WO2015046154A1 - タイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ - Google Patents

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鹿久保 隆志
木村 和資
圭介 前島
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横浜ゴム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a tire rubber composition and a studless tire.
  • Patent Document 1 describes that “100 parts by mass of a diene rubber (A), 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler (B), and a crosslink that is incompatible with the diene rubber (A).
  • a rubber composition for tires containing 0.3 to 30 parts by mass of a functional oligomer or polymer (C) and 0.1 to 12 parts by mass of three-dimensionally crosslinked fine particles (D) having an average particle diameter of 1 to 200 ⁇ m.
  • Patent Document 2 discloses that “diene rubber (A) 100 parts by mass and carbon black and / or white filler (B) 30 to 100 parts by mass”.
  • an object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire capable of producing a studless tire excellent in both performance on ice and wear resistance, and a studless tire using the same.
  • the present inventors have obtained a rubber composition containing a cured product having a specific hardness obtained by curing a predetermined crosslinkable oligomer or polymer in advance (before vulcanization). By using it, it was found that a studless tire excellent in both on-ice performance and wear resistance could be produced, and the present invention was completed. That is, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is a polyether-based, polyester-based, polyolefin-based, polycarbonate-based, aliphatic-based, saturated hydrocarbon-based, acrylic-based, plant-based polymer or siloxane-based polymer or copolymer.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is a polyether-based or siloxane-based polymer or copolymer, and has a silane functional group, and any of the above (1) to (6)
  • the diene rubber (A) is natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene rubber. (SIR), styrene-isoprene-butadiene rubber (SIBR), and at least one rubber selected from the group consisting of derivatives of each of these rubbers, containing at least 30% by mass, The rubber composition for tires as described.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is a polyether-based, polyester-based, polyolefin-based, polycarbonate-based, acrylic-based or plant-derived polymer or copolymer,
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is at least selected from the group consisting of a hydroxyl group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group, a carboxy group, an acid anhydride group, and an epoxy group.
  • the oligomer or polymer (d1) is a reactive functional group different from the reactive functional group of the crosslinkable oligomer or polymer (c1), and includes a hydroxyl group, a mercapto group, a silane functional group, an isocyanate group,
  • the fine particles (D) are three-dimensionally crosslinked fine particles using the reactive functional group of the oligomer or polymer (d1) in the crosslinkable oligomer or polymer (c1), After the cured product (C) three-dimensionally crosslinks the oligomer or polymer (d1) in the crosslinkable oligomer or polymer (c1), the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is converted into an acid catalyst, an alkali catalyst,
  • the rubber composition for tires according to (12) above which is a cured product cured using at least one catalyst selected from the group consisting of a metal catalyst and an amine catalyst.
  • FIG. 3 is a photograph of a cross section of a vulcanized specimen of a tire rubber composition prepared in Example 1-3 taken at a magnification of 500 times using a scanning microscope.
  • 2 is a photograph of a cross section of a vulcanized test specimen of a tire rubber composition prepared in Example 2-4, taken at a magnification of 2000 using a scanning microscope.
  • 2 is a photograph of a cross-section of a vulcanized specimen of a tire rubber composition prepared in Comparative Example 1-1, taken at a magnification of 2000 using a scanning microscope.
  • the tire rubber composition of the present invention is incompatible with 100 parts by mass of the diene rubber (A), 30 to 100 parts by mass of carbon black and / or white filler (B), and the diene rubber (A).
  • a rubber composition for tires containing 0.3 to 30 parts by mass of a cured product (C) obtained by curing a crosslinkable oligomer or polymer (c1), wherein the cured product (C) has a JIS A hardness of 3 to 45 It is a thing.
  • the hardened material (C) having a predetermined hardness not only disperses the strain locally and relieves the stress, but also improves the followability and responsiveness to the road surface of the studless tire. It is thought that the wear resistance was improved.
  • the tire rubber composition of the present invention is different from the tire rubber compositions described in Patent Documents 1 and 2 in that a crosslinkable oligomer or polymer that is incompatible with the diene rubber is cured in advance before vulcanization.
  • a crosslinkable oligomer or polymer that is incompatible with the diene rubber is cured in advance before vulcanization.
  • FIG. 2 (Example 1-3) and FIG. 4 (Comparative Example 1) the cured product (C) after vulcanization [in Comparative Example 1, a crosslinkable oligomer or polymer (c1 )]
  • the particle size and dispersion state of the derived particles (cured product after vulcanization) are different. Therefore, it can be inferred that the above-described stress relaxation and followability and responsiveness to the road surface are caused by the particle size and hardness of the particulate matter after vulcanization.
  • the tire rubber composition of the present invention further has three-dimensionally crosslinked fine particles (D) of 0.1 to 3 with an average particle size of 0.5 to 50 ⁇ m, because the performance on ice and the wear resistance are further improved. It contains 12 parts by mass, and the fine particles (D) are preferably present in the cured product (C).
  • the cured product (C) having a predetermined hardness and containing the fine particles (D) therein not only disperses the strain locally and relieves the stress, but also follows the road surface of the studless tire. It is considered that the performance on ice and the wear resistance are further improved since the performance and responsiveness are also improved.
  • the diene rubber (A) contained in the tire rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it has a double bond in the main chain, and specific examples thereof include natural rubber (NR) and isoprene rubber.
  • NR natural rubber
  • IR isoprene rubber
  • BR butadiene rubber
  • NBR acrylonitrile-butadiene rubber
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • SIBR styrene-isoprene-butadiene rubber
  • SIBR styrene-isoprene-butadiene rubber
  • the diene rubber (A) is a derivative in which the terminal or side chain of each rubber is modified (modified) with an amino group, amide group, silyl group, alkoxy group, carboxy group, hydroxy group, epoxy group or the like. It may be.
  • NR, BR, and SBR are preferably used, and NR and BR are more preferably used in combination, because the performance on ice of the studless tire becomes better.
  • the average glass transition temperature of the diene rubber (A) is ⁇ 50 ° C. or less because the hardness of the studless tire can be kept low even at low temperatures and the performance on ice is better.
  • the glass transition temperature is a value measured using a differential thermal analyzer (DSC) manufactured by DuPont in accordance with ASTM D3418-82 at a heating rate of 10 ° C./min.
  • the average glass transition temperature is an average value of the glass transition temperature. When only one diene rubber is used, the glass transition temperature of the diene rubber is used.
  • 20 mass% or more of the diene rubber (A) is preferably NR, and more preferably 40 mass% or more is NR because the strength of the studless tire is good. .
  • the rubber composition for tires of the present invention contains carbon black and / or a white filler (B).
  • the carbon black includes furnace carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE, and SRF. These may be used alone or in combination of two or more. May be.
  • the carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 10 to 300 m 2 / g from the viewpoint of processability when mixing the rubber composition, reinforcement of the studless tire, and the like. It is more preferably ⁇ 200 m 2 / g, and the wet performance of the studless tire is improved, and the performance on ice is better, so that it is preferably 50 to 150 m 2 / g, and 70 to 130 m 2 / g. More preferably.
  • N 2 SA is a value obtained by measuring the amount of nitrogen adsorbed on the carbon black surface according to JIS K 6217-2: 2001 “Part 2: Determination of specific surface area—nitrogen adsorption method—single point method”. .
  • white filler Specific examples of the white filler include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, calcium sulfate, and the like. Or two or more of them may be used in combination. Among these, silica is preferable because the performance on ice of the studless tire becomes better.
  • silica examples include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like, and these may be used alone. Two or more kinds may be used in combination. Among these, wet silica is preferable because the performance on ice of the studless tire is further improved and the wear resistance is further improved.
  • Silica preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, more preferably 70 to 250 m 2 / g, because the wet performance and rolling resistance of the studless tire are good. More preferably, it is ⁇ 200 m 2 / g.
  • the CTAB adsorption specific surface area was determined by measuring the amount of n-hexadecyltrimethylammonium bromide adsorbed on the silica surface in accordance with JIS K6217-3: 2001 “Part 3: Determination of specific surface area—CTAB adsorption method”. Value.
  • the content of the carbon black and / or the white filler (B) is 30 to 100 parts by mass in total of the carbon black and the white filler with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). It is preferably 40 to 90 parts by mass, and more preferably 45 to 80 parts by mass.
  • the “content of carbon black and / or white filler (B)” refers to the content of any one of the components when containing only one of carbon black and white filler. In the case where both carbon black and white filler are contained, the total content is referred to.
  • the content of the white filler is preferably 5 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). More preferably, it is ⁇ 75 parts by mass.
  • the cured product (C) contained in the tire rubber composition of the present invention is a cured product obtained by curing a crosslinkable oligomer or polymer (c1) that is incompatible with the diene rubber (A), and has a JIS A hardness. If it is a hardened
  • “(incompatible with the diene rubber (A))” does not mean that it is incompatible with all the rubber components included in the diene rubber (A).
  • the specific components used for the rubber (A) and the crosslinkable oligomer or polymer (c1) are incompatible with each other.
  • the “cured cured product” refers to a cured product obtained by curing the crosslinkable oligomer or polymer (c1) in advance before mixing and preparing the tire rubber composition of the present invention.
  • “Crosslinkable oligomer or polymer (C)” described in Patent Documents 1 and 2 is not a cured product that has been cured in advance, but a component corresponding to “crosslinkable oligomer or polymer (c1)” in the present invention. is there.
  • the “JIS A hardness” is a durometer hardness specified in JIS K6253-3: 2012, which is a hardness measured at a temperature of 25 ° C. with a type A durometer.
  • Crosslinkable oligomer or polymer (c1) The crosslinkable oligomer or polymer (c1) is not particularly limited as long as it is not compatible with the diene rubber (A) and has crosslinkability.
  • crosslinkable oligomer or polymer (c1) examples include polyether, polyester, polyolefin, polycarbonate, aliphatic, saturated hydrocarbon, acrylic, plant-derived or siloxane-based polymers or copolymers. A polymer etc. are mentioned.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is a polyether-based or siloxane-based polymer or copolymer. Is preferred.
  • crosslinked property when it contains the microparticles
  • the oligomer or polymer (c1) is preferably a polyether, polyester, polyolefin, polycarbonate, acrylic or plant-derived polymer or copolymer.
  • a polyether polymer or copolymer is more preferable from the viewpoint of facilitating the presence of the fine particles (D) in the cured product (C) and from the viewpoint of heat resistance.
  • examples of the polyether polymer or copolymer include polyethylene glycol, polypropylene glycol (PPG), polypropylene triol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, polytetramethylene ether glycol (PTMEG), and sorbitol. Based polyols and the like.
  • examples of the polyester-based polymer or copolymer include low-molecular polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol) and polybasic carboxylic acids (for example, adipic acid, sebacic acid, Condensates with terephthalic acid, isophthalic acid and the like) (condensed polyester polyols); lactone polyols, and the like.
  • polystyrene resin examples include polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer (EPR, EPDM), polybutylene, polyisobutylene, hydrogenated polybutadiene, and the like.
  • polycarbonate polymer or copolymer examples include an ester of a polyol compound (eg, 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, etc.) and a dialkyl carbonate. Examples thereof include those obtained by exchange reaction.
  • acrylic polymer or copolymer examples include acrylic polyols; homopolymers of acrylates such as acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate; and combinations of two or more of these acrylates.
  • Acrylate copolymer examples include vegetable oils such as castor oil and soybean oil; various elastomers derived from polyester polyols modified with polylactic acid, and the like.
  • siloxane-based polymer or copolymer examples include a siloxane structure represented by — (Si (R 1 ) (R 2 ) O) — (wherein R 1 and R 2 are each independently And a polymer or copolymer having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group in the main chain.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is a hydroxyl group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group because the cured product (C) is easily formed by intermolecular crosslinking. It preferably has at least one reactive functional group selected from the group consisting of a carboxy group, an acid anhydride group and an epoxy group.
  • the silane functional group is also called a so-called crosslinkable silyl group. Specific examples thereof include hydrolyzable silyl group; silanol group; silanol group as acetoxy group derivative, enoxy group derivative, oxime group derivative, amine derivative. And the like.
  • a silane functional group it is preferable to have a silane functional group, an isocyanate group, an acid anhydride group, or an epoxy group because the cured product (C) to be obtained is easily formed into a particulate material. It is more preferable to have (especially a hydrolyzable silyl group) and / or an isocyanate group.
  • hydrolyzable silyl group examples include an alkoxysilyl group, an alkenyloxysilyl group, an acyloxysilyl group, an aminosilyl group, an aminooxysilyl group, an oximesilyl group, and an amidosilyl group. It is done. Among these, an alkoxysilyl group is preferable because of a good balance between hydrolyzability and storage stability. Specifically, an alkoxysilyl group represented by the following formula (1) is preferable. More preferred are a methoxysilyl group and an ethoxysilyl group.
  • R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • a represents an integer of 1 to 3
  • a represents 2 or 3
  • the plurality of R 1 may be the same or different, and when a is 1, the plurality of R 1 may be the same or different.
  • the said isocyanate group is an isocyanate group which remains when the hydroxyl group of a polyol compound (for example, polycarbonate-type polyol etc.) and the isocyanate group of a polyisocyanate compound are made to react.
  • the polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule. Specific examples thereof include TDI (for example, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI).
  • the reactive functional group is preferably at least at the end of the main chain of the crosslinkable oligomer or polymer (c1).
  • the main chain is linear, 1.5 It is preferable to have the above, and it is more preferable to have two or more.
  • the main chain is branched, it is preferably 3 or more.
  • the weight average molecular weight or number average molecular weight of the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is determined by the dispersibility of the obtained cured product (C) in the diene rubber (A) and the rubber composition.
  • the particle size and the shape can be easily adjusted when prepared in the crosslinkable oligomer or polymer (c1). It is preferably 30000, more preferably 2000-20000.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight are both measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.
  • a curing method for curing such a crosslinkable oligomer or polymer (c1) is not particularly limited, and for example, using at least one catalyst selected from the group consisting of an acid catalyst, an alkali catalyst, a metal catalyst, and an amine catalyst. Examples include a curing method. Among these, a method of curing using an acid catalyst or a metal catalyst is preferable because of high curing efficiency.
  • the acid catalyst include, for example, lactic acid, phthalic acid, lauric acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, naphthenic acid, octenoic acid, octylic acid (2-ethylhexanoic acid), formic acid,
  • examples include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, benzoic acid, oxalic acid, malic acid, citric acid, and the like.
  • two or more kinds may be used in combination.
  • the metal catalyst examples include organometallic compounds such as tin octylate, alkali metal alcoholates, and the like.
  • organometallic compounds such as tin octylate, alkali metal alcoholates, and the like.
  • tin carboxylates such as dimethyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, dibutyltin diacetate, tin octylate and tin naphthenate
  • titanates such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate
  • aluminum trisacetyl Organoaluminum compounds such as acetonate, aluminum trisethylacetoacetate, diisopropoxyaluminum ethylacetoacetate
  • Chelate compounds such as zirconium tetraacetylacetonate and titanium tetraacetylacetonate
  • Octanes such as lead
  • the hardness of the cured product (C) is 3 to 45 in terms of JIS A hardness, preferably 3 to 30, more preferably 3 to 20, and more preferably 3 to 15. Is more preferable.
  • the average particle size of the cured product (C) in the tire rubber composition of the present invention prepared by mixing the cured product (C) is dispersed in the diene rubber (A). From the reason that the stability of the studless tire is improved and the performance on ice and wear resistance of the studless tire are improved, a particulate material having an average particle diameter of 5 to 250 ⁇ m is preferable.
  • the average particle diameter of the cured product (C) in the rubber composition for tires of the present invention is measured by an electron microscope (magnification: about 500 to 2,000 times) for the cross section of the vulcanized specimen of the rubber composition for tires. The maximum length of the observed cured product (C) particles is measured with an arbitrary 10 or more particles and averaged.
  • the numerical range (5 to 250 ⁇ m) of the average particle diameter of the cured product (C) overlaps with the numerical range (0.5 to 50 ⁇ m) of the average particle diameter of arbitrary fine particles (D) described later.
  • Is 10 ⁇ m it is intended that the average particle size of the cured product (C) is greater than 10 ⁇ m and 250 ⁇ m or less.
  • the content of the cured product (C) is 0.3 to 30 parts by mass and 0.5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A).
  • the amount is preferably 1 to 15 parts by mass.
  • the arbitrary fine particles (D) that may be contained in the rubber composition for tires of the present invention are three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle size of 0.5 to 50 ⁇ m that are present inside the cured product (C). It is.
  • “existing in the interior” means that the cured product (C) is present in a dispersed state inside the matrix.
  • the “average particle diameter” means an average value of equivalent circle diameters measured using a laser microscope. For example, a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring apparatus LA-300 (manufactured by Horiba, Ltd.), a laser microscope VK It can be measured with -8710 (manufactured by Keyence Corporation).
  • the average particle size of the fine particles (D) is obtained by image analysis of the cross section of the vulcanized test specimen of the tire rubber composition with an electron microscope (magnification: about 2000 times) and observing the inside of the cured product (C).
  • the maximum particle length of the fine particles (D) thus obtained can be measured as an arbitrary value of 10 or more particles, and can be calculated as an average value.
  • the fine particles (D) preferably have an average particle diameter of 0.5 to 20 ⁇ m, because the surface of the studless tire is appropriately roughened by the cured product (C) and the performance on ice is better. More preferably, the thickness is 5 to 10 ⁇ m.
  • the content is preferably 0.1 to 12 parts by mass, and preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber (A). Is more preferably 0.5 to 10 parts by mass.
  • the fine particles (D) are not compatible with the crosslinkable oligomer or polymer (c1) because the fine particles (D) can be easily present inside the cured product (C).
  • fine particles obtained by three-dimensionally crosslinking the polymer (d1) are preferable.
  • “(incompatible with the crosslinkable oligomer or polymer (c1))” does not mean that it is incompatible with all components included in the crosslinkable oligomer or polymer (c1).
  • the specific components used for the crosslinkable oligomer or polymer (c1) and the oligomer or polymer (d1) are incompatible with each other.
  • oligomer or polymer (d1) examples include polyether-based, polycarbonate-based, aliphatic-based, saturated hydrocarbon-based, acrylic-based or plant-based polymers or copolymers.
  • examples of the polyether polymer or copolymer include polyethylene glycol, polypropylene glycol (PPG), polypropylene triol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, polytetramethylene ether glycol (PTMEG), and sorbitol. Based polyols and the like.
  • polycarbonate polymer or copolymer examples include an ester of a polyol compound (eg, 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, etc.) and a dialkyl carbonate. Examples thereof include those obtained by exchange reaction.
  • aliphatic polymer or copolymer examples include liquid diene polymers such as polyisoprene, polybutadiene, and styrene-butadiene copolymer; chloroprene rubber; butyl rubber; nitrile rubber; And modified products having a reactive functional group to be described later.
  • saturated hydrocarbon polymer or copolymer examples include hydrogenated polyisoprene, hydrogenated polybutadiene, ethylene propylene, epichlorohydrin, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, hydrogenated nitrile rubber, polyisobutylene, An acrylic rubber etc. are mentioned.
  • acrylic polymers or copolymers include acrylic polyols; homopolymers of acrylates such as acrylates, methyl acrylates, ethyl acrylates, butyl acrylates and 2-ethylhexyl acrylates; acrylates combining two or more of these acrylates Copolymer; and the like.
  • plant-derived polymer or copolymer examples include vegetable oils such as castor oil and soybean oil; various elastomers derived from polyester polyols modified with polylactic acid, and the like.
  • liquid diene polymers are preferred, and liquid diene polymers are more preferred because the performance on ice and wear resistance of studless tires are better.
  • liquid polyisoprene examples include Claprene LIR-30, Claprene LIR-50 (above, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), Poly ip (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and the like.
  • Liquid polybutadienes include homopolymer types such as Claprene LBR-305 (manufactured by Kuraray); copolymers of 1,2-bonded butadiene and 1,4-bonded butadiene, such as Poly bd (manufactured by Idemitsu Kosan). Type; a copolymer type of ethylene, 1,4-bonded butadiene, and 1,2-bonded butadiene, such as Claprene L-SBR-820 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.);
  • the above-mentioned oligomer or polymer (d1) can be three-dimensionally crosslinked only in the above-mentioned oligomer or polymer (d1) in the above-mentioned crosslinkable oligomer or polymer (c1).
  • (C1) is a reactive functional group different from the reactive functional group described above, and includes a hydroxyl group, a mercapto group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group, a carboxy group, an acid anhydride group, and It preferably has at least one reactive functional group selected from the group consisting of epoxy groups.
  • the silane functional group is also referred to as a so-called crosslinkable silyl group, and specific examples thereof include, for example, a hydrolyzable silyl group; silanol, similar to the silane functional group of the crosslinkable oligomer or polymer (c1). Groups; functional groups in which silanol groups are substituted with acetoxy group derivatives, enoxy group derivatives, oxime group derivatives, amine derivatives, and the like.
  • the crosslinkable oligomer or polymer (c1) is the same reactive functional group as the oligomer or polymer (d1) (for example, a carboxy group, It may have a hydrolyzable silyl group or the like, and the functional functional group already possessed may be modified to the same reactive functional group as the oligomer or polymer (d1).
  • the oligomer or polymer (d1) has a hydroxyl group, a silane functional group, a carboxy group, or an acid anhydride group because the three-dimensional crosslinking of the oligomer or polymer (d1) easily proceeds.
  • liquid polyisoprene having a carboxy group for example, Claprene LIR-410 (isoprene-maleic acid monomethyl ester-modified isoprene copolymer, number average molecular weight: 25000, manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
  • liquid polyisoprene having acid anhydride groups include Claprene LIR-403 (Isoprene-maleic anhydride modified isoprene copolymer, number average molecular weight: 34000, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) Is mentioned.
  • the reactive functional group is preferably at least at the end of the main chain of the oligomer or polymer (d1).
  • the main chain is linear, 1.5 or more are present. It is preferable to have two or more.
  • the main chain is branched, it is preferably 3 or more.
  • the weight average molecular weight or number average molecular weight of the oligomer or polymer (d1) is not particularly limited, but the particle diameter and crosslinking density of the fine particles (D) become appropriate, and the performance on ice of the studless tire is further improved.
  • it is preferably 1000 to 100,000, more preferably 3000 to 60,000.
  • both weight average molecular weight or number average molecular weight shall be measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.
  • the fine particles (D) are prepared from the viewpoint that the fine particles (D) are present inside the cured product (C), in which the oligomer or polymer (d1) is tertiary in the crosslinkable oligomer or polymer (c1).
  • a method of preparing the fine particles (D) by cross-linking is preferable, and examples thereof include a method of three-dimensional crosslinking using the reactive functional group of the oligomer or polymer (d1). Is at least one component (d2) selected from the group consisting of the oligomer or polymer (d1) having the reactive functional group and a compound having water, a catalyst and a functional group that reacts with the reactive functional group. And a three-dimensional cross-linking method.
  • the water of the component (d2) is preferably used when the oligomer or polymer (d1) has a hydrolyzable silyl group, an isocyanate group, or an acid anhydride group as a reactive functional group. it can.
  • component (d2) catalyst examples include a silanol group condensation catalyst (silanol condensation catalyst).
  • silanol condensation catalyst include dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioleate, dibutyltin diacetate, tetrabutyl titanate, and stannous octoate.
  • Examples of the compound having a functional group that reacts with the reactive functional group of the component (d2) include a hydroxyl group-containing compound, a silanol compound, a hydrosilane compound, a diisocyanate compound, an amine compound, an oxazolidine compound, an enamine compound, and a ketimine compound. Etc.
  • the hydroxyl group-containing compound can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has an isocyanate group or an acid anhydride group as a reactive functional group.
  • the hydroxyl group-containing compound is not limited in terms of its molecular weight and skeleton as long as it is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • low molecular polyhydric alcohols, polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols , Polycaprolactone polyol, other polyols, mixed polyols thereof and the like are examples of low molecular polyhydric alcohols, polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols , Polycaprolactone polyol, other polyols, mixed polyols thereof and the like.
  • the silanol compound can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has a silane functional group as a reactive functional group.
  • Specific examples of the silanol compound include tert-butyldimethylsilanol, diphenylmethylsilanol, polydimethylsiloxane having a silanol group, and cyclic polysiloxane having a silanol group.
  • the hydrosilane compound is a compound having a SiH group, and can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has an allyl group as a reactive functional group.
  • Specific examples of the hydrosilane compound include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyltetracyclosiloxane, 1,3,5,7,8- Examples include pentamethylpentacyclosiloxane.
  • the diisocyanate compound can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has a hydroxyl group as a reactive functional group.
  • Specific examples of the diisocyanate compound include TDI (for example, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI)), MDI ( For example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI)), 1,4-phenylene diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate, xylylene diene Aromatic polyisocyanates such as isocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), tolidine diisocyanate (TODI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), triphenyl
  • the amine compound can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has an isocyanate group, a carboxy group, an acid anhydride group, an epoxy group or the like as a reactive functional group.
  • the amine compound is not limited in terms of molecular weight and skeleton as long as it has an amino group in one molecule.
  • Secondary amines such as dibutylamine; polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, guanidine, diphenylguanidine, xylylenediamine; and the like.
  • the oxazolidine compound, the enamine compound and the ketimine compound can be suitably used when the oligomer or polymer (d1) has an isocyanate group, an acid anhydride group, an epoxy group or the like as a reactive functional group.
  • conventionally known compounds can be used as the latent curing agent, and among these compounds, it is preferable to use an oxazolidine compound and / or a ketimine compound.
  • the oxazolidine compound is not particularly limited as long as it is a compound having at least one oxazolidine ring, which is a saturated 5-membered ring containing oxygen and nitrogen, and specific examples thereof include N-hydroxyalkyloxazolidine, oxazolidinesilyl Examples include ether, carbonate oxazolidine, ester oxazolidine and the like.
  • an oxazolidine compound commercially available products such as Hardener OZ (ester oxazolidine; manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) can also be used.
  • the ketimine compound is a compound that generates a primary amine as a compound containing an active hydrogen group by hydrolysis.
  • ketimine bond a compound having a C ⁇ N bond (ketimine bond) derived from a ketone or an aldehyde and an amine
  • ketimine also includes aldimine having a —HC ⁇ N bond.
  • Examples of the ketimine include those having a structure in which a branched carbon atom or a ring member carbon atom is bonded to the ⁇ -position of at least one of the carbon atom or nitrogen atom of the ketimine bond.
  • ketimines include, for example, (1) ketimines that are reaction products of polyamines and carbonyl compounds, and (2) silicon-containing ketimines that are reaction products of aminoalkoxysilanes and carbonyl compounds.
  • ketimine compounds commercially available products such as jER Cure H3 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), KBE-9103 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like can also be used.
  • a solvent when preparing the fine particles (D) by three-dimensionally cross-linking the oligomer or polymer (d1) in the cross-linkable oligomer or polymer (c1), a solvent may be used as necessary.
  • the use mode of the solvent is a mode in which a plasticizer, a diluent, or a solvent is used as a good solvent for the oligomer or polymer (d1) and a poor solvent for the crosslinkable oligomer or polymer (c1), and / or Examples include using a plasticizer, a diluent, and a solvent that are good solvents for the crosslinkable oligomer or polymer (c1) and that are poor solvents for the oligomer or polymer (d1).
  • a solvent examples include n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 2,2-dimethylpentane, 2,3-dimethylpentane, 2,4-dimethylpentane, 3,3-dimethylpentane, 3-ethylpentane, 2,2 Aliphatic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclopentane; aromatic hydrocarbons such as xylene, benzene and toluene; ⁇ -pinene, Examples include terpene organic solvents such as ⁇ -pinene and limonene.
  • a surfactant when preparing the fine particles (D) by three-dimensionally crosslinking the oligomer or polymer (d1) in the crosslinkable oligomer or polymer (c1), a surfactant, an emulsifier, a dispersant, It is preferable to prepare using an additive such as a silane coupling agent.
  • ⁇ Silane coupling agent> When the tire rubber composition of the present invention contains the above-described white filler (particularly silica), it is preferable to contain a silane coupling agent for the purpose of improving the reinforcing performance of the tire.
  • the silane coupling agent When the silane coupling agent is blended, the content is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 4 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the white filler.
  • silane coupling agent examples include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, Bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxy Silane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N Dimethyl
  • bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and / or bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide is preferably used from the viewpoint of reinforcing effect.
  • Si75 [bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide; manufactured by Evonik Degussa] and the like can be mentioned.
  • the tire rubber composition of the present invention includes calcium carbonate in addition to the diene rubber (A), the carbon black and / or white filler (B), and the cured product (C).
  • Fillers such as sulfur; vulcanization accelerators such as sulfur; vulcanization accelerators such as sulfenamide, guanidine, thiazole, thiourea, and thiuram; vulcanization accelerators such as zinc oxide and stearic acid; wax; aroma
  • vulcanization accelerators such as zinc oxide and stearic acid
  • wax such as oil, anti-aging agent, plasticizer, and the like, can be blended.
  • a conventional general amount can be used.
  • 100 parts by mass of the diene rubber (A) 0.5 to 5 parts by mass of sulfur, 0.1 to 5 parts by mass of the vulcanization accelerator, and 0.1 to 10 parts by mass of the vulcanization accelerator aid.
  • 0.5 to 5 parts by weight of the anti-aging agent, 1 to 10 parts by weight of the wax, and 5 to 30 parts by weight of the aroma oil may be blended.
  • the method for producing the tire rubber composition of the present invention is not particularly limited.
  • the above-described components are kneaded using a known method or apparatus (for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like). Is mentioned.
  • the tire rubber composition of the present invention can be vulcanized or crosslinked under conventionally known vulcanization or crosslinking conditions.
  • the studless tire of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the tire of the present invention”) is a studless tire using the above-described tire rubber composition of the present invention for a tire tread.
  • FIG. 1 shows a schematic partial sectional view of a tire representing an example of an embodiment of the studless tire of the present invention, but the tire of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
  • symbol 1 represents a bead part
  • symbol 2 represents a sidewall part
  • symbol 3 represents the tread part comprised from the rubber composition for tires of this invention.
  • a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded is mounted between the pair of left and right bead portions 1, and the end of the carcass layer 4 extends from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 and the bead filler 6. Wrapped and rolled up.
  • a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire on the outside of the carcass layer 4.
  • the rim cushion 8 is arrange
  • the tire of the present invention is vulcanized or cured at a temperature corresponding to, for example, the type of diene rubber, vulcanization or crosslinking agent, vulcanization or crosslinking accelerator used in the tire rubber composition of the present invention, and the blending ratio thereof. It can manufacture by bridge
  • Crosslinkable polymer 1 As the crosslinkable polymer 1, hydrolyzable silyl group-terminated polyoxypropylene glycol (MS polymer S810, manufactured by Kaneka Corporation) was used. Here, a photograph of a cross section of a vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Comparative Example 1-1 containing uncured crosslinkable polymer 1 was taken at a magnification of 2000 using a scanning microscope is shown in FIG. . In addition, the broken line in FIG. 4 shows one area
  • ⁇ Preparation of cured product 3> 1.0 part by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the crosslinkable polymer 1. Subsequently, after fully stirring, the hardened
  • the JIS A hardness of the obtained cured product 3 and the average particle size of the cured product 3 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 1-3 prepared using the same are shown in Table 1 below.
  • a photograph of a cross section of a vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 1-3 containing the cured product 3 taken at a magnification of 2000 using a scanning microscope is shown in FIG.
  • the broken line in FIG. 2 shows one area
  • the JIS A hardness of the obtained cured product 4 and the average particle size of the cured product 4 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 1-4 prepared using the same are shown in Table 1 below.
  • cured product 5 1 part by mass of tin octylate (metal catalyst) and 1 part by mass of water were added to 50 parts by mass of the pasty product of the crosslinkable polymer 1.
  • a cured product (hereinafter also referred to as “cured product 5”) was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained cured product 5 and the average particle diameter of the cured product 5 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 1-5 prepared using the same are shown in Table 1 below.
  • cured product 6 1 part by weight of dibutyltin diacetate (metal catalyst), 4 parts by weight of laurylamine and 1 part by weight of water were added to 50 parts by weight of the pasty product of the crosslinkable polymer 1.
  • cured product 6 a cured product (hereinafter also referred to as “cured product 6”) was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained cured product 6 and the average particle diameter of the cured product 6 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 1-6 prepared using the same are shown in Table 1 below.
  • ⁇ Preparation of cured product 7> 5.0 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the crosslinkable polymer 1. Subsequently, after fully stirring, the hardened
  • a pluronic-type nonionic surfactant (New Pole PE-64, manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 6 g of aminosilane (A1110, manufactured by Nihon Unicar Company) were added thereto, and further, a low speed 36 rpm, a high speed disperser was added. The mixture was stirred at 2000 rpm for 30 minutes to prepare a pasty product (hereinafter also referred to as “fine particle-containing crosslinkable polymer 1”).
  • Fine particle-containing cured product 1 5 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein (hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 1”) was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 1 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 1 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Comparative Example 2-2 prepared using the same are described below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 2 10 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein (hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 2”) was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 2 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 2 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Comparative Example 2-3 prepared using the same are shown below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 3 0.05 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 3” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 3 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 3 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 2-1 prepared using the same are as described below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 4 0.1 part by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 4”
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 4 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 4 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 2-2 prepared using the same are as follows. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 5 0.5 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter also referred to as “fine particle-containing cured product 5” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 5 and the average particle diameter of the fine particle-containing cured product 5 in the vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 2-3 prepared using the same are as follows. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 6 1 part by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter also referred to as “fine particle-containing cured product 6” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 6 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 6 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-4 prepared using the same are as described below. Shown in the table.
  • FIG. 3 shows a photograph of a cross section of a vulcanized rubber sheet produced from the rubber composition of Example 2-4 containing the fine particle-containing cured product 6 using a scanning microscope at a magnification of 2000 times.
  • the broken line in FIG. 3 shows one area
  • Fine particle-containing cured product 7 2 parts by mass of lactic acid (acid catalyst) was added to 10 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein (hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 7”) was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 7 and the average particle diameter of the fine particle-containing cured product 7 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-5 prepared using the same are shown below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 8 1 part by mass of tin octylate (metal catalyst) and 1 part by mass of water were added to 50 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 8” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 8 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 8 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-6 prepared using the same are described below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 9 1 part by mass of tin octylate (metal catalyst), 4 parts by mass of laurylamine and 1 part by mass of water were added to 50 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 9”
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 9 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 9 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-7 prepared using the same are shown below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 10 1 part by mass of dibutyltin diacetate (metal catalyst) and 1 part by mass of water were added to 50 parts by mass of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 10” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 10 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 10 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-8 prepared using the same are described below. Shown in the table.
  • Fine particle-containing cured product 11 1 part by weight of dibutyltin diacetate (metal catalyst), 4 parts by weight of laurylamine and 1 part by weight of water were added to 50 parts by weight of the pasty product of the fine particle-containing crosslinkable polymer 1.
  • a cured product containing fine particles therein hereinafter, also referred to as “fine particle-containing cured product 11” was prepared by curing at room temperature for 2 days.
  • the JIS A hardness of the obtained fine particle-containing cured product 11 and the average particle size of the fine particle-containing cured product 11 in the vulcanized rubber sheet prepared from the rubber composition of Example 2-9 prepared using the same are as follows. Shown in the table.
  • Examples 1-1 to 1-6 and Comparative Examples 1-1 to 1-3> The components shown in Table 1 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 1 below. Specifically, the components shown in Table 1 below, excluding sulfur and the vulcanization accelerator, were kneaded for 5 minutes with a 1.7 liter closed mixer and released when the temperature reached 150 ° C. A master batch was obtained. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with an open roll in the obtained master batch to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a lamborn abrasion mold (disk shape having a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm) to produce a vulcanized rubber sheet.
  • a lamborn abrasion mold disk shape having a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm
  • Examples 2-1 to 2-9 and Comparative Examples 2-1 to 2-3> The components shown in Table 2 below were blended in the proportions (parts by mass) shown in Table 2 below. Specifically, first, among the components shown in Table 2 below, components excluding sulfur and a vulcanization accelerator are kneaded with a 1.7 liter closed mixer for 5 minutes and released when the temperature reaches 150 ° C. A master batch was obtained. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with an open roll in the obtained master batch to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a lamborn abrasion mold (disk shape having a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm) to produce a vulcanized rubber sheet.
  • a lamborn abrasion mold disk shape having a diameter of 63.5 mm and a thickness of 5 mm
  • NR Natural rubber (STR20)
  • BR Polybutadiene rubber (Nipol BR1220, glass transition temperature: ⁇ 110 ° C., manufactured by ZEON Corporation)
  • Carbon black Seast KH (Tokai Carbon Co., Ltd.)
  • Silica Nippon AQ (made by Nippon Silica)
  • Silane coupling agent Silane coupling agent (Si69, manufactured by Evonik Degussa)
  • Silane coupling agent Si69, manufactured by Evonik Degussa
  • Zinc oxide 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.)
  • Stearic acid Bead stearic acid YR (manufactured by NOF Corporation)
  • Anti-aging agent 1 Amine-
  • Comparative Examples 2-2 and 2-3 which are cured products containing fine particles (D) therein, have a hardness of less than 3 in Comparative Examples 2-2 and 2-3. It turned out to be inferior to 1.
  • Examples 2-1 to 2-9 each containing the hardened material (C) containing the fine particles (D) and satisfying the hardness of the hardened material of 3 to 30 all had on-ice performance and wear resistance. It was found that the properties were better than those of Comparative Example 2-1.

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Abstract

 本発明の目的は、氷上性能および耐摩耗性のいずれにも優れたスタッドレスタイヤを作製することができるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤを提供することである。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム(A)100質量部と、カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、上記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)0.3~30質量部と、を含有し、上記硬化物(C)のJIS A硬度が3~45であるタイヤ用ゴム組成物である。

Description

タイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ
 本発明はタイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤに関する。
 スタッドレスタイヤの氷上摩擦の向上を目的として、そのトレッド表面を粗くし、かつ、氷との親和性を高めることができるタイヤ用ゴム組成物が従来開発されている。
 例えば、特許文献1には、「ジエン系ゴム(A)100質量部と、カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、前記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(C)0.3~30質量部と、平均粒子径が1~200μmの三次元架橋した微粒子(D)0.1~12質量部と、を含有するタイヤ用ゴム組成物。」が記載されており([請求項1])、また、特許文献2には、「ジエン系ゴム(A)100質量部と、カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、前記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(C)0.3~30質量部と、平均粒子径が1~200μmの三次元架橋した微粒子(D)0.1~12質量部と、を含有するスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。」が記載されている([請求項1])。
国際公開第2012/144605号 特開2013-010967号公報
 しかしながら、本発明者らが特許文献1および2に記載のタイヤ用ゴム組成物について検討を重ねたところ、氷上性能および耐摩耗性に改善の余地があることが明らかとなった。
 そこで、本発明は、氷上性能および耐摩耗性のいずれにも優れたスタッドレスタイヤを作製することができるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤを提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の架橋性オリゴマーまたはポリマーを予め(加硫前に)硬化させた特定の硬度を有する硬化物を配合したゴム組成物を用いることにより、氷上性能および耐摩耗性のいずれにも優れたスタッドレスタイヤを作製できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
 (1)ジエン系ゴム(A)100質量部と、
 カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、
 上記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)0.3~30質量部と、を含有し、
 上記硬化物(C)のJIS A硬度が3~45である、タイヤ用ゴム組成物。
 (2)更に、平均粒子径が0.5~50μmの三次元架橋した微粒子(D)0.1~12質量部を含有し、
 上記微粒子(D)が上記硬化物(C)の内部に存在している、上記(1)に記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (3)上記硬化物(C)が、平均粒子径が5~250μmの粒子状物である上記(1)または(2)に記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (4)上記硬化物(C)のJIS A硬度が3~30である、上記(1)~(3)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (5)上記微粒子(D)が、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)と相溶しないオリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた微粒子である、上記(1)~(4)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (6)上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系、植物由来系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体である上記(1)~(5)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (7)上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体であり、かつ、シラン官能基を有する、上記(1)~(6)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (8)上記ジエン系ゴム(A)が、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、スチレン-イソプレンゴム(SIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエンゴム(SIBR)およびこれらの各ゴムの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のゴムを30質量%以上含む上記(1)~(7)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (9)上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体である上記(5)~(8)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (10)上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体であり、
 上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、脂肪族系の重合体または共重合体である上記(9)に記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (11)上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有する上記(1)~(10)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (12)上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が有する上記反応性官能基と異なる反応性官能基であって、水酸基、メルカプト基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有する上記(11)に記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (13)上記微粒子(D)が、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中において、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が有する上記反応性官能基を利用して三次元架橋させた微粒子であり、
 上記硬化物(C)が、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中において上記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた後に、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を酸触媒、アルカリ触媒、金属触媒およびアミン触媒からなる群から選択される少なくとも1種の触媒を用いて硬化させた硬化物である、上記(12)に記載のタイヤ用ゴム組成物。
 (14)上記(1)~(13)のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いるスタッドレスタイヤ。
 以下に示すように、本発明によれば、氷上性能および耐摩耗性のいずれにも優れたスタッドレスタイヤを作製することができるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤを提供することができる。
本発明のスタッドレスタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの模式的な部分断面図である。 実施例1-3で調製したタイヤ用ゴム組成物の加硫試験体の断面を走査型顕微鏡を用いて倍率500倍で撮影した写真である。 実施例2-4で調製したタイヤ用ゴム組成物の加硫試験体の断面を走査型顕微鏡を用いて倍率2000倍で撮影した写真である。 比較例1-1で調製したタイヤ用ゴム組成物の加硫試験体の断面を走査型顕微鏡を用いて倍率2000倍で撮影した写真である。
 〔タイヤ用ゴム組成物〕
 本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム(A)100質量部と、カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、上記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)0.3~30質量部とを含有し、上記硬化物(C)のJIS A硬度が3~45であるタイヤ用のゴム組成物である。
 本発明においては、上述した通り、上記硬化物(C)を存在させたゴム組成物を用いることにより、本発明のタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いたスタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がいずれも良好となる。
 これは、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
 すなわち、所定の硬度を有する上記硬化物(C)により、局所的にかかる歪みが分散され、応力も緩和されるだけでなく、スタッドレスタイヤの路面に対する追従性および応答性も向上するため、氷上性能および耐摩耗性が向上したと考えられる。
 ここで、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、特許文献1および2に記載されたタイヤ用ゴム組成物とは異なり、ジエン系ゴムと相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマーを加硫前に予め硬化させることにより、例えば、図2(実施例1-3)および図4(比較例1)に示すように、加硫後における硬化物(C)〔比較例1においては架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)〕由来の粒子(加硫後の硬化物)の粒径や分散状態が異なる。
 そのため、上述した応力の緩和や、路面に対する追従性および応答性は、加硫後における粒子状物の粒径や硬度などに起因していることが推察できる。
 また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、氷上性能および耐摩耗性が更に良好となる理由から、更に、平均粒子径が0.5~50μmの三次元架橋した微粒子(D)0.1~12質量部を含有し、上記微粒子(D)が上記硬化物(C)の内部に存在していることが好ましい。
 これは、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
 すなわち、所定の硬度を有し、内部に上記微粒子(D)を含む上記硬化物(C)により、局所的にかかる歪みが分散され、応力も緩和されるだけでなく、スタッドレスタイヤの路面に対する追従性および応答性も向上するため、氷上性能および耐摩耗性が更に向上したと考えられる。
 以下に、本発明のタイヤ用ゴム組成物が含有する各成分について詳細に説明する。
 <ジエン系ゴム(A)>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物に含有するジエン系ゴム(A)は、主鎖に二重結合を有するものであれば特に限定されず、その具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、スチレン-イソプレンゴム(SIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエンゴム(SIBR)等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 また、上記ジエン系ゴム(A)は、上述した各ゴムの末端や側鎖がアミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基等で変成(変性)された誘導体であってもよい。
 これらのうち、スタッドレスタイヤの氷上性能がより良好となる理由から、NR、BR、SBRを用いるのが好ましく、NRおよびBRを併用するのがより好ましい。
 本発明においては、上記ジエン系ゴム(A)の平均ガラス転移温度は、低温時においてもスタッドレスタイヤの硬度を低く保つことができ、氷上性能がより良好となる理由から、-50℃以下であるのが好ましい。
 ここで、ガラス転移温度は、デュポン社製の示差熱分析計(DSC)を用い、ASTM D3418-82に従い、昇温速度10℃/minで測定した値である。
 また、平均ガラス転移温度は、ガラス転移温度の平均値であり、ジエン系ゴムを1種のみ用いる場合は、そのジエン系ゴムのガラス転移温度をいうが、ジエン系ゴムを2種以上併用する場合は、ジエン系ゴム全体(各ジエン系ゴムの混合物)のガラス転移温度をいい、各ジエン系ゴムのガラス転移温度と各ジエン系ゴムの配合割合から平均値として算出することができる。
 また、本発明においては、スタッドレスタイヤの強度が良好となる理由から、上記ジエン系ゴム(A)の20質量%以上がNRであるのが好ましく、40質量%以上がNRであるのがより好ましい。
 <カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)を含有する。
 (カーボンブラック)
 上記カーボンブラックとしては、具体的には、例えば、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPE、SRF等のファーネスカーボンブラックが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 また、上記カーボンブラックは、ゴム組成物の混合時の加工性やスタッドレスタイヤの補強性等の観点から、窒素吸着比表面積(N2SA)が10~300m2/gであるのが好ましく、20~200m2/gであるのがより好ましく、スタッドレスタイヤのウェット性能が向上し、氷上性能がより良好となる理由から、50~150m2/gであるのが好ましく、70~130m2/gであるのがより好ましい。
 ここで、N2SAは、カーボンブラック表面への窒素吸着量をJIS K 6217-2:2001「第2部:比表面積の求め方-窒素吸着法-単点法」にしたがって測定した値である。
 (白色充填剤)
 上記白色充填剤としては、具体的には、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 これらのうち、スタッドレスタイヤの氷上性能がより良好となる理由から、シリカが好ましい。
 シリカとしては、具体的には、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 これらのうち、スタッドレスタイヤの氷上性能が更に良好となり、耐摩耗性もより向上する理由から、湿式シリカが好ましい。
 上記シリカは、スタッドレスタイヤのウェット性能および転がり抵抗が良好となる理由から、CTAB吸着比表面積が50~300m2/gであるのが好ましく、70~250m2/gであるのがより好ましく、90~200m2/gであるのがより好ましい。
 ここで、CTAB吸着比表面積は、シリカ表面への臭化n-ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの吸着量をJIS K6217-3:2001「第3部:比表面積の求め方-CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
 本発明においては、上記カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、カーボンブラックおよび白色充填剤の合計で30~100質量部であり、40~90質量部であるのが好ましく、45~80質量部であるのがより好ましい。
 ここで、「カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)の含有量」とは、カーボンブラックおよび白色充填剤のいずれか一方のみを含有する場合は、当該いずれか一方の成分の含有量をいい、カーボンブラックおよび白色充填剤をいずれも含有する場合は、これらの合計の含有量をいう。
 また、上記カーボンブラックおよび上記白色充填剤を併用する場合、上記白色充填剤の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、5~85質量部であるのが好ましく、15~75質量部であるのがより好ましい。
 <硬化物(C)>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物に含有する硬化物(C)は、上記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物であって、JIS A硬度が3~45となる硬化物であれば特に限定されない。
 ここで、「(上記ジエン系ゴム(A)と)相溶しない」とは、上記ジエン系ゴム(A)に包含される全てのゴム成分に対して相溶しないという意味ではなく、上記ジエン系ゴム(A)および上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)に用いる各々の具体的な成分が互いに非相溶であることをいう。
 また、「硬化させた硬化物」とは、本発明のタイヤ用ゴム組成物を混合して調製する前に予め架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物のことをいう。なお、特許文献1および2に記載された「架橋性オリゴマーまたはポリマー(C)」は、予め硬化させた硬化物ではなく、本発明における「架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)」に相当する成分である。
 また、「JIS A硬度」とは、JIS K6253-3:2012に規定されるデュロメータ硬さであって、タイプAのデュロメータにより温度25℃において測定した硬さをいう。
 (架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1))
 上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)は、上記ジエン系ゴム(A)に相溶せず、架橋性を有するオリゴマーまたはポリマーであれば特に限定されない。
 上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)としては、例えば、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系、植物由来系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体等が挙げられる。
 これらのうち、熱安定性、分子鎖の柔軟性、耐加水分解性などの観点から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)としては、ポリエーテル系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体であるのが好ましい。
 また、後述する微粒子(D)を含有する場合、後述するオリゴマーまたはポリマー(d1)として脂肪族系の重合体または共重合体(例えば、液状ジエン系ポリマー)を好適に用いる観点から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体であるのが好ましい。特に、硬化物(C)の内部に微粒子(D)を存在させることが容易となる理由や、耐熱性の観点から、ポリエーテル系の重合体または共重合体であるのがより好ましい。
 ここで、上記ポリエーテル系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレントリオール、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ソルビトール系ポリオール等が挙げられる。
 また、上記ポリエステル系の重合体または共重合体としては、例えば、低分子多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等)と多塩基性カルボン酸(例えば、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等)との縮合物(縮合系ポリエステルポリオール);ラクトン系ポリオール;等が挙げられる。
 また、上記ポリオレフィン系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体(EPR、EPDM)、ポリブチレン、ポリイソブチレン、水添ポリブタジエン等が挙げられる。
 また、上記ポリカーボネート系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリオール化合物(例えば、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール等)とジアルキルカーボネートとのエステル交換反応により得られるもの等が挙げられる。
 また、上記アクリル系の重合体または共重合体としては、例えば、アクリルポリオール;アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートなどのアクリレートの単独ポリマー;これらアクリレートを2種以上組み合わせたアクリレート共重合体;等が挙げられる。
 また、上記植物由来系の重合体または共重合体としては、例えば、ヒマシ油、大豆油などの植物油脂;ポリ乳酸などを改質したポリエステルポリオールなどから誘導される各種エラストマー;等が挙げられる。
 また、上記シロキサン系の重合体または共重合体としては、例えば、-(Si(R1)(R2)O)-で表されるシロキサン構造(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素原子数1~4のアルキル基またはフェニル基を表す。)を主鎖に有する重合体または共重合体等が挙げられる。
 本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)は、分子間の架橋により硬化物(C)が形成されやすい理由から、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有しているのが好ましい。
 ここで、上記シラン官能基は、いわゆる架橋性シリル基とも呼ばれ、その具体例としては、加水分解性シリル基;シラノール基;シラノール基をアセトキシ基誘導体、エノキシ基誘導体、オキシム基誘導体、アミン誘導体などで置換した官能基;等が挙げられる。
 これらの官能基のうち、得られる硬化物(C)を粒子状物にしやすい理由から、シラン官能基、イソシアネート基、酸無水物基またはエポキシ基を有しているのが好ましく、中でもシラン官能基(特に加水分解性シリル基)および/またはイソシアネート基を有しているのがより好ましい。
 ここで、上記加水分解性シリル基としては、具体的には、例えば、アルコキシシリル基、アルケニルオキシシリル基、アシロキシシリル基、アミノシリル基、アミノオキシシリル基、オキシムシリル基、アミドシリル基等が挙げられる。
 これらのうち、加水分解性と貯蔵安定性のバランスが良好となる理由から、アルコキシシリル基であるのが好ましく、具体的には、下記式(1)で表されるアルコキシシリル基であるのがより好ましく、メトキシシリル基、エトキシシリル基であるのが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、R1は炭素数1~4のアルキル基を表し、R2は水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、aは1~3の整数を表す。aが2または3の場合、複数のR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、aが1の場合、複数のR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 また、上記イソシアネート基は、ポリオール化合物(例えば、ポリカーボネート系ポリオールなど)の水酸基とポリイソシアネート化合物のイソシアネート基とを反応させた際に残存するイソシアネート基のことである。
 なお、上記ポリイソシアネート化合物は、分子内にイソシアネート基を2個以上有するものであれば特に限定されず、その具体例としては、TDI(例えば、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI))、MDI(例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)、2,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′-MDI))、1,4-フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)などの脂肪族ポリイソシアネート;トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)などの脂環式ポリイソシアネート;これらのカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;等が挙げられる。
 本発明においては、上記反応性官能基は、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)の少なくとも主鎖の末端に有しているのが好ましく、主鎖が直鎖状である場合は1.5個以上有しているのが好ましく、2個以上有しているのがより好ましい。一方、主鎖が分岐している場合は3個以上有しているのが好ましい。
 また、本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)の重量平均分子量または数平均分子量は、得られる硬化物(C)の上記ジエン系ゴム(A)への分散性やゴム組成物の混練加工性が良好となり、更に後述する微粒子(D)を含有する場合においては上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中で調製する際の粒径や形状の調整が容易となる理由から、300~30000であるのが好ましく、2000~20000であるのがより好ましい。
 ここで、重量平均分子量および数平均分子量は、いずれも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。
 このような架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化する硬化方法は特に限定されないが、例えば、酸触媒、アルカリ触媒、金属触媒およびアミン触媒からなる群から選択される少なくとも1種の触媒を用いて硬化させる方法等が挙げられる。
 これらのうち、硬化効率が高い理由から、酸触媒または金属触媒を用いて硬化させる方法が好ましい。
 上記酸触媒としては、具体的には、例えば、例えば、乳酸、フタル酸、ラウリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ナフテン酸、オクテン酸、オクチル酸(2-エチルヘキサン酸)、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、安息香酸、シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本発明においては、上記酸触媒として、酸性度や分散性の観点から、常温で液体の酸を用いるのが好ましく、具体的には、乳酸、ギ酸を用いるのがより好ましい。
 上記金属触媒としては、例えば、オクチル酸スズ等の有機金属化合物、アルカリ金属アルコラート等が挙げられる。
 具体的には、ジメチルスズジラウレート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ等のスズカルボン酸塩類;テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類;アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類;オクタン酸鉛、オクタン酸ビスマス等のオクタン酸金属塩;等が挙げられる。
 本発明においては、上記金属触媒として、酸性度の観点から、スズカルボン酸塩類を用いるのがより好ましい。
 本発明においては、上記硬化物(C)の硬度は、JIS A硬度で3~45であり、3~30であるのが好ましく、3~20であるのがより好ましく、3~15であるのが更に好ましい。
 また、本発明においては、上記硬化物(C)を混合して調製した本発明のタイヤ用ゴム組成物における上記硬化物(C)の平均粒子径は、上記ジエン系ゴム(A)への分散性が良好となり、スタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好となる理由から、平均粒子径が5~250μmの粒子状物であるのが好ましい。
 ここで、本発明のタイヤ用ゴム組成物における上記硬化物(C)の平均粒子径は、タイヤ用ゴム組成物の加硫試験体の断面を電子顕微鏡(倍率:500~2000倍程度)にて画像解析し、観察された硬化物(C)の粒子の最大長を任意の10個以上の粒子で測定し、平均化した値をいう。
 また、上記硬化物(C)の平均粒子径の数値範囲(5~250μm)は、後述する任意の微粒子(D)の平均粒子径の数値範囲(0.5~50μm)と重複しているが、後述する微粒子(D)を含有する場合においては、上記硬化物(C)の内部に存在する具体的な微粒子(D)の平均粒子径より大きいことを意図しており、例えば、微粒子(D)の平均粒子径が10μmである場合は、硬化物(C)の平均粒子径は10μmより大きく250μm以下であることを意図する。
 更に、本発明においては、上記硬化物(C)の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して0.3~30質量部であり、0.5~25質量部であるのが好ましく、1~15質量部であるのが好ましい。
 <微粒子(D)>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物に含有していてもよい任意の微粒子(D)は、上記硬化物(C)の内部に存在する、平均粒子径が0.5~50μmの三次元架橋した微粒子である。
 ここで、「内部に存在」とは、硬化物(C)をマトリックスとして内部に分散状態で存在することを表す。
 また、「平均粒子径」とは、レーザー顕微鏡を用いて測定した円相当径の平均値をいい、例えば、レーザー回折散乱式粒子径分布測定装置LA-300(堀場製作所社製)、レーザー顕微鏡VK-8710(キーエンス社製)などで測定することができる。なお、微粒子(D)の平均粒子径は、タイヤ用ゴム組成物の加硫試験体の断面を電子顕微鏡(倍率:2000倍程度)にて画像解析し、上記硬化物(C)の内部に観察された微粒子(D)の粒子の最大長を任意の10個以上の粒子で測定し、平均化した値としても算出することができる。
 上記微粒子(D)は、上記硬化物(C)によってスタッドレスタイヤの表面が適度に粗くなり、氷上性能がより良好となる理由から、平均粒子径は0.5~20μmであるのが好ましく、0.5~10μmであるのがより好ましい。
 上記微粒子(D)を含有する場合の含有量は、上記ジエン系ゴム(A)100質量部に対して0.1~12質量部であるのが好ましく、0.3~10質量部であるのがより好ましく、0.5~10質量部であるのがさらに好ましい。
 本発明においては、上記微粒子(D)は、上記硬化物(C)の内部に微粒子(D)を存在させることが容易となる理由から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)と相溶しないオリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた微粒子であるのが好ましい。
 ここで、「(上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)と)相溶しない」とは、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)に包含される全ての成分に対して相溶しないという意味ではなく、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)および上記オリゴマーまたはポリマー(d1)に用いる各々の具体的な成分が互いに非相溶であることをいう。
 (オリゴマーまたはポリマー(d1))
 上記オリゴマーまたはポリマー(d1)としては、例えば、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体等が挙げられる。
 ここで、上記ポリエーテル系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレントリオール、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ソルビトール系ポリオール等が挙げられる。
 また、上記ポリカーボネート系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリオール化合物(例えば、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール等)とジアルキルカーボネートとのエステル交換反応により得られるもの等が挙げられる。
 また、上記脂肪族系の重合体または共重合体としては、例えば、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエン共重合体などの液状ジエン系ポリマー;クロロプレンゴム;ブチルゴム;ニトリルゴム;これらの一部水添物や後述する反応性官能基を有する変成物;等が挙げられる。
 また、上記飽和炭化水素系の重合体または共重合体としては、例えば、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエン、エチレンプロピレン、エピクロルヒドリン、塩素化ポリエチレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、ポリイソブチレン、アクリルゴム等が挙げられる。
 また、アクリル系の重合体または共重合体としては、例えば、アクリルポリオール;アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートなどのアクリレートの単独ポリマー;これらアクリレートを2種以上組み合わせたアクリレート共重合体;等が挙げられる。
 また、上記植物由来系の重合体または共重合体としては、例えば、ヒマシ油、大豆油などの植物油脂;ポリ乳酸などを改質したポリエステルポリオールなどから誘導される各種エラストマー;等が挙げられる。
 これらのうち、脂肪族系の重合体または共重合体であるのが好ましく、スタッドレスタイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好となる理由から、液状ジエン系ポリマーであるのがより好ましい。
 ここで、液状ポリイソプレンの市販品としては、例えば、クラプレンLIR-30、クラプレンLIR-50(以上、クラレ社製)、Poly ip(出光興産社製)等が挙げられる。
 また、液状ポリブタジエンとしては、クラプレンLBR-305(クラレ社製)などのホモポリマータイプ;Poly bd(出光興産社製)などの1,2-結合型ブタジエンと1,4-結合型ブタジエンとのコポリマータイプ;クラプレンL-SBR-820(クラレ社製)などのエチレンと1,4-結合型ブタジエンと1,2-結合型ブタジエンとのコポリマータイプ;等が挙げられる。
 本発明においては、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)は、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中において上記オリゴマーまたはポリマー(d1)のみを三次元架橋させることができる理由から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が有する上述した反応性官能基と異なる反応性官能基であって、水酸基、メルカプト基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有しているのが好ましい。
 ここで、上記シラン官能基は、いわゆる架橋性シリル基とも呼ばれ、その具体例としては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が有するシラン官能基と同様、例えば、加水分解性シリル基;シラノール基;シラノール基をアセトキシ基誘導体、エノキシ基誘導体、オキシム基誘導体、アミン誘導体などで置換した官能基;等が挙げられる。
 なお、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた後においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)と同一の反応性官能基(例えば、カルボキシ基、加水分解性シリル基など)を有していてもよく、既に有している官能性官能基を上記オリゴマーまたはポリマー(d1)と同一の反応性官能基に変性してもよい。
 これらの官能基のうち、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)の三次元架橋が容易に進行する理由から、水酸基、シラン官能基、カルボキシ基または酸無水物基を有しているのが好ましく、カルボキシ基または酸無水物基を有しているのがより好ましい。
 ここで、カルボキシ基を有している液状ポリイソプレンの市販品としては、例えば、クラプレンLIR-410(イソプレン-マレイン酸モノメチルエステル変性イソプレン共重合体、数平均分子量:25000、クラレ社製)等が挙げられ、酸無水物基を有している液状ポリイソプレンの市販品としては、例えば、クラプレンLIR-403(イソプレン-無水マレイン酸変性イソプレン共重合体、数平均分子量:34000、クラレ社製)等が挙げられる。
 本発明においては、上記反応性官能基は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)の少なくとも主鎖の末端に有しているのが好ましく、主鎖が直鎖状である場合は1.5個以上有しているのが好ましく、2個以上有しているのがより好ましい。一方、主鎖が分岐している場合は3個以上有しているのが好ましい。
 また、本発明においては、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)の重量平均分子量または数平均分子量は特に限定されないが、微粒子(D)の粒子径と架橋密度が適度になり、スタッドレスタイヤの氷上性能がより良好になる理由から、1000~100000であるのが好ましく、3000~60000であるのがより好ましい。
 ここで、重量平均分子量または数平均分子量は、いずれも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。
 (微粒子(D)の調製方法)
 上記微粒子(D)の調製方法は、上記微粒子(D)を上記硬化物(C)の内部に存在させる観点から、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中で上記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させ微粒子(D)を調製する方法であるのが好ましく、例えば、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が有する上記反応性官能基を利用して三次元架橋する方法等が挙げられ、具体的には、上記反応性官能基を有する上記オリゴマーまたはポリマー(d1)と、水、触媒および上記反応性官能基と反応する官能基を有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の成分(d2)と、を反応させて三次元架橋させる方法等が挙げられる。
 ここで、上記成分(d2)の水は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が加水分解性シリル基、イソシアネート基、酸無水物基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 また、上記成分(d2)の触媒としては、例えば、シラノール基の縮合触媒(シラノール縮合触媒)等が挙げられる。
 上記シラノール縮合触媒としては、具体的には、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラブチルチタネート、オクタン酸第一錫等が挙げられる。
 また、上記成分(d2)の上記反応性官能基と反応する官能基を有する化合物としては、例えば、水酸基含有化合物、シラノール化合物、ヒドロシラン化合物、ジイソシアネート化合物、アミン化合物、オキサゾリジン化合物、エナミン化合物、ケチミン化合物等が挙げられる。
 上記水酸基含有化合物は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)がイソシアネート基、酸無水物基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 上記水酸基含有化合物としては、1分子中に水酸基を2個以上有する化合物であれば、その分子量および骨格等について限定されず、例えば、低分子多価アルコール類、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、その他のポリオール、これらの混合ポリオール等が挙げられる。
 上記シラノール化合物は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)がシラン官能基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 上記シラノール化合物としては、具体的には、例えば、tert-ブチルジメチルシラノール、ジフェニルメチルシラノール、シラノール基を有するポリジメチルシロキサン、シラノール基を有する環状ポリシロキサン等が挙げられる。
 上記ヒドロシラン化合物は、SiH基を有する化合物であり、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)がアリル基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 上記ヒドロシラン化合物としては、具体的には、例えば、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7-テトラメチルテトラシクロシロキサン、1,3,5,7,8-ペンタメチルペンタシクロシロキサン等が挙げられる。
 上記ジイソシアネート化合物は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)が水酸基を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 上記ジイソシアネート化合物としては、具体的には、例えば、TDI(例えば、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI))、MDI(例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)、2,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′-MDI))、1,4-フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ポリイソシアネート;等が挙げられる。
 上記アミン化合物は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)がイソシアネート基、カルボキシ基、酸無水物基、エポキシ基等を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 上記アミン化合物としては、1分子中にアミノ基を有する化合物であれば、その分子量および骨格等について限定されず、例えば、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミンなどの第1級アミン;ジブチルアミンなどの第2級アミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、キシリレンジアミンなどのポリアミン;等が挙げられる。
 上記オキサゾリジン化合物、上記エナミン化合物および上記ケチミン化合物は、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)がイソシアネート基、酸無水物基、エポキシ基等を反応性官能基として有している場合に好適に用いることができる。
 これらの化合物としては、具体的には、例えば、潜在性硬化剤として従来公知のものを用いることができ、中でも、オキサゾリジン化合物および/またはケチミン化合物を用いるのが好ましい。
 上記オキサゾリジン化合物は、酸素と窒素を含む飽和5員環であるオキサゾリジン環を1分子中に1つ以上有する化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、N-ヒドロキシアルキルオキサゾリジン、オキサゾリジンシリルエーテル、カーボネートオキサゾリジン、エステルオキサゾリジン等が挙げられる。
 このようなオキサゾリジン化合物としては、ハードナーOZ(エステルオキサゾリジン;住化バイエルウレタン社製)等の市販品を使用することもできる。
 上記ケチミン化合物は、加水分解により、活性水素基を含有する化合物として第1級アミンを生成する化合物である。なお、本発明においては、ケトンまたはアルデヒドとアミンとから導かれるC=N結合(ケチミン結合)を有する化合物をケチミンと称するため、ケチミンは-HC=N結合を有するアルジミンも含むものとする。
 ケチミンとしては、例えば、ケチミン結合の炭素原子または窒素原子の少なくとも一方の原子のα位に、分岐炭素原子または環員炭素原子が結合した構造を有するものが挙げられる。環員炭素原子としては、例えば、芳香環を構成する炭素原子、脂環を構成する炭素原子が挙げられる。
 具体的なケチミンとしては、例えば、(1)ポリアミンとカルボニル化合物との反応物であるケチミン、(2)アミノアルコキシシランとカルボニル化合物との反応物であるケイ素含有ケチミンを挙げることができる。
 このようなケチミン化合物としては、jERキュア H3(三菱化学社製)、KBE-9103(信越化学工業社製)等の市販品を使用することもできる。
 本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中で上記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させて微粒子(D)を調製する際に、必要に応じて、溶媒を用いてもよい。
 上記溶媒の使用態様としては、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)に良溶媒となり、かつ、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)の貧溶媒となる可塑剤、希釈剤、溶剤を用いる態様、および/または、上記記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)の良溶媒となり、かつ、上記オリゴマーまたはポリマー(d1)に貧溶媒となる可塑剤、希釈剤、溶剤を用いる態様が挙げられる。
 このような溶媒としては、具体的には、例えば、n-ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、n-ヘキサン、2-メチルペンタン、3-メチルペンタン、2,2-ジメチルブタン、2,3-ジメチルブタン、n-ヘプタン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、2,2-ジメチルペンタン、2,3-ジメチルペンタン、2,4-ジメチルペンタン、3,3-ジメチルペンタン、3-エチルペンタン、2,2,3-トリメチルブタン、n-オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環式炭化水素;キシレン、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどのテルペン系有機溶剤等が挙げられる。
 また、本発明においては、上記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中で上記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させて微粒子(D)を調製する際に、界面活性剤、乳化剤、分散剤、シランカップリング剤等の添加剤を用いて調製するのが好ましい。
 <シランカップリング剤>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述した白色充填剤(特に、シリカ)を含有する場合、タイヤの補強性能を向上させる理由から、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。
 上記シランカップリング剤を配合する場合の含有量は、上記白色充填剤100質量部に対して、0.1~20質量部であるのが好ましく、4~12質量部であるのがより好ましい。
 上記シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、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-トリエ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)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(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、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、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 これらのうち、補強性改善効果の観点から、ビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドおよび/またはビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドを使用することが好ましく、具体的には、例えば、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;エボニック・デグッサ社製]、Si75[ビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド;エボニック・デグッサ社製]等が挙げられる。
 <その他の成分>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述した成分以外に、上記ジエン系ゴム(A)、上記カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)、および、上記硬化物(C)以外に、炭酸カルシウムなどのフィラー;硫黄等の加硫剤;スルフェンアミド系、グアニジン系、チアゾール系、チオウレア系、チウラム系などの加硫促進剤;酸化亜鉛、ステアリン酸などの加硫促進助剤;ワックス;アロマオイル;老化防止剤;可塑剤;等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられている各種のその他添加剤を配合することができる。
 これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。例えば、ジエン系ゴム(A)100質量部に対して、硫黄は0.5~5質量部、加硫促進剤は0.1~5質量部、加硫促進助剤は0.1~10質量部、老化防止剤は0.5~5質量部、ワックスは1~10質量部、アロマオイルは5~30質量部、それぞれ配合してもよい。
 <タイヤ用ゴム組成物の製造方法>
 本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、特に限定されず、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、ロール等)を用いて、混練する方法等が挙げられる。
 また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、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。
 〔スタッドレスタイヤ〕
 本発明のスタッドレスタイヤ(以下、単に「本発明のタイヤ」ともいう。)は、上述した本発明のタイヤ用ゴム組成物を、タイヤトレッドに用いたスタッドレスタイヤである。
 図1に、本発明のスタッドレスタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの模式的な部分断面図を示すが、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
 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は本発明のタイヤ用ゴム組成物から構成されるトレッド部を表す。
 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、本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられたジエン系ゴム、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤の種類およびその配合割合に応じた温度で加硫または架橋し、タイヤトレッド部を形成することにより製造することができる。
 <架橋性ポリマー1>
 架橋性ポリマー1として、加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール(MSポリマーS810、カネカ社製)を用いた。
 ここで、未硬化の架橋性ポリマー1を含有する比較例1-1のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートの断面を走査型顕微鏡を用いて倍率2000倍で撮影した写真を図4に示す。なお、図4中、破線は、架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)に相当する加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール由来の粒子状物(加硫後の硬化物)が存在する一の領域を示す。
 <硬化物1の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を0.1質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物1を調製した。
 得られた硬化物1のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-1のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物1の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物2の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を0.5質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物2を調製した。
 得られた硬化物2のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-2のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物2の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物3の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を1.0質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物3を調製した。
 得られた硬化物3のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-3のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物3の平均粒子径を下記第1表に示す。
 ここで、硬化物3を含有する実施例1-3のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートの断面を走査型顕微鏡を用いて倍率2000倍で撮影した写真を図2に示す。なお、図2中、破線は、架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)由来の粒子状物が存在する一の領域を示す。
 <硬化物4の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を2.0質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物4を調製した。
 得られた硬化物4のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-4のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物4の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物5の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、オクチル酸スズ(金属触媒)1質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、硬化物(以下、「硬化物5」ともいう。)を調製した。
 得られた硬化物5のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-5のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物5の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物6の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、ジブチルスズジアセテート(金属触媒)1質量部とラウリルアミン4質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、硬化物(以下、「硬化物6」ともいう。)を調製した。
 得られた硬化物6のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例1-6のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物6の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物7の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を5.0質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物7を調製した。
 得られた硬化物7のJIS A硬度と、これを用いて調製した比較例1-2のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物7の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <硬化物8の調製>
 上記架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を10.0質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、硬化物8を調製した。
 得られた硬化物8のJIS A硬度と、これを用いて調製した比較例1-3のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける硬化物8の平均粒子径を下記第1表に示す。
 <微粒子含有架橋性ポリマー1の調製>
 マレイン酸変性液状ポリイソプレンゴム(クラプレンLIR-403、数平均分子量:34000、クラレ社製)200gと、プロセスオイル(ダイアナプロセスオイルPS-32、出光興産社製)120gと、オキサゾリジン化合物(ハードナーOZ、住化バイエルウレタン社製)16gと、加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール(MSポリマーS810、カネカ社製)1600gと、水5gとを、同芯二軸ミキサー(井上製作所社製)で、低速36rpm、高速ディスパー600rpmにて、1時間撹拌した。
 次いで、これに、プルロニック型非イオン界面活性剤(ニューポールPE-64、三洋化成工業社製)6gと、アミノシラン(A1110、日本ユニカー社製)6gとを添加し、さらに、低速36rpm、高速ディスパー2000rpmで30分間撹拌して、ペースト状生成物(以下、「微粒子含有架橋性ポリマー1」ともいう。)を調製した。
 このペースト状生成物を、レーザー顕微鏡VK-8710(株式会社キーエンス製)を用いて観察すると、粒子径0.5~10μmの微粒子(骨格:ポリイソプレン,架橋:アミドエステル結合)が生成し、加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール中に分散していることが確認できた。また、この画像を画像処理し、3Dプロファイリングした結果、ペースト状生成物中の微粒子の含有量(質量%)は約11%であった。
 <微粒子含有硬化物1の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を5質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物1」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物1のJIS A硬度と、これを用いて調製した比較例2-2のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物1の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物2の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を10質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物2」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物2のJIS A硬度と、これを用いて調製した比較例2-3のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物2の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物3の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を0.05質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物3」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物3のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-1のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物3の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物4の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を0.1質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物4」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物4のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-2のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物4の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物5の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を0.5質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物5」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物5のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-3のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物5の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物6の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を1質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物6」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物6のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-4のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物6の平均粒子径を下記第2表に示す。
 ここで、微粒子含有硬化物6を含有する実施例2-4のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートの断面を走査型顕微鏡を用いて倍率2000倍で撮影した写真を図3に示す。なお、図3中、破線は、架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)由来の粒子状物が存在する一の領域を示す。
 <微粒子含有硬化物7の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物10質量部に対して、乳酸(酸触媒)を2質量部添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間で硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物7」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物7のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-5のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物7の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物8の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、オクチル酸スズ(金属触媒)1質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物8」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物8のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-6のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物8の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物9の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、オクチル酸スズ(金属触媒)1質量部とラウリルアミン4質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物9」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物9のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-7のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物9の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物10の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、ジブチルスズジアセテート(金属触媒)1質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物10」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物10のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-8のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物10の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <微粒子含有硬化物11の調製>
 上記微粒子含有架橋性ポリマー1のペースト状生成物50質量部に対して、ジブチルスズジアセテート(金属触媒)1質量部とラウリルアミン4質量部と水1質量部とを添加した。
 次いで、十分に撹拌した後、常温にて2日間硬化させることにより、微粒子を内部に含有する硬化物(以下、「微粒子含有硬化物11」ともいう。)を調製した。
 得られた微粒子含有硬化物11のJIS A硬度と、これを用いて調製した実施例2-9のゴム組成物から作製した加硫ゴムシートにおける微粒子含有硬化物11の平均粒子径を下記第2表に示す。
 <実施例1-1~1-6および比較例1-1~1-3>
 下記第1表に示す成分を、下記第1表に示す割合(質量部)で配合した。
 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を除く成分を、1.7リットルの密閉型ミキサーで5分間混練し、150℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。
 次に、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
 次に、得られたゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、170℃で10分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
 <実施例2-1~2-9および比較例2-1~2-3>
 下記第2表に示す成分を、下記第2表に示す割合(質量部)で配合した。
 具体的には、まず、下記第2表に示す成分のうち硫黄および加硫促進剤を除く成分を、1.7リットルの密閉型ミキサーで5分間混練し、150℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。
 次に、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
 次に、得られたゴム組成物をランボーン摩耗用金型(直径63.5mm、厚さ5mmの円板状)中で、170℃で10分間加硫して加硫ゴムシートを作製した。
 <氷上性能>
 作製した各加硫ゴムシートを偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて氷上摩擦係数を測定した。測定温度は-1.5℃とし、荷重5.5g/cm3、ドラム回転速度25km/hとした。
 試験結果は、以下の式により、下記第1表については比較例1-1の測定値を100とし、下記第2表については比較例2-1の測定値を100として、指数(インデックス)で表し、第1表および第2表の「氷上性能」の欄に記載した。指数が大きいものほど氷上摩擦力が大きく、氷上性能が良好である。
  ・指数=(測定値/比較例1-1の試験片の氷上摩擦係数)×100
  ・指数=(測定値/比較例2-1の試験片の氷上摩擦係数)×100
 <耐摩耗性>
 ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を用いて、JIS K 6264-2:2005に準拠し、付加力4.0kg/cm3(=39N)、スリップ率30%、摩耗試験時間4分、試験温度を室温の条件で摩耗試験を行い、摩耗質量を測定した。
 試験結果は、以下の式により、下記第1表については比較例1-1の測定値を100とし、下記第2表については比較例2-1の測定値を100として、指数(インデックス)で表し、第1表および第2表の「耐摩耗性」の欄に記載した。指数(インデックス)が大きいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好である。
  ・指数=(比較例1-1の試験片の摩耗質量/測定値)×100
  ・指数=(比較例2-1の試験片の摩耗質量/測定値)×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記第1表および第2表中の各成分は、以下のものを使用した。
 ・NR:天然ゴム(STR20)
 ・BR:ポリブタジエンゴム(Nipol BR1220、ガラス転移温度:-110℃、日本ゼオン社製)
 ・カーボンブラック:シーストKH(東海カーボン社製)
 ・シリカ:Nipsil AQ(日本シリカ社製)
 ・シランカップリング剤:シランカップリング剤(Si69、エボニック・デグッサ社製)
 ・架橋性ポリマー1:上記のとおり製造したもの
 ・硬化物1~8:上記のとおり製造したもの
 ・微粒子含有架橋性ポリマー1:上記のとおり製造したもの
 ・微粒子含有硬化物1~11:上記のとおり製造したもの
 ・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学社製)
 ・ステアリン酸:ビーズステアリン酸YR(日本油脂社製)
 ・老化防止剤1:アミン系老化防止剤(サントフレックス 6PPD、フレクシス社製)
 ・老化防止剤2:アミン-ケトン系老化防止剤(ノクラック224、大内新興化学工業社製)
 ・オイル:アロマオイル(エクストラクト4号S、昭和シェル石油社製)
 ・硫黄:金華印油入微粉硫黄(鶴見化学工業社製)
 ・加硫促進剤:スルフェンアミド系加硫促進剤(ノクセラーCZ-G、大内新興化学工業社製)
 第1表に示す結果から、硬化物であっても硬化物の硬度が3よりも小さい比較例1-2および1-3は、氷上性能が比較例1-1よりも劣ることが分かった。
 これに対し、硬化物の硬度が3~45を満たす硬化物(C)を配合した実施例1-1~1-6は、いずれも氷上性能および耐摩耗性が比較例1-1よりも良好となることが分かった。
 第2表に示す結果から、微粒子(D)を内部に含有する硬化物であっても硬化物の硬度が3よりも小さい比較例2-2および2-3は、氷上性能が比較例2-1よりも劣ることが分かった。
 これに対し、微粒子(D)を内部に含有し、硬化物の硬度が3~30を満たす硬化物(C)を配合した実施例2-1~2-9は、いずれも氷上性能および耐摩耗性が比較例2-1よりも良好となることが分かった。
 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 (14)

  1.  ジエン系ゴム(A)100質量部と、
     カーボンブラックおよび/または白色充填剤(B)30~100質量部と、
     前記ジエン系ゴム(A)と相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を硬化させた硬化物(C)0.3~30質量部と、を含有し、
     前記硬化物(C)のJIS A硬度が3~45であるタイヤ用ゴム組成物。
  2.  更に、平均粒子径が0.5~50μmの三次元架橋した微粒子(D)0.1~12質量部を含有し、
     前記微粒子(D)が前記硬化物(C)の内部に存在している、請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  3.  前記硬化物(C)が、平均粒子径が5~250μmの粒子状物である請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  4.  前記硬化物(C)のJIS A硬度が3~30である、請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  5.  前記微粒子(D)が、前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)と相溶しないオリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた微粒子である、請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  6.  前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系、植物由来系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体である請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  7.  前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系もしくはシロキサン系の重合体または共重合体であり、かつ、シラン官能基を有する、請求項1~6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  8.  前記ジエン系ゴム(A)が、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、スチレン-イソプレンゴム(SIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエンゴム(SIBR)およびこれらの各ゴムの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のゴムを30質量%以上含む請求項1~7のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  9.  前記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体である請求項5~8のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  10.  前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体であり、
     前記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、脂肪族系の重合体または共重合体である請求項9に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  11.  前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有する請求項1~10のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  12.  前記オリゴマーまたはポリマー(d1)が、前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)が有する前記反応性官能基と異なる反応性官能基であって、水酸基、メルカプト基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有する請求項11に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  13.  前記微粒子(D)が、前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中において、前記オリゴマーまたはポリマー(d1)が有する前記反応性官能基を利用して三次元架橋させた微粒子であり、
     前記硬化物(C)が、前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)中において前記オリゴマーまたはポリマー(d1)を三次元架橋させた後に、前記架橋性オリゴマーまたはポリマー(c1)を酸触媒、アルカリ触媒、金属触媒およびアミン触媒からなる群から選択される少なくとも1種の触媒を用いて硬化させた硬化物である、請求項12に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  14.  請求項1~13のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いるスタッドレスタイヤ。
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