JP6000810B2 - Tire sidewall rubber member and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤのサイドウォール部を構成するサイドウォールゴム部材、及びそれを備えた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a sidewall rubber member that constitutes a sidewall portion of a pneumatic tire, and a pneumatic tire including the same.
自動車の低燃費化の要求はますます高まっており、タイヤを構成するゴム組成物を発熱しにくくすること、すなわち低発熱性能を改良することが検討されている。低発熱性能を改良するために、加硫促進剤を増量することが考えられるが、加硫促進剤を増量すると、サイドウォールゴム部材に必要とされる特性の1つである耐疲労性能が悪くなる。また、剛性が高くなることで、耐引裂性能が悪化する問題もある。 The demand for lower fuel consumption of automobiles is increasing, and it has been studied to make the rubber composition constituting the tire difficult to generate heat, that is, to improve the low heat generation performance. In order to improve the low heat generation performance, it is conceivable to increase the amount of the vulcanization accelerator. However, when the amount of the vulcanization accelerator is increased, the fatigue resistance, which is one of the characteristics required for the sidewall rubber member, is poor. Become. Moreover, there is a problem that the tear resistance is deteriorated due to the increased rigidity.
ところで、特定の構造を有するチオ硫酸化合物をゴム組成物に配合することにより、加硫ゴムの粘弾性特性を改善して、低発熱性能を改良可能であることが、特許文献1〜6に開示されている。これらの文献には、ゴム成分としてシス−1,4結合含有量が高いブタジエンゴムの使用が開示されているが、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴムを用いる点は開示されておらず、耐疲労性能についても言及されていない。 By the way, it is disclosed in Patent Documents 1 to 6 that by adding a thiosulfuric acid compound having a specific structure to a rubber composition, the viscoelastic characteristics of the vulcanized rubber can be improved and the low heat generation performance can be improved. Has been. These documents disclose the use of a butadiene rubber having a high cis-1,4 bond content as a rubber component, but the use of a butadiene rubber containing syndiotactic-1,2-polybutadiene crystals is disclosed. There is no mention of fatigue resistance.
本発明者は、上記特定の構造を有するチオ硫酸化合物を、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴムと組み合わせて使用することにより、耐疲労性能が改良されることを見出した。すなわち、本発明は、耐疲労性能を改良したタイヤサイドウォールゴム部材、及びそれを備えた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present inventor has found that the fatigue resistance is improved by using a thiosulfuric acid compound having the above specific structure in combination with a butadiene rubber containing syndiotactic-1,2-polybutadiene crystals. That is, an object of the present invention is to provide a tire sidewall rubber member having improved fatigue resistance and a pneumatic tire including the tire sidewall rubber member.
本発明に係るタイヤサイドウォールゴム部材は、天然ゴム及び/又はイソプレンゴム20〜80質量部と、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム20〜70質量部と、を含有するゴム成分100質量部に対して、アミノ基を含んだ有機チオ硫酸化合物0.1〜2.0質量部と、カーボンブラック及び/又はシリカからなるフィラー30〜100質量部と、を配合したゴム組成物からなるものである。本発明に係る空気入りタイヤは、該サイドウォールゴム部材を備えたものである。 The tire sidewall rubber member according to the present invention is a rubber containing 20 to 80 parts by mass of natural rubber and / or isoprene rubber and 20 to 70 parts by mass of butadiene rubber containing syndiotactic-1,2-polybutadiene crystals. A rubber composition comprising 0.1 to 2.0 parts by mass of an organic thiosulfuric acid compound containing an amino group and 30 to 100 parts by mass of a filler composed of carbon black and / or silica with respect to 100 parts by mass of the component. It consists of The pneumatic tire according to the present invention includes the sidewall rubber member.
本発明によれば、アミノ基を含んだ有機チオ硫酸化合物とシンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴムとを組み合わせたことにより、耐疲労性能を改良したタイヤサイドウォールゴム部材を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a tire sidewall rubber member having improved fatigue resistance performance by combining an organic thiosulfuric acid compound containing an amino group and a butadiene rubber containing a syndiotactic-1,2-polybutadiene crystal. can do.
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.
本実施形態に係るタイヤのサイドウォールゴム部材は、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム(以下、SPB含有BRともいう)を含有するゴム成分に対して、アミノ基を含んだ有機チオ硫酸化合物と、カーボンブラック及び/又はシリカからなるフィラーと、を配合したゴム組成物からなるものである。 The sidewall rubber member of the tire according to the present embodiment includes an amino group with respect to a rubber component containing a butadiene rubber (hereinafter also referred to as SPB-containing BR) containing syndiotactic-1,2-polybutadiene crystals. The rubber composition is composed of an organic thiosulfuric acid compound and a filler made of carbon black and / or silica.
上記ゴム成分は、詳細には、(A)天然ゴム及び/又はイソプレンゴムを20〜80質量%と、(B)SPB含有BRを20〜70質量%含有するものである。すなわち、ゴム成分100質量部中、20〜80質量部の(A)成分と、20〜70質量部の(B)成分が含まれる。 Specifically, the rubber component contains (A) 20-80% by mass of natural rubber and / or isoprene rubber and (B) 20-70% by mass of SPB-containing BR. That is, 20-80 mass parts (A) component and 20-70 mass parts (B) component are contained in 100 mass parts of rubber components.
上記(A)成分の天然ゴム(NR)及びイソプレンゴム(IR)としては、特に制限はなく、ゴム工業において一般に使用されているものを用いることができる。(A)成分は、天然ゴム単独でも、イソプレンゴム単独でも、天然ゴムとイソプレンゴムとのブレンドでもよい。 The natural rubber (NR) and isoprene rubber (IR) as the component (A) are not particularly limited, and those generally used in the rubber industry can be used. The component (A) may be natural rubber alone, isoprene rubber alone, or a blend of natural rubber and isoprene rubber.
上記(B)成分のSPB含有BRとしては、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン結晶(以下、SPBという)が、マトリックスとしての高シスポリブタジエンゴム中に分散したゴム樹脂複合体であるブタジエンゴムが好ましく用いられる。このようなSPB含有BRは、一般に加硫ゴムの剛性を向上するために用いられているが、本実施形態では、上記有機チオ硫酸化合物とともに併用することにより、耐疲労性能を向上させることができる。 As the SPB-containing BR of the component (B), butadiene rubber which is a rubber resin composite in which syndiotactic-1,2-polybutadiene crystals (hereinafter referred to as SPB) are dispersed in a high cis polybutadiene rubber as a matrix is used. Preferably used. Such SPB-containing BR is generally used to improve the rigidity of the vulcanized rubber, but in this embodiment, the fatigue resistance can be improved by using it together with the organic thiosulfuric acid compound. .
SPB含有BRの製造方法は、特に限定されない。例えば、まず1,3−ブタジエンをシス1,4−重合して高シスポリブタジエンゴム(シス−1,4結合含有量90%以上、より好ましくは95%以上)とし、次いでその重合系にシンジオタクチック−1,2重合触媒を投入して残余の1,3−ブタジエンを1,2−重合させることにより製造することができる。これにより、高結晶性のシンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンが高シスポリブタジエンゴムに化学結合し、かつ分散したSPB含有BRが得られる。なお、SPB含有BRは、このほか、予め高シスポリブタジエンゴムとSPBを別々に重合しておき、各々の重合溶液をブレンドすることにより製造したり、あるいはまた、高シスポリブタジエンゴムの重合溶液に固体状のSPBをブレンドすることにより製造したりすることもできる。 The method for producing the SPB-containing BR is not particularly limited. For example, first, 1,3-butadiene is cis 1,4-polymerized to obtain a high cis polybutadiene rubber (cis-1,4 bond content of 90% or more, more preferably 95% or more), and then the polymerization system is syndiotactic. It can be produced by introducing a tic-1,2 polymerization catalyst and 1,2-polymerizing the remaining 1,3-butadiene. As a result, a highly crystalline syndiotactic-1,2-polybutadiene is chemically bonded to the high cis polybutadiene rubber and dispersed in an SPB-containing BR. In addition, the SPB-containing BR can be produced by previously polymerizing the high cis polybutadiene rubber and SPB separately and blending the respective polymerization solutions, or alternatively, the SPB-containing BR can be solidified in the polymerization solution of the high cis polybutadiene rubber. It can also be produced by blending SPB in the form of a powder.
SPB含有BR中におけるSPBの含有率は特に限定されないが、2.5質量%以上であることが好ましく、より好ましくは10質量%以上である。また、該含有率の上限も特に限定されないが、30質量%以下が好ましく、より好ましくは20重量%以下である。なお、SPB含有BR中におけるSPBの含有率は、沸騰n−ヘキサン不溶解分を測定することで求められる。 The SPB content in the SPB-containing BR is not particularly limited, but is preferably 2.5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. The upper limit of the content is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by weight or less. In addition, the content rate of SPB in SPB containing BR is calculated | required by measuring a boiling n-hexane insoluble matter.
上記ゴム成分には、(A)成分及び(B)成分に加えて、(C)希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム(以下、希土類元素系触媒BRともいう)を配合することもできる。上記有機チオ硫酸化合物とSPB含有BRとの組み合わせに、更に希土類元素系触媒BRを組み合わせることにより、耐疲労性能とともに耐引裂性能を向上することができる。 In addition to the components (A) and (B), the rubber component may be blended with butadiene rubber (hereinafter also referred to as a rare earth element catalyst BR) synthesized using a rare earth element catalyst (C). it can. By combining a rare earth element-based catalyst BR with the combination of the organic thiosulfuric acid compound and the SPB-containing BR, the fatigue resistance and the tear resistance can be improved.
希土類元素系触媒BRを合成する際の希土類元素系触媒としては、ネオジウム系触媒が好ましく、例えば、ネオジウム単体、ネオジウムと他の金属類との化合物、及び有機化合物が挙げられ、より詳細には、NdCl3、Et−NdCl2等が具体例として挙げられる。 As the rare earth element-based catalyst in the synthesis of the rare earth element-based catalyst BR, a neodymium-based catalyst is preferable, and examples thereof include neodymium alone, a compound of neodymium and other metals, and an organic compound. Specific examples include NdCl 3 , Et-NdCl 2 and the like.
希土類元素系触媒で合成したブタジエンゴムは、一般に高シス含量でかつ低ビニル含量のミクロ構造を有する。本実施形態では、シス−1,4結合含有量が95%以上のものが好ましくは用いられ、より好ましくは97%以上である。希土類元素系触媒BRのビニル基(1,2−ビニル結合)含有量は1.0%以下であることが好ましい。なお、本明細書において、シス−1,4結合含有量及びビニル基含有量は、1HNMRスペクトルの積分比により算出される値である。 Butadiene rubber synthesized with a rare earth element-based catalyst generally has a microstructure with a high cis content and a low vinyl content. In the present embodiment, those having a cis-1,4 bond content of 95% or more are preferably used, and more preferably 97% or more. The vinyl group (1,2-vinyl bond) content of the rare earth element-based catalyst BR is preferably 1.0% or less. In the present specification, the cis-1,4 bond content and the vinyl group content are values calculated by the integration ratio of the 1 HNMR spectrum.
ゴム成分100質量部中における各成分の含有量は、上記(C)成分を含まない場合、(A)成分が20〜80質量部、より好ましくは30〜70質量部、更に好ましくは30〜50質量部であり、(B)成分が20〜70質量部、より好ましくは30〜70質量部、更に好ましくは40〜60質量部である。また、(C)成分を含む場合、(A)成分が20〜70質量部、より好ましくは30〜50質量であり、(B)成分が20〜70質量部、より好ましくは20〜50質量部であり、(C)成分が10〜60質量部、より好ましくは20〜50質量部である。 The content of each component in 100 parts by mass of the rubber component is such that when the component (C) is not included, the component (A) is 20 to 80 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass, and still more preferably 30 to 50 parts. It is a mass part, and (B) component is 20-70 mass parts, More preferably, it is 30-70 mass parts, More preferably, it is 40-60 mass parts. Moreover, when (C) component is included, (A) component is 20-70 mass parts, More preferably, it is 30-50 mass parts, (B) Component is 20-70 mass parts, More preferably, it is 20-50 mass parts. And (C) component is 10-60 mass parts, More preferably, it is 20-50 mass parts.
本実施形態におけるゴム成分は、基本的には上記(A)成分と(B)成分とのブレンド、又は(A)成分と(B)成分と(C)成分のブレンドからなるが、その効果が損なわれない範囲内において、その他のゴムを配合してもよい。その他のゴムとしては、特に限定されないが、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、(B)及び(C)成分以外のブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)などのジエン系ゴムが挙げられる。 The rubber component in the present embodiment is basically composed of a blend of the component (A) and the component (B) or a blend of the component (A), the component (B) and the component (C). You may mix | blend another rubber within the range which is not impaired. Other rubbers are not particularly limited. For example, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR) other than components (B) and (C), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), etc. And diene rubber.
本実施形態において配合されるフィラーとしては、カーボンブラック及び/又はシリカが用いられる。カーボンブラック及び/又はシリカは、その総量として、上記ゴム成分100質量部に対し30〜100質量部にて配合することができ、より好ましくは30〜60質量部にて配合することである。このようにフィラーの配合量を少なくした低充填フィラーのサイドウォールゴム部材とすることにより、低発熱性能の改良に有利である。 Carbon black and / or silica is used as the filler to be blended in the present embodiment. Carbon black and / or silica can be blended in a total amount of 30 to 100 parts by mass, more preferably 30 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Thus, it becomes advantageous to the improvement of the low heat-generating performance by making it the side wall rubber member of the low filling filler which decreased the compounding quantity of the filler.
上記カーボンブラックとしては、特に限定するものではないが、よう素吸着量(IA)が30〜100mg/gであり、かつDBP(フタル酸ジブチル)吸油量が90〜160mL/100gのものが好ましく用いられる。よう素吸着量は、JIS K6217に準じて測定される値であり、この値が30mg/g以上のものを用いることにより、耐引裂性能を向上することができる。また、よう素吸着量が100mg/g以下のものを用いることにより、低発熱性能の改良効果を高めることができる。また、DBP吸油量は、JIS K6217に準じて測定され、カーボンブラックのストラクチャーの指標となるものであり、この値が90mL/100g以上のものを用いることにより、耐疲労性能を維持する上で有利である。 Although it does not specifically limit as said carbon black, Iodine adsorption amount (IA) is 30-100 mg / g and DBP (dibutyl phthalate) oil absorption amount uses 90-160 mL / 100g preferably. It is done. The iodine adsorption amount is a value measured according to JIS K6217, and the tear resistance can be improved by using a value of 30 mg / g or more. Moreover, the effect of improving the low heat generation performance can be enhanced by using an iodine adsorption amount of 100 mg / g or less. Further, the DBP oil absorption is measured according to JIS K6217, and is an index of the structure of carbon black. It is advantageous in maintaining fatigue resistance performance by using this value having a value of 90 mL / 100 g or more. It is.
また、シリカとしては、例えば湿式シリカ(含水ケイ酸),乾式シリカ(無水ケイ酸),表面処理シリカなどを用いることができ、好ましくは湿式シリカを用いることである。シリカのBET比表面積(JIS K6430に記載のBET法に準じて測定)は、特に限定されないが、90〜220m2/gであることが好ましく、より好ましくは150〜220m2/gである。 As silica, for example, wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), surface-treated silica, and the like can be used. Preferably, wet silica is used. BET specific surface area of the silica (measured according to BET method according to JIS K6430) is not particularly limited, is preferably 90~220m 2 / g, more preferably 150~220m 2 / g.
上記フィラーとしては、カーボンブラック単独でもよく、シリカ単独でもよく、カーボンブラックとシリカの併用でもよい。好ましくは、カーボンブラック単独、又はカーボンブラックとシリカの併用であり、カーボンブラックは、ゴム成分100質量部に対して、10〜60質量部であることが好ましく、より好ましくは30〜50質量部であり、シリカよりも多量に配合することが好ましい。 The filler may be carbon black alone, silica alone, or a combination of carbon black and silica. Preferably, carbon black alone or a combination of carbon black and silica is used, and the carbon black is preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Yes, it is preferable to blend a larger amount than silica.
シリカを配合する場合、その分散性を向上するために、シランカップリング剤を併用してもよい。シランカップリング剤の配合量は、シリカ100質量部に対して5〜15質量部であることが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、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)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(4−トリエキトシシリルブチル)ジスルフィド、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)ジスルフィドなどのスルフィドシランカップリング剤; 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、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプトシランカップリング剤; 3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、3−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシランなどの保護化メルカプトシランカップリング剤などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。 When silica is blended, a silane coupling agent may be used in combination in order to improve the dispersibility. It is preferable that the compounding quantity of a silane coupling agent is 5-15 mass parts with respect to 100 mass parts of silica. The silane coupling agent is not particularly limited. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis Sulfide silane coupling agents such as (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) disulfide; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3- Mercaptosilane coupling agents such as mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, mercaptoethyltriethoxysilane; Examples thereof include protected mercaptosilane coupling agents such as tanoylthio-1-propyltriethoxysilane and 3-propionylthiopropyltrimethoxysilane. These can be used alone or in combination of two or more.
本実施形態に係るゴム組成物には、アミノ基を含んだ有機チオ硫酸化合物が配合される。かかる有機チオ硫酸化合物を、SPB含有BRと組み合わせて配合することにより、ゴム成分とフィラーとの親和性が向上して、耐疲労性能を向上することができる。また、該有機チオ硫酸化合物を、SPB含有BR及び希土類元素系触媒BRと組み合わせて用いることにより、耐疲労性能とともに耐引裂性能を向上することができる。 The rubber composition according to the present embodiment is blended with an organic thiosulfuric acid compound containing an amino group. By blending such an organic thiosulfuric acid compound in combination with the SPB-containing BR, the affinity between the rubber component and the filler can be improved, and the fatigue resistance performance can be improved. Moreover, by using the organic thiosulfuric acid compound in combination with the SPB-containing BR and the rare earth element-based catalyst BR, it is possible to improve the tear resistance as well as the fatigue resistance.
該有機チオ硫酸化合物のアミノ基としては、無置換の1級アミノ基だけでなく、モノ又はジアルキルアミノ基などの2級もしくは3級アミノ基でもよく、また、環状アミノ基でもよい。 The amino group of the organic thiosulfuric acid compound is not limited to an unsubstituted primary amino group, but may be a secondary or tertiary amino group such as a mono- or dialkylamino group, or may be a cyclic amino group.
該有機チオ硫酸化合物としては、下記の式(1)〜(3)のいずれかで表されるチオ硫酸化合物又はその塩を用いることが好ましく、これらのチオ硫酸化合物及びその塩のうちの1種又は2種以上を用いることができる。塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩等のアルカリ金属塩;コバルト塩、銅塩等の遷移金属塩;亜鉛塩等の典型金属塩;アンモニウム塩、トリメチルアンモニウム塩等の置換又は無置換のアンモニウム塩等が挙げられる。これらの中では、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、コバルト、銅又は亜鉛等の金属塩が好ましく、中でもリチウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩が好ましい。また、チオ硫酸化合物とその塩をそれらの混合物として用いる場合、かかる混合物は、例えば、チオ硫酸化合物とその塩とを混合する方法、金属アルカリを用いてチオ硫酸化合物の一部を金属塩化する方法、プロトン酸を用いてチオ硫酸化合物の金属塩の一部を中和する方法等により得られたものを用いることができる。
式(1)において、nは2〜9の整数を示す。
式(2)において、Rは炭素数3〜12のアルカンジイル基を示し、nは2〜5の整数を示す。nは、より好ましくは4又は5である。
式(3)において、Rは炭素数1〜6のアルカンジイル基を示し、nは1〜2の整数を示す。 In the formula (3), R represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 2.
上記式(1)で表される化合物の例としては、S−(2−アミノエチル)チオ硫酸、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸、S−(4−アミノブチル)チオ硫酸、S−(5−アミノペンチル)チオ硫酸、S−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸などが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (1) include S- (2-aminoethyl) thiosulfuric acid, S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid, S- (4-aminobutyl) thiosulfuric acid, S- (5-aminopentyl) thiosulfuric acid, S- (6-aminohexyl) thiosulfuric acid and the like.
式(1)で表される化合物は任意の公知の方法によって製造することができ、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の塩は、例えば、3−ハロプロピルアミンとチオ硫酸ナトリウムとを反応させる方法や、フタルイミドカリウム塩と1,3−ジハロプロパンとを反応させ、得られた化合物とチオ硫酸ナトリウムとを反応させ、次いで、得られた化合物を加水分解する方法等により製造することができる。S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸は、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の塩をプロトン酸を用いて中和することにより製造することができる。このようにして製造したS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸及び/又はその塩は、濃縮、晶析等の操作により単離することができ、単離されたS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸及び/又はその塩は、通常0.1%〜5%程度の水分を含む。 The compound represented by the formula (1) can be produced by any known method. For example, a salt of S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid is obtained by reacting 3-halopropylamine with sodium thiosulfate. Or a method of reacting potassium phthalimide with 1,3-dihalopropane, reacting the obtained compound with sodium thiosulfate, and then hydrolyzing the obtained compound. it can. S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid can be produced by neutralizing a salt of S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid with a protonic acid. The S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid and / or its salt thus produced can be isolated by operations such as concentration and crystallization, and the isolated S- (3-aminopropyl) The thiosulfuric acid and / or salt thereof usually contains about 0.1% to 5% of water.
上記式(2)で表される化合物の例としては、S−3−(ピペリジン−1−イル)プロピルチオ硫酸、S−4−(ピペリジン−1−イル)ブチルチオ硫酸、S−5−(ピペリジン−1−イル)ペンチルチオ硫酸、S−6−(ピペリジン−1−イル)ヘキシルチオ硫酸、S−7−(ピペリジン−1−イル)ヘプチルチオ硫酸、S−8−(ピペリジン−1−イル)オクチルチオ硫酸、S−10−(ピペリジン−1−イル)デシルチオ硫酸、S−12−(ピペリジン−1−イル)ドデシルチオ硫酸、S−3−(ピロリジン−1−イル)プロピルチオ硫酸、S−4−(ピロリジン−1−イル)ブチルチオ硫酸、S−5−(ピロリジン−1−イル)ペンチルチオ硫酸、S−6−(ピロリジン−1−イル)ヘキシルチオ硫酸、S−7−(ピロリジン−1−イル)ヘプチルチオ硫酸、S−8−(ピロリジン−1−イル)オクチルチオ硫酸、S−10−(ピロリジン−1−イル)デシルチオ硫酸、S−12−(ピロリジン−1−イル)ドデシルチオ硫酸が挙げられる。中でも、S−3−(ピペリジン−1−イル)プロピルチオ硫酸、S−3−(ピペリジン−1−イル)プロピルチオ硫酸ナトリウム、S−6−(ピペリジン−1−イル)ヘキシルチオ硫酸又はS−6−(ピペリジン−1−イル)ヘキシルチオ硫酸ナトリウムが好ましく、S−3−(ピペリジン−1−イル)プロピルチオ硫酸ナトリウムが特に好ましい。 Examples of the compound represented by the above formula (2) include S-3- (piperidin-1-yl) propylthiosulfuric acid, S-4- (piperidin-1-yl) butylthiosulfuric acid, S-5- (piperidine- 1-yl) pentylthiosulfuric acid, S-6- (piperidin-1-yl) hexylthiosulfuric acid, S-7- (piperidin-1-yl) heptylthiosulfuric acid, S-8- (piperidin-1-yl) octylthiosulfuric acid, S -10- (piperidin-1-yl) decylthiosulfuric acid, S-12- (piperidin-1-yl) dodecylthiosulfuric acid, S-3- (pyrrolidin-1-yl) propylthiosulfuric acid, S-4- (pyrrolidin-1- Yl) butylthiosulfuric acid, S-5- (pyrrolidin-1-yl) pentylthiosulfuric acid, S-6- (pyrrolidin-1-yl) hexylthiosulfuric acid, S-7- (pyrrolidin-1- Le) heptylthio sulfate, S-8- (pyrrolidin-1-yl) octylthio sulfate, S-10- (pyrrolidin-1-yl) decylthio sulfuric acid, S-12-(pyrrolidin-1-yl) dodecylthio sulfate. Among them, S-3- (piperidin-1-yl) propylthiosulfate, S-3- (piperidin-1-yl) propylthiosulfate sodium, S-6- (piperidin-1-yl) hexylthiosulfate or S-6- ( Piperidin-1-yl) hexyl thiosulfate sodium is preferred, and S-3- (piperidin-1-yl) propyl thiosulfate sodium is particularly preferred.
式(2)で表される化合物は、例えば次の式に示される方法により製造できる。
式中、R及びnは式(2)におけるのと同じであり、X1及びX2はそれぞれ独立に、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。かかる製法によれば、通常、ナトリウム塩が得られるが、必要に応じてカチオン交換し、所望の化合物を製造できる。得られる化合物は、通常0.1〜5質量%程度の水分を含む。 In the formula, R and n are the same as in formula (2), and X 1 and X 2 each independently represent a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. According to such a production method, a sodium salt is usually obtained, but a desired compound can be produced by cation exchange if necessary. The obtained compound usually contains about 0.1 to 5% by mass of water.
上記式(3)で表される化合物の例としては、S−(4−アミノフェニル)メチルチオ硫酸、S−[2−(4−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸、S−[3−(4−アミノフェニル)プロピル]チオ硫酸、S−[4−(4−アミノフェニル)ブチル]チオ硫酸、S−[5−(4−アミノフェニル)ペンチル]チオ硫酸、S−[6−(4−アミノフェニル)ヘキシル]チオ硫酸、S−2−(3−アミノフェニル)メチルチオ硫酸、S−[2−(3−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸、S−[3−(3−アミノフェニル)プロピル]チオ硫酸、S−[4−(3−アミノフェニル)ブチル]チオ硫酸、S−[5−(3−アミノフェニル)ペンチル]チオ硫酸、S−[6−(3−アミノフェニル)ヘキシル]チオ硫酸、S−(2−アミノフェニル)メチルチオ硫酸、S−[2−(2−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸、S−[3−(2−アミノフェニル)プロピル]チオ硫酸、S−[4−(2−アミノフェニル)ブチル]チオ硫酸、S−[5−(2−アミノフェニル)ペンチル]チオ硫酸、S−[6−(2−アミノフェニル)ヘキシル]チオ硫酸、S−(3,5−ジアミノフェニル)メチルチオ硫酸、S−(3,4−ジアミノフェニル)メチルチオ硫酸、S−[2−(3,5−ジアミノフェニル)エチル]チオ硫酸、S−[2−(3,4−ジアミノフェニル)エチル]チオ硫酸等が挙げられる。中でも、S−[2−(4−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸、S−[2−(4−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸ナトリウムが好ましく、S−[2−(4−アミノフェニル)エチル]チオ硫酸ナトリウムが特に好ましい。 Examples of the compound represented by the above formula (3) include S- (4-aminophenyl) methylthiosulfuric acid, S- [2- (4-aminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid, S- [3- (4- Aminophenyl) propyl] thiosulfuric acid, S- [4- (4-aminophenyl) butyl] thiosulfuric acid, S- [5- (4-aminophenyl) pentyl] thiosulfuric acid, S- [6- (4-aminophenyl) ) Hexyl] thiosulfuric acid, S-2- (3-aminophenyl) methylthiosulfuric acid, S- [2- (3-aminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid, S- [3- (3-aminophenyl) propyl] thiosulfuric acid S- [4- (3-aminophenyl) butyl] thiosulfuric acid, S- [5- (3-aminophenyl) pentyl] thiosulfuric acid, S- [6- (3-aminophenyl) hexyl] thiosulfuric acid, S -(2-Aminophenyl Methylthiosulfuric acid, S- [2- (2-aminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid, S- [3- (2-aminophenyl) propyl] thiosulfuric acid, S- [4- (2-aminophenyl) butyl] thiosulfuric acid , S- [5- (2-aminophenyl) pentyl] thiosulfuric acid, S- [6- (2-aminophenyl) hexyl] thiosulfuric acid, S- (3,5-diaminophenyl) methylthiosulfuric acid, S- (3 , 4-Diaminophenyl) methylthiosulfuric acid, S- [2- (3,5-diaminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid, S- [2- (3,4-diaminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid and the like. Among them, S- [2- (4-aminophenyl) ethyl] thiosulfuric acid and sodium S- [2- (4-aminophenyl) ethyl] thiosulfate are preferable, and S- [2- (4-aminophenyl) ethyl] Sodium thiosulfate is particularly preferred.
式(3)で表される化合物は、例えば次の式に示される方法により製造できる。
式中、R及びnは上記式(3)におけるのと同じであり、Xはそれぞれ独立に、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。かかる製法によれば、通常、ナトリウム塩が得られるが、必要に応じてカチオン交換し、所望の化合物を製造できる。得られる化合物は、通常0.1〜5質量%程度の水分を含む。 In the formula, R and n are the same as in the above formula (3), and X independently represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. According to such a production method, a sodium salt is usually obtained, but a desired compound can be produced by cation exchange if necessary. The obtained compound usually contains about 0.1 to 5% by mass of water.
該有機チオ硫酸化合物の配合量は、ゴム成分100質量部に対して0.1〜2.0質量部であることが好ましい。このような配合量とすることで、耐疲労性能の向上効果を高めることができる。配合量は、より好ましくは、0.2〜2.0質量部である。 The compounding amount of the organic thiosulfuric acid compound is preferably 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting it as such a compounding quantity, the improvement effect of fatigue resistance can be heightened. The blending amount is more preferably 0.2 to 2.0 parts by mass.
本実施形態に係るゴム組成物には、上記成分の他に、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤのサイドウォールゴム部材のためのゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。上記加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄成分が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は上記ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、上記ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。 In addition to the above components, the rubber composition according to the present embodiment is used for tire sidewall rubber members such as zinc white, stearic acid, anti-aging agent, softener, wax, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, etc. Various additives generally used in the rubber composition can be blended. Examples of the vulcanizing agent include sulfur components such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur. Although not particularly limited, the blending amount thereof is 100 parts by mass of the rubber component. It is preferable that it is 0.1-10 mass parts with respect to it, More preferably, it is 0.5-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber components, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.
該ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。例えば、第一混合段階で、ゴム成分に対し、有機チオ硫酸化合物およびフィラーとともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合することによりゴム組成物を調製することができる。 The rubber composition can be prepared by kneading according to a conventional method using a commonly used Banbury mixer, kneader, roll, or other mixer. For example, in the first mixing stage, the rubber component is added and mixed with the organic thiosulfuric acid compound and the filler together with other additives except the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, and then the resulting mixture is finally mixed. A rubber composition can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in stages.
本実施形態に係るサイドウォールゴム部材は、該ゴム組成物を用いて作製されるものであり、該ゴム組成物をサイドウォール部に対応した所定の断面形状に押出成形したり、あるいはまた、該ゴム組成物からなるリボン状のゴムストリップをドラム上で螺旋状に巻回してサイドウォール部に対応した断面形状に形成したりすることで、実施形態に係るサイドウォールゴム部材が得られる。かかるサイドウォールゴム部材は、インナーライナー、カーカス、ベルト、ビードコア、ビードフィラーおよびトレッドゴムなどのタイヤを構成する他のタイヤ部材とともに、常法に従って、タイヤ形状に組み立てられて生タイヤが得られる。そして、得られた生タイヤを、常法に従い、例えば140〜180℃で加硫成形することにより、サイドウォールゴム部材を備えた空気入りタイヤが得られる。 The sidewall rubber member according to this embodiment is produced using the rubber composition, and the rubber composition is extruded into a predetermined cross-sectional shape corresponding to the sidewall portion, or alternatively, A sidewall rubber member according to the embodiment is obtained by winding a ribbon-shaped rubber strip made of a rubber composition in a spiral shape on a drum to form a cross-sectional shape corresponding to the sidewall portion. Such a side wall rubber member is assembled into a tire shape according to a conventional method together with other tire members constituting the tire such as an inner liner, a carcass, a belt, a bead core, a bead filler, and a tread rubber to obtain a raw tire. And the pneumatic tire provided with the side wall rubber member is obtained by carrying out the vulcanization molding of the obtained green tire at 140-180 degreeC, for example according to a conventional method.
本実施形態に係る空気入りタイヤの種類としては、特に限定されず、乗用車用ラジアルタイヤ、トラックやバスなどの大型車に用いられる重荷重用タイヤなどの各種のタイヤが挙げられる。 The type of pneumatic tire according to the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include various types of tires such as radial tires for passenger cars and heavy duty tires used for large vehicles such as trucks and buses.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例で使用したチオ硫酸化合物の製造方法は以下の通りである。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the manufacturing method of the thiosulfuric acid compound used by the following example and the comparative example is as follows.
[チオ硫酸化合物:S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸の製造]
反応容器を窒素置換し、反応容器中に、3−ブロモプロピルアミン臭素酸塩25g(0.11mol)、チオ硫酸ナトリウム・5水和物28.42g(0.11mol)、メタノール125ml及び水125mlを仕込み、得られた混合物を70℃で4.5時間還流した。
[Thiosulfuric acid compound: production of S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid]
The reaction vessel was purged with nitrogen, and 25 g (0.11 mol) of 3-bromopropylamine bromate, 28.42 g (0.11 mol) of sodium thiosulfate pentahydrate, 125 ml of methanol and 125 ml of water were placed in the reaction vessel. The resulting mixture was refluxed at 70 ° C. for 4.5 hours.
反応混合物を放冷し、減圧下でメタノールを除去した。メタノールを除去した反応混合物に水酸化ナトリウム4.56gを加え、室温で30分間攪拌した。その後、熱ろ過により副生成物である臭化ナトリウムを除去した。ろ液を減圧下で、結晶が析出するまで濃縮し、その後、静置した。結晶をろ取し、エタノール、ヘキサンで洗浄することにより得られた結晶を真空乾燥して、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸のナトリウム塩を得た。 The reaction mixture was allowed to cool and methanol was removed under reduced pressure. To the reaction mixture from which methanol had been removed, 4.56 g of sodium hydroxide was added and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, sodium bromide as a by-product was removed by hot filtration. The filtrate was concentrated under reduced pressure until crystals precipitated, and then allowed to stand. The crystals were collected by filtration and washed with ethanol and hexane, and the crystals obtained were dried under vacuum to obtain sodium salt of S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid.
反応容器を窒素置換し、反応容器中に、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸のナトリウム塩26.0gおよび水45mlを仕込み、5mol/l塩酸を加えて、溶液のpHを5〜6に調整した。減圧下で結晶が析出するまで濃縮し、その後、静置した。結晶をろ取し、エタノールで洗浄することにより得られた結晶を真空乾燥して、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸を得た。 The reaction vessel was purged with nitrogen, and 26.0 g of S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid sodium salt and 45 ml of water were charged into the reaction vessel, and 5 mol / l hydrochloric acid was added to adjust the pH of the solution to 5-6. It was adjusted. It concentrated until the crystal | crystallization precipitated under reduced pressure, Then, it stood still. The crystals were collected by filtration and washed with ethanol, and the crystals obtained were vacuum dried to obtain S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid.
[サイドウォール用ゴム組成物の調製]
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合して、サイドウォール用ゴム組成物を調製した。表1中の各成分の詳細は以下の通りである。
[Preparation of rubber composition for sidewall]
Using a Banbury mixer, according to the composition (parts by mass) shown in Table 1 below, first, in the first mixing stage, components other than sulfur and vulcanization accelerator are added and mixed, and then the resulting mixture is finally mixed. In the stage, sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to prepare a rubber composition for a sidewall. The details of each component in Table 1 are as follows.
・NR:天然ゴム(SIR−20)
・Co−BR:宇部興産株式会社製「BR150B」(コバルト系触媒により重合されたブタジエンゴム)
・SPB含有BR:宇部興産株式会社製「VCR617」(マトリックスである高シスポリブタジエンゴムのシス−1,4−結合含有量=98%、SPB含有BR中のSPBの含有率=17.0質量%)
・Nd−BR:ランクセス社製「Buna CB22」(ネオジウム系触媒で重合されたブタジエンゴム、シス−1,4結合含有量=97%、ビニル基含有量=0.4%)
・カーボンブラック:FEFカーボンブラック(N−550)、東海カーボン株式会社製「シーストSO」(よう素吸着量=35〜53mg/g、DBP吸油量=106〜123mL/100g)
・シリカ:東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールAQ」(BET比表面積=205m2/g)
・シランカップリング剤:デグサ社製「Si75」
・パラフィンオイル:JOMOサンエナジー(株)製「プロセスP200」
・ステアリン酸:花王株式会社製「ルナックS−20」
・亜鉛華:三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:住友化学工業株式会社製「アンチゲン6C」
・ワックス:日本精蝋株式会社製「OZOACE0355」
・加硫促進剤:住友化学工業株式会社製「ソクシノールCZ」
・硫黄:鶴見化学工業株式会社製「粉末硫黄」
・ NR: Natural rubber (SIR-20)
Co-BR: “BR150B” manufactured by Ube Industries, Ltd. (butadiene rubber polymerized with a cobalt-based catalyst)
SPB-containing BR: “VCR617” manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis-1,4-bond content of high-cis polybutadiene rubber as a matrix = 98%, SPB content in SPB-containing BR = 17.0% by mass )
Nd-BR: “Buna CB22” manufactured by LANXESS (butadiene rubber polymerized with a neodymium catalyst, cis-1,4 bond content = 97%, vinyl group content = 0.4%)
Carbon black: FEF carbon black (N-550), “Seast SO” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. (iodine adsorption = 35-53 mg / g, DBP oil absorption = 106-123 mL / 100 g)
Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd. (BET specific surface area = 205 m 2 / g)
Silane coupling agent: “Si75” manufactured by Degussa
Paraffin oil: “Process P200” manufactured by JOMO Sun Energy Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Zinc flower: “Zinc flower 1” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Wax: Nippon Seiwa Co., Ltd. “OZOACE0355”
・ Vulcanization accelerator: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Sulfur: “Sulfur Powder” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
各ゴム組成物について、150℃で30分間加硫した所定形状の試験片を用いて、引裂強さ及び耐屈曲疲労性を測定・評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。結果は、表1に示す。 About each rubber composition, the tear strength and the bending fatigue resistance were measured and evaluated using the test piece of the predetermined shape vulcanized at 150 degreeC for 30 minutes. Each measurement / evaluation method is as follows. The results are shown in Table 1.
・耐屈曲疲労性能:JIS K6260(デマチャ屈曲亀裂試験)に準拠した屈曲亀裂発生試験を行い、3級の達するのに要する屈曲回数を求め、比較例1の値を100とした指数で示した。指数が大きいほど、屈曲回数が多く、耐屈曲疲労性能に優れている。 Bending fatigue resistance performance: A bending crack generation test based on JIS K6260 (demach bending cracking test) was performed to determine the number of bendings required to reach the third grade, and an index with the value of Comparative Example 1 as 100 was shown. The larger the index, the greater the number of flexing times and the better the bending fatigue resistance.
・引裂強さ:JIS K6252に準拠(クレセント形試験片)して引裂強さを測定し、比較例1の値を100とした指数で示した。指数が大きいほど、引裂強さが高く、耐引裂性能に優れている。 Tear strength: Tear strength was measured according to JIS K6252 (Crescent test piece), and the value was shown as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the higher the tear strength and the better the tear resistance.
結果は、表1に示す通りであり、コントロールである比較例1に対し、単にブタジエンゴムをSPB含有BRに置換した比較例2では耐疲労性能が大幅に悪化した。比較例3では、SPB含有BRとNd−BRを併用したものの、チオ硫酸化合物を配合していないため、耐疲労性能および耐引裂性能に劣っていた。 The results are as shown in Table 1. Compared to Comparative Example 1 as a control, Comparative Example 2 in which butadiene rubber was simply replaced with SPB-containing BR significantly deteriorated fatigue resistance. In Comparative Example 3, although SPB-containing BR and Nd-BR were used in combination, the fatigue resistance performance and tear resistance performance were inferior because no thiosulfate compound was blended.
一方、比較例4では、チオ硫酸化合物を配合したものの、SPB含有BRを配合していないため、耐疲労性能および耐引裂性能の改善効果は得られなかった。比較例5では、チオ硫酸化合物の配合量が多すぎて、耐疲労性能および耐引裂性能が悪化していた。 On the other hand, in Comparative Example 4, although the thiosulfuric acid compound was blended, the SPB-containing BR was not blended, so that the effect of improving fatigue resistance and tear resistance was not obtained. In Comparative Example 5, the compounding amount of the thiosulfate compound was too large, and the fatigue resistance and tear resistance were deteriorated.
これに対し、SPB含有BRとチオ硫酸化合物を組み合わせた実施例1〜3では、比較例1に対して耐疲労性能と耐引裂性能が改善しており、比較例2および比較例4との対比からも明らかなように、SPB含有BRとチオ硫酸化合物のそれぞれ単独添加の場合とは全く異なる有利な効果が得られた。実施例4では、チオ硫酸化合物の配合量を増加したことにより、実施例1に比べて更に良好な効果が得られた。実施例5では、耐引裂性能が大幅に改善された。実施例6は、比較例3と比べると明らかなように、SPB含有BRとNd−BRとの併用系において、更にチオ硫酸化合物を配合することにより、耐疲労性能と耐引裂性能が大幅に改善していた。 In contrast, in Examples 1 to 3 in which SPB-containing BR and a thiosulfuric acid compound were combined, fatigue resistance and tear resistance were improved compared to Comparative Example 1, and compared with Comparative Example 2 and Comparative Example 4. As can be seen from the results, an advantageous effect completely different from the case of adding the SPB-containing BR and the thiosulfate compound alone was obtained. In Example 4, a better effect than that of Example 1 was obtained by increasing the blending amount of the thiosulfate compound. In Example 5, the tear resistance performance was significantly improved. As apparent from the comparison with Comparative Example 3, Example 6 is a combination system of SPB-containing BR and Nd-BR. By further blending a thiosulfate compound, fatigue resistance and tear resistance are greatly improved. Was.
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