前記原料ジエン系ゴムとカルボキシ基及びニトロン基を有するニトロン化合物とを反応させて製造される、請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 前記ニトロン化合物が、
    N−フェニル−α−(4−カルボキシフェニル)ニトロン、
    N−フェニル−α−(3−カルボキシフェニル)ニトロン、
    N−フェニル−α−(2−カルボキシフェニル)ニトロン、
    N−(4−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン、
    N−(3−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロン及び
    N−(2−カルボキシフェニル)−α−フェニルニトロンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項2に記載のゴム組成物。
  4. 前記変性ジエン系ゴムに導入された前記ニトロン化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、0.3質量部以上10質量部以下である、請求項2又は3に記載のゴム組成物。
  5. 二重結合及びカルボキシ基を有し、前記カルボキシ基の含有量が前記二重結合及び前記カルボキシ基の合計の0.2〜4モル%である変性ジエン系ゴムを少なくとも含むゴム成分と、シリカと、下記平均組成式(I)で表されるポリシロキサンとを含有し、
    前記シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、60〜200質量部であり、
    前記ポリシロキサンの含有量が、前記シリカの含有量に対して、1〜20質量%であり、
    前記変性ジエン系ゴムの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、10〜100質量部である、タイヤ用のゴム組成物。
    (A)a(B)b(C)c(D)d(R1eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (I)
    上記平均組成式(I)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表し、Bは炭素数5〜10の1価の炭化水素基を表し、Cは加水分解性基を表し、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1〜4の1価の炭化水素基を表し、a〜eは、0≦a<1、0≦b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。ただしa、bのいずれか一方は0ではない。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物を使用するタイヤ。
JP2016552645A 2015-04-13 2016-04-13 ゴム組成物及びタイヤ Active JP6481693B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015081857 2015-04-13
JP2015081857 2015-04-13
PCT/JP2016/061881 WO2016167270A1 (ja) 2015-04-13 2016-04-13 ゴム組成物及びタイヤ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016167270A1 true JPWO2016167270A1 (ja) 2017-09-28
JP6481693B2 JP6481693B2 (ja) 2019-03-13

Family

ID=57126785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016552645A Active JP6481693B2 (ja) 2015-04-13 2016-04-13 ゴム組成物及びタイヤ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180118856A1 (ja)
JP (1) JP6481693B2 (ja)
CN (1) CN107406631B (ja)
DE (1) DE112016001707B4 (ja)
WO (1) WO2016167270A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5682594B2 (ja) * 2012-05-24 2015-03-11 横浜ゴム株式会社 変性ジエン系ポリマー
JP6957126B2 (ja) * 2017-07-19 2021-11-02 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン シリコーンオイルに基づくゴム組成物
JP6988418B2 (ja) * 2017-12-08 2022-01-05 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
CN108783716B (zh) * 2018-07-30 2021-02-19 安徽省旌德飞迅安全设备有限公司 一种安全帽的缓冲层

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011057892A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2011057922A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2014034673A1 (ja) * 2012-08-30 2014-03-06 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2014129665A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2014129662A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ
JP2014185341A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7108691A (ja) * 1971-06-23 1972-12-28
US4147712A (en) * 1977-06-28 1979-04-03 Union Carbide Corporation Amino substituted mercapto organosilicon compounds
US5994456A (en) * 1998-04-09 1999-11-30 Dow Corning Corporation Compositions comprising mercapto-functional organosilicon compounds
ATE465208T1 (de) * 2001-06-28 2010-05-15 Michelin Soc Tech Reifenlauffläche verstärkt durch kieselsäure mit niedriger spezifischer oberfläche
JP5716850B1 (ja) 2014-01-31 2015-05-13 横浜ゴム株式会社 変性ポリマー、これを用いるゴム組成物及びタイヤ
JP5700161B1 (ja) * 2014-05-16 2015-04-15 横浜ゴム株式会社 タイヤビードインシュレーション用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011057892A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2011057922A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2014034673A1 (ja) * 2012-08-30 2014-03-06 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2014129665A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2014129662A1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-28 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ
JP2014185341A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6481693B2 (ja) 2019-03-13
CN107406631B (zh) 2019-06-28
DE112016001707B4 (de) 2023-05-04
WO2016167270A1 (ja) 2016-10-20
US20180118856A1 (en) 2018-05-03
DE112016001707T5 (de) 2017-12-28
CN107406631A (zh) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5574063B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP6390255B2 (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP5846332B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ
JP5846333B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP5846331B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いる空気入りタイヤ
JP6291901B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP6476554B2 (ja) タイヤサイドウォール用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP6481693B2 (ja) ゴム組成物及びタイヤ
JP2014185339A (ja) スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ
JP2015163680A (ja) 変性ポリマーおよびゴム組成物並びに空気入りタイヤ
JP6753139B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物の製造方法
WO2015114845A1 (ja) ゴム組成物、変性ポリマー及びタイヤ
JP6471563B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP2016108377A (ja) ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP6686314B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JP5907309B2 (ja) 重荷重タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2016167289A1 (ja) ゴム組成物及びタイヤ
JP2014185338A (ja) タイヤリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP6972839B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5812157B1 (ja) タイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP6582816B2 (ja) ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ
JP2015013923A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2014196385A (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181001

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6481693

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250