KR20130143142A

KR20130143142A - 고무 조성물 및 타이어

Info

Publication number: KR20130143142A
Application number: KR1020137031921A
Authority: KR
Inventors: 시게나오 구와하라; 게이 히라타; 다이스케 고다
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레; 아미리스 인코퍼레이티드
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-12-30
Also published as: CN105646956B; BR112014007430B1; CA2837547A1; RU2611511C2; JPWO2013047348A1; EP2762524A4; EP2762524A1; CN103748159A; CN103748159B; JP2013209673A; JP5314812B1; EP2762524B1; WO2013047348A1; KR101414302B1; ES2597039T3; US20140155536A1; BR112014007430A2; US8785542B2; CA2837547C; TWI441867B

Abstract

합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종으로 이루어지는 고무 성분 (A) 와, 중량 평균 분자량이 2,000 이상 25,000 미만인 파르네센 중합체 (B) 와, 카본 블랙 (C) 를 함유하는 고무 조성물.

Description

고무 조성물 및 타이어{RUBBER COMPOSITION AND TIRE}

본 발명은 고무 성분과 폴리파르네센을 함유하는 고무 조성물, 및 그 고무 조성물을 사용한 타이어에 관한 것이다.

타이어는, 건조 노면에서의 조종 안정성 (드라이 그립 성능) 이나 습윤 노면에서의 조종 안정성 (웨트 그립 성능) 을 구비하는 것 외에, 저온시나 적설 노면에서의 조종 안정성 (아이스 그립 성능) 등의 저온 성능을 구비하여, 광범위한 조건하에 있어서의 높은 레벨의 주행 안정성이 요구된다.

일반적으로, 아이스 그립 성능을 향상시키려면, 고무 조성물과 빙설의 접촉 면적을 크게 하는 것이 유효하며, 고무 조성물은 저온시의 유연성이 우수한 것이 요구된다. 고무 조성물에 유연성을 부여하려면, 카본 블랙의 배합량을 줄이거나, 또는 배합하는 카본 블랙의 평균 입경을 100 ∼ 200 ㎚ 정도로 하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 유연성을 부여하는, 즉 저온시의 탄성률을 내리는 것으로 고무 조성물의 아이스 그립 성능을 개선할 수 있어도, 그 한편으로 상온역에서의 히스테리시스나 탄성률이 저하되기 때문에, 드라이 그립 성능이 저하된다는 문제가 있다.

한편, 드라이 그립 성능을 향상시키려면, 유리 전이 온도 (Tg) 가 높은 고무, 예를 들어, 스티렌-부타디엔 고무를 사용하거나, 평균 입경이 5 ∼ 100 ㎚ 정도의 카본 블랙을 다량으로 배합하거나 하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 고무 조성물의 점도가 높아져 제조시의 가공성이 저하되거나, 저온시의 유연성이 뒤떨어져, 즉 탄성률이 증가함으로써 아이스 그립 성능이 저하된다는 문제가 있었다.

이와 같이 타이어용 고무 조성물에 있어서, 제조시의 가공성 및 아이스 그립 성능과 드라이 그립 성능은 이율 배반의 관계에 있어, 양자를 균형있게 개량하는 것은 곤란하다고 여겨지고 있었다.

이들 특성을 균형있게 개량하기 위한 고무 조성물로서, 특허문헌 1 에는, 액상 폴리부타디엔 등의 액상 폴리머를 배합한 타이어 트레드용 고무 조성물이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2, 3 에는 β-파르네센을 중합한 중합체가 기재되어 있지만, 실용적인 용도에 대해서는 충분히 검토되어 있지 않다.

일본 공개특허공보 평07-053784호 국제 공개 제2010/027463호 국제 공개 제2010/027464호

특허문헌 1 의 타이어 트레드용 고무 조성물은 아이스 그립 성능 및 드라이 그립 성능이 균형있게 개선되어 있지만, 아직 충분하지는 않고, 추가적인 개선이 요망되고 있다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 제조시의 가공성, 아이스 그립 성능, 드라이 그립 성능 모두를 높은 수준으로 구비하는 고무 조성물, 및 그 고무 조성물을 사용한 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 예의 검토를 실시한 결과, 특정 구조를 갖는 공액 디엔 중합체를 사용하면, 제조시의 가공성, 아이스 그립 성능, 및 드라이 그립 성능 모두가 향상되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은,

[1] 합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종으로 이루어지는 고무 성분 (A) 와, 중량 평균 분자량이 2,000 이상 25,000 미만인 파르네센 중합체 (B) 와, 카본 블랙 (C) 를 함유하는 고무 조성물,

[2] 상기 고무 조성물을 적어도 일부에 사용한 타이어,

에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 제조시의 가공성, 아이스 그립 성능, 및 드라이 그립 성능 모두를 높은 수준으로 구비하는 고무 조성물, 및 그 고무 조성물을 사용한 타이어를 제공할 수 있다.

[고무 조성물]

본 발명의 고무 조성물은 합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종으로 이루어지는 고무 성분 (A) 와, 중량 평균 분자량이 2,000 이상 25,000 미만인 파르네센 중합체 (B) 와, 카본 블랙 (C) 를 함유하는 고무 조성물이다.

＜고무 성분 (A)＞

(1) 합성 고무

합성 고무로는, 스티렌부타디엔 고무 (이하, SBR 이라고도 한다), 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무, 부타디엔아크릴로니트릴 공중합체 고무, 클로로프렌 고무 등을 사용할 수 있으며, 이들 중에서는, SBR, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무가 바람직하다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

(SBR (A-1))

SBR (A-1) 로는, 타이어 용도에 이용되는 일반적인 것을 사용할 수 있지만, 구체적으로는, 스티렌 함량이 0.1 ∼ 70 질량％ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 50 질량％ 인 것이 보다 바람직하다.

또, 비닐 함량이 0.1 ∼ 60 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 55 질량％ 인 것이 보다 바람직하다.

SBR (A-1) 의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 10 만 ∼ 250 만인 것이 바람직하고, 15 만 ∼ 200 만인 것이 보다 바람직하며, 20 만 ∼ 150 만인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위인 경우, 가공성과 기계 강도를 양립할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서의 중량 평균 분자량은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정한 값이다.

본 발명에 있어서 사용하는 SBR 의 시차열 분석법에 의해 구한 유리 전이 온도 (Tg) 는 ―95 ℃ ∼ 0 ℃ 인 것이 바람직하고 ―95 ℃ ∼ ―5 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. Tg 를 상기 범위로 함으로써, 점도가 높아지는 것을 억제할 수 있어 취급이 용이해진다.

≪SBR (A-1) 의 제조 방법≫

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 SBR (A-1) 은 스티렌과 부타디엔을 공중합하여 얻어진다. SBR 의 제조 방법에 대해 특별히 제한은 없고, 유화 중합법, 용액 중합법, 기상 중합법, 벌크 중합법 모두 이용할 수 있으며, 특히 유화 중합법, 용액 중합법이 바람직하다.

(i) 유화 중합 스티렌부타디엔 고무 (E-SBR)

E-SBR 은 통상적인 유화 중합법에 의해 제조할 수 있으며, 예를 들어, 소정량의 스티렌 및 부타디엔 단량체를 유화제의 존재하에 유화 분산시키고, 라디칼 중합 개시제에 의해 유화 중합한다.

유화제로는, 예를 들어 탄소수 10 이상의 장사슬 지방산염 또는 로진산염이 사용된다. 구체예로는, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 올레산, 스테아르산 등의 지방산의 칼륨염 또는 나트륨염을 들 수 있다.

분산제로는 통상적으로 물이 사용되며, 중합시의 안정성이 저해되지 않는 범위에서, 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용매를 포함하고 있어도 된다.

라디칼 중합 개시제로는, 예를 들어, 과황산암모늄이나 과황산칼륨 등의 과황산염, 유기 과산화물, 과산화수소 등을 들 수 있다.

얻어지는 E-SBR 의 분자량을 조정하기 위해서 연쇄 이동제를 사용할 수도 있다. 연쇄 이동제로는, 예를 들어, t-도데실메르캅탄, n-도데실메르캅탄 등의 메르캅탄류；사염화탄소, 티오글리콜산, 디테르펜, 테르피놀렌, γ-테르피넨, α-메틸스티렌 다이머 등을 들 수 있다.

유화 중합의 온도는 사용하는 라디칼 중합 개시제의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 통상적으로 0 ∼ 100 ℃ 가 바람직하고, 0 ∼ 60 ℃ 가 보다 바람직하다. 중합 양식은 연속 중합, 회분 중합 중 어느 것이어도 된다. 중합 반응은 중합 정지제의 첨가에 의해 정지할 수 있다.

중합 정지제로는, 예를 들어, 이소프로필하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민, 하이드록실아민 등의 아민 화합물；하이드로퀴논이나 벤조퀴논 등의 퀴논계 화합물, 아질산나트륨 등을 들 수 있다.

중합 반응 정지 후, 필요에 따라 노화 방지제를 첨가해도 된다. 중합 반응 정지 후, 얻어진 라텍스로부터 필요에 따라 미반응 단량체를 제거하고, 이어서, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화칼륨 등의 염을 응고제로 하고, 필요에 따라 질산, 황산 등의 산을 첨가하여 응고계의 pH 를 소정의 값으로 조정하면서 중합체를 응고시킨 후, 분산 용매를 분리함으로써 중합체를 크럼으로서 회수할 수 있다. 크럼을 수세, 이어서 탈수 후, 밴드 드라이어 등으로 건조시킴으로써, E-SBR 이 얻어진다. 또한, 응고시에, 필요에 따라 미리 라텍스와 유화 분산액으로 한 신전유 (伸展油) 를 혼합하고, 유전 (油展) 고무로서 회수해도 된다.

(ii) 용액 중합 스티렌부타디엔 고무 (S-SBR)

S-SBR 은 통상적인 용액 중합법에 의해 제조할 수 있으며, 예를 들어, 용매 중에서 아니온 중합 가능한 활성 금속을 사용하여, 원하는 바에 따라 극성 화합물의 존재하, 스티렌 및 부타디엔을 중합한다.

용매로는, 예를 들어, n-부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄 등의 지방족 탄화수소；시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 등의 지환식 탄화수소；벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 이들 용매는 통상적으로 단량체 농도가 1 ∼ 50 질량％ 가 되는 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

아니온 중합 가능한 활성 금속으로는, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속；베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 알칼리 토금속；란탄, 네오딤 등의 란타노이드계 희토류 금속 등을 들 수 있다. 그 중에서도 알칼리 금속 및 알칼리 토금속이 바람직하고, 알칼리 금속이 특히 바람직하다. 또한 알칼리 금속 중에서도, 유기 알칼리 금속 화합물이 보다 바람직하게 사용된다.

유기 알칼리 금속 화합물로는, 예를 들어, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, 페닐리튬, 스틸벤리튬 등의 유기 모노리튬 화합물；디리티오메탄, 1,4-디리티오부탄, 1,4-디리티오-2-에틸시클로헥산, 1,3,5-트리리티오벤젠 등의 다관능성 유기 리튬 화합물；나트륨나프탈렌, 칼륨나프탈렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도 유기 리튬 화합물이 바람직하고, 유기 모노리튬 화합물이 보다 바람직하다. 유기 알칼리 금속 화합물의 사용량은 요구되는 S-SBR 의 분자량에 따라 적절히 결정된다.

유기 알칼리 금속 화합물은 디부틸아민, 디헥실아민, 디벤질아민 등의 제 2 급 아민과 반응시켜, 유기 알칼리 금속 아미드로서 사용할 수도 있다.

극성 화합물로는, 아니온 중합에 있어서, 반응을 실활시키지 않고, 부타디엔 부위의 미크로 구조나 스티렌의 공중합체 사슬 중의 분포를 조정하기 위해서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르 화합물；테트라메틸에틸렌디아민, 트리메틸아민 등의 3 급 아민；알칼리 금속 알콕사이드, 포스핀 화합물 등을 들 수 있다.

중합 반응의 온도는 통상적으로 ―80 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 100 ℃, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 90 ℃ 의 범위이다. 중합 양식은 회분식 혹은 연속식 중 어느 것이어도 된다. 또, 스티렌 및 부타디엔의 랜덤 공중합성을 향상시키기 위해서, 중합계 중의 스티렌 및 부타디엔의 조성비가 특정 범위가 되도록, 반응액 중에 스티렌 및 부타디엔을 연속적 혹은 단속적으로 공급하는 것이 바람직하다.

중합 반응은 중합 정지제로서 메탄올, 이소프로판올 등의 알코올을 첨가하여, 반응을 정지할 수 있다. 중합 정지제를 첨가하기 전에, 중합 활성 말단과 반응할 수 있는 사염화주석, 테트라클로로실란, 테트라메톡시실란, 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 등의 커플링제나, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, N-비닐피롤리돈 등의 중합 말단 변성제를 첨가해도 된다. 중합 반응 정지 후의 중합 용액은 직접 건조나 스팀 스트립핑 등에 의해 용매를 분리하여, 목적의 S-SBR 을 회수할 수 있다. 또한, 용매를 제거하기 전에, 미리 중합 용액과 신전유를 혼합하고, 유전 고무로서 회수해도 된다.

[변성 스티렌부타디엔 고무 (변성 SBR)]

본 발명에 있어서는, SBR 에 관능기가 도입된 변성 SBR 을 사용해도 된다. 관능기로는, 예를 들어 아미노기, 알콕시실릴기, 수산기, 에폭시기, 카르복실기 등을 들 수 있다.

이 변성 SBR 에 있어서, 관능기가 도입되는 중합체의 위치에 대해서는 중합 말단이어도 되고, 폴리머 사슬의 측사슬이어도 된다.

(이소프렌 고무 (A-2))

이소프렌 고무로는, 예를 들어, 사할로겐화티탄-트리알킬알루미늄계, 디에틸알루미늄클로라이드-코발트계, 트리알킬알루미늄-삼불화붕소-니켈계, 디에틸알루미늄클로라이드-니켈계 등의 치글러계 촉매；트리에틸알루미늄-유기산 네오디움-루이스산계 등의 란타노이드계 희토류 금속 촉매, 또는 S-SBR 과 마찬가지로 유기 알칼리 금속 화합물을 사용하여 중합된, 시판되는 이소프렌 고무를 사용할 수 있다. 치글러계 촉매에 의해 중합된 이소프렌 고무가 시스체 함량이 높아 바람직하다. 또, 란타노이드계 희토류 금속 촉매를 사용하여 얻어지는 초고시스체 함량의 이소프렌 고무를 사용해도 된다.

이소프렌 고무의 비닐 함량은 50 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 40 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 질량％ 이하이다. 비닐 함량이 50 질량％ 를 초과하면, 구름 저항 성능이 악화되는 경향이 있다. 비닐 함량의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 또 유리 전이 온도는 비닐 함량에 따라 변화하지만, ―20 ℃ 이하인 것이 바람직하고, ―30 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

이소프렌 고무의 중량 평균 분자량은 9 만 ∼ 200 만인 것이 바람직하고, 15 만 ∼ 150 만인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있는 경우, 가공성과 기계 강도가 양호해진다.

상기 이소프렌 고무는 그 일부가 다관능형 변성제, 예를 들어 사염화주석, 사염화규소, 에폭시기를 분자 내에 갖는 알콕시실란, 또는 아미노기 함유 알콕시실란과 같은 변성제를 사용함으로써 분기 구조 또는 극성 관능기를 갖고 있어도 된다.

(부타디엔 고무 (A-3))

부타디엔 고무로는, 예를 들어, 사할로겐화티탄-트리알킬알루미늄계, 디에틸알루미늄클로라이드-코발트계, 트리알킬알루미늄-삼불화붕소-니켈계, 디에틸알루미늄클로라이드-니켈계 등의 치글러계 촉매；트리에틸알루미늄-유기산 네오디움-루이스산계 등의 란타노이드계 희토류 금속 촉매, 또는 S-SBR 과 마찬가지로 유기 알칼리 금속 화합물을 사용하여 중합된, 시판되는 부타디엔 고무를 사용할 수 있다. 치글러계 촉매에 의해 중합된 부타디엔 고무가 시스체 함량이 높아 바람직하다. 또, 란타노이드계 희토류 금속 촉매를 사용하여 얻어지는 초고시스체 함량의 부타디엔 고무를 사용해도 된다.

부타디엔 고무의 비닐 함량은 50 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 40 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 질량％ 이하이다. 비닐 함량이 50 질량％ 를 초과하면 구름 저항 성능이 악화되는 경향이 있다. 비닐 함량의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 또 유리 전이 온도는 비닐 함량에 따라 변화하지만, ―40 ℃ 이하인 것이 바람직하고, ―50 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

부타디엔 고무의 중량 평균 분자량은 9 만 ∼ 200 만인 것이 바람직하고, 15 만 ∼ 150 만인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있는 경우, 가공성과 기계 강도가 양호해진다.

상기 부타디엔 고무는 그 일부가 다관능형 변성제, 예를 들어 사염화주석, 사염화규소, 에폭시기를 분자 내에 갖는 알콕시실란, 또는 아미노기 함유 알콕시실란과 같은 변성제를 사용함으로써 분기 구조 또는 극성 관능기를 갖고 있어도 된다.

SBR, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무 이외의 고무 성분으로서, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무, 부타디엔아크릴로니트릴 공중합체 고무, 클로로프렌 고무 등을 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 또, 이들 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, SBR, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무 및 기타 합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종과, 후술하는 파르네센 중합체 (B) 를 병용함으로써, 가공성이나 카본 블랙의 분산성, 및 구름 저항 성능을 개량할 수 있다.

2 종 이상의 합성 고무를 혼합하여 사용하는 경우, 그 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 임의로 선택할 수 있으며, 또 그 조합에 따라, 구름 저항 성능이나 내마모성 등의 물성값을 조정할 수 있다.

(2) 천연 고무

천연 고무로는, 예를 들어, SMR, SIR, STR 등의 TSR；RSS 등의 타이어 공업에 있어서 일반적으로 사용되는 천연 고무；고순도 천연 고무；에폭시화 천연 고무, 수산기화 천연 고무, 수소 첨가 천연 고무, 그래프트화 천연 고무 등의 개질 천연 고무를 들 수 있다. 그 중에서도, 품질 편차가 적은 점, 및 입수 용이성의 점에서, SMR20, STR20 이나 RSS ＃3 이 바람직하다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

고무 성분 (A) 는 합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종으로 이루어지고, 합성 고무와 천연 고무를 병용하는 경우, 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

＜파르네센 중합체 (B)＞

본 발명의 고무 조성물은 중량 평균 분자량이 2,000 이상 25,000 미만인 파르네센 중합체 (B) (이하, 중합체 (B) 라고 한다) 를 함유한다.

본 발명에 있어서 파르네센 중합체는 α-파르네센 중합체이어도 되고, 또, 하기 식 (I) 로 나타내는 β-파르네센 중합체이어도 되지만, 중합체의 제조 용이성의 관점에서 β-파르네센 중합체가 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 파르네센 중합체 (B) 란, 파르네센을 유래로 하는 구성 단위가, 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 95 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 98 질량％, 더욱 바람직하게는 99 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 100 질량％ 인 것을 말하며, 부타디엔, 이소프렌 등의 다른 모노머 유래의 구성 단위가 포함되어 있어도 된다.

[화학식 1]

중합체 (B) 의 중량 평균 분자량이 2,000 미만이면, 타이어에 사용했을 때의 기계 강도가 저하되고, 또한 고무 조성물로부터 중합체 (B) 가 블리드 아웃되기 쉬워지기 때문에, 고무 조성물의 품질 안정성이 저하된다. 또, 중량 평균 분자량이 25,000 이상이면 드라이 그립 성능이 저하된다.

본 발명에 있어서의 중합체 (B) 의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 2,100 이상이 바람직하고, 2,500 이상이 보다 바람직하고, 3,000 이상이 더욱 바람직하며, 20,000 이하가 바람직하고, 18,000 이하가 보다 바람직하고, 15,000 이하가 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 중합체 (B) 로는, 보다 구체적으로는, 중량 평균 분자량이 2,000 ∼ 20,000 인 것이 보다 바람직하고, 2,000 ∼ 15,000 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 중합체 (B) 의 중량 평균 분자량은 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 구한 값이다.

중합체 (B) 의 용융 점도 (38 ℃) 는 0.1 ∼ 3.5 ㎩·s 가 바람직하고, 0.1 ∼ 2 ㎩·s 가 보다 바람직하며, 0.1 ∼ 1.5 ㎩·s 가 더욱 바람직하다. 중합체의 용융 점도가 상기 범위 내이면, 본 발명의 고무 조성물을 사용한 타이어의 아이스 그립 성능 및 드라이 그립 성능이 향상된다. 또, 고무 조성물의 혼련이 용이해짐과 함께 가공성이 향상된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 중합체 (B) 의 용융 점도는 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 구한 값이다.

중합체 (B) 의 분자량 분포 (Mw/Mn) 는 1.0 ∼ 2.0 이 바람직하고, 1.0 ∼ 1.5 가 보다 바람직하며, 1.0 ∼ 1.3 이 더욱 바람직하다. 분자량 분포가 상기 범위 내이면, 얻어지는 중합체의 점도 편차가 작아지기 때문에 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해, 중합체 (B) 를 0.1 ∼ 100 질량부 배합하는 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 30 질량부 배합하는 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 20 질량부 배합하는 것이 보다 바람직하며, 3 ∼ 15 질량부 배합하는 것이 더욱 바람직하다. 중합체 (B) 의 배합량이 상기 범위 내이면, 아이스 그립 성능 및 드라이 그립 성능이 함께 향상된다.

중합체 (B) 는 국제 공개 제2010/027463호 팜플렛, 국제 공개 제2010/027464호 팜플렛에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다. 그 중에서도, 유화 중합법 또는 용액 중합법이 바람직하고, 용액 중합법이 더욱 바람직하다.

(유화 중합법)

중합체 (B) 를 얻기 위한 유화 중합법으로는 공지된 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 소정량의 파르네센 단량체를 유화제의 존재하에 유화 분산시키고, 라디칼 중합 개시제에 의해 유화 중합한다.

라디칼 중합 개시제로는, 예를 들어, 과황산암모늄이나 과황산칼륨과 같은 과황산염, 유기 과산화물, 과산화수소 등을 들 수 있다.

얻어지는 중합체 (B) 의 분자량을 조정하기 위해서 연쇄 이동제를 사용할 수도 있다. 연쇄 이동제로는, 예를 들어, t-도데실메르캅탄, n-도데실메르캅탄 등의 메르캅탄류；사염화탄소, 티오글리콜산, 디테르펜, 테르피놀렌, γ-테르피넨, α-메틸스티렌 다이머 등을 들 수 있다.

유화 중합 온도는 사용하는 라디칼 중합 개시제의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 통상적으로 0 ∼ 100 ℃ 가 바람직하고, 0 ∼ 60 ℃ 가 보다 바람직하다. 중합 양식은 연속 중합, 회분 중합 중 어느 것이어도 된다. 중합 반응은 중합 정지제의 첨가에 의해 정지할 수 있다.

중합 정지제로는, 예를 들어, 이소프로필하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민, 하이드록실아민 등의 아민 화합물, 하이드로퀴논이나 벤조퀴논 등의 퀴논계 화합물, 아질산나트륨 등을 들 수 있다.

중합 반응 정지 후, 필요에 따라 노화 방지제를 첨가해도 된다. 중합 반응 정지 후, 얻어진 라텍스로부터 필요에 따라 미반응 단량체를 제거하고, 이어서, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화칼륨 등의 염을 응고제로 하고, 필요에 따라 질산, 황산 등의 산을 첨가하여 응고계의 pH 를 소정의 값으로 조정하면서, 중합체 (B) 를 응고시킨 후, 분산 용매를 분리함으로써 중합체 (B) 를 회수한다. 이어서 수세 및 탈수 후, 건조시킴으로써, 중합체 (B) 가 얻어진다. 또한, 응고시에, 필요에 따라 미리 라텍스와 유화 분산액으로 한 신전유를 혼합하고, 유전 중합체 (B) 로서 회수해도 된다.

(용액 중합법)

중합체 (B) 를 얻기 위한 용액 중합법으로는, 공지된 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 용매 중에서, 치글러계 촉매, 메탈로센계 촉매, 아니온 중합 가능한 활성 금속을 사용하여, 원하는 바에 따라 극성 화합물의 존재하, β-파르네센 단량체를 중합한다.

용매로는, 예를 들어, n-부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄 등의 지방족 탄화수소；시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 등의 지환식 탄화수소；벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다.

유기 알칼리 금속 화합물로는, 예를 들어, 메틸리튬, 에틸리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, 페닐리튬, 스틸벤리튬 등의 유기 모노리튬 화합물；디리티오메탄, 디리티오나프탈렌, 1,4-디리티오부탄, 1,4-디리티오-2-에틸시클로헥산, 1,3,5-트리리티오벤젠 등의 다관능성 유기 리튬 화합물；나트륨나프탈렌, 칼륨나프탈렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도 유기 리튬 화합물이 바람직하고, 유기 모노리튬 화합물이 보다 바람직하다. 유기 알칼리 금속 화합물의 사용량은 요구되는 파르네센 중합체의 분자량에 따라 적절히 결정되지만, 파르네센 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 3 질량부가 바람직하다.

유기 알칼리 금속 화합물은 또 디부틸아민, 디헥실아민, 디벤질아민 등의 제 2 급 아민과 반응시켜, 유기 알칼리 금속 아미드로서 사용할 수도 있다.

극성 화합물은, 아니온 중합에 있어서, 반응을 실활시키지 않고, 파르네센 부위의 미크로 구조를 조정하기 위해서 사용되며, 예를 들어, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르 화합물；테트라메틸에틸렌디아민, 트리메틸아민 등의 3 급 아민；알칼리 금속 알콕사이드, 포스핀 화합물 등을 들 수 있다.

중합 반응의 온도는 통상적으로 ―80 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 100 ℃, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 90 ℃ 의 범위이다. 중합 양식은 회분식 혹은 연속식 중 어느 것이어도 된다.

중합 반응은 중합 정지제로서 메탄올, 이소프로판올 등의 알코올을 첨가하여, 반응을 정지할 수 있다. 얻어진 중합 반응액을 메탄올 등의 빈(貧)용매에 부어 중합체 (B) 를 석출시키거나, 중합 반응액을 물로 세정하고, 분리 후, 건조시킴으로써 중합체 (B) 를 단리할 수 있다.

＜카본 블랙 (C)＞

본 발명의 고무 조성물은, 아이스 그립 성능과 드라이 그립 성능을 함께 향상시키는 관점에서, 고무 성분 (A) 와, 중합체 (B) 외에 카본 블랙 (C) 를 함유한다. 본 발명에 사용하는 카본 블랙 (C) 의 평균 입경은 5 ∼ 100 ㎚ 가 바람직하고, 5 ∼ 70 ㎚ 가 보다 바람직하며, 5 ∼ 60 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 평균 입경이 5 ㎚ 이상이면 분산성이 향상되고, 평균 입경이 100 ㎚ 이하이면 충분한 기계 강도 및 경도가 얻어진다.

또한, 카본 블랙 (C) 의 평균 입경은 투과형 전자 현미경에 의해 입자 직경을 측정하여, 그 평균값을 산출함으로써 구할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 카본 블랙 (C) 로서, 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 서멀 블랙, 아세틸렌 블랙 및 케첸 블랙 등의 카본 블랙을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 가황 속도나 기계 강도 향상의 관점에서 퍼니스 블랙이 바람직하다.

평균 입경이 5 ∼ 100 ㎚ 인 카본 블랙 (C) 로서 퍼니스 블랙의 시판품으로는, 예를 들어, 미츠비시 화학 주식회사 「다이아 블랙」, 토카이 카본 주식회사 제조 「시스트」 등을 들 수 있다. 아세틸렌 블랙의 시판품으로는, 예를 들어 덴키 화학 공업 주식회사 제조 「덴카 블랙」 을 들 수 있다. 케첸 블랙의 시판품으로는, 예를 들어 라이온 주식회사 제조 「ECP600JD」 를 들 수 있다.

상기한 카본 블랙 (C) 는, 고무 성분 (A) 및 중합체 (B) 에 대한 젖음성이나 분산성을 향상시키는 관점에서, 질산, 황산, 염산 또는 이들의 혼합산 등에 의한 산 처리나, 공기 존재하에서의 열 처리에 의한 표면 산화 처리를 실시해도 된다. 또, 본 발명의 고무 조성물의 기계 강도 향상의 관점에서, 흑연화 촉매의 존재하에 2,000 ∼ 3,000 ℃ 에서 열 처리를 실시해도 된다. 또한, 흑연화 촉매로는, 붕소, 붕소 산화물 (예를 들어, B₂O₂, B₂O₃, B₄O₃, B₄O₅ 등), 붕소옥소산 (예를 들어, 오르토붕산, 메타붕산, 사붕산 등) 및 그 염, 붕소 탄화물 (예를 들어, B₄C, B₆C 등), 질화붕소 (BN), 기타 붕소 화합물이 바람직하게 사용된다.

카본 블랙 (C) 는 분쇄 등에 의해 평균 입경을 조정할 수 있다. 카본 블랙 (C) 의 분쇄에는, 고속 회전 분쇄기 (해머 밀, 핀 밀, 케이지 밀) 나 각종 볼 밀 (전동 밀, 진동 밀, 유성 밀), 교반 밀 (비즈 밀, 아트라이터, 유통관형 밀, 애뉼러 밀) 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 고무 조성물에 있어서는, 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해, 카본 블랙 (C) 를 0.1 질량부 이상 배합하는 것이 바람직하고, 5 질량부 이상 배합하는 것이 보다 바람직하고, 20 질량부 이상 배합하는 것이 더욱 바람직하며, 그리고, 100 질량부 이하 배합하는 것이 바람직하고, 90 질량부 이하 배합하는 것이 보다 바람직하고, 80 질량부 이하 배합하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, 카본 블랙 (C) 를 0.1 ∼ 100 질량부 배합하는 것이 바람직하고, 5 ∼ 90 질량부 배합하는 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 80 질량부 배합하는 것이 더욱 바람직하다. 카본 블랙 (C) 의 배합량이 상기 범위 내이면, 기계 강도, 경도 및 가공성, 카본 블랙 (C) 의 분산성, 그리고 아이스 그립성과 드라이 그립성을 양립시킬 수 있다.

＜충전제＞

본 발명에 있어서는, 기계 강도의 향상, 내열성이나 내후성 등의 물성의 개량, 경도 조정, 증량제를 배합하는 것에 의한 경제성의 개선 등을 목적으로 하여, 필요에 따라 카본 블랙 (C) 이외의 충전제를 추가로 함유하고 있어도 된다.

상기 충전제로는, 용도에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들어, 유기 충전제나, 실리카, 클레이, 탤크, 마이카, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화티탄, 유리 섬유, 섬유상 필러, 유리 벌룬 등의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 그 중에서도 실리카가 바람직하다. 실리카로는, 예를 들어, 건식법 실리카 (무수 규산), 습식법 실리카 (무수 규산) 등을 들 수 있지만, 기계 강도가 한층 향상되는 관점에서 습식법 실리카가 바람직하다.

충전제를 함유시키는 경우, 그 배합량은 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해 0.1 ∼ 120 질량부가 바람직하고, 5 ∼ 90 질량부가 보다 바람직하며, 10 ∼ 80 질량부가 더욱 바람직하다. 충전제의 배합량이 상기 범위 내이면, 기계 강도가 보다 한층 향상된다.

본 발명의 고무 조성물은, 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 또한 가공성, 유동성을 개량하기 위해서, 필요에 따라 실리콘 오일, TDAE (Treated Distilled Aromatic Extracts), MES (Mild Extracted Solvates), RAE (Residual Aromatic Extracts), 파라핀 오일, 나프텐 오일, 아로마 오일 등의 프로세스 오일；저분자량 폴리부타디엔, 저분자량 폴리이소프렌, 저분자량 스티렌-부타디엔 공중합체, 저분자량 스티렌-이소프렌 공중합체 등의 액상 중합체 등의 연화제를 추가로 함유하고 있어도 된다. 또한, 상기 공중합체는 블록 또는 랜덤 등 중 어느 중합 형태이어도 된다. 액상 중합체의 중량 평균 분자량은 2,000 ∼ 80,000 인 것이 가공성의 관점에서 바람직하다.

상기 연화제를 추가로 함유시키는 경우, 그 배합량은 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해 50 질량부보다 적은 것이 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물은, 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 내후성, 내열성, 내산화성을 한층 더 향상시키기 위해서, 필요에 따라 노화 방지제, 산화 방지제, 활제, 광 안정제, 스코치 방지제, 가공 보조제, 안료나 색소 등의 착색제, 난연제, 대전 방지제, 광택 제거제, 블로킹 방지제, 자외선 흡수제, 이형제, 발포제, 항균제, 곰팡이 방지제, 향료, 실란 커플링제 등의 첨가제를 1 종 또는 2 종 이상 함유하고 있어도 된다.

산화 방지제로는, 예를 들어 힌다드페놀계, 인계, 락톤계, 하이드록실계 등을 들 수 있다.

노화 방지제로는, 예를 들어 아민·케톤계, 이미다졸계, 아민계, 페놀계, 황계 및 인계 등을 들 수 있다. 실리카를 충전제로서 배합시킬 때에는, 실리카와 함께 실란 커플링제를 배합시키는 것이 바람직하다.

실란 커플링제로는, 예를 들어, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술파이드, 비스(3-트리에톡시실릴에틸)테트라술파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술파이드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 가공성이 우수한 관점에서 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술파이드가 바람직하다. 첨가제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 첨가제의 배합량은 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해 0.1 ∼ 15 질량부의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물은 가교제 의한 반응에 의해 가교하여 사용하는 것이 바람직하다. 가교제로는, 예를 들어, 황 및 황 화합물, 산소, 유기 과산화물, 페놀 수지 및 아미노 수지, 퀴논 및 퀴논디옥심 유도체, 할로겐 화합물, 알데히드 화합물, 알코올 화합물, 에폭시 화합물, 금속 할로겐화물 및 유기 금속 할로겐화물, 실란 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 황 및 황 화합물이 바람직하다. 가교제는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 가교제의 배합량은 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해 0.1 ∼ 10 질량부가 바람직하다.

가교제로서 황을 사용하는 경우, 가황 보조제나 가황 촉진제 등을 병용함으로써 가교 반응을 촉구할 수 있다.

가황 보조제로는, 예를 들어 스테아르산 등의 지방산, 아연화 등의 금속 산화물을 들 수 있다.

가황 촉진제로는, 예를 들어, 구아니딘계, 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 잔테이트계의 각종 가황 촉진제를 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 가황 보조제, 가황 촉진제의 배합량은 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해 각각 0.1 ∼ 15 질량부가 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 상기 각 성분을 균일하게 혼합하면 된다. 균일하게 혼합하는 방법으로는, 예를 들어 니더 루더, 브라벤더, 밴버리 믹서, 인터널 믹서 등의 접선식 혹은 맞물림식의 밀폐식 혼련기, 단축 압출기, 2 축 압출기, 믹싱 롤, 롤러 등을 들 수 있고, 통상적으로 70 ∼ 270 ℃ 의 온도 범위에서 실시할 수 있다.

[타이어]

본 발명의 타이어는 본 발명의 고무 조성물을 사용하기 때문에, 제조시의 가공성, 아이스 그립 성능, 드라이 그립 성능 모두가 양호하다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

중합체 (B) 의 중량 평균 분자량, 용융 점도, 고무 조성물의 무니 점도, 드라이 그립 성능, 및 아이스 그립 성능의 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 중량 평균 분자량

합성 고무, 중합체 (B), 및 폴리이소프렌의 중량 평균 분자량 (Mw), 분자량 분포 (Mw/Mn) 는 GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피) 에 의해 표준 폴리스티렌 환산 분자량으로 구하였다. 측정 장치 및 조건은 이하와 같다.

·장치 ：토소 주식회사 제조 GPC 장치 「GPC8020」

·분리 칼럼 ：토소 주식회사 제조 「TSKgelG4000HXL」

·검출기 ：토소 주식회사 제조 「RI-8020」

·용리액 ：테트라하이드로푸란

·용리액 유량：1.0 ㎖/분

·샘플 농도 ：5 ㎎/10 ㎖

·칼럼 온도 ：40 ℃

(2) 용융 점도

중합체 (B) 의 38 ℃ 에 있어서의 용융 점도를 브룩필드형 점도계 (BROOKFIELD ENGINEERING LABS. INC. 제조) 에 의해 측정하였다.

(3) 무니 점도

고무 조성물의 가공성의 지표로서 JIS K6300 에 준거하여, 가황 전의 고무 조성물의 무니 점도 (ML1＋4) 를 100 ℃ 에서 측정하였다. 표 2 에 있어서의 각 실시예 및 비교예의 값은 비교예 2 의 값을 100 으로 했을 때의 상대값이다. 또, 표 3 에 있어서는 비교예 3, 표 4 에 있어서는 비교예 4, 표 5 에 있어서는 비교예 5, 표 6 에 있어서는 비교예 6, 표 7 에 있어서는 비교예 7 의 값을 기준으로 한 상대값으로 실시예 및 비교예의 값을 나타내고 있다. 수치가 작을수록 가공성이 양호하다.

(4) 드라이 그립 성능

고무 조성물을 프레스 성형함으로써 가황시킨 시트 (두께 2 ㎜) 를 얻고, 이러한 시트로부터 세로 40 ㎜ × 가로 7 ㎜ × 두께 2 ㎜ 의 시험편을 잘라, GABO 사 제조 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여, 측정 온도 25 ℃, 주파수 10 ㎐, 정적 변형 0.5 ％, 동적 변형 0.1 ％ 의 조건으로 tanδ 를 측정하여, 드라이 그립 성능의 지표로 하였다. 표 2 에 있어서의 각 실시예 및 비교예의 수치는 비교예 2 의 값을 100 으로 했을 때의 상대값이다. 또, 표 3 에 있어서는 비교예 3, 표 4 에 있어서는 비교예 4, 표 5 에 있어서는 비교예 5, 표 6 에 있어서는 비교예 6, 표 7 에 있어서는 비교예 7 의 값을 기준으로 한 상대값으로 실시예 및 비교예의 값을 나타내고 있다. 수치가 클수록 고무 조성물의 드라이 그립 성능이 양호하다.

(5) 아이스 그립 성능

상기 (4) 와 동일하게 하여 얻은 시험편으로, GABO 사 제조 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여, 측정 온도 ―60 ℃ 및 25 ℃, 주파수 10 ㎐, 정적 변형 0.5 ％, 동적 변형 0.1 ％ 의 조건으로 E' 를 측정하고, E' (―60 ℃) / E' (25 ℃) 를 아이스 그립 성능의 지표로 하였다. 표 2 에 있어서의 각 실시예 및 비교예의 수치는 비교예 2 의 값을 100 으로 했을 때의 상대값이다. 또, 표 3 에 있어서는 비교예 3, 표 4 에 있어서는 비교예 4, 표 5 에 있어서는 비교예 5, 표 6 에 있어서는 비교예 6, 표 7 에 있어서는 비교예 7 의 값을 기준으로 한 상대값으로 실시예 및 비교예의 값을 나타내고 있다. 수치가 작을수록 고무 조성물의 아이스 그립 성능이 양호하다.

제조예 1：폴리파르네센 (B-1) 의 제조

질소 치환하고 건조시킨 내압 용기에 용매로서 시클로헥산 241 g, 개시제로서 sec-부틸리튬 (10.5 질량％ 시클로헥산 용액) 28.3 g 을 투입하고, 50 ℃ 로 승온시킨 후, β-파르네센 342 g 을 첨가하여 1 시간 중합하였다. 얻어진 중합 반응액을 메탄올로 처리하고, 물을 사용하여 중합 반응액을 세정하였다. 세정 후의 중합 반응액을 물과 분리하여, 70 ℃ 에서 12 시간 건조시킴으로써, 폴리파르네센 (B-1) 을 얻었다. 얻어진 폴리파르네센 (B-1) 의 물성을 표 1 에 나타낸다.

제조예 2：폴리파르네센 (B-2) 의 제조

질소 치환하고 건조시킨 내압 용기에 용매로서 헥산 120 g, 개시제로서 n-부틸리튬 (17 질량％ 헥산 용액) 1.1 g 을 투입하고, 50 ℃ 로 승온시킨 후, β-파르네센 210 g 을 첨가하여 1 시간 중합하였다. 얻어진 중합 반응액을 메탄올로 처리하고, 물을 사용하여 중합 반응액을 세정하였다. 세정 후의 중합 반응액을 물로부터 분리하여, 70 ℃ 에서 12 시간 건조시킴으로써, 폴리파르네센 (B-2) 를 얻었다. 얻어진 폴리파르네센 (B-2) 의 물성을 표 1 에 나타낸다.

제조예 3：폴리이소프렌의 제조

질소 치환하고 건조시킨 내압 용기에 용매로서 n-헥산 206 g, 개시제로서 sec-부틸리튬 (10.5 질량％ 시클로헥산 용액) 14.2 g 을 투입하고 70 ℃ 로 승온시킨 후, 이소프렌 250 g 을 첨가하여 1 시간 중합하였다. 얻어진 중합 반응액을 메탄올로 처리하고, 물을 사용하여 중합 반응액을 세정하였다. 세정 후의 중합 반응액과 물을 분리하여, 70 ℃ 에서 12 시간 건조시킴으로써, 폴리이소프렌을 얻었다. 얻어진 폴리이소프렌의 물성을 표 1 에 나타낸다.

본 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 천연 고무 (A), 중합체 (B) 및 카본 블랙 (C) 는 이하와 같다.

천연 고무 (I) ：SMR20 (말레이지아제 천연 고무)

천연 고무 (II) ：STR20 (태국제 천연 고무)

스티렌부타디엔 고무：JSR1500 (JSR 주식회사 제조)

중량 평균 분자량 45 만

스티렌 함유량 23.5 wt％

(유화 중합법에 의해 제조)

부타디엔 고무 ：BR-01 (JSR 주식회사 제조)

중합체 (B) ： 상기 제조예 1, 2 에서 제조한 폴리파르네센

(B-1) ∼ (B-2)

카본 블랙 (C)

C-1：다이아 블랙 H (미츠비시 화학 주식회사 제조)

(평균 입경 30 ㎚)

C-2：다이아 블랙 E (미츠비시 화학 주식회사 제조)

(평균 입경 50 ㎚)

C-3：다이아 블랙 I (미츠비시 화학 주식회사 제조)

(평균 입경 20 ㎚)

C-4：시스트 V (토카이 카본 주식회사 제조)

(평균 입경 60 ㎚)

임의 성분

폴리이소프렌：제조예 3 에서 제조한 폴리이소프렌

스테아르산 ：루낙크 S-20 (카오 주식회사 제조)

아연화 ：산화아연 (사카이 화학 공업 주식회사 제조)

노화 방지제 (1)：노크락크 6C (오우치 신흥 화학 공업 주식회사 제조)

노화 방지제 (2)：안테이지 RD (카와구치 화학 공업 주식회사 제조)

황 ：미분 황 200 메시 (츠루미 화학 공업 주식회사 제조)

가황 촉진제 (1)：노크셀러 NS (오우치 신흥 화학 공업 주식회사 제조)

가황 촉진제 (2)：노크셀러 CZ-G (오우치 신흥 화학 공업 주식회사 제조)

가황 촉진제 (3)：노크셀러 D (오우치 신흥 화학 공업 주식회사 제조)

실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1 ∼ 7

표 2 ∼ 표 7 에 기재된 배합 비율 (질량부) 로, 고무 성분 (A), 중합체 (B), 카본 블랙 (C), 폴리이소프렌, 스테아르산, 아연화 및 노화 방지제를 밀폐식 밴버리 믹서에 투입하여 개시 온도 75 ℃, 수지 온도 160 ℃ 가 되도록 6 분간 혼련한 후, 믹서 밖으로 일단 꺼내어 실온까지 냉각시켰다. 이어서, 이 혼합물을 믹싱 롤에 넣고, 황 및 가황 촉진제를 첨가하여 60 ℃ 에서 6 분간 혼련함으로써 고무 조성물을 얻었다. 얻어진 고무 조성물의 무니 점도를 상기 방법에 의해 측정하였다.

또, 얻어진 고무 조성물을 프레스 성형 (145 ℃, 20 분) 함으로써, 가황시키면서 시트 (두께 2 ㎜) 를 제조하고, 상기 방법에 기초하여 드라이 그립 성능, 아이스 그립 성능을 평가하였다. 결과를 표 2 ∼ 표 7 에 나타낸다.

표 2 로부터, 실시예 1 및 2 의 고무 조성물은 무니 점도가 작고, 가공성이 양호하며, 또한 아이스 그립 성능이 양호하다. 특히 실시예 1 의 고무 조성물은 드라이 그립 성능도 양호하여, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

표 3 에 의하면, 실시예 3 ∼ 9 의 고무 조성물은 무니 점도가 작기 때문에 가공성이 양호하고, 드라이 그립 성능, 아이스 그립 성능이 양립되고 있으므로, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

표 4 에 의하면, 실시예 10 의 고무 조성물은 드라이 그립 성능, 아이스 그립 성능이 특별히 우수하여, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

표 5 에 의하면, 실시예 11 의 고무 조성물은 드라이 그립 성능, 아이스 그립 성능이 특별히 우수하여, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

표 6 에 의하면, 실시예 12 의 고무 조성물은 가공성, 드라이 그립 성능이 특별히 우수하여, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

표 7 에 의하면, 실시예 13 의 고무 조성물은 드라이 그립 성능, 아이스 그립 성능이 특별히 우수하여, 타이어용 고무 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

합성 고무 및 천연 고무 중 적어도 1 종으로 이루어지는 고무 성분 (A) 와, 중량 평균 분자량이 2,000 이상 25,000 미만인 파르네센 중합체 (B) 와, 카본 블랙 (C) 를 함유하는 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 중합체 (B) 가 β-파르네센의 단독 중합체인, 고무 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중합체 (B) 의 38 ℃ 에 있어서의 용융 점도가 0.1 ∼ 3.5 ㎩·s 인 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카본 블랙 (C) 의 평균 입경이 5 ∼ 100 ㎚ 인 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고무 성분 (A) 100 질량부에 대해, 상기 중합체 (B) 를 0.1 ∼ 100 질량부, 상기 카본 블랙 (C) 를 0.1 ∼ 100 질량부 함유하는 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합성 고무가 스티렌부타디엔 고무, 부타디엔 고무 및 이소프렌 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 이상인 고무 조성물.
제 6 항에 있어서,
상기 스티렌부타디엔 고무의 중량 평균 분자량이 10 만 ∼ 250 만인 고무 조성물.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 스티렌부타디엔 고무의 스티렌 함량이 0.1 ∼ 70 질량％ 인 고무 조성물.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부타디엔 고무의 중량 평균 분자량이 9 만 ∼ 200 만인 고무 조성물.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부타디엔 고무의 비닐 함량이 50 질량％ 이하인 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합체 (B) 의 분자량 분포 (Mw/Mn) 가 1.0 ∼ 2.0 인 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 고무 조성물을 적어도 일부에 사용한 타이어.