JP7570883B2 - Rubber composition for crosslinking and tire tread - Google Patents
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Description
本発明は、架橋用ゴム組成物、及びタイヤ用トレッドに関する。 The present invention relates to a rubber composition for crosslinking and a tire tread.
近年、タイヤトレッド、シート、フィルム、及びアスファルト改質用のゴム材料分野において、機械強度や圧縮永久歪みを高める目的で、エチレン構造を有し架橋可能な不飽和基を導入したゴム状重合体を含有する架橋用ゴム組成物が提案されている(例えば、特許文献1~5参照)。 In recent years, in the field of rubber materials for tire treads, sheets, films, and asphalt modification, crosslinkable rubber compositions containing rubber-like polymers having an ethylene structure and incorporating crosslinkable unsaturated groups have been proposed for the purpose of increasing mechanical strength and compression set (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
しかしながら、従来提案されているエチレン構造を有し、架橋可能な不飽和基を有するゴム状重合体を含有する架橋用ゴム組成物は、ムーニー粘度が大きい傾向にあるため、混練しにくく、架橋用ゴム組成物の加工性が低く、その結果、得られるゴム材料の引張エネルギーが低かったり、耐摩耗性が低かったりする傾向にある、という問題点を有している。 However, conventionally proposed rubber compositions for crosslinking that have an ethylene structure and contain a rubber-like polymer having a crosslinkable unsaturated group tend to have a high Mooney viscosity, making them difficult to knead and resulting in poor processability of the rubber composition for crosslinking. As a result, the rubber material obtained tends to have low tensile energy and low abrasion resistance.
そこで、本発明においては、エチレン構造を有し、架橋可能な不飽和基を有するゴム状重合体を含有する架橋用ゴム組成物であって、良好な加工性を示し、十分な引張エネルギー及び耐摩耗性を有する成形体が得られる架橋用ゴム組成物を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a crosslinkable rubber composition that contains a rubber-like polymer having an ethylene structure and a crosslinkable unsaturated group, and that exhibits good processability and can give molded articles having sufficient tensile energy and abrasion resistance.
本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決するために、鋭意研究検討した結果、ヨウ素価、エチレン構造、及びビニル芳香族ブロック量を所定の数値範囲に特定したゴム状重合体(A)、架橋剤(B)、及び所定の軟化点の環含有樹脂(C)を含有する架橋用ゴム組成物が、上述した従来の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は以下の通りである。
As a result of intensive research and investigation into solving the problems of the conventional techniques described above, the present inventors have found that a crosslinkable rubber composition containing a rubber-like polymer (A) having an iodine value, an ethylene structure, and an amount of vinyl aromatic blocks specified within predetermined numerical ranges, a crosslinking agent (B), and a ring-containing resin (C) having a predetermined softening point can solve the problems of the conventional techniques described above, and have thus completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
〔1〕
ヨウ素価が10~250(g/100g)であり、エチレン構造≧3質量%であり、ビニル芳香族単量体単位の含有量が5質量%以上30質量%以下であり、ビニル芳香族単量体単位が8個以上連鎖しているビニル芳香族単量体ブロック<10質量%であるゴム状重合体(A)と、
架橋剤(B)と、
軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)と、
を、含有する、架橋用ゴム組成物であって、
前記ゴム状重合体(A)は、重量平均分子量が、25万以上100万以下であり、
前記ゴム状重合体(A)は、カラム吸着GPC法で測定される変性率が70質量%以上であり、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量に対する前記ゴム状重合体(A)の含有量が、20質量%以上であり、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量100質量部に対する前記環含有樹脂(C)の含有量が30質量部以下であり、
前記架橋用ゴム組成物が、シリカ、及びオイルをさらに含有し、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対する、シリカ量(質量部)/オイル量(質量部)が、6以上である、
架橋用ゴム組成物。
〔2〕
前記ゴム状重合体(A)のビニル単位及びブチレン単位の含有量が、20mol%以上
である、前記〔1〕に記載の架橋用ゴム組成物。
〔3〕
前記ゴム状重合体(A)が、窒素原子を含有する、前記〔1〕又は〔2〕に記載の架橋用ゴム組成物。
〔4〕
前記軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)の軟化点が90℃以上で
ある、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物。
〔5〕
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、
前記軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を10~30質量部を含
有する、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物。
〔6〕
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対する前記軟化点が140℃未満の
水素添加された環含有樹脂(C)量(質量部)/前記ゴム状重合体(A)中のビニル芳香
族単量体単位の含有量(ST)(質量%)が、
0.3以上である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物。
〔7〕
前記軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)が、部分水添樹脂及び/
又は水添テルペン樹脂である、前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物。
〔8〕
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、植物由来のオイルを1~8
0質量部、さらに含有する、前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物。
〔9〕
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、シリカを、10~130質
量部、さらに含有する、前記〔1〕乃至〔8〕のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。
〔10〕
前記〔1〕乃至〔9〕のいずれか一に記載の架橋用ゴム組成物を含む、タイヤ用トレッド。
[1]
a rubber-like polymer (A) having an iodine value of 10 to 250 (g/100 g), an ethylene structure of 3 mass% or more, a vinyl aromatic monomer unit content of 5 mass% or more and 30 mass% or less, and a vinyl aromatic monomer block having 8 or more chained vinyl aromatic monomer units of less than 10 mass%;
A crosslinking agent (B);
A hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C.;
A crosslinkable rubber composition comprising:
The rubber-like polymer (A) has a weight average molecular weight of 250,000 or more and 1,000,000 or less,
The rubber-like polymer (A) has a modification rate of 70% by mass or more as measured by a column adsorption GPC method,
the content of the rubber-like polymer (A) relative to the total amount of rubber components in the rubber composition for crosslinking is 20 mass% or more,
the content of the ring-containing resin (C) is 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of rubber components in the rubber composition for crosslinking,
The rubber composition for crosslinking further contains silica and oil,
The ratio of the amount of silica (parts by mass)/the amount of oil (parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking is 6 or more.
Crosslinkable rubber composition .
[2]
The rubber composition for crosslinking according to the above [1] , wherein the content of vinyl units and butylene units in the rubber-like polymer (A) is 20 mol % or more.
[3]
The rubber composition for crosslinking according to the above [1] or [2] , wherein the rubber-like polymer (A) contains a nitrogen atom.
[4]
The rubber composition for crosslinking according to any one of [1] to [3] above, wherein the hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. has a softening point of 90° C. or higher.
[5]
Relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking,
The rubber composition for crosslinking according to any one of [1] to [4] above, containing 10 to 30 parts by mass of a hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C.
[6]
the amount (parts by mass) of the hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking/the content (ST) (% by mass) of the vinyl aromatic monomer unit in the rubber polymer (A) is
The rubber composition for crosslinking according to any one of [1] to [5] above, wherein the modulus is 0.3 or more.
[7]
The hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. is a partially hydrogenated resin and/or
or a hydrogenated terpene resin.
[8]
The rubber composition for crosslinking contains 1 to 8 parts by mass of a plant-derived oil relative to 100 parts by mass of the rubber component.
8. The crosslinkable rubber composition according to any one of [1] to [7] , further comprising:
[9]
The rubber composition for crosslinking according to any one of [1] to [8] , further comprising 10 to 130 parts by mass of silica per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking.
[10]
A tire tread comprising the rubber composition for crosslinking according to any one of [1] to [9] above.
本発明によれば、加工性が良好で十分な混練が可能であり、十分な引張エネルギー及び耐摩耗性を有する成形体が得られる架橋用ゴム組成物を提供できる。 The present invention provides a crosslinkable rubber composition that has good processability, can be thoroughly kneaded, and can produce molded articles with sufficient tensile energy and abrasion resistance.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施することができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as "the present embodiment") will be described in detail.
It should be noted that the following embodiment is merely an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. The present invention can be practiced with appropriate modifications within the scope of the gist of the present invention.
〔架橋用ゴム組成物〕
本発明の架橋用ゴム組成物は、
ヨウ素価化が10~250(g/100g)であり、エチレン構造≧3質量%であり、ビニル芳香族単量体ブロック<10質量%であるゴム状重合体(A)と、架橋剤(B)と、
軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を含有する。
上記構成により、加工性が良好で、十分な引張エネルギー及び耐摩耗性を有する成形体が得られる架橋用ゴム組成物となる。
[Rubber composition for crosslinking]
The crosslinkable rubber composition of the present invention comprises
A rubber-like polymer (A) having an iodine value of 10 to 250 (g/100 g), an ethylene structure of ≧3 mass %, and a vinyl aromatic monomer block of <10 mass %, and a crosslinking agent (B);
It contains a hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140°C.
The above-mentioned constitution provides a rubber composition for crosslinking which has good processability and gives a molded article having sufficient tensile energy and abrasion resistance.
(ゴム状重合体(A))
本実施形態の架橋用ゴム組成物に含まれるゴム状重合体(A)は、ヨウ素価が10~250(g/100g)であり、エチレン構造≧3質量%であり、ビニル芳香族単量体ブロック含有量<10質量%である。
(Rubber Polymer (A))
The rubber-like polymer (A) contained in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment has an iodine value of 10 to 250 (g/100 g), an ethylene structure of ≧3 mass%, and a vinyl aromatic monomer block content of <10 mass%.
<ヨウ素価>
ゴム状重合体(A)は、ヨウ素価が10~250(g/100g)である。
ヨウ素価は、ゴム状重合体(A)を架橋用ゴム組成物に使用する場合の共架橋性や、タイヤにした時の柔軟性の観点から、10(g/100g)以上であり、15(g/100g)以上が好ましく、30(g/100g)以上がより好ましく、50(g/100g)以上がさらに好ましい。
一方、タイヤの材料として使用する場合の機械強度や耐摩耗性の観点から、250(g/100g)以下とし、200(g/100g)以下が好ましく、150(g/100g)以下がより好ましく、100(g/100g)以下がさらに好ましく、70(g/100g)以下がさらにより好ましい。
ヨウ素価は、「JIS K 0070:1992」に記載の方法に準じて測定することができる。
ヨウ素価は、対象となる物質100gと反応するハロゲンの量をヨウ素のグラム数に換算して表す値であるため、ヨウ素価の単位は「g/100g」である。
例えば、後述するゴム状重合体の製造方法において、共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とを共重合した場合は、共役ジエン単量体は二重結合を有しているため、ゴム状重合体のヨウ素価は、共役ジエン単量体の含有量が低い方が低くなり、また、共役ジエン単量を水素添加する場合は、水素添加率が高い方が、ヨウ素価は低くなる。
ゴム状重合体(A)のヨウ素価は、不飽和結合を有する共役ジエン単量体等の添加量、重合時間、重合温度等の重合条件、水素添加工程における水素添加量、水素添加時間等の条件を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
<Iodine value>
The rubber-like polymer (A) has an iodine value of 10 to 250 (g/100 g).
The iodine value is, from the viewpoints of co-crosslinkability when the rubber-like polymer (A) is used in a rubber composition for crosslinking and flexibility when made into a tire, 10 (g/100 g) or more, preferably 15 (g/100 g) or more, more preferably 30 (g/100 g) or more, and even more preferably 50 (g/100 g) or more.
On the other hand, from the viewpoint of mechanical strength and abrasion resistance when used as a tire material, the molecular weight is set to 250 (g/100g) or less, preferably 200 (g/100g) or less, more preferably 150 (g/100g) or less, even more preferably 100 (g/100g) or less, and even more preferably 70 (g/100g) or less.
The iodine value can be measured according to the method described in "JIS K 0070:1992".
The iodine value is a value that represents the amount of halogen that reacts with 100 g of a target substance converted into the number of grams of iodine, and therefore the unit of the iodine value is "g/100 g".
For example, in the production method of a rubber-like polymer described below, when a conjugated diene monomer and a vinyl aromatic monomer are copolymerized, the iodine value of the rubber-like polymer decreases as the content of the conjugated diene monomer decreases, since the conjugated diene monomer has a double bond. Also, when the conjugated diene monomer is hydrogenated, the iodine value decreases as the hydrogenation rate increases.
The iodine value of the rubber-like polymer (A) can be controlled within the above-mentioned numerical range by adjusting the polymerization conditions such as the amount of the conjugated diene monomer having an unsaturated bond added, the polymerization time, the polymerization temperature, and the amount of hydrogen added in the hydrogenation step, the hydrogenation time, and other conditions.
<エチレン構造の含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、エチレン構造が3質量%以上(エチレン構造≧3質量%)である。
エチレン構造が3質量%以上であることにより、ゴム状重合体(A)を用いた架橋用ゴム組成物の引張強度が低くなりにくくなる、という効果が得られる。好ましくはエチレン構造が5質量%以上であり、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。
また、エチレン構造は好ましくは90質量%以下であり、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましい。
ゴム状重合体(A)中のエチレン構造が90質量%以下であることにより、優れたゴム弾性が得られる。
ゴム状重合体(A)中のエチレン構造は、エチレン単量体を共重合体して得られるエチレン構造や、共役ジエン単量体を重合後に水素添加して得られるエチレン構造等の全てを含む。例えば、1,4-ブタジエン単位が水素添加した場合は、二つのエチレン構造が得られ、1,4-イソプレン単位が水素添加された場合は、一つのプロピレン構造と一つのエチレン構造が得られる。
ゴム状重合体(A)のエチレン構造は、後述する実施例に記載する方法により測定することができ、エチレンの添加量、共役ジエン単量体の添加量と水素添加率等を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
<Content of ethylene structure>
The rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of the present embodiment has an ethylene structure of 3 mass % or more (ethylene structure ≧3 mass %).
By having the ethylene structure of 3% by mass or more, the effect of preventing the tensile strength of the crosslinking rubber composition using the rubber-like polymer (A) from decreasing can be obtained. The ethylene structure is preferably 5% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more.
The ethylene structure is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less.
When the ethylene structure in the rubber-like polymer (A) is 90% by mass or less, excellent rubber elasticity is obtained.
The ethylene structure in the rubber polymer (A) includes all ethylene structures obtained by copolymerizing ethylene monomers, ethylene structures obtained by polymerizing conjugated diene monomers and then hydrogenating them, etc. For example, when a 1,4-butadiene unit is hydrogenated, two ethylene structures are obtained, and when a 1,4-isoprene unit is hydrogenated, one propylene structure and one ethylene structure are obtained.
The ethylene structure of the rubber-like polymer (A) can be measured by the method described in the Examples below, and can be controlled to be within the above-mentioned numerical range by adjusting the amount of ethylene added, the amount of conjugated diene monomer added, the hydrogenation rate, etc.
<ビニル芳香族単量体ブロック含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、ビニル芳香族単量体ブロック含有量が10質量%未満(ビニル芳香族単量体ブロック<10質量%)である。
ゴム状重合体(A)とは、ビニル芳香族単量体単位が8個以上連鎖しているブロックをいう。
ゴム状重合体(A)のビニル芳香族単量体ブロック含有量が10質量%未満であると、本実施形態の架橋用ゴム組成物をタイヤの原料とした時の省燃費性が向上しやすい傾向にある。
ゴム状重合体(A)の芳香族ビニル単量体ブロック含有量は、7質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。
ビニル芳香族単量体ブロックは、柔軟性の観点から、ビニル芳香族単量体単位が30以上連鎖しているブロックの数が、少ないか又はないものであることが好ましい。
ビニル芳香族単量体ブロックの形態は、具体的には、共重合体がブタジエン-スチレン共重合体の場合、Kolthoffの方法(I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)により重合体を分解し、メタノールに不溶なポリスチレン量を分析することができる。その他の方法として、国際公開第2014-133097号公報に記載されているように、NMRを用いてスチレン単位の連鎖を測定すること等の公知の方法で測定できる。
ゴム状重合体(A)のビニル芳香族単量体ブロック含有量は、ビニル芳香族単量体の添加方法や重合助剤の添加や重合温度等の調整により、上記数値範囲に制御することができる。
<Vinyl aromatic monomer block content>
The rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of this embodiment has a vinyl aromatic monomer block content of less than 10 mass % (vinyl aromatic monomer block < 10 mass %).
The rubber-like polymer (A) refers to a block in which eight or more vinyl aromatic monomer units are linked together.
When the vinyl aromatic monomer block content of the rubber-like polymer (A) is less than 10 mass %, fuel economy tends to be improved when the crosslinkable rubber composition of the present embodiment is used as a raw material for tires.
The aromatic vinyl monomer block content of the rubbery polymer (A) is preferably 7% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less.
From the viewpoint of flexibility, it is preferred that the vinyl aromatic monomer block has a small number of blocks in which 30 or more vinyl aromatic monomer units are chained, or that there is no such block.
Specifically, when the copolymer is a butadiene-styrene copolymer, the morphology of the vinyl aromatic monomer block can be determined by decomposing the polymer by the Kolthoff method (the method described in I.M. KOLTHOFF, et al., J. Polym. Sci. 1, 429 (1946)) and analyzing the amount of polystyrene insoluble in methanol. As another method, the morphology can be determined by a known method such as measuring the chain of styrene units using NMR, as described in International Publication No. 2014-133097.
The vinyl aromatic monomer block content of the rubbery polymer (A) can be controlled within the above numerical range by adjusting the method of adding the vinyl aromatic monomer, the addition of a polymerization aid, the polymerization temperature, etc.
<ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、成形体の運搬時の耐変形性や、タイヤトレッドに用いた時の破壊強度やウェットスキッド抵抗性の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、20質量%以上がさらにより好ましい。
一方、シート状あるいはブロック状の成形体の計量時の切断性や包装フィルムの密着性や包装フィルムの破れ難さの観点から、さらには、タイヤトレッドに用いた時の省燃費性や耐摩耗性の観点から、45質量%以下が好ましく、さらに、水素添加された樹脂(C)との相容性の観点から、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下がさらに好ましい。
ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、後述する実施例に記載する方法により測定でき、重合工程におけるビニル芳香族単量体の添加量を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
<Content of Vinyl Aromatic Monomer Units in Rubber Polymer (A)>
The content of vinyl aromatic monomer units in the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of this embodiment is preferably 5 mass % or more, more preferably 10 mass % or more, even more preferably 15 mass % or more, and even more preferably 20 mass % or more, from the viewpoints of deformation resistance during transportation of a molded body and breaking strength and wet skid resistance when used in a tire tread.
On the other hand, from the viewpoints of cuttability during measurement of the sheet-like or block-like molded body, adhesion of the packaging film, and resistance to tearing of the packaging film, and further from the viewpoints of fuel economy and abrasion resistance when used in a tire tread, the content is preferably 45% by mass or less, and further from the viewpoint of compatibility with the hydrogenated resin (C), the content is more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less.
The content of the vinyl aromatic monomer units in the rubber-like polymer (A) can be measured by the method described in the Examples below, and can be controlled within the above-mentioned numerical range by adjusting the amount of the vinyl aromatic monomer added in the polymerization step.
<ゴム状重合体(A)のビニル単位及びブチレン単位の含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、ビニル単位及びブチレン単位の含有量が20mоl%以上であることが好ましい。
ビニル単位及びブチレン単位の含有量は、、ゴム状重合体(A)の製造性や、本実施形態の架橋用ゴム組成物の加工性や、タイヤトレッドに用いた時のウェットスキッド抵抗性の観点から、20mоl%以上が好ましく、25mоl%以上がより好ましく、30mоl%以上がさらに好ましい。
また、ゴム状重合体(A)の耐熱老化性や、タイヤトレッドに用いた時の省燃費性の観点から、60mоl%以下が好ましく、50mоl%以下がより好ましく、45mоl%以下がさらに好ましい。
ゴム状重合体(A)中のビニル単位及びブチレン単位の含有量は、実施例の、1H-NMR測定により測定することができる。
ゴム状重合体(A)のビニル単位及びブチレン単位の含有量は、ゴム状重合体(A)の重合時における、極性化合物の添加や重合温度の調整により、上記数値範囲に制御することができる。
<Vinyl Unit and Butylene Unit Contents of Rubber Polymer (A)>
The rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment preferably has a vinyl unit and butylene unit content of 20 mol % or more.
The content of vinyl units and butylene units is preferably 20 mol % or more, more preferably 25 mol % or more, and even more preferably 30 mol % or more, from the viewpoints of the manufacturability of the rubber polymer (A), the processability of the crosslinkable rubber composition of the present embodiment, and the wet skid resistance when used in a tire tread.
From the viewpoints of heat aging resistance of the rubber polymer (A) and fuel economy when used in a tire tread, it is preferably 60 mol % or less, more preferably 50 mol % or less, and even more preferably 45 mol % or less.
The contents of vinyl units and butylene units in the rubber-like polymer (A) can be measured by 1 H-NMR measurement in the Examples.
The vinyl unit and butylene unit contents of the rubbery polymer (A) can be controlled within the above numerical ranges by adding a polar compound or adjusting the polymerization temperature during polymerization of the rubbery polymer (A).
<ゴム状重合体(A)に不飽和基を含有させる単量体単位>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位を2質量%以上含有することが好ましい。
経済性や製造性の観点から、ゴム状重合体(A)は、共役ジエン単量体単位を含有することがより好ましい。
ゴム状重合体(A)の成分として共役ジエン単量体単位やミルセンを含有する場合、共役ジエン単量体単位やミルセンは二重結合を有しているため、得られるゴム状重合体(A)においても二重結合を有していることとなり、架橋可能な不飽和基となる。
ゴム状重合体(A)中の共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位の含有量は、上述したヨウ素価と密接に関係している。
共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位の含有量が2質量%以上であることにより、架橋のしやすさの観点で優れたものとなる。共役ジエン単量体単位の含有量はより好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは6質量%以上である。
また、共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位の含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましく30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。この場合、耐候性や耐経年劣化性が優れたものとなる。
共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位の中では、経済性や製造性の観点で、共役ジエン単量体単位が好ましい。
ゴム状重合体(A)の共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体単位の含有量は、後述する実施例に記載する「水添率」の測定方法により併せて測定することができ、後述する共役ジエン単量体単位やミルセン等の不飽和基を有する単量体の添加量や、共役ジエン単量体の水素添加率を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
<Monomer Units That Allow the Rubber Polymer (A) to Contain an Unsaturated Group>
The rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment preferably contains 2 mass % or more of conjugated diene monomer units or monomer units having an unsaturated group such as myrcene.
From the viewpoints of economy and productivity, the rubber-like polymer (A) more preferably contains a conjugated diene monomer unit.
When the rubber polymer (A) contains a conjugated diene monomer unit or myrcene as a component, the conjugated diene monomer unit or myrcene has a double bond, and therefore the resulting rubber polymer (A) also has a double bond, which becomes a crosslinkable unsaturated group.
The content of conjugated diene monomer units and monomer units having an unsaturated group such as myrcene in the rubber polymer (A) is closely related to the above-mentioned iodine value.
The content of the conjugated diene monomer unit or the monomer unit having an unsaturated group such as myrcene is 2% by mass or more, which is excellent in terms of ease of crosslinking. The content of the conjugated diene monomer unit is more preferably 3% by mass or more, and further preferably 6% by mass or more.
The content of the conjugated diene monomer unit or the monomer unit having an unsaturated group such as myrcene is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and further preferably 20% by mass or less, which provides excellent weather resistance and resistance to deterioration over time.
Of the conjugated diene monomer units and monomer units having an unsaturated group such as myrcene, the conjugated diene monomer units are preferred from the viewpoints of economy and productivity.
The content of the conjugated diene monomer units and monomer units having an unsaturated group such as myrcene in the rubber-like polymer (A) can be measured by the method for measuring the "hydrogenation ratio" described in the Examples below, and can be controlled to within the above-mentioned numerical range by adjusting the amount of the conjugated diene monomer units and monomers having an unsaturated group such as myrcene added or the hydrogenation ratio of the conjugated diene monomer, which will be described later.
<ゴム状重合体(A)中のα-オレフィンの含有量>
ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量単位を除いた全ての単量体単位中のα-オレフィンの含有量は、ゴム状重合体の生産性の観点から、13質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上がさらに好ましい。
一方で、タイヤに用いた時の機械強度の観点から、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下がさらに好ましく、50質量%以下がさらにより好ましい。
ゴム状重合体(A)を、共役ジエン単量体の重合体又は共重合体を水素添加して製造する場合、α-オレフィンの含有量は、水素添加反応前の共役ジエン単量体含有量やビニル結合量や水素添加率を調整することによって制御できる。
なお、1,2-ビニルブタジエンが水素添加されるとブチレンとなり、α-オレフィン構造となる。
ゴム状重合体(A)のα-オレフィン含有量は、実施例の、1H-NMR測定により測定することができる。
<Content of α-olefin in rubber polymer (A)>
The content of α-olefin in all monomer units excluding vinyl aromatic monomer units in the rubbery polymer (A) is preferably 13 mass% or more, more preferably 20 mass% or more, and even more preferably 30 mass% or more, from the viewpoint of productivity of the rubbery polymer.
On the other hand, from the viewpoint of mechanical strength when used in a tire, it is preferably 70 mass % or less, more preferably 60 mass % or less, even more preferably 55 mass % or less, and even more preferably 50 mass % or less.
When the rubber polymer (A) is produced by hydrogenating a polymer or copolymer of a conjugated diene monomer, the α-olefin content can be controlled by adjusting the conjugated diene monomer content, the vinyl bond content, or the hydrogenation rate before the hydrogenation reaction.
When 1,2-vinylbutadiene is hydrogenated, it becomes butylene, which has an α-olefin structure.
The α-olefin content of the rubbery polymer (A) can be measured by 1 H-NMR measurement in the Examples.
<架橋用ゴム組成物を構成するゴム状重合体(A)の変性>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、当該架橋用ゴム組成物の成形体からの架橋用ゴム組成物の耐剥離性や、タイヤにした時の省燃費性の観点から、ゴム状重合体(A)が窒素原子やスズ原子を含有することが好ましく、窒素原子を含有することがより好ましい。
<Modification of the rubber-like polymer (A) constituting the crosslinkable rubber composition>
In the crosslinkable rubber composition of this embodiment, from the viewpoints of the peel resistance of the crosslinkable rubber composition from a molded article of the crosslinkable rubber composition and the fuel economy when made into a tire, it is preferable that the rubber-like polymer (A) contains a nitrogen atom or a tin atom, and it is more preferable that it contains a nitrogen atom.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、架橋用ゴム組成物の機械強度や、シリカやカーボンブラックを用いたタイヤに製造する時の分散性の観点から、ゴム状重合体(A)のカラム吸着GPC法で測定される変性率が、40質量%以上であることが好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。
本明細書中、「変性率」は、ゴム状重合体(A)の総量に対する窒素原子含有官能基を有する重合体の質量比率を表す。
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)中への窒素原子の導入位置は、ゴム状重合体(A)の重合開始末端、分子鎖中(グラフト生成物を含む)、及び重合末端のいずれであってもよい。
変性率は、ゴム状重合体に対する変性剤の添加量、変性工程時間を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
The rubber-like polymer (A) used in the cross-linking rubber composition of this embodiment preferably has a modification rate of 40 mass % or more, more preferably 60 mass % or more, and even more preferably 70 mass % or more, as measured by a column adsorption GPC method, from the viewpoints of the mechanical strength of the cross-linking rubber composition and dispersibility when produced into a tire using silica or carbon black.
In this specification, the "modification ratio" represents the mass ratio of the polymer having a nitrogen atom-containing functional group to the total amount of the rubber-like polymer (A).
The position at which the nitrogen atom is introduced into the rubber polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of this embodiment may be any of the polymerization initiation terminal, the molecular chain (including the graft product), and the polymerization terminal of the rubber polymer (A).
The modification rate can be controlled within the above-mentioned range by adjusting the amount of the modifier added to the rubber-like polymer and the modification process time.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)を、共役ジエン単量体を重合した後に水素添加して製造する場合は、重合生産性や高い変性率やタイヤにした時の耐摩耗性及び省燃費性の観点から、スズ原子又は窒素原子を含有するカップリング剤を用いて、重合体中にスズ原子又は窒素原子を導入する方法を採用することが好ましい。特に窒素原子を含有するカップリング剤を用いて重合体中に窒素原子を導入する方法を採用することがより好ましい。 When the rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of this embodiment is produced by polymerizing a conjugated diene monomer and then hydrogenating it, it is preferable to adopt a method of introducing tin atoms or nitrogen atoms into the polymer using a coupling agent containing tin atoms or nitrogen atoms, from the viewpoints of polymerization productivity, high modification rate, and wear resistance and fuel economy when made into a tire. In particular, it is more preferable to adopt a method of introducing nitrogen atoms into the polymer using a coupling agent containing nitrogen atoms.
窒素原子を含有するカップリング剤としては、重合生産性や高い変性率の観点から、イソシアナート化合物、イソチオシアナート化合物、イソシアヌル酸誘導体、窒素基含有カルボニル化合物、窒素基含有ビニル化合物、窒素基含有エポキシ化合物、及び窒素基含有アルコキシシラン化合物等が好ましい。
これらの窒素原子を含有するカップリング剤としては、ゴム状重合体(A)の重合生産性や高い変性率やタイヤにした時の引張強度の観点から、窒素基含有アルコキシシラン化合物がより好ましい。
As the nitrogen atom-containing coupling agent, from the viewpoints of polymerization productivity and a high modification rate, an isocyanate compound, an isothiocyanate compound, an isocyanuric acid derivative, a nitrogen group-containing carbonyl compound, a nitrogen group-containing vinyl compound, a nitrogen group-containing epoxy compound, a nitrogen group-containing alkoxysilane compound, and the like are preferred.
Of these nitrogen atom-containing coupling agents, nitrogen group-containing alkoxysilane compounds are more preferred from the viewpoints of polymerization productivity of the rubber polymer (A), high modification rate, and tensile strength when made into a tire.
窒素基含有アルコキシシラン化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、2,2-ジメトキシ-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジメトキシ-1-(4-トリメトキシシリルブチル)-1-アザ-2-シラシクロヘキサン、2,2-ジメトキシ-1-(5-トリメトキシシリルペンチル)-1-アザ-2-シラシクロヘプタン、2,2-ジメトキシ-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2,2-ジエトキシ-1-(3-ジエトキシエチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-メトキシ-2-メチル-1-(3-トリメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-エトキシ-2-エチル-1-(3-トリエトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、2-メトキシ,2-メチル-1-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、及び2-エトキシ-2-エチル-1-(3-ジエトキシエチルシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-メチルジメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(3-メチルジエトキシシリルプロピル)アミン、トリス(トリメトキシシリルメチル)アミン、トリス(2-トリメトキシシリルエチル)アミン、及びトリス(4-トリメトキシシリルブチル)アミン、テトラキス[3-(2,2-ジメトキシ-1-アザ-2-シラシクロペンタン)プロピル]-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-プロパンジアミン、テトラキス(3-トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、及びN1-(3-(ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N1-メチル-N3-(3-(メチル(3-(トリメトキシシリル)プロピル)アミノ)プロピル)-N3-(3-(トリメトキシシリル)プロピル)-1,3-プロパンジアミン等が挙げられる。 Examples of nitrogen-containing alkoxysilane compounds include, but are not limited to, 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-dimethoxy-1-(4-trimethoxysilylbutyl)-1-aza-2-silacyclohexane, 2,2-dimethoxy-1-(5-trimethoxysilylpentyl)-1-aza-2-silacycloheptane, 2,2-dimethoxy-1-( 2-methoxy-2-methyl-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2-ethoxy-2-ethyl-1-(3-triethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2-methoxy,2-methyl-1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2,2-diethoxy-1-(3-diethoxyethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, 2-methoxy,2-methyl-1-(3-dimethoxymethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, and 2- Ethoxy-2-ethyl-1-(3-diethoxyethylsilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane, tris(3-trimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-methyldimethoxysilylpropyl)amine, tris(3-triethoxysilylpropyl)amine, tris(3-methyldiethoxysilylpropyl)amine, tris(trimethoxysilylmethyl)amine, tris(2-trimethoxysilylethyl)amine, and tris(4-trimethoxysilylbutyl)amine, tetrakis[3-(2,2-dimethoxy-1-azacyclopentane, These include N1-(3-(bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N1-methyl-N3-(3-(methyl(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N3-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-propanediamine, tetrakis(3-trimethoxysilylpropyl)-1,3-bisaminomethylcyclohexane, and N1-(3-(bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N1-methyl-N3-(3-(methyl(3-(trimethoxysilyl)propyl)amino)propyl)-N3-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1,3-propanediamine.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)が、エチレンと共役ジエン単量体を共重合して製造されたものである場合は、架橋用ゴム組成物の破壊強度や、タイヤにした時の省燃費性や耐摩耗性や柔軟性の観点から、スズ原子、窒素原子、又は珪素原子を含有することが好ましい。
ゴム状重合体(A)の製造性の観点から、重合反応の転化率が100%に達した際に、スズ原子、窒素原子、又は珪素原子を含有するカップリング剤を用いて、これらの原子を重合体中に導入する方法を採用することが好ましい。
スズ原子、窒素原子、又は珪素原子を含有するカップリング剤としては、例えば、ビス(マレイン酸-1-オクタデシル)ジオクチル スズ等のスズ含有化合物、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート化合物、グリシジルプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物等が挙げられる。
When the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of this embodiment is produced by copolymerizing ethylene and a conjugated diene monomer, it preferably contains a tin atom, a nitrogen atom, or a silicon atom from the viewpoints of the breaking strength of the crosslinkable rubber composition and the fuel economy, abrasion resistance, and flexibility when made into a tire.
From the viewpoint of the productivity of the rubber-like polymer (A), it is preferable to employ a method in which, when the conversion rate of the polymerization reaction reaches 100%, a coupling agent containing a tin atom, a nitrogen atom, or a silicon atom is used to introduce these atoms into the polymer.
Examples of coupling agents containing a tin atom, a nitrogen atom, or a silicon atom include tin-containing compounds such as bis(1-octadecyl maleate)dioctyl tin, isocyanate compounds such as 4,4-diphenylmethane diisocyanate, and alkoxysilane compounds such as glycidylpropyltrimethoxysilane.
<ゴム状重合体(A)のガラス転移温度>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)のガラス転移温度は、架橋用組成物の引張強度の観点から、-90℃以上が好ましく、-80℃以上がより好ましく、-75℃以上がさらに好ましい。
一方、架橋用ゴム組成物の柔軟性や、タイヤ製造時のシートの耐切れ性の観点から、-15℃以下が好ましく、-30℃以下が好ましく、-40℃以下がさらに好ましい。
ガラス転移温度については、ISO 22768:2006に従い、所定の温度範囲で昇温しながらDSC曲線を記録し、DSC微分曲線のピークトップ(Inflection point)をガラス転移温度とする。
<Glass Transition Temperature of Rubber Polymer (A)>
The glass transition temperature of the rubber polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment is preferably −90° C. or higher, more preferably −80° C. or higher, and even more preferably −75° C. or higher, from the viewpoint of the tensile strength of the crosslinkable composition.
On the other hand, from the viewpoints of flexibility of the rubber composition to be crosslinked and cut resistance of the sheet during tire production, the temperature is preferably −15° C. or lower, more preferably −30° C. or lower, and further preferably −40° C. or lower.
The glass transition temperature is measured in accordance with ISO 22768:2006 by recording a DSC curve while increasing the temperature within a predetermined temperature range, and the peak top (inflection point) of the DSC differential curve is determined as the glass transition temperature.
<ゴム状重合体(A)の重量平均分子量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)の重量平均分子量は、架橋用ゴム組成物の相容性や、架橋用ゴム組成物の引張伸びの観点から、10万以上が好ましく、15万以上がより好ましく、20万以上がさらに好ましく、25万以上がさらにより好ましい。
一方、架橋用ゴム組成物の加工性の観点から、100万以下が好ましく、70万以下がより好ましく、60万以下がさらに好ましく、50万以下がさらにより好ましい。
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)の分子量分布(=重量平均分子量/数平均分子量)は、架橋用ゴム組成物の相容性や、タイヤに使用した時の省燃費性の観点から、2.0以下が好ましく、1.8以下がより好ましく、1.6以下がさらに好ましい。一方、架橋用ゴム組成物の加工性の観点から、1.05以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、1.4以上がさらに好ましい。
重量平均分子量や分子量分布は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定されたポリスチレン換算の分子量から計算できる。
ゴム状重合体(A)の重量平均分子量、分子量分布は、重合工程における単量体添加量、重合時間、重合温度、重合圧力等の各種重合条件を調整することにより、上記数値範囲に制御できる。
<Weight average molecular weight of rubber polymer (A)>
The weight average molecular weight of the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of this embodiment is, from the viewpoints of compatibility with the crosslinkable rubber composition and the tensile elongation of the crosslinkable rubber composition, preferably 100,000 or more, more preferably 150,000 or more, even more preferably 200,000 or more, and even more preferably 250,000 or more.
On the other hand, from the viewpoint of processability of the rubber composition for crosslinking, it is preferably 1,000,000 or less, more preferably 700,000 or less, even more preferably 600,000 or less, and even more preferably 500,000 or less.
The molecular weight distribution (= weight average molecular weight/number average molecular weight) of the rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of this embodiment is preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less, and even more preferably 1.6 or less, from the viewpoint of compatibility with the crosslinking rubber composition and fuel saving when used in a tire. On the other hand, from the viewpoint of processability of the crosslinking rubber composition, it is preferably 1.05 or more, more preferably 1.2 or more, and even more preferably 1.4 or more.
The weight average molecular weight and the molecular weight distribution can be calculated from the polystyrene-equivalent molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography).
The weight average molecular weight and molecular weight distribution of the rubber-like polymer (A) can be controlled within the above-mentioned numerical ranges by adjusting various polymerization conditions such as the amount of monomer added in the polymerization step, polymerization time, polymerization temperature, polymerization pressure, etc.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、架橋用ゴム組成物の相容性や、低温から高温まで幅広い範囲での柔軟性等の観点で、ビニル芳香族単量体やエチレンやα-オレフィンや共役ジエン単量体の構成比が異なる(共)重合体ブロックを二つ以上有してもよい。柔軟性の観点から、(共)重合体ブロック中のビニル芳香族単量体量は、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。 The rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of this embodiment may have two or more (co)polymer blocks having different composition ratios of vinyl aromatic monomer, ethylene, α-olefin, and conjugated diene monomer from the viewpoint of compatibility with the crosslinking rubber composition, flexibility over a wide range from low to high temperatures, and the like. From the viewpoint of flexibility, the amount of vinyl aromatic monomer in the (co)polymer block is preferably 60 mass% or less, more preferably 50 mass% or less, and even more preferably 40 mass% or less.
(ゴム状重合体(A)の製造方法)
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)は、少なくとも共役ジエン単量体を重合又は共重合し、その後、二重結合の一部又は大部分を水素化(水素添加)して製造するか、少なくともエチレンと共役ジエン単量体を共重合して製造することが好ましい。
(Method for producing rubber polymer (A))
The rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment is preferably produced by polymerizing or copolymerizing at least a conjugated diene monomer and then hydrogenating (adding hydrogen) a part or most of the double bonds, or by copolymerizing at least ethylene and a conjugated diene monomer.
少なくとも共役ジエン単量体を重合又は共重合した後に水素添加する方法としては、例えば、国際公開第96/05250号公報、特開2000-053706号公報、国際公開第2003/085010号公報、国際公開第2019/151126号公報、国際公開第2019/151127号公報、国際公開第2002/002663号公報、国際公開第2015/006179号公報に記載されているように、種々の添加剤や条件のもとに、アニオン重合で共役ジエン単量体を重合し、必要に応じてその他の単量体と共重合した後に水素添加する方法が挙げられる。 Examples of methods for polymerizing or copolymerizing at least a conjugated diene monomer and then hydrogenating it include methods of polymerizing a conjugated diene monomer by anionic polymerization under various additives and conditions, copolymerizing it with other monomers as necessary, and then hydrogenating it, as described in, for example, WO 96/05250, JP 2000-053706, WO 2003/085010, WO 2019/151126, WO 2019/151127, WO 2002/002663, and WO 2015/006179.
少なくともエチレンと共役ジエン単量体を共重合体する方法としては、例えば、国際公開第2019/078083号公報、国際公開第2019/171679号公報、国際公開第2019/142501号公報に記載されているように、種々の添加剤や条件のもとに、配位重合で、エチレン、共役ジエン単量体、必要に応じて、他の単量体を添加して共重合する方法が挙げられる。 As a method for copolymerizing at least ethylene and a conjugated diene monomer, for example, as described in WO 2019/078083, WO 2019/171679, and WO 2019/142501, there is a method in which ethylene, a conjugated diene monomer, and, if necessary, other monomers are added and copolymerized by coordination polymerization under various additives and conditions.
製造可能な構造の自由度の観点から、ゴム状重合体(A)は、共役ジエン単量体を重合した後に水素添加して得ることが好ましい。 From the viewpoint of the degree of freedom in the structures that can be produced, it is preferable that the rubber-like polymer (A) is obtained by polymerizing a conjugated diene monomer and then hydrogenating it.
共役ジエン単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、及び1,3-ヘプタジエン等が挙げられる。
これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、1,3-ブタジエンやイソプレンが好ましく、1,3-ブタジエンがより好ましい。
これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of conjugated diene monomers include, but are not limited to, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and 1,3-heptadiene.
Among these, from the viewpoint of industrial availability, 1,3-butadiene and isoprene are preferred, and 1,3-butadiene is more preferred.
These may be used alone or in combination of two or more.
ゴム状重合体(A)を構成する単量体としては、ビニル芳香族単量体も用いることができる。
ビニル芳香族単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4-ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N-ジメチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルアミノメチルスチレン、3級アミノ基含有ジフェニルエチレン(例えば、1-(4-N,N-ジメチルアミノフェニル)-1-フェニルエチレン)等が挙げられる。
これらの中でも、工業的入手の容易さの観点から、スチレンが好ましい。
これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
As the monomer constituting the rubber-like polymer (A), a vinyl aromatic monomer can also be used.
Examples of vinyl aromatic monomers include, but are not limited to, styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene, diphenylethylene, vinylbenzyldimethylamine, (4-vinylbenzyl)dimethylaminoethyl ether, N,N-dimethylaminoethylstyrene, N,N-dimethylaminomethylstyrene, and tertiary amino group-containing diphenylethylene (e.g., 1-(4-N,N-dimethylaminophenyl)-1-phenylethylene).
Among these, styrene is preferred from the viewpoint of industrial availability.
These may be used alone or in combination of two or more.
ゴム状重合体(A)は、上述した単量体の他、必要に応じてその他の単量体を用いてもよい。
必要に応じて用いるその他の単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸、α,β―不飽和ニトリル化合物、α-オレフィン(ブチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン等)、エチレン、ミルセン、エチリデンノルボルネン、イソプロピリデンノルボルネン、シクロペンタジエン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
In addition to the above-mentioned monomers, other monomers may be used as the rubber polymer (A) if necessary.
Examples of other monomers used as necessary include, but are not limited to, unsaturated carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acids, α,β-unsaturated nitrile compounds, α-olefins (butylene, propylene, butylene, pentene, hexene, etc.), ethylene, myrcene, ethylidene norbornene, isopropylidene norbornene, cyclopentadiene, and divinylbenzene.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)を、共役ジエン単量体を重合又は共重合した後に水素添加して製造する場合は、水素添加前の共役ジエン系重合体の共役ジエン単量体単位のビニル結合量が重要であり、共役ジエン単量体単位中のビニル結合量は、ゴム状重合体(A)の生産性やタイヤにした時の高いウェットスキッド抵抗性の観点から、10mol%以上が好ましく、20mol%以上がより好ましい。また、タイヤに用いた時の機械強度の観点から、75mol%以下が好ましく、60mol%以下がより好ましく、45mol%以下がさらに好ましく、30mol%以下がさらにより好ましい。
ビニル結合量は、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
When the rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of the present embodiment is produced by polymerizing or copolymerizing a conjugated diene monomer and then hydrogenating the polymer, the vinyl bond amount of the conjugated diene monomer unit of the conjugated diene-based polymer before hydrogenation is important, and the vinyl bond amount in the conjugated diene monomer unit is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, from the viewpoint of productivity of the rubber-like polymer (A) and high wet skid resistance when made into a tire. Also, from the viewpoint of mechanical strength when used in a tire, it is preferably 75 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, even more preferably 45 mol% or less, and even more preferably 30 mol% or less.
The vinyl bond content can be measured by the method described in the Examples below.
上記の重合工程や水添工程は、各々、バッチ式、連続式のいずれで行ってもよい。 The above polymerization and hydrogenation steps may each be carried out in a batch or continuous manner.
ゴム状重合体(A)の、水素添加率、エチレン、共役ジエン単量体、ミルセン、α-オレフィン及びビニル芳香族単量体等の単量体の分子間や分子内の分布は、特に限定されず、均一でも、不均一でも、分布があってもよい。 The hydrogenation rate of the rubber-like polymer (A) and the inter- and intra-molecular distribution of monomers such as ethylene, conjugated diene monomer, myrcene, α-olefin, and vinyl aromatic monomer are not particularly limited, and may be uniform, non-uniform, or distributed.
(ゴム状重合体(A)に対する添加剤の添加)
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)の製造時に、種々の添加剤を添加して、ゴム組成物にすることが好ましい。
(Addition of additives to rubber polymer (A))
During the production of the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment, it is preferable to add various additives to prepare a rubber composition.
<ゴム用軟化剤>
例えば、ゴム状重合体(A)の生産性、タイヤ製造時の無機充填剤等を配合したときの加工性を改善するために、ゴム用軟化剤を1~30質量%添加してもよい。ゴム状重合体(A)の分子量が高い場合、例えば重量平均分子量が100万を超える場合などは、ゴム用軟化剤を好ましくは15~30質量%用い、一方充填剤を配合した組成物とする場合の配合の自由度を広げるためには好ましくは1~15質量%用いる。
ゴム状重合体(A)を含むゴム組成物中のゴム用軟化剤の含有量は、タイヤにした時の経年劣化の特性の観点から、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下がさらにより好ましい。
ゴム用軟化剤としては、特に限定されないが、例えば、伸展油、液状ゴム、樹脂等が挙げられる。
ゴム用軟化剤としては、加工性や生産性や経済性の観点から、伸展油が好ましい。
ゴム用軟化剤を共役ジエン系重合体に添加する方法としては、以下のものに限定されないが、ゴム用軟化剤を重合体溶液に加え、混合して、ゴム用軟化剤含有の重合体溶液としたものを脱溶媒する方法が好ましい。
<Rubber softener>
For example, in order to improve the productivity of the rubber polymer (A) and the processability when an inorganic filler or the like is blended during tire production, 1 to 30% by mass of a rubber softener may be added. When the molecular weight of the rubber polymer (A) is high, for example when the weight average molecular weight exceeds 1,000,000, the rubber softener is preferably used in an amount of 15 to 30% by mass, while in order to expand the degree of freedom in blending when a composition is formed by blending a filler, it is preferably used in an amount of 1 to 15% by mass.
The content of the rubber softener in the rubber composition containing the rubber-like polymer (A) is more preferably 20 mass % or less, even more preferably 10 mass % or less, and even more preferably 5 mass % or less, from the viewpoint of aging deterioration characteristics when made into a tire.
The rubber softener is not particularly limited, but examples thereof include extender oil, liquid rubber, and resin.
As the rubber softener, an extender oil is preferred from the viewpoints of processability, productivity, and economic efficiency.
The method of adding a rubber softener to a conjugated diene polymer is not limited to the following, but a preferred method is to add a rubber softener to a polymer solution, mix, and remove the solvent from the resulting polymer solution containing the rubber softener.
<伸展油>
ゴム状重合体(A)には、加工性や生産性や経済性の観点から、伸展油を添加することが好ましい。
好ましい伸展油としては、例えば、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油等が挙げられる。
これらの中でも、環境安全上の観点、並びにオイルブリード防止及びウェットグリップ特性の観点から、IP346法による多環芳香族(PCA)成分が3質量%以下であるアロマ代替油が好ましい。アロマ代替油としては、Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999)に示されるTDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)、MES(Mild Extraction Solvate)等の他、RAE(Residual Aromatic Extracts)が挙げられる。
<Extender oil>
From the viewpoints of processability, productivity and economic efficiency, it is preferable to add an extender oil to the rubber polymer (A).
Preferred examples of the extender oil include aromatic oil, naphthenic oil, and paraffinic oil.
Among these, from the viewpoint of environmental safety, oil bleeding prevention, and wet grip properties, aromatic alternative oils having a polycyclic aromatic (PCA) content of 3% by mass or less according to the IP346 method are preferred. Examples of aromatic alternative oils include TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts), MES (Mild Extraction Solvate), and RAE (Residual Aromatic Extracts) shown in Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999).
<ゴム用安定剤>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)の重合工程の後に、ゲル生成の防止や加工安定性の観点から、ゴム用安定剤を添加することが好ましい。
ゴム用安定剤としては、以下のものに限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(以下「BHT」とも記す。)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェノール)プロピネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤が挙げられる。
<Rubber stabilizer>
After the polymerization step of the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment, a rubber stabilizer is preferably added from the viewpoints of preventing gel formation and improving processing stability.
The rubber stabilizer is not limited to the following, and known stabilizers can be used, such as antioxidants such as 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene (hereinafter also referred to as "BHT"), n-octadecyl-3-(4'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenol) propionate, and 2-methyl-4,6-bis[(octylthio)methyl]phenol.
(ゴム状重合体(A)の物性)
<残存溶媒量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)や、当該ゴム状重合体(A)に種々の添加剤を添加したゴム組成物中の、ゴム状重合体(A)の重合工程で用いた重合溶媒の残存溶媒は、臭気やVOC削減の観点から、低い方が好ましい。5000ppm以下が好ましく、3000ppm以下がより好ましく、1500ppm以下がさらに好ましい。また、経済性のバランスの観点から、50ppmm以上が好ましく、150ppm以上がより好ましく、300ppm以上がさらに好ましい。
(Physical Properties of Rubber Polymer (A))
<Residual Solvent Amount>
In the rubber composition obtained by adding various additives to the rubber polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of this embodiment, the residual solvent of the polymerization solvent used in the polymerization process of the rubber polymer (A) is preferably low from the viewpoint of odor and VOC reduction. It is preferably 5000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less, and even more preferably 1500 ppm or less. In addition, from the viewpoint of economic balance, it is preferably 50 ppm or more, more preferably 150 ppm or more, and even more preferably 300 ppm or more.
<水分含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)や、当該ゴム状重合体(A)に種々の添加剤を添加したゴム組成物中の水分の含有量は、0.05質量%以上1.5質量%以下が好ましい。ゴム状重合体(A)に添加剤を添加したゴム組成物中の水分量は溶媒除去後の乾燥時のゲル抑制の観点から、0.05質量%以上が好ましい。0.1質量%以上がより好ましく、0.2質量%以上がさらに好ましい。一方、ゴム組成物の結露抑制や耐変色性の観点から、1.5質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましく、0.8質量%以下がさらに好ましい。
<Moisture content>
The water content in the rubber-like polymer (A) used in the crosslinking rubber composition of this embodiment, or in the rubber composition obtained by adding various additives to the rubber-like polymer (A), is preferably 0.05% by mass or more and 1.5% by mass or less. The water content in the rubber composition obtained by adding additives to the rubber-like polymer (A) is preferably 0.05% by mass or more from the viewpoint of gel suppression during drying after solvent removal. 0.1% by mass or more is more preferable, and 0.2% by mass or more is even more preferable. On the other hand, from the viewpoint of condensation suppression and discoloration resistance of the rubber composition, it is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and even more preferably 0.8% by mass or less.
<ムーニー粘度>
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)や、当該ゴム状重合体(A)に種々の添加剤を添加したゴム組成物のムーニー粘度は、ゴム状重合体(A)の分子量、分子量分布、分岐度、軟化剤、残存溶剤、及び水の含有量等の情報を含んだ指標となる。
ゴム状重合体(A)及びゴム組成物の100℃で測定されるムーニー粘度は、本実施形態の架橋用ゴム組成物の耐摩耗性や、タイヤにした時の操縦安定性や破壊強度の観点から、40以上が好ましく、50以上がより好ましく、55以上がさらに好ましい。一方、ゴム状重合体(A)やゴム組成物の生産性、充填剤等を配合した組成物としたときの加工性の観点から、170以下が好ましく、150以下がより好ましく、130以下がさらに好ましく、110以下がさらにより好ましい。
ムーニー粘度は、ISO289に規定されている方法で測定できる。
<Mooney Viscosity>
The Mooney viscosity of the rubber-like polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment and of the rubber composition obtained by adding various additives to the rubber-like polymer (A) is an index including information such as the molecular weight, molecular weight distribution, degree of branching, softener, residual solvent, and water content of the rubber-like polymer (A).
The Mooney viscosity of the rubber polymer (A) and the rubber composition measured at 100° C. is preferably 40 or more, more preferably 50 or more, and even more preferably 55 or more, from the viewpoints of the abrasion resistance of the rubber composition for crosslinking of this embodiment, and the steering stability and breaking strength when made into a tire. On the other hand, from the viewpoints of the productivity of the rubber polymer (A) and the rubber composition, and the processability when made into a composition blended with a filler or the like, it is preferably 170 or less, more preferably 150 or less, even more preferably 130 or less, and even more preferably 110 or less.
The Mooney viscosity can be measured by the method specified in ISO289.
<ムーニー緩和率>
ゴム状重合体(A)、又は当該ゴム状重合体(A)に軟化剤、伸展油、及び安定剤からなる群より選択される少なくとも一種の混合物としたときの、100℃で測定されるムーニー緩和率(MSR)が、成形性の観点から、0.80以下が好ましい。0.7以下がより好ましく、0.6以下がさらに好ましい。
ムーニー緩和率は、ゴム状重合体(A)が単体で流通する場合は、単体で測定することができる一方、軟化剤、伸展油、及び安定剤を含有した状態で流通する場合は、これらとの混合物の状態で測定し、0.80以下であることが好ましい。
ムーニー緩和率は、共役ジエン系共重合体の分子の絡み合いの指標となり、低いほど分子の絡み合いが多いことを意味し、ゴム状重合体(A)の分子量を大きくしたり、上述するカップリング剤や所定の分岐化剤等で分岐度を高くしたり、ゴム用軟化剤の添加量を低くしてムーニー粘度を高くさせることで、低くすることができる。
ムーニー緩和率は、ゴム状重合体(A)又は当該ゴム状重合体(A)を用いたゴム組成物を、100℃で1分間予熱した後、2rpmでローターを回転させ、その4分後のトルクからムーニー粘度(ML(1+4))を測定した後に、即座にローターの回転を停止させ、停止後1.6秒間~5秒間の0.1秒ごとのトルクをムーニー単位で記録し、トルクと時間(秒)とを両対数プロットした際の直線の傾きを求め、その絶対値をムーニー緩和率とすることで求めることができる。
<Mooney relaxation rate>
From the viewpoint of moldability, the Mooney relaxation ratio (MSR) measured at 100°C of the rubber polymer (A) or a mixture of the rubber polymer (A) and at least one selected from the group consisting of a softener, an extender oil, and a stabilizer is preferably 0.80 or less, more preferably 0.7 or less, and even more preferably 0.6 or less.
When the rubber-like polymer (A) is distributed as a single substance, the Mooney relaxation coefficient can be measured as a single substance. When the rubber-like polymer (A) is distributed in a state containing a softener, an extender oil, and a stabilizer, the Mooney relaxation coefficient is measured in the state of a mixture with these, and is preferably 0.80 or less.
The Mooney relaxation rate is an index of molecular entanglement of a conjugated diene copolymer, and the lower the rate, the greater the degree of molecular entanglement. The Mooney relaxation rate can be reduced by increasing the molecular weight of the rubber polymer (A), increasing the branching degree with the above-mentioned coupling agent or a specified branching agent, or reducing the amount of rubber softener added to increase the Mooney viscosity.
The Mooney relaxation rate can be determined by preheating the rubbery polymer (A) or a rubber composition using the rubbery polymer (A) at 100°C for 1 minute, rotating a rotor at 2 rpm, measuring the Mooney viscosity (ML (1+4) ) from the torque after 4 minutes, and then immediately stopping the rotation of the rotor, recording the torque every 0.1 seconds for 1.6 seconds to 5 seconds after the rotation was stopped in Mooney units, determining the slope of the straight line when the torque vs. time (seconds) is plotted logarithmically, and determining the absolute value of the slope as the Mooney relaxation rate.
(ゴム状重合体(A)や種々の添加剤を添加したゴム組成物の成形方法)
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いるゴム状重合体(A)、又は当該ゴム状重合体(A)を含むゴム組成物は、取扱い性の観点から、シート状あるいはブロック状に成形した成形体とすることが好ましい。ブロック状の方がより好ましく、1,000cm3以上のブロック状(ベール)がさらに好ましい。17.5kgから35kgの直方体型ベールがさらに好ましい。
(Method for molding rubber composition containing rubber-like polymer (A) and various additives)
The rubbery polymer (A) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment, or a rubber composition containing the rubbery polymer (A), is preferably molded into a sheet or block shape from the viewpoint of handling. A block shape is more preferable, and a block shape (bale) of 1,000 cm3 or more is even more preferable. A rectangular parallelepiped bale of 17.5 kg to 35 kg is even more preferable.
(架橋用ゴム組成物の構成成分)
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、架橋剤(B)、軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を含有し、さらに必要に応じて、その他のゴム成分、充填剤等を含むことができる。
(Constituents of rubber composition for crosslinking)
The rubber composition for crosslinking of the present embodiment contains a crosslinking agent (B) and a hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140°C, and may further contain other rubber components, fillers, etc. as necessary.
<その他のゴム成分>
その他のゴム成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン-ブタジエンゴム(乳化重合タイヤや溶液重合タイプ)、天然ゴム、ポリイソプレン、 ブタジエンゴム(ハイシスポリブタジエン、ローシスポリブタジエン、シンジオタクチック1,2-ポリブタジエン、アクリロニトリルーブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム、エチレン-プロピレンゴムやエチレン-ブテンゴムやエチレン-オクテン等のエチレン-α-オレフィン共重合体ゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及びウレタンゴム等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
混合は、重合後にドライの重合体を混合しても、重合中に溶液状態で混合してもよい。
<Other rubber components>
The other rubber components are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include styrene-butadiene rubber (emulsion polymerization tire or solution polymerization type), natural rubber, polyisoprene, butadiene rubber (high-cis polybutadiene, low-cis polybutadiene, syndiotactic 1,2-polybutadiene, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber, ethylene-α-olefin copolymer rubber such as ethylene-propylene rubber, ethylene-butene rubber, and ethylene-octene, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), butyl rubber, polysulfide rubber, silicone rubber, fluororubber, and urethane rubber.
These may be used alone or in combination of two or more.
The mixing may be carried out by mixing a dry polymer after polymerization, or by mixing in a solution state during polymerization.
<ゴム成分総量中のゴム状重合体(A)の含有量>
本実施形態の架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量に対するゴム状重合体(A)の含有量は20質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましく、80質量%以上であることがさらにより好ましい。
<Content of Rubber-Like Polymer (A) in Total Amount of Rubber Component>
The content of the rubber-like polymer (A) relative to the total amount of rubber components in the crosslinkable rubber composition of this embodiment is preferably 20 mass% or more, more preferably 40 mass% or more, even more preferably 60 mass% or more, and even more preferably 80 mass% or more.
<ゴム成分総量の平均のヨウ素価>
本実施形態の架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量の平均のヨウ素価は、架橋ムラの抑制や、高い機械強度の観点から、250(g/100g)以下が好ましい。
200(g/100g)以下がより好ましく、130(g/100g)以下がさらに好ましく、70(g/100g)以下がさらにより好ましい。
<Average iodine value of total rubber component>
The average iodine value of the total amount of rubber components in the rubber composition for crosslinking of this embodiment is preferably 250 (g/100 g) or less from the viewpoints of suppressing uneven crosslinking and achieving high mechanical strength.
It is more preferably 200 (g/100g) or less, even more preferably 130 (g/100g) or less, and even more preferably 70 (g/100g) or less.
<架橋剤(B)>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、架橋剤(B)を含有する。
架橋剤(B)は、硫黄系架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、無機架橋剤、ポリアミン架橋剤、樹脂架橋剤、硫黄化合物系架橋剤、オキシムーニトロソアミン系架橋剤等が挙げられ、これらを併用してもよい。
耐圧縮永久歪や経時の物性低下の少なさの観点から、硫黄系架橋剤(加硫剤)が好ましく、硫黄がより好ましい。
<Crosslinking Agent (B)>
The rubber composition for crosslinking of the present embodiment contains a crosslinking agent (B).
Examples of the crosslinking agent (B) include sulfur-based crosslinking agents, organic peroxide-based crosslinking agents, inorganic crosslinking agents, polyamine crosslinking agents, resin crosslinking agents, sulfur compound-based crosslinking agents, and oxime-nitrosamine-based crosslinking agents, and these may be used in combination.
From the viewpoint of resistance to compression set and minimal deterioration of physical properties over time, sulfur-based crosslinking agents (vulcanizing agents) are preferred, and sulfur is more preferred.
本実施形態の架橋用ゴム組成物における架橋剤(B)の含有量は、引張モデュラスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下が好ましい。
なお、「ゴム成分」とは、上述したゴム状重合体(A)、及びその他のゴム成分を含むものとする。
架橋剤(B)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、高い引張強度や高い架橋速度の観点から、0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましい。
一方、架橋ムラの抑制や高い引張強度の観点から、20質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましく、3質量部以下がさらに好ましい。
ゴム状重合体(A)や、後述する環含有樹脂(C)の構造や比率は、架橋剤(B)の好ましい添加量に多少は影響し得るが、引張モデュラスの観点からは、この範囲で選択すればよい。
The content of the crosslinking agent (B) in the rubber composition for crosslinking of the present embodiment is preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of tensile modulus.
The term "rubber component" includes the above-mentioned rubber-like polymer (A) and other rubber components.
The content of the crosslinking agent (B) per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 1.5 parts by mass or more, from the viewpoints of high tensile strength and high crosslinking rate.
On the other hand, from the viewpoint of suppressing uneven crosslinking and achieving high tensile strength, the amount is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less.
The structure and ratio of the rubber polymer (A) and the ring-containing resin (C) described below may affect the preferred amount of the crosslinking agent (B) to be added to some extent, but from the viewpoint of tensile modulus, it may be selected within this range.
架橋剤(B)として硫黄系架橋剤(加硫剤)を用いる場合は、加硫促進剤を併用することが好ましい。
特に、ゴム状重合体(A)のヨウ素価が200以下の場合は、加硫促進剤を併用することが好ましい。
加硫促進剤は、架橋用ゴム組成物の短い架橋時間や、耐摩耗性の観点から、グアニジン系、アルデヒドーアミン系、アルデヒドーアンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系等の化合物が好ましく、ジフェニルグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤や、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤がより好ましい。
加硫促進剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
When a sulfur-based crosslinking agent (vulcanizing agent) is used as the crosslinking agent (B), it is preferable to use a vulcanization accelerator in combination.
In particular, when the iodine value of the rubber-like polymer (A) is 200 or less, it is preferable to use a vulcanization accelerator in combination.
As the vulcanization accelerator, from the viewpoint of a short crosslinking time of the crosslinking rubber composition and abrasion resistance, compounds such as guanidine, aldehyde amine, aldehyde ammonia, thiazole, sulfenamide, thiourea, thiuram, dithiocarbamate, and xanthate are preferred, and guanidine vulcanization accelerators such as diphenylguanidine, and thiazole vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, and N-t-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide are more preferred.
The vulcanization accelerator may be used alone or in combination of two or more kinds.
<軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)(以下、環含有樹脂(C)と記載する場合がある。)を含有する。
軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を用いることにより、本実施形態の架橋用ゴム組成物の加工性が低くなり難く、引張エネルギーが低くなり難く、耐摩耗性が低くなり難くなる。
環含有樹脂(C)の軟化点を140℃未満とすることで、架橋用ゴム組成物の粘度が高くなったり、剛直になったりすることを抑制できる。また環含有樹脂(C)が水素添加された構造を有することで、エチレン構造部分を有するゴム状重合体(A)との相溶性が良好なものとなる。
本明細書中、「環含有樹脂(C)」は、芳香族環及び/又は脂肪族環を有する樹脂を示す。
タイヤ用の架橋用ゴム組成物としては、一般に、芳香族環及び/又は脂肪族環を有し、低分子量であって室温でガラス状態のポリマーを「樹脂」と称することが多い。本明細書においても、このような樹脂は、環含有樹脂(C)の好ましい態様である。
環含有樹脂(C)の軟化点は様々な因子で決めるが、主な因子は分子量である。分子量が高いほど軟化点が高くなり、分子量が小さいほど軟化点は低くなる傾向にあるため、分子量を参照することで好ましい軟化点を有する環含有樹脂(C)を選択することができる。
<Hydrogenated Ring-Containing Resin (C) Having a Softening Point of Less than 140° C.>
The cross-linking rubber composition of the present embodiment contains a hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. (hereinafter, may be referred to as ring-containing resin (C)).
By using a hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140°C, the processability of the crosslinkable rubber composition of this embodiment is unlikely to decrease, the tensile energy is unlikely to decrease, and the abrasion resistance is unlikely to decrease.
By making the softening point of the ring-containing resin (C) less than 140° C., it is possible to prevent the rubber composition for crosslinking from becoming too viscous or too rigid. In addition, by making the ring-containing resin (C) have a hydrogenated structure, it becomes possible to improve compatibility with the rubber-like polymer (A) having an ethylene structural portion.
In this specification, the term "ring-containing resin (C)" refers to a resin having an aromatic ring and/or an aliphatic ring.
In the rubber composition for crosslinking of tires, a polymer having an aromatic ring and/or an aliphatic ring, a low molecular weight, and in a glassy state at room temperature is generally referred to as a "resin." In this specification, such a resin is also a preferred embodiment of the ring-containing resin (C).
The softening point of the ring-containing resin (C) is determined by various factors, the main factor being the molecular weight. The higher the molecular weight, the higher the softening point, and the smaller the molecular weight, the lower the softening point tends to be. Therefore, by referring to the molecular weight, it is possible to select a ring-containing resin (C) having a preferred softening point.
環含有樹脂(C)の分子量は、本実施形態の架橋用ゴム組成物の高い引張エネルギーの観点から300以上が好ましく、より好ましくは400以上、さらに好ましくは500以上であり、架橋用ゴム組成物の加工性の観点から2500以下が好ましく、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1500以下である。 The molecular weight of the ring-containing resin (C) is preferably 300 or more, more preferably 400 or more, and even more preferably 500 or more, from the viewpoint of the high tensile energy of the cross-linking rubber composition of this embodiment, and is preferably 2500 or less, more preferably 2000 or less, and even more preferably 1500 or less, from the viewpoint of the processability of the cross-linking rubber composition.
水素添加された環含有樹脂(C)のガラス転移温度は、本実施形態の架橋用ゴム組成物をシートにした際の耐切れ性の観点から、90℃以下がより好ましく、85℃以下がさらに好ましく、80℃以下がさらにより好ましい。一方で、本実施形態の架橋用ゴム組成物の剛性や、架橋用ゴム組成物の混合時の取扱い性の観点から、40℃以上が好ましく、45℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましく、110℃以上がさらにより好ましい。 From the viewpoint of the cut resistance when the crosslinkable rubber composition of this embodiment is made into a sheet, the glass transition temperature of the hydrogenated ring-containing resin (C) is preferably 90°C or lower, more preferably 85°C or lower, and even more preferably 80°C or lower. On the other hand, from the viewpoint of the rigidity of the crosslinkable rubber composition of this embodiment and the handleability during mixing of the crosslinkable rubber composition, the glass transition temperature is preferably 40°C or higher, more preferably 45°C or higher, even more preferably 50°C or higher, and even more preferably 110°C or higher.
環含有樹脂(C)は、環状であることにより、低粘度であり、また、物理架橋点として働き易いと想定される。
ヨウ素価が10~250(g/100g)であり、エチレン構造≧3質量%のゴム状重合体(A)と、軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)が混練りし易く、相容性が高くなり、良好な性能が得られたと推定される。
軟化点が低いことが凝集力の低さにつながり、架橋用ゴム組成物が柔軟になり易く、柔軟であることで、架橋用ゴム組成物が機械的な衝撃の際に摩耗し難くなる効果が生じると推定される。
The ring-containing resin (C) has a low viscosity due to its cyclic structure, and is assumed to easily function as a physical crosslinking point.
It is presumed that the rubber-like polymer (A) having an iodine value of 10 to 250 (g/100 g) and containing ethylene structures of 3% by mass or more and the hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. are easily kneaded together and have high compatibility, resulting in good performance.
It is presumed that a low softening point leads to low cohesive strength, making the rubber composition for cross-linking more flexible, and that flexibility has the effect of making the rubber composition for cross-linking less susceptible to wear when subjected to mechanical impact.
前記環含有樹脂(C)の軟化点は、本実施形態の架橋用ゴム組成物をシートにした際の耐切れ性の観点から、140℃未満であるものとしく、135℃以下がより好ましく、130℃以下がさらに好ましい。
一方で、架橋用ゴムゴム組成物の剛性や、架橋用ゴム組成物の混合時の取扱い性の観点から、90℃以上が好ましく、95℃以上がより好ましく、100℃がさらに好ましく、110℃以上がさらにより好ましい。
The softening point of the ring-containing resin (C) is preferably less than 140°C, more preferably 135°C or less, and even more preferably 130°C or less, from the viewpoint of cut resistance when the crosslinkable rubber composition of this embodiment is made into a sheet.
On the other hand, from the viewpoint of the rigidity of the rubber composition for crosslinking and the handleability during mixing of the rubber composition for crosslinking, the temperature is preferably 90°C or higher, more preferably 95°C or higher, even more preferably 100°C or higher, and even more preferably 110°C or higher.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いる環含有樹脂(C)は、分子内の不飽和結合を、部分的に又は完全に水素添加された樹脂である。
より具体的には、少なくとも、ベンゼン環等の芳香族環、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、及びテルペン構造からなる群より選ばれる少なくともいずれかを有する樹脂の不飽和基が部分的に又は完全に水素添加された樹脂である。
水素添加方法としては、例えば、分子内に不飽和結合を有する樹脂を、有機カルボン酸ニッケル、有機カルボン酸コバルト、1~3族の有機金属化合物からなる水素化触媒;カーボン、シリカ、珪藻土等に担持したニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム金属触媒;コバルト、ニッケル、ロジウム、ルテニウム錯体等から選択される一種を触媒として、1~100気圧の加圧水素下で水素化する方法が挙げられる。
水添前の樹脂は、天然樹脂でも合成樹脂でもよい。
The ring-containing resin (C) used in the cross-linking rubber composition of this embodiment is a resin in which the unsaturated bonds in the molecule have been partially or completely hydrogenated.
More specifically, it is a resin in which unsaturated groups of a resin having at least one selected from the group consisting of an aromatic ring such as a benzene ring, cyclopentadiene, dicyclopentadiene, and a terpene structure are partially or completely hydrogenated.
Examples of the hydrogenation method include a method in which a resin having an unsaturated bond in the molecule is hydrogenated under pressurized hydrogen at 1 to 100 atmospheres using a catalyst selected from the group consisting of an organic carboxylate nickel, an organic carboxylate cobalt, and an organometallic compound of Groups 1 to 3; a metal catalyst of nickel, platinum, palladium, ruthenium, or rhodium supported on carbon, silica, diatomaceous earth, or the like; and a cobalt, nickel, rhodium, or ruthenium complex.
The resin before hydrogenation may be a natural resin or a synthetic resin.
本実施形態の架橋用ゴム組成物に用いる環含有樹脂(C)は、市販品を好適に使用することができる。具体的には、C5留分を主原料とする、DCPD(ジシクロペンタジエン)/芳香族(C9)共重合系の水添石油樹脂である出光興産株式会社製の商品名「アイマーブP100」、「アイマーブP125」、「アイマーブS100」、「アイマーブS110」、C9留分を主原料とする水添族樹脂である荒川化学工業株式会社製の商品名「アルコンP-90」、「アルコンP-100」、「アルコンP-115」、「アルコンP-125」、「アルコンM-90」、「アルコンM-100」、「アルコンM-115」、「アルコンM-135」(Pは完全水添、Mは部分水添)、DCPD(ジシクロペンタジエン)/芳香族(C9)共重合系の水添石油樹脂である東燃ゼネラル石油株式会社製の商品名「T-REZ OP501」、「T-REZ PR801」、「T-REZ HA125」、「T-REZ HB125」、テルペン系の水素添加樹脂としては、具体的には、ヤスハラケミカル製クリアロンP105、ヤスハラケミカル製クリアロンP115、ヤスハラケミカル製クリアロンP125、ヤスハラケミカル製クリアロンP135、ヤスハラケミカル製クリアロンP150(商品名、軟化点152℃)、ヤスハラケミカル製クリアロンM105、ヤスハラケミカル製クリアロンM115、ヤスハラケミカル製クリアロンK100、ヤスハラケミカル製クリアロンK110、ヤスハラケミカル製クリアロンK4100、ヤスハラケミカル製クリアロンK4090、等が挙げられる。
これら水素添加された環含有樹脂(C)は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中では、高い引張強度の観点から、部分的に水素添加(部分水添)や水素添加されたテルペン樹脂が好ましい。相容性の観点から、部分的に水素添加(部分水添)したC5留分やC9留分(ホモポリマーの部分水添は除く)や水素添加されたテルペン樹脂がより好ましい。部分的に水素添加(部分水添)したC5留分やC9留分(ホモポリマー部分水添は除く)がさらに好ましい。特に、相容性の観点から、ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量30質量%未満の場合に好ましい。
部分水添は共架橋性があり架橋密度ムラが小さくし、また、留分は混合物のため、ホモポリマーよりも相容性が高くなるため、部分的に水素添加(部分水添)したC5留分やC9留分(ホモポリマー部分水添は除く)が特に良好な機械強度が得られると推定する。
As the ring-containing resin (C) used in the crosslinkable rubber composition of the present embodiment, a commercially available product can be suitably used. Specifically, the product names of Idemitsu Kosan Co., Ltd. are DCPD (dicyclopentadiene)/aromatic (C9) copolymer-based hydrogenated petroleum resins, which use C5 fraction as the main raw material, "Imerv P100", "Imerv P125", "Imerv S100", and "Imerv S110", the product names of Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. are hydrogenated resins, which use C9 fraction as the main raw material, "Arcon P-90", "Arcon P-100", "Arcon P-115", "Arcon P-125", "Arcon M-90", "Arcon M-100", "Arcon M-115", and "Arcon M-135" (P stands for fully hydrogenated, and M stands for partially hydrogenated), and the product names of DCPD (dicyclopentadiene)/aromatic (C9) copolymer-based hydrogenated petroleum resins, "T-REZ OP501", "T-REZ PR801", and "T-REZ HA125", "T-REZ HB125", and specific examples of terpene-based hydrogenated resins include Yasuhara Chemical's Clearon P105, Yasuhara Chemical's Clearon P115, Yasuhara Chemical's Clearon P125, Yasuhara Chemical's Clearon P135, Yasuhara Chemical's Clearon P150 (product name, softening point 152°C), Yasuhara Chemical's Clearon M105, Yasuhara Chemical's Clearon M115, Yasuhara Chemical's Clearon K100, Yasuhara Chemical's Clearon K110, Yasuhara Chemical's Clearon K4100, Yasuhara Chemical's Clearon K4090, and the like.
These hydrogenated ring-containing resins (C) may be used alone or in combination of two or more.
Among these, from the viewpoint of high tensile strength, partially hydrogenated (partially hydrogenated) and hydrogenated terpene resins are preferred. From the viewpoint of compatibility, partially hydrogenated (partially hydrogenated) C5 fractions and C9 fractions (excluding partial hydrogenation of homopolymers) and hydrogenated terpene resins are more preferred. Partially hydrogenated (partially hydrogenated) C5 fractions and C9 fractions (excluding partial hydrogenation of homopolymers) are even more preferred. In particular, from the viewpoint of compatibility, it is preferred when the content of vinyl aromatic monomer units in the rubbery polymer (A) is less than 30 mass%.
Partial hydrogenation provides co-crosslinking properties and reduces unevenness in crosslink density. In addition, because the fractions are mixtures, they have higher compatibility than homopolymers. Therefore, it is presumed that partially hydrogenated (partially hydrogenated) C5 fractions and C9 fractions (excluding homopolymer partially hydrogenated) will have particularly good mechanical strength.
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、引張強度や、引張伸びの観点から、架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、前記軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を、10~40質量部を含有することが好ましい。引張エネルギーの観点から、15質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。
一方、架橋用ゴム組成物の混合時の容易性の観点から、30質量部以下がより好ましく、25質量部以下がさらに好ましい。
特に、引張強度や、引張伸び、引張エネルギーの観点から、ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量が30質量%未満である場合に、上記含有量であることが好ましい。
From the viewpoints of tensile strength and tensile elongation, the rubber composition for crosslinking of the present embodiment preferably contains 10 to 40 parts by mass of the hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking. From the viewpoint of tensile energy, it is more preferably 15 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more.
On the other hand, from the viewpoint of ease in mixing the rubber composition for crosslinking, the amount is more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 25 parts by mass or less.
In particular, from the viewpoints of tensile strength, tensile elongation and tensile energy, when the content of vinyl aromatic monomer units in the rubbery polymer (A) is less than 30 mass %, the above content is preferred.
<前記(C)成分以外の、水素添加していない樹脂>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、(C)成分以外にも、必要に応じて、水素添加していない樹脂を含有してもよい。
水素添加していない樹脂は、室温(23℃)において固体で、炭素と水素を本質的にベースとする(他の原子も含み得る)化合物である。
当該水素添加していない樹脂は、脂肪族、脂環式、芳香族、水素化芳香族、脂肪族及び芳香族モノマーをベースとし得る樹脂が例示される。樹脂は、石油樹脂としても、石油系でない天然または合成樹脂でもよい。
このような水素添加していない樹脂は、シクロペンタジエン(CPD)のホモポリマー又はコポリマー樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)のホモポリマー又はコポリマー樹脂、テルペンのホモポリマー又はコポリマー樹脂、C5留分のホモポリマー又はコポリマー樹脂、C9留分のホモポリマー又はコポリマー樹脂、α-メチルスチレンのホモポリマー又はコポリマー樹脂及びこれらの樹脂のブレンドからなる群から選ばれる炭化水素樹脂が挙げられる。
上記のコポリマー樹脂のうちでは、さらに詳細には、(D)CPD/ビニル芳香族コポリマー樹脂、(D)CPD/テルペンコポリマー樹脂、テルペン/フェノールコポリマー樹脂、(D)CPD/C5留分コポリマー樹脂、(D)CPD/C9留分コポリマー樹脂、テルペン/ビニル芳香族コポリマー樹脂、テルペン/フェノールコポリマー樹脂、C5留分/ビニル芳香族コポリマー樹脂、及びこれらの樹脂のブレンドからなる群から選ばれるコポリマーが好ましい。
上述した水素添加していない樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Non-hydrogenated resin other than component (C)>
The rubber composition for crosslinking of the present embodiment may contain a non-hydrogenated resin, if necessary, in addition to the component (C).
Non-hydrogenated resins are compounds that are solid at room temperature (23° C.) and are based essentially on carbon and hydrogen (but may also contain other atoms).
The non-hydrogenated resins may be based on aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, hydrogenated aromatic, aliphatic and aromatic monomers. The resins may be petroleum or non-petroleum based natural or synthetic resins.
Such non-hydrogenated resins include hydrocarbon resins selected from the group consisting of cyclopentadiene (CPD) homopolymer or copolymer resins, dicyclopentadiene (DCPD) homopolymer or copolymer resins, terpene homopolymer or copolymer resins, C5 cut homopolymer or copolymer resins, C9 cut homopolymer or copolymer resins, α-methylstyrene homopolymer or copolymer resins, and blends of these resins.
Among the above-mentioned copolymer resins, more particularly, copolymers selected from the group consisting of (D) CPD/vinyl aromatic copolymer resins, (D) CPD/terpene copolymer resins, terpene/phenol copolymer resins, (D) CPD/C5 fraction copolymer resins, (D) CPD/C9 fraction copolymer resins, terpene/vinyl aromatic copolymer resins, terpene/phenol copolymer resins, C5 fraction/vinyl aromatic copolymer resins, and blends of these resins are preferred.
The above-mentioned non-hydrogenated resins may be used alone or in combination of two or more kinds.
(架橋用ゴム組成物の好ましい物性)
<(C)質量部/(ST)質量%>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、高い引き裂き強度の観点から、架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対する水素添加された環含有樹脂(C)量(質量部)/ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量(ST)(質量%)、すなわちC/STが0.3以上であることが好ましく、0.6以上がより好ましく、1.2以上がより好ましく、1.7以上がさらに好ましく、2.2以上がさらにより好ましい。
(Preferable physical properties of the rubber composition for crosslinking)
<(C) Mass parts/(ST) Mass %>
In the rubber composition for crosslinking of this embodiment, from the viewpoint of high tear strength, the amount (parts by mass) of hydrogenated ring-containing resin (C) per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking/the content (ST) (mass%) of vinyl aromatic monomer units in the rubber-like polymer (A), i.e., C/ST, is preferably 0.3 or more, more preferably 0.6 or more, more preferably 1.2 or more, even more preferably 1.7 or more, and even more preferably 2.2 or more.
<シリカ量(質量部)/オイル量(質量部)>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、剛性の観点から、架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対するシリカ量(質量部)/オイル量(質量部)が6以上であることが好ましく、7以上がより好ましく、8以上がさらに好ましく、9以上がさらにより好ましい。
ここで、シリカとは、沈降性シリカである。
オイルとは、伸展油のことであり、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油、植物油等である。
<Silica amount (parts by mass)/Oil amount (parts by mass)>
From the viewpoint of rigidity, the rubber composition for crosslinking of this embodiment preferably has a ratio of silica amount (parts by mass)/oil amount (parts by mass) per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking of 6 or more, more preferably 7 or more, even more preferably 8 or more, and even more preferably 9 or more.
Here, silica refers to precipitated silica.
The oil means an extender oil, such as aromatic oil, naphthenic oil, paraffin oil, vegetable oil, etc.
(架橋用ゴム組成物のその他の構成成分)
<伸展油>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、混練後の成形性を確保する観点から、伸展油を含有することが好ましい。
伸展油の含有量はゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上であり、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上がさらに好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。
伸展油の含有量が1質量部以上であることにより、配合物の加工性が向上する。
一方、伸展油の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは80質量部以下であり、60質量部以下がより好ましく、40質量部以下がさらに好ましい。伸展油の含有量が80質量部以下であることにより、架橋用ゴム組成物の耐摩耗性がより向上する傾向にある。
(Other components of the rubber composition for crosslinking)
<Extender oil>
The rubber composition for crosslinking of the present embodiment preferably contains an extender oil from the viewpoint of ensuring moldability after kneading.
The amount of the extending oil per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, even more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more.
By making the content of the extender oil 1 part by mass or more, the processability of the blend is improved.
On the other hand, the content of the extender oil is preferably 80 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, and even more preferably 40 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the rubber component. By making the content of the extender oil 80 parts by mass or less, the abrasion resistance of the rubber composition for crosslinking tends to be further improved.
好ましい伸展油としては、例えば、アロマ油、ナフテン油、パラフィン油等が挙げられる。これらの中でも、環境安全上の観点、並びにオイルブリード防止及びウェットグリップ特性の観点から、IP346法による多環芳香族(PCA)成分が3質量%以下であるアロマ代替油が好ましい。
アロマ代替油としては、Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999)に示されるTDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)、MES(Mild Extraction Solvate)等の他、RAE(Residual Aromatic Extracts)が挙げられる。
Examples of preferred extender oils include aromatic oils, naphthenic oils, paraffinic oils, etc. Among these, from the viewpoint of environmental safety, prevention of oil bleeding, and wet grip properties, aromatic substitute oils having a polycyclic aromatic (PCA) content of 3% by mass or less according to the IP346 method are preferred.
Examples of aromatic substitute oils include Treated Distillate Aromatic Extracts (TDAE) and Mild Extraction Solvate (MES) as shown in Kautschuk Gummi Kunststoffe 52(12)799(1999), as well as Residual Aromatic Extracts (RAE).
伸展油としては、植物油を用いてもよい。植物油を伸展油として使用することにより、合成油や鉱物油を伸展油として用いる場合と比較して、環境への配慮を達成しつつ、混練後の成形性の改善を図ることができる。
このような植物油としては、特に制限されないが、例えば、アマニ油、ベニバナ油、ダイズ油、コーン油、綿実、ターニップシード油、ヒマシ油、キリ油、パイン油、ヒマワリ油、パーム油、オリーブ油、ココナッツ油、落花生油、グレープシード油等が挙げられる。このなかでも、ヒマワリ油を用いることが好ましい。これらの植物油は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋用ゴム組成物の耐摩耗性の観点から、植物由来のオイル(植物油)が好ましい。
特に、本実施形態の架橋用ゴム組成物は、耐摩耗性と混練後の成形性を確保する観点から当該架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、植物由来のオイルを、1~80質量部、さらに含有することが好ましく、5~60質量部がより好ましく、10~40質量部がさらに好ましい。
The extender oil may be a vegetable oil. By using a vegetable oil as the extender oil, it is possible to improve the moldability after kneading while achieving environmental friendliness compared to the case where a synthetic oil or a mineral oil is used as the extender oil.
Such vegetable oils are not particularly limited, but include, for example, linseed oil, safflower oil, soybean oil, corn oil, cottonseed oil, turnip seed oil, castor oil, tung oil, pine oil, sunflower oil, palm oil, olive oil, coconut oil, peanut oil, grape seed oil, etc. Among these, sunflower oil is preferably used. These vegetable oils may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of the abrasion resistance of the rubber composition to be crosslinked, oils derived from plants (vegetable oils) are preferred.
In particular, from the viewpoint of ensuring abrasion resistance and moldability after kneading, the rubber composition for crosslinking of this embodiment preferably further contains 1 to 80 parts by mass of a plant-derived oil per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking, more preferably 5 to 60 parts by mass, and even more preferably 10 to 40 parts by mass.
また、植物油は、脂肪酸を含むことが好ましい。
脂肪酸としては、特に制限されないが、例えば、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等の飽和脂肪酸;リノレン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、リノール酸、アラキドン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エルカ酸、ネルボン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられる。
これらの中でも、不飽和脂肪酸が好ましく、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸及びこれらの混合物がより好ましく、オレイン酸がさらに好ましい。これら一価不飽和脂肪酸は酸化し劣化し難い傾向にある。
脂肪酸は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
植物油が脂肪酸を含む場合、脂肪酸に含まれるオレイン酸の含有量は、脂肪酸の総量に対して、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上であり、さらにより好ましくは90質量%以上である。特に、オレイン酸を上記含有量で含むヒマワリ油が好ましい。
In addition, the vegetable oil preferably contains fatty acids.
The fatty acid is not particularly limited, but examples thereof include saturated fatty acids such as caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, and behenic acid; and unsaturated fatty acids such as linoleic acid, eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, linoleic acid, arachidonic acid, palmitoleic acid, oleic acid, erucic acid, and nervonic acid.
Among these, unsaturated fatty acids are preferred, with oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures thereof being more preferred, and oleic acid being even more preferred. These monounsaturated fatty acids tend to be less susceptible to oxidation and deterioration.
The fatty acids may be used alone or in combination of two or more.
When the vegetable oil contains fatty acids, the content of oleic acid contained in the fatty acids is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, based on the total amount of fatty acids. In particular, sunflower oil containing oleic acid in the above content is preferred.
<充填剤>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、補強性の向上の観点から、充填剤を用いることができる。
充填剤の配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゴム成分100質量部に対し、補強性の観点から、30質量部を超えることが好ましく、50質量部を超えることがより好ましく、60質量部を超えることがさらに好ましく、70質量部を超えることがさらにより好ましい。一方、架橋性ゴム組成物の加工性の点から、130質量部以下が好ましく、120質量部以下がより好ましい。
なお、「ゴム成分」とは、上述したゴム状重合体(A)及びさらにその他のゴム成分も含むものである。
<Filler>
In the rubber composition for crosslinking of the present embodiment, a filler can be used from the viewpoint of improving reinforcement properties.
The amount of the filler is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but from the viewpoint of reinforcement, it is preferably more than 30 parts by mass, more preferably more than 50 parts by mass, even more preferably more than 60 parts by mass, and even more preferably more than 70 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, from the viewpoint of processability of the crosslinkable rubber composition, it is preferably 130 parts by mass or less, more preferably 120 parts by mass or less.
The "rubber component" includes the above-mentioned rubber-like polymer (A) and further other rubber components.
充填剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化 マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム等が挙げられるが、これらの中でも、カーボンブラックを用いることが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FEF、GPF、SRF、HAF、N339、IISAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K6217-2:2001に準拠して測定する)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
Examples of the filler include, but are not limited to, carbon black, silica, aluminum hydroxide, clay, alumina, talc, mica, kaolin, glass balloons, glass beads, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, titanium oxide, potassium titanate, barium sulfate, and the like. Of these, it is preferable to use carbon black.
These may be used alone or in combination of two or more.
The carbon black is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include FEF, GPF, SRF, HAF, N339, IISAF, ISAF, SAF, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
The nitrogen adsorption specific surface area (N2SA, measured in accordance with JIS K6217-2:2001) of the carbon black is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
これらの充填剤の中では、本実施形態の架橋用ゴム組成物をタイヤタイヤトレッドにした時の省燃費性や、ウェットスキッド抵抗性の観点からシリカが好ましく、沈降性シリカがより好ましい。
また、本実施形態の架橋用ゴム組成物中のシリカの添加量としては、本実施形態の架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対し、省燃費性や、ウェットスキッド抵抗性の観点から、10~130質量部が好ましく、40~120質量部がより好ましく、50~100質量部がさらに好ましく、60~80質量部がさらにより好ましい。
Among these fillers, silica is preferred, and precipitated silica is more preferred, from the viewpoints of fuel economy and wet skid resistance when the rubber composition for crosslinking of the present embodiment is made into a tire tread.
In addition, the amount of silica added in the rubber composition for crosslinking of this embodiment is preferably 10 to 130 parts by mass, more preferably 40 to 120 parts by mass, even more preferably 50 to 100 parts by mass, and even more preferably 60 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking of this embodiment, from the viewpoints of fuel saving properties and wet skid resistance.
<シランカップリング剤>
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、充填剤の分散性の改善や架橋体の引張物性強度の観点から、シランカップリング剤を含んでもよい。
シランカップリング剤は、ゴム成分と無機充填剤との相互作用を緊密にする機能を有しており、ゴム成分及び充填剤のそれぞれに対する親和性又は結合性の基を有しており、硫黄結合部分とアルコキシシリル基又はシラノール基部分とを一分子中に有する化合物が好ましい。
このような化合物としては、以下に限定されないが、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、S-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]オクタンチオエート、S-[3-(トリエトキシシリル)-プロピル]オクタンチオエートと[(トリエトキシシリル)-プロピル]チオールの縮合物、少なくとも1個のチオール(-SH)官能基(メルカプトシランと称する)及び/又は、少なくとも1個のマスクトチオール基を担持するシラン類が挙げられる。
<Silane coupling agent>
The rubber composition for crosslinking of the present embodiment may contain a silane coupling agent from the viewpoints of improving the dispersibility of the filler and improving the tensile strength of the crosslinked product.
The silane coupling agent has the function of strengthening the interaction between the rubber component and the inorganic filler, and has groups that have affinity or binding properties for both the rubber component and the filler. A compound having a sulfur bonding portion and an alkoxysilyl group or silanol group portion in one molecule is preferred.
Such compounds include, but are not limited to, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-tetrasulfide, bis-[3-(triethoxysilyl)-propyl]-disulfide, bis-[2-(triethoxysilyl)-ethyl]-tetrasulfide, S-[3-(triethoxysilyl)-propyl]octanethioate, condensates of S-[3-(triethoxysilyl)-propyl]octanethioate with [(triethoxysilyl)-propyl]thiol, silanes bearing at least one thiol (-SH) functional group (referred to as mercaptosilane) and/or at least one masked thiol group.
本実施形態の架橋用ゴム組成物中のシランカップリング剤の含有量は、上述した充填剤100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下が好ましく、0.5質量部以上20質量部以下がより好ましく、1.0質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が上記範囲であると、シランカップリング剤による上記添加効果を一層顕著なものにできる傾向にある。 The content of the silane coupling agent in the crosslinking rubber composition of this embodiment is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and even more preferably 1.0 parts by mass or more and 15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the above-mentioned filler. When the content of the silane coupling agent is within the above range, the above-mentioned addition effect of the silane coupling agent tends to be more pronounced.
<その他の添加剤>
本実施形態の架橋用ゴム組成物には、上述した以外にも、その他の軟化剤及び充填剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、滑剤等の各種添加剤を添加することができる。
その他の軟化剤としては、公知の軟化剤を用いることができる。
その他の充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウムが挙げられる。
上記の耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、着色剤、潤滑剤としては、それぞれ公知の材料を用いることができる。
<Other additives>
In addition to the above, various additives such as other softeners and fillers, heat resistance stabilizers, antistatic agents, weather resistance stabilizers, antioxidants, colorants, and lubricants may be added to the crosslinking rubber composition of this embodiment.
As the other softening agents, known softening agents can be used.
Other fillers include, for example, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum sulfate, and barium sulfate.
As the heat resistance stabilizer, antistatic agent, weather resistance stabilizer, antioxidant, colorant, and lubricant, known materials can be used.
〔架橋用ゴム組成物の製造方法〕
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、ゴム状重合体(A)、架橋剤(B)、及び水素添加された環含有樹脂(C)を混合することにより得られる。さらに、必要に応じてその他のゴム成分、シリカ系無機充填剤、カーボンブラックやその他の充填剤、シランカップリング剤、ゴム用軟化剤等の添加剤を混合してもよい。
混合方法については、以下のものに限定されないが、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶解混合後、溶剤を加熱除去する方法が挙げられる。
これらのうち、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機による溶融混練法が生産性、良混練性の観点から好ましい。
また、ゴム成分とその他の充填剤、シランカップリング剤、及び添加剤とを一度に混練する方法、複数の回数に分けて混合する方法のいずれも適用可能である。
[Method for producing rubber composition for crosslinking]
The crosslinkable rubber composition of the present embodiment is obtained by mixing the rubber-like polymer (A), the crosslinking agent (B), and the hydrogenated ring-containing resin (C). If necessary, additives such as other rubber components, silica-based inorganic fillers, carbon black or other fillers, silane coupling agents, and rubber softeners may be mixed.
The mixing method is not limited to the following, but examples thereof include a melt-kneading method using a general mixer such as an open roll, a Banbury mixer, a kneader, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, or a multi-screw extruder, and a method in which the components are dissolved and mixed and then the solvent is removed by heating.
Among these, the melt kneading method using a roll, a Banbury mixer, a kneader, or an extruder is preferred from the viewpoints of productivity and good kneading properties.
In addition, it is possible to use either a method in which the rubber component, the other filler, the silane coupling agent, and the additives are kneaded at once, or a method in which they are mixed in several batches.
〔用途〕
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、好ましくはタイヤ部材、自動車の内装及び外装品、防振ゴム、ベルト、履物(特にアウトソールやミッドソール)、発泡体、各種工業用品用途等に利用できる。
これらの中でも、タイヤ部品に好適に用いられる。
タイヤ部材としては、省燃費タイヤ、オールシーズンタイヤ、高性能タイヤ、スノー用タイヤ、スタッドレスタイヤ等の各種タイヤ:タイヤトレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部等のタイヤ各部位への利用が可能である。
特に、タイヤ部材としては、加硫物としたときに耐摩耗性能、省燃費性、ウェットスキッド抵抗性、及びスノー性能とのバランスに優れているため、省燃費タイヤや高性能タイヤ用、スノー用タイヤのタイヤトレッド用として、好適に用いられる。
[Application]
The crosslinkable rubber composition of the present embodiment can be preferably used for tire components, interior and exterior parts of automobiles, anti-vibration rubber, belts, footwear (particularly outsoles and midsoles), foams, various industrial product applications, and the like.
Among these, it is preferably used for tire parts.
As tire components, the present invention can be used in various tire parts such as tire treads, carcasses, sidewalls, and beads of various tires, including fuel-efficient tires, all-season tires, high-performance tires, snow tires, and studless tires.
In particular, as a tire component, since the vulcanizate has an excellent balance of wear resistance, fuel efficiency, wet skid resistance, and snow performance, it is suitably used for fuel-efficient tires, high-performance tires, and tire treads for snow tires.
タイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫の架橋用ゴム組成物及びコードよりなる群から選択される少なくとも1つからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、所望のタイヤ(例えば、空気入りタイヤ)を製造することができる。 Conventional methods can be used to manufacture tires. For example, components normally used in tire manufacturing, such as a carcass layer, a belt layer, and a tread layer, each layer being composed of at least one selected from the group consisting of an unvulcanized rubber composition for crosslinking and a cord, are laminated on a tire-building drum in order, and the drum is removed to produce a green tire. The green tire is then heated and vulcanized in the usual manner to manufacture the desired tire (e.g., a pneumatic tire).
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本実施形態を更に詳しく説明するが、本実施形態は以下の実施例及び比較例により何ら制限されるものではない。
実施例及び比較例における各種の物性は下記に示す方法により測定した。
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited in any way by the following examples and comparative examples.
Various physical properties in the examples and comparative examples were measured by the methods shown below.
((物性1)分子量と分子量分布)
<測定条件1> :
後述する重合例で得られたゴム状重合体を試料として、下記の具体的な条件に従い、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用して得られる検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)とを求めた。
(Physical Properties 1) Molecular weight and molecular weight distribution)
<Measurement condition 1>:
Using the rubber-like polymers obtained in the polymerization examples described below as samples, chromatograms were measured using a GPC measurement apparatus (manufactured by Tosoh Corporation under the trade name "HLC-8320GPC") having three columns packed with polystyrene gel connected together under the following specific conditions, and an RI detector (manufactured by Tosoh Corporation under the trade name "HLC8020"), and the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw/Mn) were determined based on a calibration curve obtained using standard polystyrene.
[具体的な測定条件]
GPC測定装置:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」
溶離液 :5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF(テトラヒドロフラン)
ガードカラム:東ソー社製の「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」
カラム :東ソー社製の「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続した。
オーブン温度:40℃
流量 :0.35mL/分
サンプル :測定用の試料10mgを10mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入した。
[Specific measurement conditions]
GPC measuring device: Tosoh Corporation product name "HLC-8320GPC"
Eluent: 5 mmol/L triethylamine in THF (tetrahydrofuran)
Guard column: "TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H" manufactured by Tosoh Corporation
Column: Three "TSKgel SuperMultiporeHZ-H" columns manufactured by Tosoh Corporation were connected.
Oven temperature: 40°C
Flow rate: 0.35 mL/min. Sample: 10 mg of a sample to be measured was dissolved in 10 mL of THF to prepare a measurement solution, and 10 μL of the measurement solution was injected into the GPC measurement device.
上記の<測定条件1>で測定した各種試料の中で、分子量分布(Mw/Mn)の値が1.6未満であった試料は、改めて下記の<測定条件2>により測定し、その結果を測定値として用いた。
前記<測定条件1>で測定し、その分子量分布の値が1.6以上であった試料に対しては、<測定条件1>で測定した結果を測定値として用いた。
Among the various samples measured under the above <Measurement Condition 1>, samples whose molecular weight distribution (Mw/Mn) was less than 1.6 were measured again under the following <Measurement Condition 2>, and the results were used as the measured values.
For samples that were measured under the above <Measurement Condition 1> and had a molecular weight distribution value of 1.6 or more, the result measured under <Measurement Condition 1> was used as the measured value.
<測定条件2> :
後述する重合例で得られたゴム状重合体を試料として、下記の具体的な条件に従い、ポリスチレン系ゲルを充填剤としたカラムを3本連結したGPC測定装置(東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」)を使用して、RI検出器(東ソー社製の商品名「HLC8020」)を用いてクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンを使用した検量線に基づいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)と分子量分布(Mw/Mn)とを求めた。
<Measurement condition 2>:
Using the rubber-like polymers obtained in the polymerization examples described below as samples, chromatograms were measured using a GPC measurement apparatus (manufactured by Tosoh Corporation under the trade name "HLC-8320GPC") having three columns packed with polystyrene gel connected together under the following specific conditions, and an RI detector (manufactured by Tosoh Corporation under the trade name "HLC8020"), and the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw/Mn) were determined based on a calibration curve using standard polystyrene.
[具体的な測定条件]
溶離液 :5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF
ガードカラム:東ソー社製の「TSKguardcolumn SuperH-H」
カラム :東ソー社製の「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、及び「「TSKgel SuperH7000」を上流からこの順で連結したもの
オーブン温度:40℃
流量 :0.6mL/分
サンプル :測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液20μLをGPC測定装置に注入して測定した。
[Specific measurement conditions]
Eluent: THF containing 5 mmol/L triethylamine
Guard column: "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation
Column: Tosoh Corporation's "TSKgel Super H5000", "TSKgel Super H6000", and "TSKgel Super H7000" connected in this order from upstream Oven temperature: 40°C
Flow rate: 0.6 mL/min. Sample: 10 mg of a sample to be measured was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 20 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement.
((物性2)重合体ムーニー粘度)
後述する重合例で得られたゴム状重合体を試料として、ムーニー粘度計(上島製作所社製の商品名「VR1132」)を用い、ISO 289に準拠し、ムーニー粘度を測定した。
試料を1分間、100℃で予熱した後、L型ローターを2rpmで回転させ、4分後のトルクを測定してムーニー粘度(ML(1+4))を得た。
(Physical Property 2) Polymer Mooney Viscosity
The rubber-like polymers obtained in the polymerization examples described later were used as samples, and the Mooney viscosity was measured in accordance with ISO 289 using a Mooney viscometer (manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., trade name "VR1132").
After preheating the sample at 100° C. for 1 minute, the sample was rotated at 2 rpm in an L-type rotor, and the torque after 4 minutes was measured to obtain the Mooney viscosity (ML (1+4) ).
((物性3)変性率)
後述する重合例で得られたゴム状重合体における変性率を、カラム吸着GPC法で以下のとおり測定した。
重合例で得られたゴム状重合体を試料として、シリカ系ゲルを充填剤としたGPCカラムに、変性した塩基性重合体成分が吸着する特性を応用することにより、測定した。
(Physical Property 3) Modification Rate
The modification ratio of the rubber-like polymer obtained in the polymerization examples described later was measured by column adsorption GPC method as follows.
The rubber-like polymers obtained in the polymerization examples were used as samples, and measurements were carried out by utilizing the adsorption properties of modified basic polymer components in a GPC column packed with silica gel.
試料及び低分子量内部標準ポリスチレンを含む試料溶液を、ポリスチレン系カラムで測定したクロマトグラムと、シリカ系カラムで測定したクロマトグラムと、の差分よりシリカ系カラムへの吸着量を測定し、変性率を求めた。 The amount of sample adsorption to the silica-based column was measured by subtracting the chromatograms of the sample solution containing the sample and low molecular weight internal standard polystyrene measured on a polystyrene-based column from the chromatograms measured on a silica-based column, and the modification rate was calculated.
具体的な測定条件を以下に示す。
また、上記の(物性1)の<測定条件1>で測定した結果、ゴム状重合体の分子量分布の値が1.6以上であった試料に対しては下記の<測定条件3>、その分子量分布の値が1.6未満であった試料に対しては下記の<測定条件4>で測定した。
The specific measurement conditions are as follows.
In addition, for samples in which the molecular weight distribution of the rubber-like polymer was 1.6 or more as a result of measurement under <Measurement Condition 1> in the above (Physical Property 1), the following <Measurement Condition 3> was used, and for samples in which the molecular weight distribution was less than 1.6, the following <Measurement Condition 4> was used.
<測定条件3 : ポリスチレン系カラムを用いたGPC測定条件>
GPC測定装置:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」
溶離液 :5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF
ガードカラム:東ソー社製の「TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H」
カラム :東ソー社製の「TSKgel SuperMultiporeHZ-H」を3本接続した。
オーブン温度:40℃
流量 :0.35mL/分
RI検出器(東ソー社製 HLC8020)
サンプル :測定用の試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液10μLをGPC測定装置に注入した。
<Measurement Condition 3: GPC Measurement Condition Using Polystyrene Column>
GPC measuring device: Tosoh Corporation product name "HLC-8320GPC"
Eluent: THF containing 5 mmol/L triethylamine
Guard column: "TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H" manufactured by Tosoh Corporation
Column: Three "TSKgel SuperMultiporeHZ-H" columns manufactured by Tosoh Corporation were connected.
Oven temperature: 40°C
Flow rate: 0.35 mL/min RI detector (Tosoh HLC8020)
Sample: 10 mg of a sample to be measured and 5 mg of standard polystyrene were dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 10 μL of the measurement solution was injected into the GPC measurement device.
<測定条件4 : ポリスチレン系カラムを用いたGPC測定条件>
GPC測定装置:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」
溶離液 :5mmol/Lのトリエチルアミン入りTHF
ガードカラム:東ソー社製の「TSKguardcolumn SuperH-H」
カラム :東ソー社製の「TSKgel SuperH5000」、「TSKgel SuperH6000」、及び「「TSKgel SuperH7000」を上流からこの順で連結したもの
オーブン温度:40℃
流量 :0.6mL/分
RI検出器(東ソー社製 HLC8020)
サンプル :測定用の試料10mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液20μLをGPC測定装置に注入して測定した。
<Measurement Condition 4: GPC Measurement Condition Using Polystyrene Column>
GPC measuring device: Tosoh Corporation product name "HLC-8320GPC"
Eluent: THF containing 5 mmol/L triethylamine
Guard column: "TSKguardcolumn SuperH-H" manufactured by Tosoh Corporation
Column: Tosoh Corporation's "TSKgel Super H5000", "TSKgel Super H6000", and "TSKgel Super H7000" connected in this order from upstream Oven temperature: 40°C
Flow rate: 0.6 mL/min RI detector (Tosoh HLC8020)
Sample: 10 mg of a sample to be measured was dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 20 μL of the measurement solution was injected into a GPC measurement device for measurement.
<シリカ系カラムを用いたGPC測定条件>
GPC測定装置:東ソー社製の商品名「HLC-8320GPC」
溶離液 :THF
ガードカラム:「DIOL 4.6×12.5mm 5micron」
カラム :「Zorbax PSM-1000S」、「PSM-300S」、「PSM-60S」を上流からこの順で連結したもの
オーブン温度:40℃
流量 :0.5mL/分
RI検出器(東ソー社製 HLC8020)
サンプル :測定用の試料10mg及び標準ポリスチレン5mgを20mLのTHFに溶解して測定溶液とし、測定溶液50μLをGPC測定装置に注入した。
<GPC measurement conditions using a silica column>
GPC measuring device: Tosoh Corporation product name "HLC-8320GPC"
Eluent: THF
Guard column: "DIOL 4.6 x 12.5 mm 5 micron"
Column: Zorbax PSM-1000S, PSM-300S, and PSM-60S connected in this order from upstream Oven temperature: 40°C
Flow rate: 0.5 mL/min RI detector (Tosoh HLC8020)
Sample: 10 mg of a sample to be measured and 5 mg of standard polystyrene were dissolved in 20 mL of THF to prepare a measurement solution, and 50 μL of the measurement solution was injected into the GPC measurement device.
変性率の計算方法 :
ポリスチレン系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積P1、標準ポリスチレンのピーク面積P2を求めた。同様に、シリカ系カラムを用いたクロマトグラムのピーク面積の全体を100として、試料のピーク面積P3、標準ポリスチレンのピーク面積P4を求めた。そして、得られた面積値に基づいて、下記式より変性率(%)を求めた。
変性率(%)=[1-(P2×P3)/(P1×P4)]×100
(ただし、P1+P2=P3+P4=100)
How to calculate the denaturation rate:
The peak area P1 of the sample and the peak area P2 of the standard polystyrene were calculated by setting the total peak area of the chromatogram using the polystyrene column to 100. Similarly, the peak area P3 of the sample and the peak area P4 of the standard polystyrene were calculated by setting the total peak area of the chromatogram using the silica column to 100. Then, based on the obtained area values, the modification rate (%) was calculated by the following formula.
Denaturation rate (%) = [1 - (P2 x P3) / (P1 x P4)] x 100
(where P1 + P2 = P3 + P4 = 100)
((物性4)結合スチレン量(スチレン含有量))
後述する重合例で得られたゴム状重合体を試料として、試料100mgを、クロロホルムで100mLにメスアップし、溶解して測定サンプルとした。
スチレンのフェニル基による紫外線吸収波長(254nm付近)の吸収量により、試料であるゴム状重合体100質量%に対しての結合スチレン量(質量%)を測定した(測定装置:島津製作所社製の分光光度計「UV-2450」)。
(Physical Property 4) Amount of Bound Styrene (Styrene Content)
A rubber-like polymer obtained in a polymerization example described later was used as a sample. 100 mg of the sample was dissolved in chloroform to make a total volume of 100 mL to prepare a measurement sample.
The amount of bound styrene (mass %) relative to 100 mass % of the rubber-like polymer sample was measured based on the amount of absorption of ultraviolet light at wavelengths (around 254 nm) by the phenyl groups of styrene (measuring device: Shimadzu Corporation spectrophotometer "UV-2450").
((物性5)ブタジエン部分のミクロ構造(1,2-ビニル結合量))
後述する重合例で得られたゴム状重合体を試料として、試料50mgを、10mLの二硫化炭素に溶解して測定サンプルとした。
溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600~1000cm-1の範囲で測定して、所定の波数における吸光度によりハンプトンの方法(R.R.Hampton,Analytical Chemistry 21,923(1949)に記載の方法)の計算式に従い、ブタジエン部分のミクロ構造、すなわち、1,2-ビニル結合量(mol%)を求めた(測定装置:日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「FT-IR230」)。
なお、「ビニル単位およびブチレン単位の含有量」の水添する前の状態が、「1,2-ビニル結合量」に相当し、数値は同じになる。
よって、表1中の「ビニル単位およびブチレン単位の含有量」は、水添前の1,2-ビニル結合量に相当する。
(Physical Property 5) Microstructure of Butadiene Moiety (1,2-Vinyl Bond Amount)
The rubber-like polymer obtained in the polymerization example described below was used as a sample, and 50 mg of the sample was dissolved in 10 mL of carbon disulfide to prepare a measurement sample.
Using a solution cell, an infrared spectrum was measured in the range of 600 to 1000 cm -1 , and the microstructure of the butadiene portion, i.e., the amount of 1,2-vinyl bonds (mol%) was determined from the absorbance at a predetermined wave number according to the calculation formula of the Hampton method (the method described in R. R. Hampton, Analytical Chemistry 21, 923 (1949)) (measuring device: Fourier transform infrared spectrophotometer "FT-IR230" manufactured by JASCO Corporation).
The "content of vinyl units and butylene units" before hydrogenation corresponds to the "amount of 1,2-vinyl bonds" and has the same numerical value.
Therefore, the "content of vinyl units and butylene units" in Table 1 corresponds to the amount of 1,2-vinyl bonds before hydrogenation.
((物性6)ゴム状重合体の水添率、ゴム状重合体のエチレン構造とビニル単位及びブチレン単位の含有量)
試料として、後述する重合例で得られたゴム状重合体を用いて、1H-NMR測定によって、ゴム状重合体の水添率、エチレン構造とビニル単位及びブチレン単位の含有量を測定した。1H-NMR測定の条件を以下に記す。
<測定条件>
測定機器 :JNM-LA400(JEOL製)
溶媒 :重水素化クロロホルム
測定サンプル :ゴム状重合体
サンプル濃度 :50mg/mL
観測周波数 :400MHz
化学シフト基準:TMS(テトラメチルシラン)
パルスディレイ:2.904秒
スキャン回数 :64回
パルス幅 :45°
測定温度 :26℃
(Physical Property 6) Hydrogenation Ratio of Rubber Polymer, Ethylene Structure, Vinyl Unit and Butylene Unit Content of Rubber Polymer)
Using the rubber-like polymer obtained in the polymerization example described later as a sample, the hydrogenation rate of the rubber-like polymer, the content of the ethylene structure, the vinyl unit and the butylene unit were measured by 1 H-NMR measurement. The conditions of 1 H-NMR measurement are described below.
<Measurement conditions>
Measuring equipment: JNM-LA400 (manufactured by JEOL)
Solvent: deuterated chloroform Measurement sample: rubber-like polymer Sample concentration: 50 mg/mL
Observation frequency: 400MHz
Chemical shift reference: TMS (tetramethylsilane)
Pulse delay: 2.904 seconds Number of scans: 64 Pulse width: 45°
Measurement temperature: 26°C
((物性7)ゴム状重合体のスチレンブロック量)
スチレン構造単位が8個以上連なった連鎖をスチレンブロックとし、当該スチレンブロック量を、次のようにして求めた。
重クロロホルムを溶媒として測定した400MHzの1H-NMRスペクトルから、以下の(X)の各化学シフト範囲の積分値割合を求め、ゴム状重合体中に含まれるスチレンブロックの含量を求めた。
(X)芳香族ビニル化合物連鎖8以上: 6.00≦S<6.68
(Physical Property 7) Amount of Styrene Blocks in Rubber Polymer
A chain in which eight or more styrene structural units are linked together is defined as a styrene block, and the amount of the styrene block was determined as follows.
From the 400 MHz 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent, the integral ratio of each chemical shift range of the following (X) was calculated to determine the content of styrene blocks in the rubber polymer.
(X) Aromatic vinyl compound having 8 or more chains: 6.00≦S<6.68
((物性8)ゴム状重合体のヨウ素価)
ヨウ素価は、下記により測定した。
試料をシクロヘキサンに溶かした後、一塩化ヨウ素溶液を加え、暗所に放置後、ヨウ化カリウム及び水を加え、チオ硫酸ナトリウム溶液で滴定し、溶液の色がうすい黄色になったとき、でんぷん溶液を加え,青が消えるまで滴定することにより、ヨウ素価を求めた。
(Physical Property 8) Iodine Value of Rubber Polymer
The iodine value was measured as follows.
After dissolving the sample in cyclohexane, iodine monochloride solution was added and the mixture was left in the dark. Potassium iodide and water were then added, and the mixture was titrated with sodium thiosulfate solution. When the solution turned pale yellow, starch solution was added and titrated until the blue color disappeared, thereby determining the iodine value.
〔ゴム状重合体の製造〕
(水素添加触媒の調製)
後述する重合例において、ゴム状重合体を調製する際に用いる水素添加触媒を下記の方法により調製した。
窒素置換した反応容器に、乾燥及び精製したシクロヘキサン1リットルを仕込み、ビス(η5-シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100ミリモルを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200ミリモルを含むn-ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させ水素添加触媒(TC-1)を得た。
[Production of rubber-like polymer]
(Preparation of hydrogenation catalyst)
In the polymerization examples described later, the hydrogenation catalyst used in preparing the rubber polymer was prepared by the following method.
A nitrogen-purged reaction vessel was charged with 1 liter of dried and purified cyclohexane, and 100 mmol of bis(η5-cyclopentadienyl)titanium dichloride was added. With sufficient stirring, an n-hexane solution containing 200 mmol of trimethylaluminum was added, and the mixture was allowed to react at room temperature for about 3 days to obtain a hydrogenation catalyst (TC-1).
(ゴム状重合体の重合)
<(重合例1)ゴム状重合体1>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを2,700g、スチレンを300g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を30mmolと2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを11.6mmol、反応器へ入れ、反応器内温を43℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム68.0mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、最終的な反応器内の温度は、76℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として2,2-ジメトキシ-1-(3-卜リメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン(化合物1)を13.6mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを13.3mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を40分間行い、ゴム状重合体1を得た。得られたゴム状重合体1のヨウ素価は108(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に、酸化防止剤としてn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
(Polymerization of rubber-like polymer)
<(Polymerization Example 1) Rubber-like Polymer 1>
A 40 L internal volume autoclave equipped with a stirrer and a jacket and capable of controlling temperature was used as a reactor. 2,700 g of 1,3-butadiene, 300 g of styrene, 21,000 g of cyclohexane, and 30 mmol of tetrahydrofuran (THF) and 11.6 mmol of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as polar substances, from which impurities had been removed in advance, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 43° C.
As a polymerization initiator, 68.0 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature inside the reactor began to rise due to heat generated by the polymerization, and the final temperature inside the reactor reached 76°C. Two minutes after this reaction temperature peak was reached, 13.6 mmol of 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane (compound 1) was added as a modifier to the reactor, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 13.3 mmol of methanol was added as a reaction terminator to this polymer solution, and a portion of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and the solvent was removed in a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubber-like polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubber-like polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 40 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain a rubber-like polymer 1. The iodine value of the obtained rubber-like polymer 1 was 108 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例2、3)ゴム状重合体2、3>
水素添加反応を、それぞれ60分間と80分間とした、その他の条件は(重合例1)と同様の方法で、ゴム状重合体2及びゴム状重合体3を得た。
得られたゴム状重合体2のヨウ素価は65(g/100g)、ゴム状重合体3のヨウ素価は22(g/100g)であった。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Examples 2 and 3) Rubber-like Polymers 2 and 3>
The hydrogenation reaction was carried out for 60 minutes and 80 minutes, respectively, and the other conditions were the same as in Polymerization Example 1, to obtain Rubber Polymer 2 and Rubber Polymer 3.
The resulting rubber polymer 2 had an iodine value of 65 (g/100 g), and the rubber polymer 3 had an iodine value of 22 (g/100 g).
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例4)ゴム状重合体4>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを3,000g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を90mmol、反応器へ入れ、反応器内温を45℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム74.0mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、最終的な反応器内の温度は、76℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として四塩化ケイ素(化合物2)を14.8mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを14.4mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を10分間行い、ゴム状重合体4を得た。得られたゴム状重合体4のヨウ素価は418(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に酸化防止剤として、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Example 4) Rubber-like Polymer 4>
A temperature-controllable autoclave having an internal volume of 40 L, equipped with a stirrer and a jacket, was used as a reactor. 3,000 g of 1,3-butadiene, 21,000 g of cyclohexane, and 90 mmol of tetrahydrofuran (THF) as a polar substance, from which impurities had been removed in advance, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 45° C.
As a polymerization initiator, 74.0 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature in the reactor began to rise due to heat generated by the polymerization, and the final temperature in the reactor reached 76° C. Two minutes after the reaction temperature reached its peak, 14.8 mmol of silicon tetrachloride (compound 2) was added to the reactor as a modifier, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 14.4 mmol of methanol was added to this polymer solution as a reaction terminator, and a portion of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and the solvent was removed in a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubber-like polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubber-like polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 10 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain rubber-like polymer 4. The iodine value of the obtained rubber-like polymer 4 was 418 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例5)ゴム状重合体5>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを1,000g、スチレンを1,350g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を162mmol、反応器へ入れ、反応器内温を48℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム54.0mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、反応器内のモノマーコンバージョンが96%に達した時点で、ブタジエン650gを2回に分けて追添し、さらに反応させた。最終的な反応器内の温度は、82℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として四塩化ケイ素(化合物2)を10.8mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを10.5mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状ブロック重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を40分間行い、ゴム状重合体5を得た。得られたゴム状重合体5のヨウ素価は39(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に酸化防止剤としてn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Example 5) Rubber-like Polymer 5>
A temperature-controllable autoclave having an internal volume of 40 L, equipped with a stirrer and a jacket, was used as a reactor. 1,000 g of 1,3-butadiene, 1,350 g of styrene, 21,000 g of cyclohexane, and 162 mmol of tetrahydrofuran (THF) as a polar substance, all of which had been previously removed from impurities, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 48° C.
As a polymerization initiator, 54.0 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature in the reactor began to rise due to heat generated by the polymerization, and when the monomer conversion in the reactor reached 96%, 650 g of butadiene was added in two portions and further reacted. The final temperature in the reactor reached 82°C. Two minutes after the reaction temperature peak was reached, 10.8 mmol of silicon tetrachloride (compound 2) was added to the reactor as a modifier, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 10.5 mmol of methanol was added to this polymer solution as a reaction terminator, and a part of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and desolvated with a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubbery block polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubbery polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 40 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain a rubbery polymer 5. The iodine value of the obtained rubbery polymer 5 was 39 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例6)ゴム状重合体6>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを2,000g、スチレンを750g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を30mmolと2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを7.8mmol、反応器へ入れ、反応器内温を43℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム32.3mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、反応器内のモノマーコンバージョンが96%に達した時点で、ブタジエン250gを追添し、さらに反応させた。最終的な反応器内の温度は、86℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として2,2-ジメトキシ-1-(3-卜リメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン(化合物1)を6.5mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを5.8mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を50分間行い、ゴム状重合体6を得た。得られたゴム状重合体6のヨウ素価は54(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に、酸化防止剤としてn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Example 6) Rubber-like Polymer 6>
A 40 L internal volume autoclave equipped with a stirrer and a jacket and capable of controlling temperature was used as a reactor. 2,000 g of 1,3-butadiene, 750 g of styrene, 21,000 g of cyclohexane, and 30 mmol of tetrahydrofuran (THF) and 7.8 mmol of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as polar substances, from which impurities had been removed in advance, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 43° C.
As a polymerization initiator, 32.3 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature in the reactor began to rise due to heat generated by the polymerization, and when the monomer conversion in the reactor reached 96%, 250 g of butadiene was added and further reacted. The final temperature in the reactor reached 86°C. Two minutes after the reaction temperature reached its peak, 6.5 mmol of 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane (compound 1) was added to the reactor as a modifier, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 5.8 mmol of methanol was added to this polymer solution as a reaction terminator, and a part of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and the solvent was removed with a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubber-like polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubber-like polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 50 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain rubber-like polymer 6. The iodine value of the obtained rubber-like polymer 6 was 54 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例7)ゴム状重合体7>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを2,000g、スチレンを240g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を158mmol反応器へ入れ、反応器内温を46℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム52.5mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、反応器内のモノマーコンバージョンが96%に達した時点で、ブタジエン760gを2回に分けて追添し、さらに反応させた。最終的な反応器内の温度は、80℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として、2,2-ジメトキシ-1-(3-卜リメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン(化合物1)を10.5mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを9.4mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を60分間行い、ゴム状重合体7を得た。得られたゴム状重合体7のヨウ素価は65(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に、酸化防止剤としてn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Example 7) Rubber-like Polymer 7>
A 40 L internal volume autoclave equipped with a stirrer and a jacket and capable of controlling temperature was used as a reactor. 2,000 g of 1,3-butadiene, 240 g of styrene, 21,000 g of cyclohexane, and 158 mmol of tetrahydrofuran (THF) as a polar substance, all of which had previously been removed of impurities, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 46° C.
As a polymerization initiator, 52.5 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature in the reactor started to rise due to heat generated by the polymerization, and when the monomer conversion in the reactor reached 96%, 760 g of butadiene was added in two portions and further reacted. The final temperature in the reactor reached 80° C. Two minutes after the peak reaction temperature was reached, 10.5 mmol of 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane (compound 1) was added to the reactor as a modifier, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 9.4 mmol of methanol was added to this polymer solution as a reaction terminator, and a part of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and the solvent was removed with a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubber-like polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubber-like polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 60 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain rubber-like polymer 7. The iodine value of the obtained rubber-like polymer 7 was 65 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
<(重合例8)ゴム状重合体8>
内容積40Lで、撹持機及びジャケットを具備する温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、予め不純物を除去した、1,3-ブタジエンを2,150g、スチレンを510g、シクロヘキサンを21,000g、極性物質として、テトラヒドロフラン(THF)を30mmolと2,2-ビス(2-オキソラニル)プロパンを7.8mmol、反応器へ入れ、反応器内温を48℃に保持した。
重合開始剤として、n-ブチルリチウム32.3mmolを前記反応器に供給した。
重合反応開始後、重合による発熱で反応器内の温度は上昇を始め、反応器内の反応温度がピークに到達後から5分後に、スチレン240gを追添し、反応させた。その後、反応器内の反応温度がピークに到達後から2分後にブタジエン100gを追添し、さらに反応させた。最終的な反応器内の温度は、86℃に達した。この反応温度ピーク到達後から2分後に、反応器に、変性剤として2,2-ジメトキシ-1-(3-卜リメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン(化合物1)を6.5mmol添加し、20分間、カップリング反応を実施した。この重合体溶液に、反応停止剤としてメタノールを5.8mmolを添加し、水素添加前のゴム状重合体溶液を一部分析用に抜き出し、乾燥機で脱溶剤し、水素添加前のゴム状重合体を得た。
その後、水素添加前のゴム状重合体溶液に、前記水素添加触媒(TC-1)を、水素添加前のゴム状重合体100質量部当たり、チタン基準で70ppm添加し、水素圧0.8MPa、平均温度85℃で水素添加反応を60分間行い、ゴム状重合体8を得た。得られたゴム状重合体8のヨウ素価は54(g/100g)であった。
得られたゴム状重合体の溶液に酸化防止剤としてn-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロオキシフェニル)-プロピオネートを12.6gと、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾールを3.0g添加し、乾燥処理を施した。
分析した結果を表1に示す。
<(Polymerization Example 8) Rubber-like Polymer 8>
A 40 L internal volume autoclave equipped with a stirrer and a jacket and capable of controlling temperature was used as a reactor. 2,150 g of 1,3-butadiene, 510 g of styrene, 21,000 g of cyclohexane, and 30 mmol of tetrahydrofuran (THF) and 7.8 mmol of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as polar substances, from which impurities had been removed in advance, were placed in the reactor, and the internal temperature of the reactor was maintained at 48° C.
As a polymerization initiator, 32.3 mmol of n-butyllithium was fed to the reactor.
After the polymerization reaction started, the temperature in the reactor started to rise due to heat generated by the polymerization, and 5 minutes after the reaction temperature in the reactor reached its peak, 240 g of styrene was added and reacted. Then, 2 minutes after the reaction temperature in the reactor reached its peak, 100 g of butadiene was added and further reacted. The final temperature in the reactor reached 86°C. 2 minutes after the reaction temperature reached its peak, 6.5 mmol of 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane (compound 1) was added to the reactor as a modifier, and a coupling reaction was carried out for 20 minutes. 5.8 mmol of methanol was added to this polymer solution as a reaction terminator, and a part of the rubber-like polymer solution before hydrogenation was extracted for analysis and the solvent was removed with a dryer to obtain a rubber-like polymer before hydrogenation.
Thereafter, the hydrogenation catalyst (TC-1) was added to the rubber-like polymer solution before hydrogenation in an amount of 70 ppm based on titanium per 100 parts by mass of the rubber-like polymer before hydrogenation, and a hydrogenation reaction was carried out for 60 minutes at a hydrogen pressure of 0.8 MPa and an average temperature of 85° C. to obtain a rubber-like polymer 8. The iodine value of the obtained rubber-like polymer 8 was 54 (g/100 g).
To the resulting rubber polymer solution were added 12.6 g of n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate and 3.0 g of 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol as antioxidants, and the mixture was dried.
The analysis results are shown in Table 1.
下記表1中の変性剤種について、以下に示す。
化合物1:2,2-ジメトキシ-1-(3-卜リメトキシシリルプロピル)-1-アザ-2-シラシクロペンタン
化合物2:四塩化ケイ素
The types of modifiers in Table 1 are as follows:
Compound 1: 2,2-dimethoxy-1-(3-trimethoxysilylpropyl)-1-aza-2-silacyclopentane Compound 2: silicon tetrachloride
(実施例1~8、参考例9、実施例10、参考例11~13、実施例14~17、比較例1~2)
下記表2~表4に記載の各成分を混合し、架橋用ゴム組成物を得た。
温度制御装置を備える密閉混練機(内容量0.3L)を使用し、第一段の混練として、
充填率65%、ローター回転数30~50rpmの条件で、ゴム状重合体1~8(A)、
その他のゴム成分、補強充填剤、シランカップリング剤、伸展油、亜鉛華、ステアリン酸
、環含有樹脂(C)及びワックスを混練した。
このとき、密閉混合機の温度を制御し、排出温度は155~160℃で各ゴム組成物(
配合物)を得た。
(Examples 1 to 8, Reference Examples 9, 10, Reference Examples 11 to 13, Examples 14 to 17, Comparative Examples 1 and 2)
The components shown in Tables 2 to 4 below were mixed to obtain rubber compositions for crosslinking.
A sealed mixer (capacity: 0.3 L) equipped with a temperature control device was used for the first stage of mixing.
Filling rate 65%, rotor rotation speed 30 to 50 rpm, rubber-like polymers 1 to 8 (A),
Other rubber components, reinforcing filler, silane coupling agent, extender oil, zinc oxide, stearic acid, ring-containing resin (C) and wax were kneaded.
At this time, the temperature of the internal mixer was controlled, and each rubber composition (
A compound (compound) was obtained.
次に、第二段の混練として、上記で得た配合物を室温まで冷却後、老化防止剤を加え、補強充填剤の分散を向上させるため再度混練した。この場合も、混合機の温度制御により、配合物の排出温度を155~160℃に調整した。
冷却後、第三段の混練として、70℃に設定したオープンロールにて、硫黄(B)、他の加硫促進剤を加えて混練し、架橋用ゴム組成物を得た。
その後、成型し、160℃で20分間、加硫プレスにて加硫した。
加硫後のゴム組成物を下記方法により評価した。
その結果を表2~表4に示す。
Next, in the second mixing step, the mixture obtained above was cooled to room temperature, and then the antioxidant was added and mixed again to improve the dispersion of the reinforcing filler. In this case, the discharge temperature of the mixture was adjusted to 155 to 160°C by controlling the temperature of the mixer.
After cooling, in the third stage of kneading, sulfur (B) and other vulcanization accelerators were added and kneaded using an open roll set at 70° C. to obtain a rubber composition for crosslinking.
Thereafter, the product was molded and vulcanized in a vulcanization press at 160° C. for 20 minutes.
The vulcanized rubber compositions were evaluated by the following methods.
The results are shown in Tables 2 to 4.
(配合材料)
<ゴム成分>
ポリマー1~8:重合例で得られたゴム状重合体1~8
NR:天然ゴム(解凝固化物)
EPDM:エチレン・プロピレンゴム(住友化学社製「エスプレン 505A」)
(Mixed materials)
<Rubber component>
Polymers 1 to 8: Rubber-like polymers 1 to 8 obtained in polymerization examples
NR: Natural rubber (peptized)
EPDM: Ethylene-propylene rubber ("Esprene 505A" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
<補強充填材>
シリカ(エボニック デグサ社製の商品名「Ultrasil 7000GR」、窒素吸着比表面積170m2/g)
カーボンブラック(東海カーボン社製の商品名「シーストKH(N339)」)
<Reinforcing filler>
Silica (product name "Ultrasil 7000GR" manufactured by Evonik Degussa, nitrogen adsorption specific surface area 170 m2/g)
Carbon black (product name "Seat KH (N339)" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
<シランカップリング剤>
シランカップリング剤(エボニック デグサ社製の商品名「Si75」、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
<Silane coupling agent>
Silane coupling agent (product name "Si75" manufactured by Evonik Degussa, bis(triethoxysilylpropyl)disulfide)
<樹脂>
水添レジン1: 荒川化学工業株式会社製 アルコン M-115(C9樹脂、軟化点115℃、部分水添)
水添レジン2: 荒川化学工業株式会社製 アルコン M-135(C9樹脂、軟化点135℃、部分水添)
水添レジン3: 荒川化学工業株式会社製 アルコン M-90(C9樹脂、軟化点90℃、部分水添)
水添テルペン: ヤスハラケミカル株式会社製 クリアロン M125(テルペン樹脂、軟化点125℃、完全水添)
非水添レジン: ENEOS株式会社製 ネオポリマー150(C9樹脂、軟化点150℃、非水添)
完全水添レジン: 荒川化学工業株式会社製 アルコン P-140(C9樹脂 完全水添、軟化点140℃)荒川化学工業株式会社
上記水添レジン1~3、水添テルペンは、軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)に相当する。
<Resin>
Hydrogenated resin 1: Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. Alcon M-115 (C9 resin, softening point 115°C, partially hydrogenated)
Hydrogenated resin 2: Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. Alcon M-135 (C9 resin, softening point 135°C, partially hydrogenated)
Hydrogenated resin 3: Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. Alcon M-90 (C9 resin, softening point 90°C, partially hydrogenated)
Hydrogenated terpene: Clearon M125 (terpene resin, softening point 125°C, fully hydrogenated) manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.
Non-hydrogenated resin: ENEOS Corporation Neopolymer 150 (C9 resin, softening point 150°C, non-hydrogenated)
Fully hydrogenated resin: Alcon P-140 (C9 resin, fully hydrogenated, softening point 140°C) manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. The above hydrogenated resins 1 to 3 and hydrogenated terpene correspond to hydrogenated ring-containing resins (C) having a softening point of less than 140°C.
<伸展油>
植物由来オイル:NOVANCE社製 LUBRIROB TOD 1880(ヒマワリオイル)
鉱物オイル:JX日鉱日石エネルギー社製 プロセスNC140(SRAEオイル)
<Extender oil>
Plant-derived oil: NOVANCE LUBRIROB TOD 1880 (sunflower oil)
Mineral oil: JX Nippon Oil & Energy Corporation Process NC140 (SRAE oil)
<加硫剤>
硫黄
<Vulcanizing agent>
sulfur
<加硫促進剤>
加硫促進剤1:CBS(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフィンアミド)
加硫促進剤2:DPG(ジフェニルグアニジン)
<Vulcanization accelerator>
Vulcanization accelerator 1: CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfinamide)
Vulcanization accelerator 2: DPG (diphenyl guanidine)
<加硫助剤>
亜鉛華
ステアリン酸
<Vulcanization aid>
Zinc oxide Stearic acid
<その他>
ワックス(WAX)(パラフィンワックス)
老化防止剤(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)
<Other>
Wax (paraffin wax)
Antioxidant (N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine)
表中、「樹脂/スチレン含有量」は、「架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対する水素添加された環含有樹脂(C)量(質量部)/ゴム状重合体(A)中のビニル芳香族単量体単位の含有量(ST)(質量%)」を示す。
「シリカ量/オイル量」は、「架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対するシリカ量(質量部)/オイル量(質量部)」を示す。
In the table, "resin/styrene content" indicates "amount (parts by mass) of hydrogenated ring-containing resin (C) relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking/content (ST) (mass%) of vinyl aromatic monomer units in the rubber-like polymer (A)."
"Amount of silica/amount of oil" refers to "the amount of silica (parts by mass)/the amount of oil (parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking."
(特性評価)
<(評価1)加工性>
第三段の混練前の配合物を試料として、ムーニー粘度計を使用し、ISO 289に準拠して、130℃、1分間の予熱を行った後に、ローターを毎分2回転で4分間回転させた後の粘度を測定した。
比較例1の結果を100として指数化した。
指数が大きいほど加工性が良好であることを示す。
表2~表4には、比較例1を基準として各性能が下記の範囲で変化する場合の記号を記載した。
AA:20%以上良化
A :15%以上20%未満の範囲で良化
B : 5%以上15%未満の範囲で良化
C : 0%以上 5%未満の範囲で良化
D : 0%を超え10%未満の範囲で悪化
E : 10%以上悪化
(Characteristics evaluation)
<(Evaluation 1) Processability>
The compound before the third stage kneading was used as a sample, and the viscosity was measured using a Mooney viscometer in accordance with ISO 289 after preheating at 130°C for 1 minute and rotating the rotor at 2 revolutions per minute for 4 minutes.
The result of Comparative Example 1 was set to 100 and indexed.
A larger index indicates better processability.
Tables 2 to 4 show symbols for the cases where each performance varies within the following ranges with Comparative Example 1 as the standard.
AA: Improved by 20% or more A: Improved by 15% or more but less than 20% B: Improved by 5% or more but less than 15% C: Improved by 0% or more but less than 5% D: Worsened by more than 0% but less than 10% E: Worsened by 10% or more
<(評価2)引張エネルギー>
得られた加硫ゴム試験片を用いて以下に示す試験法で引張エネルギーを評価した。
各例の引張エネルギーの結果を、比較例1の結果を100として指数化した。
数値が大きいほど引張エネルギーが高く、ゴムの強度が良好であることを示す。
[引張エネルギーの測定]
得られた加硫ゴム試験片からJIS3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、JIS K6251:2010に準拠して引張速度500mm/分で引張試験を行い、得られた応力―歪み曲線の歪みゼロから破断した歪みまでの応力を積分することで測定した。
表2~表4には、比較例1を基準として各性能が下記の範囲で変化する場合の記号を記載した。
AA:20%以上良化
A :15%以上20%未満の範囲で良化
B : 5%以上15%未満の範囲で良化
C : 0%以上 5%未満の範囲で良化
D : 0%を超え10%未満の範囲で悪化
E : 10%以上悪化
<(Evaluation 2) Tensile Energy>
The tensile energy of the obtained vulcanized rubber test pieces was evaluated by the test method described below.
The tensile energy results of each example were indexed with the result of Comparative Example 1 set at 100.
The larger the value, the higher the tensile energy and the better the rubber strength.
[Measurement of tensile energy]
A JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was punched out from the obtained vulcanized rubber test piece, and a tensile test was performed at a tensile speed of 500 mm/min in accordance with JIS K6251:2010. The stress was measured by integrating the stress from zero strain to the fracture strain in the obtained stress-strain curve.
In Tables 2 to 4, the symbols are given when each performance property changes within the following ranges with Comparative Example 1 as the standard.
AA: Improved by 20% or more A: Improved by 15% or more but less than 20% B: Improved by 5% or more but less than 15% C: Improved by 0% or more but less than 5% D: Worsened by more than 0% but less than 10% E: Worsened by 10% or more
<(評価3)耐摩耗性>
アクロン摩耗試験機(安田精機製作所社製)を使用し、JIS K6264-2に準拠して、荷重44.4N、1000回転の摩耗量を測定し、比較例1の結果を100として指数化した。
指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
表2~表4には、比較例1を基準として各性能が下記の範囲で変化する場合の記号を記載した。
AA:20%以上良化
A :15%以上20%未満の範囲で良化
B : 5%以上15%未満の範囲で良化
C : 0%以上 5%未満の範囲で良化
D : 0%を超え10%未満の範囲で悪化
E : 10%以上悪化
<(Evaluation 3) Abrasion resistance>
Using an Acron abrasion tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.), the amount of abrasion was measured at a load of 44.4 N and 1000 revolutions in accordance with JIS K6264-2, and the result of Comparative Example 1 was indexed to 100.
A larger index indicates better abrasion resistance.
In Tables 2 to 4, the symbols are given when each performance property changes within the following ranges with Comparative Example 1 as the standard.
AA: Improved by 20% or more A: Improved by 15% or more but less than 20% B: Improved by 5% or more but less than 15% C: Improved by 0% or more but less than 5% D: Worsened by more than 0% but less than 10% E: Worsened by 10% or more
本実施形態の架橋用ゴム組成物は、タイヤ部材、自動車の内装及び外装品、防振ゴム、ベルト、履物、発泡体、各種工業用品用途等の分野において産業上の利用可能性がある。 The crosslinkable rubber composition of this embodiment has industrial applicability in fields such as tire components, interior and exterior parts of automobiles, anti-vibration rubber, belts, footwear, foams, and various industrial product applications.
Claims (10)
架橋剤(B)と、
軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)と、
を、含有する、架橋用ゴム組成物であって、
前記ゴム状重合体(A)は、重量平均分子量が、25万以上100万以下であり、
前記ゴム状重合体(A)は、カラム吸着GPC法で測定される変性率が70質量%以上であり、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量に対する前記ゴム状重合体(A)の含有量が、20質量%以上であり、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分総量100質量部に対する前記環含有樹脂(C)の含有量が30質量部以下であり、
前記架橋用ゴム組成物が、シリカ、及びオイルをさらに含有し、
前記架橋用ゴム組成物中のゴム成分100質量部に対する、シリカ量(質量部)/オイル量(質量部)が、6以上である、
架橋用ゴム組成物。 a rubber-like polymer (A) having an iodine value of 10 to 250 (g/100 g), an ethylene structure of 3 mass% or more, a vinyl aromatic monomer unit content of 5 mass% or more and 30 mass% or less, and a vinyl aromatic monomer block having 8 or more chained vinyl aromatic monomer units of less than 10 mass%;
A crosslinking agent (B);
A hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C.;
A crosslinkable rubber composition comprising:
The rubber-like polymer (A) has a weight average molecular weight of 250,000 or more and 1,000,000 or less,
The rubber-like polymer (A) has a modification rate of 70% by mass or more as measured by a column adsorption GPC method,
the content of the rubber-like polymer (A) relative to the total amount of rubber components in the rubber composition for crosslinking is 20 mass% or more,
the content of the ring-containing resin (C) is 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of rubber components in the rubber composition for crosslinking,
The rubber composition for crosslinking further contains silica and oil,
The ratio of the amount of silica (parts by mass)/the amount of oil (parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking is 6 or more.
Crosslinkable rubber composition .
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 The hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. has a softening point of 90° C. or higher.
The rubber composition for crosslinking according to any one of claims 1 to 3 .
前記軟化点が140℃未満の水素添加された環含有樹脂(C)を10~30質量部を含有する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 Relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking,
The softening point of the hydrogenated ring-containing resin (C) is less than 140 ° C., and the hydrogenated ring-containing resin (C) contains 10 to 30 parts by mass.
The crosslinkable rubber composition according to claim 1 .
0.3以上である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 the amount (parts by mass) of the hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking/the content (ST) (% by mass) of the vinyl aromatic monomer unit in the rubber polymer (A) is
The rubber composition for crosslinking according to claim 1 , wherein the modulus is 0.3 or more.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 The hydrogenated ring-containing resin (C) having a softening point of less than 140° C. is a partially hydrogenated resin and/or a hydrogenated terpene resin.
The rubber composition for crosslinking according to any one of claims 1 to 6 .
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 The rubber composition for crosslinking further contains 1 to 80 parts by mass of a plant-derived oil relative to 100 parts by mass of the rubber component.
The rubber composition for crosslinking according to any one of claims 1 to 7 .
シリカを、10~130質量部、さらに含有する、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の架橋用ゴム組成物。 Relative to 100 parts by mass of the rubber component in the rubber composition for crosslinking,
Further containing 10 to 130 parts by mass of silica,
The crosslinkable rubber composition according to any one of claims 1 to 8 .
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