JP7535840B2 - Rubber composition and tire - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a tire.
近年、自動車共通の課題として、安全性に対する意識がますます高まっており、ウェットグリップ性能の更なる改善が要求されている。これまで、ウェットグリップ性能改善のために様々な研究がなされており、シリカを配合したゴム組成物の発明が多々報告されている(例えば、特許文献1)。ウェットグリップ性能は、特に路面に接するトレッド部分のゴム組成物の性能に大きく左右されるため、トレッドなどのタイヤ用ゴム組成物の技術的改良が広く検討され、実用化されている。 In recent years, awareness of safety has been increasing as a common issue for automobiles, and further improvements in wet grip performance are required. Various research has been conducted to improve wet grip performance, and many inventions of rubber compositions containing silica have been reported (for example, Patent Document 1). Since wet grip performance is greatly affected by the performance of the rubber composition, particularly in the tread portion that comes into contact with the road surface, technical improvements to rubber compositions for tires, such as treads, have been widely studied and put into practical use.
本発明者が鋭意検討した結果、シリカを用いたトレッド用ゴム組成物の技術的改良により、タイヤのウェットグリップ性能は大幅な進歩を遂げているが、ドライ路面からウェット路面、またはウェット路面からドライ路面への路面変化などが起こった場合のグリップ性能の変化については、重要な技術課題として残っており、改善の余地があることが判明した。
この点について、本発明者が鋭意検討した結果、従来のゴムは、水に濡れていないドライ状態から水に濡れた所謂ウェット状態に変化した場合において体積は変化しない性質があるため、ウェット路面での充分な排水性能が得られず、その結果、ウェットグリップ性能はドライグリップ性能に対して低下する傾向があることが判明した。
また、本発明者が鋭意検討した結果、ウェットグリップ性能を向上させる方法として、オイルなどの軟化剤を配合してゴムを柔らかくする方法も存在するが、ゴムを柔らかくすると、低燃費性が悪化するという欠点があることも判明した。
このように、従来の技術では、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善するという点では改善の余地があることが判明した。
本発明は、前記課題を解決し、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善できるゴム組成物及びタイヤを提供することを目的とする。
As a result of intensive research by the present inventors, it was found that while significant progress has been made in the wet grip performance of tires due to technical improvements in rubber compositions for treads that use silica, the change in grip performance when the road surface changes, for example, from a dry road surface to a wet road surface, or from a wet road surface to a dry road surface, remains an important technical issue and there is room for improvement.
As a result of extensive research by the inventors on this point, it was found that conventional rubber has the property of not changing its volume when it changes from a dry state (not wet with water) to a so-called wet state (when wet with water), and therefore does not provide sufficient drainage performance on wet road surfaces, and as a result, wet grip performance tends to be inferior to dry grip performance.
Furthermore, as a result of extensive research by the present inventors, it was found that one method for improving wet grip performance is to soften the rubber by blending a softener such as oil, but softening the rubber has the disadvantage that fuel economy deteriorates.
As described above, it has become clear that there is room for improvement in the conventional technology in terms of improving the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy.
An object of the present invention is to provide a rubber composition and a tire which can solve the above problems and improve the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy.
本発明は、水によって可逆的に体積が変化し、下記式(1)及び(2)を満たすゴム組成物に関する。
水湿潤時の体積/乾燥時の体積>1.00 (1)
(式中、体積は、ゴム組成物の25℃における体積である。)
乾燥時の70℃のtanδ<0.14 (2)
(式中、70℃のtanδは、70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件で測定した損失正接である。)
The present invention relates to a rubber composition that undergoes a reversible volume change due to water and satisfies the following formulas (1) and (2).
Volume when wet/Volume when dry>1.00 (1)
(In the formula, the volume is the volume of the rubber composition at 25° C.)
tan δ at 70°C when dry < 0.14 (2)
(In the formula, tan δ at 70° C. is the loss tangent measured under the conditions of 70° C., initial strain of 10%, dynamic strain of 2%, and frequency of 10 Hz.)
上記式(1)において、水湿潤時の体積/乾燥時の体積が1.03以上であることが好ましく、1.06以上であることがより好ましく、1.10以上であることが更に好ましい。 In the above formula (1), it is preferable that the volume when wet with water/volume when dry is 1.03 or more, more preferably 1.06 or more, and even more preferably 1.10 or more.
上記式(2)において、乾燥時の70℃のtanδが0.13以下であることが好ましく、0.12以下であることがより好ましく、0.11以下であることが更に好ましい。 In the above formula (2), tan δ at 70°C when dry is preferably 0.13 or less, more preferably 0.12 or less, and even more preferably 0.11 or less.
上記ゴム組成物は、ジエン系ゴムと、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを含むことが好ましい。 The rubber composition preferably contains a diene rubber and a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom.
上記ヘテロ原子が、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子であることが好ましい。 It is preferable that the heteroatom is at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
上記ポリマーが、水10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分が5質量%以上であることが好ましい。 It is preferable that the insoluble matter of the above polymer is 5% by mass or more when 1 g is suspended in 10 mL of water.
上記ポリマーが、テトラヒドロフラン10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分が5質量%以上であることが好ましい。 It is preferable that the insoluble matter of the above polymer is 5% by mass or more when 1 g is suspended in 10 mL of tetrahydrofuran.
前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、上記ポリマーを5質量部以上含むことが好ましい。 The rubber composition preferably contains 5 parts by mass or more of the above polymer per 100 parts by mass of the rubber component.
前記ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましい。 The rubber composition preferably contains isoprene-based rubber.
前記ゴム組成物は、ブタジエンゴムを含むことが好ましい。 The rubber composition preferably contains butadiene rubber.
前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量%中のスチレンブタジエンゴムの含有量が95質量%以下であることが好ましい。 The rubber composition preferably contains 95% by mass or less of styrene butadiene rubber in 100% by mass of the rubber component.
前記ゴム組成物は、トレッド用ゴム組成物であることが好ましい。 The rubber composition is preferably a rubber composition for treads.
本発明はまた、上記ゴム組成物で少なくとも一部が構成されたタイヤ部材を有するタイヤに関する。 The present invention also relates to a tire having tire components at least partially composed of the above rubber composition.
上記タイヤ部材が、新品時又は走行時に最表面に位置する部材であることが好ましい。 It is preferable that the tire components are the components that are located on the outermost surface when new or during operation.
上記タイヤ部材がトレッドであることが好ましい。 It is preferable that the tire component is a tread.
本発明によれば、水によって可逆的に体積が変化し、上記式(1)及び(2)を満たすゴム組成物であるので、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善できる。 The present invention provides a rubber composition that reversibly changes volume in response to water and satisfies the above formulas (1) and (2), improving the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy.
本発明のゴム組成物は、水によって可逆的に体積が変化し、下記式(1)及び(2)を満たす。これにより、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善できる。
水湿潤時の体積/乾燥時の体積>1.00 (1)
(式中、体積は、ゴム組成物の25℃における体積である。)
乾燥時の70℃のtanδ<0.14 (2)
(式中、70℃のtanδは、70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件で測定した損失正接である。)
The rubber composition of the present invention reversibly changes in volume in response to water and satisfies the following formulas (1) and (2), thereby improving the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy.
Volume when wet/Volume when dry>1.00 (1)
(In the formula, the volume is the volume of the rubber composition at 25° C.)
tan δ at 70°C when dry < 0.14 (2)
(In the formula, tan δ at 70° C. is the loss tangent measured under the conditions of 70° C., initial strain of 10%, dynamic strain of 2%, and frequency of 10 Hz.)
上記ゴム組成物は前述の効果が得られるが、このような作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。
ドライ路面においては、路面とタイヤ表面との接触面積を大きくするという観点で、タイヤの溝は浅い方が望ましく、一方、ウェット路面においては、路面とタイヤ表面に介在する水を排出するという観点で、タイヤの溝は深い方が望ましい。
そして、従来のタイヤに使用されるゴムの体積は、水の存在の有無による変化がないため、タイヤの溝は路面の状態に関わらず一定であり、このことがタイヤにおけるウェットグリップ性能、ドライグリップ性能の両立を難しくしていることが本発明者の検討の結果、明らかとなった。
一方、本発明のゴム組成物は、水によって可逆的に体積が変化し、上記式(1)を満たす。ここで、上記式(1)は、乾燥時の体積に比べて、水湿潤時の体積が大きいことを意味する。すなわち、本発明のゴム組成物は、水によって可逆的に体積が変化し、上記式(1)を満たすものであるが、これは、乾燥時の体積に比べて、水湿潤時の体積が大きく、かつ、体積が水の存在によって可逆的に変化することを意味する。
従って、ドライ路面からウェット路面へ変化すると、ゴム組成物が水によって湿潤されてゴム組成物の体積が増加し、タイヤの溝が深くなり、良好なグリップ性能(ウェットグリップ性能)が得られる。
一方、ウェット路面からドライ路面へ変化すると、水によって湿潤されたゴム組成物が乾燥されてゴム組成物の体積が減少し、タイヤの溝が浅くなり、良好なグリップ性能(ドライグリップ性能)が得られる。
このように、水によって可逆的に体積が変化し、かつ、上記式(1)を満たすことにより、路面の水の状態(ウェット路面、ドライ路面)に応じた適切な溝深さが得られ、ドライ路面での接触面積と、ウェット路面での排水性能が両立できるため、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能の総合性能を改善できる。
更に、本発明のゴム組成物は、上記式(2)を満たすことにより、低燃費性も改善できる。
従って、本発明のゴム組成物は、水によって可逆的に体積が変化し、上記式(1)及び(2)を満たすことにより、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善できる。
なお、本明細書において、ゴム組成物の体積、tanδは、加硫後のゴム組成物の体積、tanδを意味する。また、tanδは、加硫後のゴム組成物に対し、粘弾性試験を実施することで得られる値である。
The above-mentioned rubber composition provides the above-mentioned effects, and although the reason why such effects are obtained is not entirely clear, it is presumed to be as follows.
On dry roads, shallower tire grooves are desirable in order to increase the contact area between the road surface and the tire surface, while on wet roads, deeper tire grooves are desirable in order to expel water that is between the road surface and the tire surface.
Furthermore, because the volume of rubber used in conventional tires does not change whether water is present or not, tire grooves remain constant regardless of road surface conditions. The inventors' research has revealed that this makes it difficult to achieve both wet grip performance and dry grip performance in a tire.
On the other hand, the rubber composition of the present invention reversibly changes in volume due to water and satisfies the above formula (1). Here, the above formula (1) means that the volume when wetted with water is larger than the volume when dry. That is, the rubber composition of the present invention reversibly changes in volume due to water and satisfies the above formula (1), which means that the volume when wetted with water is larger than the volume when dry, and the volume changes reversibly in the presence of water.
Therefore, when the road surface changes from dry to wet, the rubber composition is wetted with water and the volume of the rubber composition increases, the tire grooves become deeper, and good grip performance (wet grip performance) is obtained.
On the other hand, when the road surface changes from wet to dry, the rubber composition moistened with water dries and the volume of the rubber composition decreases, the tire grooves become shallower, and good grip performance (dry grip performance) is obtained.
In this way, the volume changes reversibly with water and the above formula (1) is satisfied, so that an appropriate groove depth can be obtained according to the water condition on the road surface (wet road surface, dry road surface). This makes it possible to achieve both the contact area on dry road surfaces and the drainage performance on wet road surfaces, thereby improving the overall wet grip performance and dry grip performance.
Furthermore, the rubber composition of the present invention can improve fuel economy by satisfying the above formula (2).
Therefore, the rubber composition of the present invention reversibly changes in volume due to water, and by satisfying the above formulas (1) and (2), the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy can be improved.
In this specification, the volume, tan δ, of a rubber composition means the volume, tan δ, of a rubber composition after vulcanization. Also, tan δ is a value obtained by carrying out a viscoelasticity test on the rubber composition after vulcanization.
本明細書において、水によって可逆的に体積が変化とは、水の存在によって、ゴム組成物(加硫後)の体積が可逆的に大きくなったり、小さくなったりすることを意味する。なお、例えば、乾燥時→水湿潤時→乾燥時と変化した場合に、体積が可逆的に変化すればよく、先の乾燥時と、後の乾燥時において、同一の体積を有さなくてもよいし、先の乾燥時と、後の乾燥時において、同一の体積を有していてもよい。 In this specification, "the volume changes reversibly due to water" means that the volume of the rubber composition (after vulcanization) reversibly increases or decreases due to the presence of water. For example, when the volume changes from dry to wet to dry, it is sufficient that the volume changes reversibly, and the volume does not have to be the same at the first dry time and the second dry time, or the volume may be the same at the first dry time and the second dry time.
本明細書において、乾燥時の体積とは、乾燥している状態のゴム組成物(加硫後)の体積を意味し、具体的には、実施例に記載の方法により乾燥したゴム組成物(加硫後)の体積を意味する。
本明細書において、水湿潤時の体積とは、水によって湿潤している状態のゴム組成物(加硫後)の体積を意味し、具体的には、実施例に記載の方法により、水によって湿潤したゴム組成物(加硫後)の体積を意味する。
In this specification, the term "dry volume" refers to the volume of a rubber composition (after vulcanization) in a dry state, and specifically refers to the volume of a rubber composition (after vulcanization) dried by the method described in the examples.
In this specification, the volume when wet with water means the volume of the rubber composition (after vulcanization) in a state wet with water, and specifically means the volume of the rubber composition (after vulcanization) wetted with water by the method described in the examples.
本明細書において、ゴム組成物(加硫後)の体積は、実施例に記載の方法により算出される体積を意味する。 In this specification, the volume of the rubber composition (after vulcanization) means the volume calculated by the method described in the examples.
本明細書において、乾燥時の70℃のtanδとは、乾燥している状態のゴム組成物(加硫後)の70℃のtanδを意味し、具体的には、実施例に記載の方法により乾燥したゴム組成物(加硫後)の70℃のtanδを意味する。 In this specification, tan δ at 70°C when dry means tan δ at 70°C of the rubber composition in a dry state (after vulcanization), specifically, tan δ at 70°C of the rubber composition (after vulcanization) dried by the method described in the examples.
本明細書において、ゴム組成物(加硫後)の70℃のtanδは、70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件で測定した損失正接である。 In this specification, tan δ at 70°C of a rubber composition (after vulcanization) is the loss tangent measured under the conditions of 70°C, initial strain of 10%, dynamic strain of 2%, and frequency of 10 Hz.
上記式(1)の通り、(水湿潤時の体積/乾燥時の体積(水湿潤時のゴム組成物(加硫後)の体積/乾燥時のゴム組成物(加硫後)の体積))は1.00を超え、好ましくは1.03以上、より好ましくは1.06以上、更に好ましくは1.10以上、特に好ましくは1.16以上、最も好ましくは1.23以上、より最も好ましくは1.30以上、更に最も好ましくは1.36以上、特に最も好ましくは1.40以上、更には好ましくは1.46以上、更には好ましくは1.53以上、更には好ましくは1.70以上であり、上限は特に限定されないが、好ましくは3.00以下、より好ましくは2.80以下、更に好ましくは2.60以下、特に好ましくは2.40以下、最も好ましくは2.20以下、より最も好ましくは2.00以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。 As shown in the above formula (1), (volume when wet with water/volume when dry (volume of rubber composition (after vulcanization) when wet with water/volume of rubber composition (after vulcanization) when dry)) is more than 1.00, preferably 1.03 or more, more preferably 1.06 or more, even more preferably 1.10 or more, particularly preferably 1.16 or more, most preferably 1.23 or more, even more preferably 1.30 or more, even more preferably 1.36 or more, especially most preferably 1.40 or more, even more preferably 1.46 or more, even more preferably 1.53 or more, even more preferably 1.70 or more, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 3.00 or less, more preferably 2.80 or less, even more preferably 2.60 or less, especially preferably 2.40 or less, most preferably 2.20 or less, and even more preferably 2.00 or less. When it is within the above range, the effect can be obtained more suitably.
上記式(2)の通り、乾燥時の70℃のtanδ(乾燥時のゴム組成物(加硫後)の70℃のtanδ)は0.14未満であり、好ましくは0.13以下、より好ましくは0.12以下、更に好ましくは0.11以下であり、下限は特に限定されないが、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。 As shown in the above formula (2), tan δ at 70°C when dry (tan δ at 70°C of the rubber composition (after vulcanization) when dry) is less than 0.14, preferably 0.13 or less, more preferably 0.12 or less, and even more preferably 0.11 or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more. When it is within the above range, the effect can be obtained more suitably.
なお、ゴム組成物の上記式(1)で表される体積変化、水による可逆的な体積変化は、水に対して、水素結合、イオン結合などの可逆的な分子結合が可能な化合物を配合することにより達成できる。より具体的に説明すると、ジエン系ゴムを含むゴム成分と、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを併用することにより、ゴム組成物の上記式(1)で表される体積変化、水による可逆的な体積変化を実現できる。これは、ヘテロ原子は、ゴム組成物中で、水に対して、水素結合、イオン結合などの可逆的な分子結合が可能であり、この分子結合が形成された結果、水湿潤時のゴム組成物の体積が増加するためである。
更には、上記併用により、加硫の際に炭素-炭素2重結合によりポリマーがゴム成分に架橋されてゴム成分に固定されるため、ゴム成分からの上記ポリマーの遊離を抑制でき、ゴム表面に上記ポリマーが析出することを抑制でき、グリップ性能(ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能)の低下も抑制できる。
The volume change of the rubber composition represented by the above formula (1) and the reversible volume change caused by water can be achieved by compounding a compound capable of forming reversible molecular bonds with water, such as hydrogen bonds and ionic bonds. More specifically, the volume change of the rubber composition represented by the above formula (1) and the reversible volume change caused by water can be achieved by using a rubber component containing a diene rubber in combination with a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom. This is because the heteroatom is capable of forming reversible molecular bonds with water, such as hydrogen bonds and ionic bonds, in the rubber composition, and the volume of the rubber composition increases when wet with water as a result of the formation of these molecular bonds.
Furthermore, by using the above-mentioned combination, the polymer is crosslinked to the rubber component by the carbon-carbon double bonds during vulcanization and is fixed to the rubber component, so that liberation of the polymer from the rubber component can be suppressed, precipitation of the polymer on the rubber surface can be suppressed, and deterioration of grip performance (wet grip performance, dry grip performance) can also be suppressed.
また、乾燥時の70℃のtanδは、ゴム組成物に配合される薬品(特に、ゴム成分、充填材、軟化剤、硫黄、加硫促進剤、シランカップリング剤)の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、ゴム成分と相溶性の高い軟化剤を使用したり、変性ゴムを使用したり、充填材としてシリカを使用したり、可塑剤としてのオイルを減らしたり、硫黄を増やしたり、加硫促進剤を増やしたり、シランカップリング剤を増やしたりすると70℃のtanδは小さくなる傾向がある。 The tan δ at 70°C when dry can be adjusted by the type and amount of chemicals (particularly rubber components, fillers, softeners, sulfur, vulcanization accelerators, and silane coupling agents) compounded into the rubber composition. For example, the tan δ at 70°C tends to decrease when a softener that is highly compatible with the rubber components is used, when modified rubber is used, when silica is used as a filler, when oil as a plasticizer is reduced, when sulfur is increased, when the vulcanization accelerator is increased, or when the silane coupling agent is increased.
より具体的に説明すると、ジエン系ゴムを含むゴム成分と、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを併用することにより、ゴム組成物の上記式(1)で表される体積変化、水による可逆的な体積変化を実現できると共に、乾燥時の70℃のtanδも所望の範囲内に調整することが可能となる。 More specifically, by using a rubber component containing a diene rubber in combination with a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom, it is possible to achieve the volume change of the rubber composition represented by the above formula (1), a reversible volume change due to water, and it is also possible to adjust the tan δ at 70°C when dry to within the desired range.
ゴム組成物の上記式(1)で表される体積変化、水による可逆的な体積変化を達成する他の手段としては、ジエン系ゴムを含むゴム成分と、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを併用することにより、加硫の際に炭素-炭素2重結合によりポリマーがゴム成分に架橋されてゴム成分に固定されるため、ゴム成分からの上記ポリマーの遊離を抑制でき、ゴム組成物の上記式(1)で表される体積変化、水による可逆的な体積変化を達成することができる。
炭素-炭素2重結合を持たない場合、ゴム組成物が水に触れた際に水中へ遊離してしまい、可逆的な体積変化が得られない場合がある。
As another means for achieving the volume change of the rubber composition represented by the above formula (1) and the reversible volume change due to water, a rubber component containing a diene rubber is used in combination with a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom. During vulcanization, the polymer is crosslinked to the rubber component by the carbon-carbon double bond and fixed to the rubber component, thereby preventing the polymer from being liberated from the rubber component, and the volume change of the rubber composition represented by the above formula (1) and the reversible volume change due to water can be achieved.
If the rubber composition does not have a carbon-carbon double bond, it may be liberated into water when it comes into contact with water, and a reversible volume change may not be obtained.
乾燥時の70℃のtanδを上記範囲内とする他の手段としては、ジエン系ゴムを含むゴム成分と、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを併用することにより、加硫の際に炭素-炭素2重結合によりポリマーがゴム成分に架橋されてゴム成分に固定されるため、ゴム成分からの上記ポリマーの遊離を抑制でき、70℃のtanδを小さくできる。 Another way to keep the tan δ at 70°C when dry within the above range is to use a rubber component containing a diene rubber in combination with a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom. This crosslinks the polymer to the rubber component via the carbon-carbon double bond during vulcanization, and fixes it to the rubber component. This prevents the polymer from being released from the rubber component, and reduces the tan δ at 70°C.
以下、使用可能な薬品について説明する。 The following describes the chemicals that can be used.
ゴム成分としては、例えば、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、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)、ブチルゴム(IIR)等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ジエン系ゴムが好ましく、イソプレン系ゴム、BR、SBRがより好ましく、SBRが更に好ましい。イソプレン系ゴム、SBRの併用、BR、SBRの併用、イソプレン系ゴム、BR、SBRの併用も好ましい。 The rubber component may be, for example, diene-based rubber such as isoprene-based rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), or butyl rubber (IIR). The rubber component may be used alone or in combination of two or more. Among these, diene-based rubber is preferred, with isoprene-based rubber, BR, and SBR being more preferred, and SBR being even more preferred. A combination of isoprene-based rubber and SBR, a combination of BR and SBR, or a combination of isoprene-based rubber, BR, and SBR is also preferred.
ここで、ゴム成分は、重量平均分子量(Mw)が15万以上が好ましく、より好ましくは35万以上のゴムである。Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは400万以下、より好ましくは300万以下である。 Here, the rubber component is preferably a rubber having a weight average molecular weight (Mw) of 150,000 or more, more preferably 350,000 or more. There is no particular upper limit for Mw, but it is preferably 4 million or less, more preferably 3 million or less.
ゴム成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of diene rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass. When it is within the above range, the effect tends to be better obtained.
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合SBR(E-SBR)、溶液重合SBR(S-SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The SBR is not particularly limited, and for example, emulsion-polymerized SBR (E-SBR), solution-polymerized SBR (S-SBR), and other SBRs commonly used in the tire industry can be used. These may be used alone or in combination of two or more types.
SBRのスチレン量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。 The styrene content of SBR is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more, and is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
SBRのビニル量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは40質量%以上、最も好ましくは50質量%以上であり、また、好ましくは75質量%以下、より好ましくは65質量%以下である。上記範囲内であると、BRとの相溶性が良好となり、効果がより好適に得られる傾向がある。 The vinyl content of the SBR is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more, and most preferably 50% by mass or more, and is preferably 75% by mass or less, more preferably 65% by mass or less. If it is within the above range, the compatibility with the BR will be good, and the effect will tend to be more favorably obtained.
SBRは、非変性SBRでもよいし、変性SBRでもよい。
変性SBRとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するSBRであればよく、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR(末端に上記官能基を有する末端変性SBR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性SBRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性SBR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性SBR等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The SBR may be an unmodified SBR or a modified SBR.
The modified SBR may be any SBR having a functional group that interacts with a filler such as silica, and examples thereof include terminally modified SBR (terminally modified SBR having the above-mentioned functional group at the terminal) in which at least one terminal of SBR has been modified with a compound (modifying agent) having the above-mentioned functional group, main-chain modified SBR having the above-mentioned functional group in the main chain, main-chain terminal-modified SBR having the above-mentioned functional group in the main chain and at least one terminal (for example, main-chain terminal-modified SBR having the above-mentioned functional group in the main chain and at least one terminal modified with the above-mentioned modifier), and terminal-modified SBR modified (coupled) with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule and having a hydroxyl group or epoxy group introduced therein. These may be used alone or in combination of two or more types.
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)、アミド基が好ましい。 The functional groups include, for example, amino groups, amide groups, silyl groups, alkoxysilyl groups, isocyanate groups, imino groups, imidazole groups, urea groups, ether groups, carbonyl groups, oxycarbonyl groups, mercapto groups, sulfide groups, disulfide groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thiocarbonyl groups, ammonium groups, imide groups, hydrazo groups, azo groups, diazo groups, carboxyl groups, nitrile groups, pyridyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, oxy groups, and epoxy groups. These functional groups may have a substituent. Among them, amino groups (preferably amino groups in which the hydrogen atoms of the amino groups are substituted with alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy groups (preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms), alkoxysilyl groups (preferably alkoxysilyl groups having 1 to 6 carbon atoms), and amide groups are preferred.
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用することができる。 As SBR, for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Nippon Zeon Co., Ltd., etc. can be used.
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more, and is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be better obtained.
BRとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The BR is not particularly limited, and any BR commonly used in the tire industry can be used. These may be used alone or in combination of two or more types.
BRのシス量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは97質量%以上である。上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。 The cis content of BR is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 97% by mass or more. There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass. When it is within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
BRは、非変性BR、変性BRのいずれでもよい。変性BRとしては、前述の官能基が導入された変性BRが挙げられる。好ましい態様は変性SBRの場合と同様である。 BR may be either unmodified BR or modified BR. Modified BR includes modified BR into which the above-mentioned functional groups have been introduced. The preferred embodiments are the same as those of modified SBR.
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。 For example, products from Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Zeon Corporation, etc. can be used as BR.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは70質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。 The BR content in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and is preferably 70% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、NRが好ましい。 Isoprene-based rubbers include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, modified IR, etc. NR can be, for example, SIR20, RSS#3, TSR20, etc., which are common in the tire industry. IR is not particularly limited, and can be, for example, IR2200, etc., which are common in the tire industry. Modified NR can be, for example, deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), etc. Modified NR can be, for example, epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc. Modified IR can be, for example, epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, grafted isoprene rubber, etc. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, NR is preferred.
ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、また、好ましくは60質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。 The content of isoprene-based rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and is preferably 60% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
また、シス量(シス-1,4-結合ブタジエン単位量)、ビニル量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定でき、スチレン量は、1H-NMR測定によって測定できる。
In this specification, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) can be determined in terms of standard polystyrene based on measurements obtained using a gel permeation chromatograph (GPC) (GPC-8000 series, manufactured by Tosoh Corporation; detector: differential refractometer; column: TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M, manufactured by Tosoh Corporation).
The cis content (amount of cis-1,4-bonded butadiene units) and the vinyl content (amount of 1,2-bonded butadiene units) can be measured by infrared absorption spectroscopy, and the styrene content can be measured by 1 H-NMR measurement.
上記ゴム組成物は、炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマー(重合体)を含むことが好ましい。 The rubber composition preferably contains a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom.
炭素-炭素2重結合は、ジエン系ゴムと架橋されるために必要であり、その数は特に限定されない。 The carbon-carbon double bonds are necessary for crosslinking with diene rubber, and there is no particular limit to the number of carbon-carbon double bonds.
ヘテロ原子は、炭素原子、水素原子以外の原子を意味し、水に対して、水素結合、イオン結合などの可逆的な分子結合が可能な限り特に限定されないが、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、硫黄原子、リン原子、及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子であることが好ましく、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子がより好ましく、酸素原子が更に好ましい。なお、ヘテロ原子は、上記ポリマーの主鎖(骨格)中に存在することが好ましく、上記ポリマーの繰り返し単位中に存在することがより好ましい。 The heteroatom means an atom other than carbon and hydrogen atoms, and is not particularly limited as long as it can form a reversible molecular bond with water, such as a hydrogen bond or an ionic bond, but is preferably at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, more preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, or a silicon atom, and even more preferably an oxygen atom. The heteroatom is preferably present in the main chain (skeleton) of the polymer, and more preferably in the repeating unit of the polymer.
酸素原子を含む構造、基としては、エーテル基、エステル、カルボキシ基、カルボニル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。なかでも、エーテル基が好ましく、オキシアルキレン基がより好ましい。
窒素原子を含む構造、基としては、アミノ基(第一級アミノ基、第二級アミノ基、第三級アミノ基)、アミド基、ニトリル基、ニトロ基等が挙げられる。なかでも、アミノ基が好ましく、第三級アミノ基がより好ましい。
ケイ素原子を含む構造、基としては、シリル基、アルコキシシリル基、シラノール基等が挙げられる。なかでも、シリル基が好ましく、アルコキシシリル基がより好ましい。
硫黄原子を含む構造、基としては、スルフィド基、硫酸基、硫酸エステル、スルホ基等が挙げられる。
リン原子を含む構造、基としては、リン酸基、リン酸エステル等が挙げられる。
ハロゲン原子を含む構造、基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲノ基等が挙げられる。
Examples of structures and groups containing an oxygen atom include an ether group, an ester group, a carboxy group, a carbonyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, etc. Among these, an ether group is preferable, and an oxyalkylene group is more preferable.
Examples of structures and groups containing a nitrogen atom include amino groups (primary amino groups, secondary amino groups, tertiary amino groups), amide groups, nitrile groups, nitro groups, etc. Among these, amino groups are preferred, and tertiary amino groups are more preferred.
Examples of structures and groups containing silicon atoms include silyl groups, alkoxysilyl groups, silanol groups, etc. Among these, silyl groups are preferred, and alkoxysilyl groups are more preferred.
Examples of the structure or group containing a sulfur atom include a sulfide group, a sulfate group, a sulfate ester, and a sulfo group.
Examples of structures and groups containing a phosphorus atom include a phosphate group and a phosphate ester.
Examples of structures and groups containing a halogen atom include halogeno groups such as a fluoro group, a chloro group, a bromo group, and an iodo group.
オキシアルキレン基とは、-(AO)-で表される基であり、-(AO)n-で表される基(nは繰り返し単位数)であることが好ましい。
オキシアルキレン基AO中のアルキレン基Aの炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、好ましくは10以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
The oxyalkylene group is a group represented by -(AO)-, and is preferably a group represented by -(AO) n - (n is the number of repeating units).
The number of carbon atoms in the alkylene group A in the oxyalkylene group AO is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. When it is within the above range, the effect tends to be more suitably obtained.
オキシアルキレン基AO中のアルキレン基Aは、直鎖状、分岐状のいずれでもよいが、より嵩高い構造となり、効果がより好適に得られるという理由から、分岐状が好ましい。
効果がより好適に得られるという理由から、AOは、炭素数2~3のオキシアルキレン基(オキシエチレン基(EO)、オキシプロピレン基(PO))、炭素数2~3のオキシアルキレン基に分岐鎖R4(R4は、ヘテロ原子を有してもよい炭化水素基を表す。)が結合した基であることが好ましく、炭素数2~3のオキシアルキレン基、炭素数2~3のオキシアルキレン基に分岐鎖R4が結合した基を併用することがより好ましい。なお、分岐鎖R4は、酸素原子に隣接する炭素原子に結合していることが好ましい。
The alkylene group A in the oxyalkylene group AO may be either linear or branched, but is preferably branched since this results in a bulkier structure and the effect can be more suitably obtained.
For reasons in which the effect can be more suitably obtained, AO is preferably an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms (oxyethylene group (EO), oxypropylene group (PO)) or a group in which a branched chain R 4 (R 4 represents a hydrocarbon group which may have a heteroatom) is bonded to an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms, and it is more preferable to use an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms or a group in which a branched chain R 4 is bonded to an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms in combination. The branched chain R 4 is preferably bonded to a carbon atom adjacent to an oxygen atom.
R4のヘテロ原子を有してもよい炭化水素基は、特に限定されない。炭化水素基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、好ましくは10以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
R4のヘテロ原子を有してもよい炭化水素基としては、下記式で表される基が好ましい。
As the hydrocarbon group for R4 which may have a heteroatom, a group represented by the following formula is preferable.
-(AO)-で表される基は、下記式(B)で表される基であることが更に好ましく、下記式(A)~(B)で表される基であることが特に好ましく、下記式(C)で表される基を併用することもできる。
上記ポリマーが2種以上のオキシアルキレン基を含む場合、オキシアルキレン基の配列はブロックでもランダムでもよい。 When the above polymer contains two or more types of oxyalkylene groups, the arrangement of the oxyalkylene groups may be block or random.
上記ポリマーとしては、上記式(B)で表される基(構造単位)を含む重合体が好ましく、上記式(A)~(B)で表される基(構造単位)からなる重合体がより好ましい。
上記ポリマー100mol%中の上記式(B)で表される基(構造単位)の含有量は、好ましくは2mol%以上、より好ましくは5mol%以上であり、好ましくは50mol%以下、より好ましくは40mol%以下、更に好ましくは30mol%以下、特に好ましくは20mol%以下である。
The above polymer is preferably a polymer containing a group (structural unit) represented by the above formula (B), and more preferably a polymer consisting of groups (structural units) represented by the above formulas (A) and (B).
The content of the group (structural unit) represented by the above formula (B) in 100 mol% of the above polymer is preferably 2 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, and is preferably 50 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, even more preferably 30 mol% or less, and particularly preferably 20 mol% or less.
上記ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1万以上、より好ましくは5万以上、更に好ましくは10万以上、特に好ましくは50万以上であり、好ましくは300万以下、より好ましくは250万以下、更に好ましくは200万以下、特に好ましくは150万以下、最も好ましくは100万以下である。 The weight average molecular weight (Mw) of the above polymer is preferably 10,000 or more, more preferably 50,000 or more, even more preferably 100,000 or more, and particularly preferably 500,000 or more, and is preferably 3 million or less, more preferably 2.5 million or less, even more preferably 2 million or less, particularly preferably 1.5 million or less, and most preferably 1 million or less.
上記ポリマーは、水10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分(水不溶分)が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、更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、最も好ましくは70質量%以上、より最も好ましくは80質量%以上、更に最も好ましくは90質量%以上であり、上限は特に限定されない。
上記不溶分は、実施例に記載の方法により測定できる。
上記不溶分が多いほど、ゴムを水に湿潤した場合に、上記ポリマーが水に溶出する量を低減でき、可逆的な体積変化をより好適に達成できる。
The above polymer preferably has an insoluble matter (water-insoluble matter) of 5% by mass or more when 1 g of the polymer is suspended in 10 mL of water, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, most preferably 70% by mass or more, further most preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, with no particular upper limit.
The insoluble matter can be measured by the method described in the Examples.
The more the insoluble matter is, the more the amount of the polymer that dissolves in water when the rubber is wetted with water can be reduced, and the more suitably the reversible volume change can be achieved.
上記ポリマーは、テトラヒドロフラン10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分(THF不溶分)が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、更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、最も好ましくは70質量%以上、より最も好ましくは90質量%以上であり、上限は特に限定されない。
上記不溶分は、実施例に記載の方法により測定できる。
ジエン系ゴムはテトラヒドロフランに対し、溶解性を有するため、上記ポリマーのテトラヒドロフランに対する不溶分が多いほど、ジエン系ゴムに相容せずに水湿潤時の体積増加効果を十分に得られる傾向がある。
The above polymer preferably has an insoluble matter (THF insoluble matter) of 5% by mass or more when 1 g of the polymer is suspended in 10 mL of tetrahydrofuran, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, most preferably 70% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, with no particular upper limit.
The insoluble matter can be measured by the method described in the Examples.
Since diene rubbers are soluble in tetrahydrofuran, the greater the amount of the polymer that is insoluble in tetrahydrofuran, the more likely it is that the polymer will be incompatible with the diene rubber and will be able to fully achieve the effect of increasing its volume when wet with water.
上記ポリマーは、市販品を用いてもよいが、ヘテロ原子を有するモノマーから重合物を調製することにより製造してもよい。
ヘテロ原子を有するモノマーとしては、特に限定されるわけではないが、酸素原子を有するモノマーの例としては、ビニルエーテル、アルコキシスチレン、アリルグリシジルエーテル、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランなどのエーテル類、(メタ)アクリル酸およびそれらのエステル類、酸無水物、窒素原子を有するモノマーとしては、アクリロニトリル、N-ビニルカルバゾール、カルバミン酸、カプロラクタム、ケイ素原子を有するモノマーとしては、アルコキシシリルスチレン、アルコキシシリルビニル類などが挙げられる。
ヘテロ原子を有するモノマーに不飽和結合が含まれていない場合は、ヘテロ原子を有するモノマーと共に、炭素-炭素2重結合を有するモノマー(例えば、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンモノマー、スチレンなどのビニルポリマー)を重合すればよい。
重合方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。
The above polymer may be a commercially available product, or may be produced by preparing a polymer from a monomer having a hetero atom.
The monomer having a hetero atom is not particularly limited, and examples of the monomer having an oxygen atom include ethers such as vinyl ether, alkoxystyrene, allyl glycidyl ether, ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, (meth)acrylic acid and esters thereof, and acid anhydrides. Examples of the monomer having a nitrogen atom include acrylonitrile, N-vinylcarbazole, carbamic acid, and caprolactam. Examples of the monomer having a silicon atom include alkoxysilylstyrene and alkoxysilylvinyls.
When the monomer having a heteroatom does not contain an unsaturated bond, a monomer having a carbon-carbon double bond (for example, a conjugated diene monomer such as butadiene or isoprene, or a vinyl polymer such as styrene) may be polymerized together with the monomer having a heteroatom.
The polymerization method is not particularly limited, and can be carried out by a known method.
上記ポリマーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、特に好ましくは30質量部以上、最も好ましくは40質量部以上、より最も好ましくは50質量部以上、更に最も好ましくは60質量部以上、特に最も好ましくは70質量部以上であり、また、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the above polymer is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, even more preferably 20 parts by mass or more, particularly preferably 30 parts by mass or more, most preferably 40 parts by mass or more, even more preferably 50 parts by mass or more, even more preferably 60 parts by mass or more, particularly most preferably 70 parts by mass or more, and is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better obtained.
上記ゴム組成物は、シリカを含んでもよい。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The rubber composition may contain silica.
Examples of silica include dry silica (anhydrous silicic acid) and wet silica (hydrated silicic acid), among which wet silica is preferred because it has a large number of silanol groups. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、40m2/g以上、好ましくは60m2/g以上、より好ましくは80m2/g以上、更に好ましくは160m2/g以上である。また、上記N2SAは、好ましくは600m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、更に好ましくは250m2/g以下、特に好ましくは200m2/g以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area ( N2SA ) of silica is 40m2 /g or more, preferably 60m2 /g or more, more preferably 80m2 /g or more, and even more preferably 160m2 /g or more. The N2SA is preferably 600m2 /g or less, more preferably 300m2 /g or less, even more preferably 250m2 /g or less, and particularly preferably 200m2 /g or less. Within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.
シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。 For example, products from Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, Tokuyama, etc. can be used as silica.
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下、特に好ましくは60質量部以下、最も好ましくは40質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of silica is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, even more preferably 80 parts by mass or less, particularly preferably 60 parts by mass or less, and most preferably 40 parts by mass or less. Within the above range, the effect tends to be better obtained.
上記ゴム組成物において、充填剤(補強性充填剤)100質量%中のシリカの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。 In the above rubber composition, the content of silica in 100% by mass of the filler (reinforcing filler) is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more. There is no particular upper limit, but it is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
上記ゴム組成物がシリカを含有する場合、更にシランカップリング剤を含有することが好ましい。
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(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)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、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)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)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、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、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、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-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系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販されているものとしては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより良好に得られる傾向がある点から、スルフィド系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤が好ましく、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどのジスルフィド結合を有するジスルフィド系シランカップリング剤がより好ましい。
When the rubber composition contains silica, it is preferable that the rubber composition further contains a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N , N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide and other sulfide-based compounds; mercapto-based compounds such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 2-mercaptoethyltriethoxysilane; vinyl-based compounds such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane; amino-based compounds such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; glycidoxy-based compounds such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; nitro-based compounds such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane; and chloro-based compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. As commercially available products, for example, products from Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azumax Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfide-based silane coupling agents and mercapto-based silane coupling agents are preferred because they tend to provide better effects, and disulfide-based silane coupling agents having a disulfide bond such as bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide are more preferred.
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, per 100 parts by mass of silica. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含んでもよい。
カーボンブラックとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain carbon black.
The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは80m2/g以上、より好ましくは100m2/g以上であり、また、好ましくは150m2/g以下、より好ましくは130m2/g以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのN2SAは、JIS K6217-2:2001に準拠して測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area ( N2SA ) of the carbon black is preferably 80 m2 /g or more, more preferably 100 m2/g or more, and is preferably 150 m2 /g or less, more preferably 130 m2 /g or less. Within the above range, the effect tends to be better.
In this specification, the N 2 SA of carbon black is a value measured in accordance with JIS K6217-2:2001.
カーボンブラックとしては、例えば、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱化学(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。 As carbon black, for example, products from Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Lion Corporation, Shin-Nichika Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd., etc. can be used.
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、特に好ましくは30質量部以上であり、また、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下、特に好ましくは60質量部以下、最も好ましくは50質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The carbon black content is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, even more preferably 20 parts by mass or more, and particularly preferably 30 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, even more preferably 80 parts by mass or less, particularly preferably 60 parts by mass or less, and most preferably 50 parts by mass or less. Within the above range, the effect tends to be better obtained.
上記ゴム組成物は、オイルを含んでもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果が良好に得られるという理由から、プロセスオイルが好ましく、アロマ系プロセスオイルがより好ましい。
The rubber composition may contain oil.
Examples of the oil include process oil, vegetable oil, and mixtures thereof. Examples of the process oil include paraffin-based process oil, aromatic process oil, and naphthenic process oil. Examples of the vegetable oil include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, and tung oil. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, process oil is preferred because it provides good effects, and aromatic process oil is more preferred.
オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。 As oils, products from, for example, Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoi Co., Ltd., H&R Co., Ltd., Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Sekiyu K.K., Fuji Kosan Co., Ltd., etc. can be used.
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは35質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイルの量も含まれる。 The oil content is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 35 parts by mass or less. Within the above range, the effect tends to be better obtained. Note that the oil content also includes the amount of oil contained in the rubber (oil-extended rubber).
上記ゴム組成物は、樹脂を含有していてもよい。
樹脂としては、タイヤ工業で汎用されているものであれば特に限定されず、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、α-メチルスチレン系樹脂、テルペン系樹脂、p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、C5樹脂、C9樹脂等が挙げられる。市販品としては、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)、東亞合成(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain a resin.
The resin is not particularly limited as long as it is one that is commonly used in the tire industry, and examples thereof include rosin-based resins, coumarone-indene resins, α-methylstyrene-based resins, terpene-based resins, p-t-butylphenol acetylene resins, acrylic resins, C5 resins, C9 resins, etc. Commercially available products include those from Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical Co., Ltd., Nippon Paint Chemical Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., JX Nippon Energy Corporation, Arakawa Chemical Industries Co., Ltd., Taoka Chemical Co., Ltd., Toagosei Co., Ltd., etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The resin content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、ワックスを含んでもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
The rubber composition may contain a wax.
The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as vegetable wax and animal wax; and synthetic waxes such as polymers of ethylene, propylene, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, petroleum waxes are preferred, and paraffin wax is more preferred.
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。 As wax, for example, products from Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Chemical Co., Ltd., etc. can be used.
ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The wax content is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含んでもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましい。
The rubber composition may contain an antioxidant.
Examples of the antioxidant include naphthylamine-based antioxidants such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine-based antioxidants such as octylated diphenylamine and 4,4'-bis(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamine;N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine,N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, and N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine. Examples of the antioxidant include p-phenylenediamine antioxidants such as quinoline-based antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; monophenol-based antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol; and bis-, tris-, and polyphenol-based antioxidants such as tetrakis-[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more. Among these, p-phenylenediamine-based antioxidants and quinoline-based antioxidants are preferred.
老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 As anti-aging agents, for example, products from Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., Flexis, etc. can be used.
老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the anti-aging agent is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、和光純薬工業(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition may contain stearic acid.
As the stearic acid, any of the conventionally known products can be used, for example, products available from NOF Corporation, NOF Corporation, Kao Corporation, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acid Co., Ltd., and the like.
ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of stearic acid is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition may contain zinc oxide.
As the zinc oxide, any known zinc oxide can be used, for example, products available from Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc.
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The zinc oxide content is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. Within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は硫黄を含有してもよい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain sulfur.
Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, soluble sulfur, etc., which are generally used in the rubber industry. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。 As sulfur, for example, products from Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., Flexis Corporation, Nippon Kanzatsu Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The sulfur content is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. If it is within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。
加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N′-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。
The rubber composition may contain a vulcanization accelerator.
Examples of the vulcanization accelerator include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide; thiuram-based vulcanization accelerators such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT-N); sulfenamide-based vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, and N,N'-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; and guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenyl guanidine, di-orthotolyl guanidine, and orthotolyl biguanidine. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfenamide-based vulcanization accelerators and guanidine-based vulcanization accelerators are preferred because they provide more suitable effects.
加硫促進剤としては、例えば、川口化学(株)、大内新興化学(株)製等の製品を使用できる。 As vulcanization accelerators, for example, products manufactured by Kawaguchi Chemical Co., Ltd. and Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. can be used.
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the rubber component. If it is within the above range, the effect tends to be better.
上記ゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。 In addition to the above components, the rubber composition may further contain additives commonly used in the tire industry, such as organic peroxides; fillers such as calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, and mica; etc. The content of these additives is preferably 0.1 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition can be produced, for example, by kneading the components using a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer, and then vulcanizing the mixture.
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは80~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常140~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~15分である。 As for kneading conditions, in the base kneading process where additives other than the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 100 to 180°C, preferably 120 to 170°C. In the finish kneading process where the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 120°C or lower, preferably 80 to 110°C. Furthermore, the composition kneaded with the vulcanizing agent and vulcanization accelerator is usually subjected to a vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is usually 140 to 190°C, preferably 150 to 185°C. The vulcanization time is usually 5 to 15 minutes.
上記ゴム組成物は、例えば、トレッド(キャップトレッド)、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、ショルダー、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層などのタイヤ部材に(タイヤ用ゴム組成物として)用いることができる。なかでも、水と接触し得る部材(トレッド、サイドウォール、ショルダー)に好適に用いられ、トレッドにより好適に用いられる。キャップトレッド及びベーストレッドで構成されるトレッドの場合、キャップトレッドに好適に使用可能である。
水と接触し得る部材としては、新品時又はタイヤの摩耗が進行する走行時にタイヤの最表面に位置する部材(トレッド、サイドウォール、ショルダー)が挙げられる。
The rubber composition can be used (as a rubber composition for tires) for tire components such as treads (cap treads), sidewalls, base treads, under treads, shoulders, clinches, bead apex, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation, chafers, inner liners, and side reinforcing layers of run-flat tires. In particular, it is preferably used for components that may come into contact with water (treads, sidewalls, shoulders), and more preferably for treads. In the case of a tread that is composed of a cap tread and a base tread, it can be preferably used for the cap tread.
Examples of components that may come into contact with water include components (tread, sidewall, shoulder) that are located on the outermost surface of a tire when it is new or during running when the tire wears.
本発明のタイヤ(空気入りタイヤ等)は、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材(特に、トレッド(キャップトレッド))の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。 The tire (pneumatic tire, etc.) of the present invention is manufactured by a conventional method using the above rubber composition. That is, the rubber composition, which contains various additives as necessary, is extruded to match the shape of each tire component (particularly the tread (cap tread)) while still unvulcanized, molded by a conventional method on a tire building machine, and laminated together with other tire components to form an unvulcanized tire, which is then heated and pressurized in a vulcanizer to manufacture the tire.
なお、上記タイヤのタイヤ部材(例えば、トレッド)は、少なくとも一部が上記ゴム組成物で構成されていればよく、全部が上記ゴム組成物で構成されていてもよい。 Note that the tire components (e.g., the tread) of the tire may be at least partially made of the rubber composition, or may be entirely made of the rubber composition.
上記タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ、スタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)、オールシーズンタイヤ、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、鉱山用タイヤ等として好適に用いられる。 The above tires are suitable for use as passenger car tires, large passenger car tires, large SUV tires, truck and bus tires, motorcycle tires, racing tires, studless tires (winter tires), all-season tires, run-flat tires, aircraft tires, mining tires, etc.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained based on examples, but the present invention is not limited to these.
(製造例1)
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、ヘキサン、1,3-ブタジエン、スチレン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテルを投入した。次に、ビス(ジエチルアミノ)メチルビニルシラン及びn-ブチルリチウムを、それぞれ、シクロヘキサン溶液及びn-ヘキサン溶液として投入し、重合を開始した。
撹拌速度を130rpm、反応器内温度を65℃とし、単量体を反応器内に連続的に供給しながら、1,3-ブタジエンとスチレンの共重合を3時間行った。次に、得られた重合体溶液を130rpmの撹拌速度で撹拌し、N-(3-ジメチルアミノプロピル)アクリルアミドを添加し、15分間反応を行った。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥して変性スチレンブタジエンゴム(SBR)を得た。
(Production Example 1)
Hexane, 1,3-butadiene, styrene, tetrahydrofuran, and ethylene glycol diethyl ether were charged into an autoclave reactor whose atmosphere had been replaced with nitrogen. Next, bis(diethylamino)methylvinylsilane and n-butyllithium were charged as a cyclohexane solution and an n-hexane solution, respectively, to initiate polymerization.
The stirring speed was set to 130 rpm, the temperature inside the reactor was set to 65°C, and copolymerization of 1,3-butadiene and styrene was carried out for 3 hours while continuously feeding monomers into the reactor. Next, the obtained polymer solution was stirred at a stirring speed of 130 rpm, N-(3-dimethylaminopropyl)acrylamide was added, and the reaction was carried out for 15 minutes. After the polymerization reaction was completed, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol was added. Next, the solvent was removed by steam stripping, and the mixture was dried with a heated roll adjusted to 110°C to obtain a modified styrene butadiene rubber (SBR).
(製造例2)重合体1(エポキシド・アリルグリシジルエーテル共重合体)の合成
窒素置換したガラス製フラスコにジエチルエーテルを500mL添加し、内部温度を0℃以下に冷却した後、0.55mol/Lのトリイソブチルアルミニウム/ヘキサン溶液を10mL添加し、次いで0.55mol/Lのエタノール/ジエチルエーテル溶液を内部温度が10℃を超えないよう滴下した。次いで、エチレンオキサイドおよびアリルグリシジルエーテルをモル比で9/1、合計重量200gになるように混合した溶液を、内部温度が10℃を超えないように滴下した後、8時間撹拌させた。次いで、外部温度50℃/内部圧力1.0kPa以下で溶媒を減圧留去した後、残った残渣を水に懸濁させたものを濾過して、濾過残渣をTHFで洗浄した後、50℃/1kPa以下で恒量に達するまで減圧乾燥し、80%の収率で重合体1(赤外吸収スペクトルにて上記式(A)に由来するエーテル基および上記式(B)に由来する炭素-炭素のピークが確認された。重量平均分子量(Mw)は78万、ポリマー100mol%中の上記式(B)で表される基(構造単位)の含有量は8mol%であった)を得た。
(Production Example 2) Synthesis of Polymer 1 (Epoxide-Allyl Glycidyl Ether Copolymer) 500 mL of diethyl ether was added to a nitrogen-substituted glass flask, and the internal temperature was cooled to 0° C. or less. Then, 10 mL of a 0.55 mol/L triisobutylaluminum/hexane solution was added, and then a 0.55 mol/L ethanol/diethyl ether solution was added dropwise so that the internal temperature did not exceed 10° C. Next, a solution in which ethylene oxide and allyl glycidyl ether were mixed in a molar ratio of 9/1 to a total weight of 200 g was added dropwise so that the internal temperature did not exceed 10° C., and the mixture was stirred for 8 hours. Next, the solvent was distilled off under reduced pressure at an external temperature of 50° C./internal pressure of 1.0 kPa or less, and the remaining residue was suspended in water and filtered. The filtered residue was washed with THF and then dried under reduced pressure at 50° C./1 kPa or less until a constant weight was reached, thereby obtaining Polymer 1 in an 80% yield (an ether group derived from Formula (A) above and a carbon-carbon peak derived from Formula (B) above were confirmed in the infrared absorption spectrum; the weight average molecular weight (Mw) was 780,000, and the content of the group (structural unit) represented by Formula (B) above in 100 mol % of the polymer was 8 mol %).
(製造例3)重合体2(アミン・アリルグリシジルエーテル共重合体)の合成
エチレンオキサイドをトリグリシジルアミンに変更した点以外は、製造例2と同様に操作して、80%の収率でトリグリシジルアミンとアリルグリシジルエーテルの重合体2(製造例2と同様の分析を行いアミンの吸収と炭素-炭素2重結合由来のピークを確認し、重量平均分子量は98万、ポリマー100mol%中の上記式(B)で表される基(構造単位)の含有量は8mol%であった)を得た。
(Production Example 3) Synthesis of Polymer 2 (Amine-Allylglycidyl Ether Copolymer) The same procedure as in Production Example 2 was repeated, except that ethylene oxide was changed to triglycidylamine, to obtain Polymer 2 of triglycidylamine and allylglycidyl ether in 80% yield. (The same analysis as in Production Example 2 was performed to confirm the absorption of amine and the peak derived from the carbon-carbon double bond, the weight average molecular weight was 980,000, and the content of the group (structural unit) represented by the above formula (B) in 100 mol % of the polymer was 8 mol %).
(製造例4)重合体3(シリル・アリルグリシジルエーテル共重合体)の合成
エチレンオキサイドをトリエトキシシリルグリシジルエーテルに変更した点以外は、製造例2と同様に操作して、80%の収率でトリエトキシシリルグリシジルエーテルとアリルグリシジルエーテルの重合体3(製造例2と同様の分析を行いシラノールの吸収と炭素-炭素2重結合由来のピークを確認し、重量平均分子量は64万、ポリマー100mol%中の上記式(B)で表される基(構造単位)の含有量は8mol%であった)を得た。
(Production Example 4) Synthesis of Polymer 3 (Silyl-Allyl Glycidyl Ether Copolymer) The same procedure as in Production Example 2 was repeated, except that ethylene oxide was changed to triethoxysilyl glycidyl ether, to obtain Polymer 3 of triethoxysilyl glycidyl ether and allyl glycidyl ether in an 80% yield. (The same analysis as in Production Example 2 was carried out to confirm the absorption of silanol and the peak derived from the carbon-carbon double bond, the weight average molecular weight was 640,000, and the content of the group (structural unit) represented by the above formula (B) in 100 mol % of the polymer was 8 mol %).
また、得られた重合体1~3について下記の評価を行った。 The following evaluations were carried out on the obtained polymers 1 to 3.
<水不溶分の測定>
ガラス製フラスコにポリマーを1g計量し、水10mLを注ぎ、内部温度66℃で10分撹拌した後、内部温度25℃以下になるまで撹拌を続けた後、材質セルロース、メッシュサイズ5Cのろ紙により濾過し、濾紙に残った残渣を温度80℃、内圧0.1kPa以下で8時間乾燥し、重量を測定し、下記式により水不溶分を算出した。
水不溶分(質量%)=残渣の乾燥重量(g)/ポリマーの初期重量(g)x100
<Measurement of water insoluble matter>
1 g of polymer was weighed into a glass flask, 10 mL of water was poured, and the mixture was stirred for 10 minutes at an internal temperature of 66° C., and then stirred until the internal temperature reached 25° C. or lower. The mixture was then filtered through a filter paper made of cellulose and having a mesh size of 5C. The residue remaining on the filter paper was dried for 8 hours at a temperature of 80° C. and an internal pressure of 0.1 kPa or lower, and the weight was measured. The water-insoluble portion was calculated using the following formula.
Water-insoluble matter (mass%)=dry weight of residue (g)/initial weight of polymer (g)×100
<THF不溶分の測定>
ガラス製フラスコにポリマーを1g計量し、テトラヒドロフラン10mLを注ぎ、内部温度66℃で10分撹拌した後、内部温度25℃以下になるまで撹拌を続けた後、材質セルロース、メッシュサイズ5Cのろ紙により濾過し、濾紙に残った残渣を温度80℃、内圧0.1kPa以下で8時間乾燥し、重量を測定し、下記式によりTHF不溶分を算出した。
THF不溶分(質量%)=残渣の乾燥重量(g)/ポリマーの初期重量(g)x100
<Measurement of THF insoluble matter>
1 g of polymer was weighed into a glass flask, 10 mL of tetrahydrofuran was poured, and the mixture was stirred for 10 minutes at an internal temperature of 66° C., and then stirred until the internal temperature reached 25° C. or lower. The mixture was then filtered through a filter paper made of cellulose and having a mesh size of 5C. The residue remaining on the filter paper was dried for 8 hours at a temperature of 80° C. and an internal pressure of 0.1 kPa or lower, and the weight was measured. The THF insoluble content was calculated using the following formula.
THF insoluble matter (mass%)=dry weight of residue (g)/initial weight of polymer (g)×100
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
SBR:上記方法で合成したSBR(変性S-SBR、スチレン量:25質量%、ビニル量:59モル%、非油展品)
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス量:97質量%)
NR:TSR20
重合体1:上記方法で合成した重合体1(水不溶分:96質量%、THF不溶分:96質量%)
重合体2:上記方法で合成した重合体2(水不溶分:82質量%、THF不溶分:96質量%)
重合体3:上記方法で合成した重合体3(水不溶分:92質量%、THF不溶分:92質量%)
シリカ:ローデシア社製のZEOSIL 1165MP(N2SA:160m2/g)
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシースト9H(DBP吸油量115ml/100g、N2SA:110m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製のSi75(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX-140(アロマ系プロセスオイル)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
老化防止剤:フレキシス(株)製のサントフレックス13(N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD))
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン)
Various chemicals used in the examples and comparative examples will be collectively described below.
SBR: SBR synthesized by the above method (modified S-SBR, styrene content: 25% by mass, vinyl content: 59% by mol, non-oil extended product)
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis content: 97% by mass)
NR: TSR20
Polymer 1: Polymer 1 synthesized by the above method (water insoluble: 96% by mass, THF insoluble: 96% by mass)
Polymer 2: Polymer 2 synthesized by the above method (water insoluble matter: 82% by mass, THF insoluble matter: 96% by mass)
Polymer 3: Polymer 3 synthesized by the above method (water insoluble: 92% by mass, THF insoluble: 92% by mass)
Silica: ZEOSIL 1165MP ( N2SA : 160m2 /g) manufactured by Rhodesia Corporation
Carbon black: SEAT 9H manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. (DBP oil absorption: 115 ml/100 g, N 2 SA: 110 m 2 /g)
Silane coupling agent: Si75 (bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide) manufactured by Evonik Degussa
Oil: Process X-140 (aromatic process oil) manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Wax: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
Antioxidant: Santoflex 13 (N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD)) manufactured by Flexis Co., Ltd.
Stearic acid: NOF Corporation's "Tsubaki" stearic acid
Zinc oxide: zinc oxide type 2 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: powdered sulfur vulcanization accelerator 1 manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Noccela NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Noccelaer D (1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
表1に示す配合処方にしたがい、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を160℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
Examples and Comparative Examples
According to the compounding recipe shown in Table 1, chemicals other than sulfur and vulcanization accelerator were kneaded for 4 minutes at 160°C using a 1.7L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. to obtain a kneaded product. Next, sulfur and vulcanization accelerator were added to the kneaded product obtained, and the mixture was kneaded for 4 minutes at 80°C using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition.
The resulting unvulcanized rubber composition was press-vulcanized at 170° C. for 12 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
得られた加硫ゴム組成物を下記により評価した。結果を表1に示す。 The obtained vulcanized rubber composition was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
(体積の測定法)
室温25℃で管理された場所で、計量誤差±0.2%の1000mLメスシリンダーに300mLの水を正確に計量し、測定サンプルを入れ、水の体積増量分を体積とした。
また、下記の計算方法によって、体積変化率を算出した。
体積変化率=(水湿潤時の体積)/(乾燥時の体積)
(Volume Measurement Method)
In a place controlled at room temperature of 25° C., 300 mL of water was accurately measured into a 1000 mL measuring cylinder with a measurement error of ±0.2%, and the measurement sample was placed in it, and the increase in the volume of the water was recorded as the volume.
The volume change rate was calculated by the following calculation method.
Volume change rate = (volume when wet) / (volume when dry)
(水湿潤時の体積)
加硫ゴム組成物(半径25mm、高さ51mmの円柱状)を500mlの水に25℃で12時間浸漬させることにより、水湿潤後の加硫ゴム組成物を得た。得られた水湿潤後の加硫ゴム組成物の体積を上記の方法で測定し、水湿潤時の体積とした。そして、加硫ゴム組成物の体積(加硫ゴムの体積)を100として指数表示した。
(Volume when wet with water)
The vulcanized rubber composition (cylinder shape with a radius of 25 mm and a height of 51 mm) was immersed in 500 ml of water at 25° C. for 12 hours to obtain a vulcanized rubber composition after wetting with water. The volume of the obtained vulcanized rubber composition after wetting with water was measured by the above-mentioned method and was defined as the volume when wetted with water. The volume of the vulcanized rubber composition (volume of vulcanized rubber) was expressed as an index with the volume of the vulcanized rubber composition (volume of vulcanized rubber) set to 100.
(乾燥時の体積)
水湿潤後の加硫ゴム組成物を80℃、1kPa以下の条件で恒量になるまで減圧乾燥し、乾燥後の加硫ゴム組成物を得た。得られた乾燥後の加硫ゴム組成物の温度を25℃に戻した後、乾燥後の加硫ゴム組成物の体積を上記の方法で測定し、乾燥時の体積とした。そして、加硫ゴムの体積を100として指数表示した。
(Volume when dry)
The vulcanized rubber composition after wetting with water was dried under reduced pressure at 80°C and 1 kPa or less until it reached a constant weight, to obtain a dried vulcanized rubber composition. The temperature of the obtained dried vulcanized rubber composition was returned to 25°C, and the volume of the dried vulcanized rubber composition was measured by the above method and was taken as the volume when dried. The volume of the vulcanized rubber was expressed as an index, with the volume of the vulcanized rubber being 100.
(再水湿潤時の体積)
乾燥後の加硫ゴム組成物(半径25mm、高さ51mmの円柱状)を500mlの水に25℃で12時間浸漬させることにより、再水湿潤後の加硫ゴム組成物を得た。得られた再水湿潤後の加硫ゴム組成物の体積を上記の方法で測定し、再水湿潤時の体積とした。そして、加硫ゴムの体積を100として指数表示した。
(Volume when rewetted)
The dried vulcanized rubber composition (cylinder shape with a radius of 25 mm and a height of 51 mm) was immersed in 500 ml of water at 25° C. for 12 hours to obtain a vulcanized rubber composition after rewetting with water. The volume of the obtained vulcanized rubber composition after rewetting with water was measured by the above-mentioned method and was taken as the volume at the time of rewetting with water. The volume of the vulcanized rubber was expressed as an index with the volume of the vulcanized rubber being 100.
(乾燥時のtanδ)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータVESを用いて、乾燥後の加硫ゴム組成物の70℃のtanδを測定した。測定条件は以下のとおりである。
測定温度70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hz
(tan δ when dry)
The tan δ of the dried vulcanized rubber composition at 70° C. was measured using a viscoelasticity spectrometer VES manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd. The measurement conditions were as follows:
Measurement temperature: 70°C, initial strain: 10%, dynamic strain: 2%, frequency: 10Hz
(低燃費性指数)
得られた未加硫ゴム組成物シートをトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と張り合わせ170℃/12分でプレス加硫することで、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を作成した。転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例1を100としたときの指数で表示した(低燃費性指数)。指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。
(Fuel Efficiency Index)
The obtained unvulcanized rubber composition sheet was molded into a tread shape, laminated with other tire components, and press-vulcanized at 170°C/12 minutes to prepare a test tire (size: 195/65R15). Using a rolling resistance tester, the rolling resistance of the test tire was measured when it was run on a rim (15x6JJ), with an internal pressure (230kPa), a load (3.43kN), and a speed (80km/h), and the rolling resistance was expressed as an index (fuel economy index) with Comparative Example 1 taken as 100. The higher the index, the better the fuel economy.
(ウェットグリップ性能指数)
得られた未加硫ゴム組成物シートをトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と張り合わせ170℃/12分でプレス加硫することで、カート用タイヤ(タイヤサイズ:11 x 1.10―5)を作成した。該カート用タイヤをカートに装着し、予め散水した路面の1周2kmのテストコースを8周走行して、グリップ性能を比較例1を100として、200点満点でテストドライバーが評価した。
(Wet grip performance index)
The obtained unvulcanized rubber composition sheet was molded into a tread shape, laminated with other tire components, and press-vulcanized at 170° C./12 minutes to prepare a cart tire (tire size: 11×1.10-5). The cart tire was mounted on a cart and driven around a test course with a 2 km lap length on a road surface that had been watered in advance, and the test driver evaluated the grip performance on a scale of 100 to 200, with Comparative Example 1 being 100.
(ドライグリップ性能指数)
得られた未加硫ゴム組成物シートをトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と張り合わせ170℃/12分でプレス加硫することで、カート用タイヤ(タイヤサイズ:11 x 1.10―5)を作成した。該カート用タイヤをカートに装着し、乾燥路面の1周2kmのテストコースを8周走行して、グリップ性能を比較例1を100として、200点満点でテストドライバーが評価した。
(Dry grip performance index)
The obtained unvulcanized rubber composition sheet was molded into a tread shape, laminated with other tire components, and press-vulcanized at 170° C./12 minutes to prepare a cart tire (tire size: 11×1.10-5). The cart tire was mounted on a cart and driven around a test course with a dry surface and a circumference of 2 km for 8 laps. The test driver evaluated the grip performance on a scale of 100 to 200, with Comparative Example 1 being 100.
表1より、水によって可逆的に体積が変化し、上記式(1)及び(2)を満たす実施例は、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能、低燃費性の総合性能を改善できることが分かった。 From Table 1, it can be seen that the embodiment in which the volume changes reversibly with water and satisfies the above formulas (1) and (2) can improve the overall performance of wet grip performance, dry grip performance, and fuel economy.
Claims (14)
炭素-炭素2重結合とヘテロ原子を有するポリマーとを含み、
前記炭素-炭素2重結合が前記ジエン系ゴムと架橋可能なものであり、
前記ポリマーが、水10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分が5質量%以上であり、かつ、テトラヒドロフラン10mLに対し、1gを懸濁した場合の不溶分が5質量%以上であり、
水によって可逆的に体積が変化し、下記式(1)及び(2)を満たすゴム組成物。
水湿潤時の体積/乾燥時の体積>1.00 (1)
(式中、体積は、ゴム組成物の25℃における体積である。)
乾燥時の70℃のtanδ<0.14 (2)
(式中、70℃のtanδは、70℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件で測定した損失正接である。) a diene-based rubber containing an isoprene-based rubber, a butadiene rubber, and a styrene-butadiene rubber;
a polymer having a carbon-carbon double bond and a heteroatom ,
the carbon-carbon double bond is capable of crosslinking with the diene rubber,
the polymer has an insoluble content of 5% by mass or more when 1 g of the polymer is suspended in 10 mL of water, and an insoluble content of 5% by mass or more when 1 g of the polymer is suspended in 10 mL of tetrahydrofuran;
A rubber composition that undergoes a reversible volume change due to water and satisfies the following formulas (1) and (2):
Volume when wet/Volume when dry>1.00 (1)
(In the formula, the volume is the volume of the rubber composition at 25° C.)
tan δ at 70°C when dry < 0.14 (2)
(In the formula, tan δ at 70° C. is the loss tangent measured under the conditions of 70° C., initial strain of 10%, dynamic strain of 2%, and frequency of 10 Hz.)
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