JP7640845B2 - Rubber composition for tires - Google Patents
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Description
本発明は、主として冬用タイヤのトレッド部に使用されることを意図したタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for tires intended to be used primarily in the tread portion of winter tires.
氷雪路面を走行することが想定される冬用タイヤ(例えばスタッドレスタイヤ等)のトレッド部に使用されるゴム組成物においては、氷雪路面における走行性能(氷上性能)を向上することが求められる。例えば、特許文献1は、スタッドレスタイヤのトレッド部に用いるゴム組成物に、ウレタンフォームを粉砕して得られた粉末を配合することを提案している。即ち、ウレタンフォームの粉末は、ウレタンフォームの持つ圧縮抵抗や反発弾性などの弾性特性をゴム組成物内で維持するので、これをゴム中に分散させることでゴム組成物の弾性特性を改善し、且つ、ゴム組成物の柔軟性を確保して、氷雪路面に対する接地性を向上することで氷上性能の向上を図っている。また、氷雪路面には、雪や氷が溶けて生じた水が存在する場合もあるため、前述の性能に加えて、更にウェット性能を向上することも求められる。このような性能(氷上性能、ウェット性能、破断伸び)を両立するために、ゴム組成物に各種材料(例えば、前述の特許文献1が提案するウレタンフォームの粉末など)を配合することが検討されており、特に、近年、石油資源の枯渇や二酸化炭素の排出規制などの環境問題の観点から、天然由来の成分を用いることが検討されている。 In the rubber composition used in the tread of winter tires (e.g., studless tires, etc.) that are expected to run on snowy and icy roads, it is required to improve the running performance (performance on ice) on snowy and icy roads. For example, Patent Document 1 proposes blending powder obtained by crushing urethane foam into the rubber composition used in the tread of studless tires. That is, the powder of urethane foam maintains the elastic properties of the urethane foam, such as compression resistance and rebound elasticity, within the rubber composition, so by dispersing it in the rubber, the elastic properties of the rubber composition are improved, and the flexibility of the rubber composition is ensured, improving the ground contact with snowy and icy roads and improving the performance on ice. In addition, since water generated by melting snow and ice may be present on snowy and icy roads, in addition to the above-mentioned performance, it is also required to further improve wet performance. In order to achieve both of these performance characteristics (performance on ice, wet performance, and breaking elongation), the incorporation of various materials into the rubber composition (such as the urethane foam powder proposed in the aforementioned Patent Document 1) has been considered, and in particular, in recent years, the use of naturally derived ingredients has been considered from the perspective of environmental issues such as the depletion of petroleum resources and restrictions on carbon dioxide emissions.
本発明の目的は、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保することを可能にしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that improves performance on ice and in wet conditions and ensures good elongation at break.
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対して、カーボンブラックおよび白色充填剤を合計で30質量部~100質量部と、ポリウレタン系微粒子を10質量%~60質量%含む粒子分散体0.1質量部~30質量部とが配合されてなり、前記ポリウレタン系微粒子が、ヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステル由来の合成物であり、その平均粒子径が1μm~100μmであることを特徴とする。 The rubber composition for tires of the present invention that achieves the above-mentioned object is characterized in that, per 100 parts by mass of diene rubber, a total of 30 parts by mass to 100 parts by mass of carbon black and white filler, and 0.1 parts by mass to 30 parts by mass of a particle dispersion containing 10% by mass to 60% by mass of polyurethane-based fine particles are blended, the polyurethane-based fine particles being a synthetic product derived from a plant-based fatty acid ester containing a hydroxy group and having an average particle diameter of 1 μm to 100 μm.
本発明の発明者は、タイヤ用ゴム組成物に優れた氷上性能を付与するための配合剤について鋭意研究した結果、ポリウレタン系微粒子(特に、ヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステル由来の合成物であり、その平均粒子径が1μm~100μmであるもの)を含む粒子分散体を用いることで、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保できることを知見した。本発明は、この知見に基づいて、タイヤ用ゴム組成物は上述の配合で構成し、粒子分散体の配合量や、粒子分散体中のポリウレタン系微粒子の割合を特定の範囲に設定しているので、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保し、これら性能をバランスよく高度に両立することができる。 The inventors of the present invention conducted extensive research into compounding agents for imparting excellent performance on ice to rubber compositions for tires, and discovered that by using a particle dispersion containing polyurethane-based microparticles (particularly synthetic substances derived from plant-based fatty acid esters containing hydroxyl groups and having an average particle size of 1 μm to 100 μm), it is possible to improve performance on ice and in wet conditions and ensure better elongation at break. Based on this discovery, the present invention provides a rubber composition for tires that is formulated as described above, and the amount of the particle dispersion and the proportion of the polyurethane-based microparticles in the particle dispersion are set within specific ranges, thereby improving performance on ice and in wet conditions and ensuring better elongation at break, and achieving a high level of compatibility between these performances in a well-balanced manner.
本発明においては、粒子分散体が、数平均分子量が1,000~100,000である液状ジエン系ポリマーであることが好ましい。また、ポリウレタン系微粒子が、酸無水物基またはカルボン酸基を有するジエン系共重合体により表面修飾されてなることが好ましい。更に、植物系脂肪酸エステルがヒマシ油系ポリオールであることが好ましい。これにより、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保するには有利になる。 In the present invention, the particle dispersion is preferably a liquid diene polymer having a number average molecular weight of 1,000 to 100,000. It is also preferable that the polyurethane-based fine particles are surface-modified with a diene-based copolymer having an acid anhydride group or a carboxylic acid group. Furthermore, it is preferable that the vegetable fatty acid ester is a castor oil-based polyol. This is advantageous in improving the performance on ice and wet surfaces and in ensuring good breaking elongation.
本発明においては、ジエン系ゴムが天然ゴムおよびポリブタジエンゴムを含み、ジエン系ゴム中に占めるポリブタジエンゴムの割合が30質量%以上であることが好ましい。このように適度な量のポリブタジエンゴムを含むジエン系ゴムを用いることで、ゴム物性が良好になり、氷上性能を向上するには有利になる。 In the present invention, it is preferable that the diene rubber contains natural rubber and polybutadiene rubber, and that the proportion of polybutadiene rubber in the diene rubber is 30 mass% or more. By using a diene rubber containing a moderate amount of polybutadiene rubber in this way, the rubber physical properties are improved, which is advantageous for improving performance on ice.
上述の本発明のタイヤ用ゴム組成物は、スタッドレスタイヤのトレッド部に好適に用いることができる。本発明のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いたタイヤは、上述の優れたゴム物性によって、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保することができる。 The above-mentioned rubber composition for tires of the present invention can be suitably used in the tread portion of studless tires. A tire using the rubber composition for tires of the present invention in the tread portion can improve performance on ice and wet surfaces and ensure good elongation at break due to the above-mentioned excellent rubber properties.
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムである。ジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物(特に、冬用のタイヤ用ゴム組成物)に一般的に用いられるゴムを使用することができる。本発明では、特に、ジエン系ゴムとして、天然ゴムおよびポリブタジエンゴムを含むことが好ましい。ジエン系ゴムが天然ゴムおよびポリブタジエンゴムを含む場合、ポリブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム100質量%中に好ましくは30質量%以上、より好ましくは30質量%~70質量%である。また、天然ゴムの配合量は、ジエン系ゴム100質量%中に好ましくは30質量%以上、より好ましくは30質量%~70質量%である。ポリブタジエンゴムの配合量が30質量%未満であると、低温時の柔軟性に悪影響を及ぼす虞がある。尚、本発明のゴム組成物として、天然ゴムおよびポリブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを配合することもできる。他のジエン系ゴムとしては、イソプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられるゴムを使用することができる。これら他のジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。 In the rubber composition for tires of the present invention, the rubber component is a diene rubber. As the diene rubber, rubbers generally used in rubber compositions for tires (particularly rubber compositions for winter tires) can be used. In the present invention, it is particularly preferable that the diene rubber contains natural rubber and polybutadiene rubber. When the diene rubber contains natural rubber and polybutadiene rubber, the amount of polybutadiene rubber is preferably 30% by mass or more, more preferably 30% to 70% by mass, in 100% by mass of the diene rubber. In addition, the amount of natural rubber is preferably 30% by mass or more, more preferably 30% to 70% by mass, in 100% by mass of the diene rubber. If the amount of polybutadiene rubber is less than 30% by mass, there is a risk of adversely affecting flexibility at low temperatures. In addition, the rubber composition of the present invention can also contain diene rubbers other than natural rubber and polybutadiene rubber. As the other diene rubbers, rubbers generally used in rubber compositions for tires, such as isoprene rubber and styrene-butadiene rubber, can be used. These other diene rubbers can be used alone or in any blend.
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、カーボンブラックおよび/または白色充填剤を30質量部~100質量部、好ましくは35質量部~90質量部配合する。このように適度な量のカーボンブラックや白色充填剤を配合することで、ゴム組成物のしなやかさを確保して氷上性能を良好にすることができる。カーボンブラックおよび/または白色充填剤の配合量が30質量部未満であると、ゴム組成物の機械的特性を十分に確保できず、基本的なタイヤ性能(例えば、硬度や耐摩耗性)が低下する虞がある。カーボンブラックおよび/または白色充填剤の配合量が100質量部を超えると、ゴム組成物のしなやかさが低下して良好な氷上性能を確保することが難しくなる。尚、カーボンブラックおよび白色充填剤を併用する場合、上述の配合量はこれら2種の合計量である。 The rubber composition of the present invention is compounded with 30 to 100 parts by mass, preferably 35 to 90 parts by mass, of carbon black and/or white filler per 100 parts by mass of diene rubber. By compounding an appropriate amount of carbon black or white filler in this way, the flexibility of the rubber composition can be ensured and the performance on ice can be improved. If the amount of carbon black and/or white filler is less than 30 parts by mass, the mechanical properties of the rubber composition cannot be sufficiently ensured, and basic tire performance (e.g., hardness and abrasion resistance) may be reduced. If the amount of carbon black and/or white filler is more than 100 parts by mass, the flexibility of the rubber composition decreases and it becomes difficult to ensure good performance on ice. When carbon black and white filler are used in combination, the above-mentioned compounding amount is the total amount of these two.
カーボンブラックとしては、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、HMF、SRF等のファーネスカーボンブラックが挙げられ、これらを単独または2種以上を組合わせて使用してもよい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAは、特に制限されるものではないが、好ましくは40m2 /g~200m2 /g、より好ましくは50m2 /g~150m2 /gであるとよい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積を40m2 /g以上にすることにより、ゴム組成物の機械的特性および耐摩耗性を確保することができる。またカーボンブラックの窒素吸着比表面積を200m2 /g以下にすることにより、氷上性能を良好にすることができる。本明細書において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAは、JIS K6217‐2に準拠して測定するものとする。 Examples of carbon black include furnace carbon black such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, HMF, and SRF, which may be used alone or in combination of two or more. The nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is not particularly limited, but is preferably 40 m 2 /g to 200 m 2 /g, more preferably 50 m 2 /g to 150 m 2 /g. By making the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black 40 m 2 /g or more, the mechanical properties and abrasion resistance of the rubber composition can be ensured. In addition, by making the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black 200 m 2 /g or less, the performance on ice can be improved. In this specification, the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is measured in accordance with JIS K6217-2.
白色充填剤として、例えばシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムを挙げることができる。これらを単独または2種以上を組合わせて使用してもよい。なかでもシリカが好ましく氷上性能をより優れたものにすることができる。 Examples of white fillers include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, and calcium sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica is preferred as it provides better performance on ice.
シリカとしては、例えば湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを単独または2種以上を組合わせて使用してもよい。シリカのCTAB吸着比表面積は、特に制限されるものではないが、好ましくは80m2 /g~260m2 /g、より好ましくは140m2 /g~200m2 /gであるとよい。シリカのCTAB吸着比表面積を80m2 /g以上にすることにより、ゴム組成物の耐摩耗性を確保することができる。またシリカのCTAB吸着比表面積を200m2 /g以下にすることにより、ウェット性能および低転がり抵抗性を良好にすることができる。本明細書において、シリカのCTAB比表面積は、ISO 5794により測定された値とする。 Examples of silica include wet silica (hydrated silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate, which may be used alone or in combination of two or more. The CTAB adsorption specific surface area of silica is not particularly limited, but is preferably 80 m 2 /g to 260 m 2 /g, and more preferably 140 m 2 /g to 200 m 2 /g. By making the CTAB adsorption specific surface area of silica 80 m 2 /g or more, the abrasion resistance of the rubber composition can be ensured. In addition, by making the CTAB adsorption specific surface area of silica 200 m 2 /g or less, wet performance and low rolling resistance can be improved. In this specification, the CTAB specific surface area of silica is a value measured according to ISO 5794.
本発明においては、シリカと共にシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を向上し、耐摩耗性および氷上性能のバランスをより高くすることができる。シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス-(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの重量に対し、好ましくは3質量%~15質量%にすると良く、より好ましくは5質量%~10質量%にすると良い。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の3質量%未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない虞がある。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の15質量%を超えるとシランカップリング剤同士が縮合し、ゴム組成物における所望の硬度や強度を得ることができない。 In the present invention, it is preferable to compound a silane coupling agent together with silica. By compounding a silane coupling agent, the dispersibility of silica in diene rubber can be improved, and the balance between wear resistance and performance on ice can be improved. The type of silane coupling agent is not particularly limited as long as it can be used in a rubber composition containing silica, but examples include sulfur-containing silane coupling agents such as bis-(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyl triethoxysilane, and 3-octanoylthiopropyl triethoxysilane. The amount of the silane coupling agent is preferably 3% to 15% by mass, more preferably 5% to 10% by mass, based on the weight of the silica. If the amount of the silane coupling agent is less than 3% by mass of the silica, there is a risk that the dispersion of the silica cannot be sufficiently improved. If the amount of silane coupling agent exceeds 15% by mass of the amount of silica, the silane coupling agents will condense with each other, making it impossible to obtain the desired hardness and strength in the rubber composition.
本発明のゴム組成物には、後述のようにポリウレタン系微粒子を含む粒子分散体が配合される。本発明の発明者は、タイヤ用ゴム組成物に優れた氷上性能を付与するための配合剤について鋭意研究した結果、後述の特性を有するポリウレタン系微粒子を含む粒子分散体を用いることで、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保できることを知見した。 The rubber composition of the present invention contains a particle dispersion containing polyurethane-based microparticles, as described below. The inventors of the present invention have conducted extensive research into compounding agents for imparting excellent performance on ice to rubber compositions for tires, and have discovered that the use of a particle dispersion containing polyurethane-based microparticles having the properties described below improves performance on ice and wet surfaces, and also ensures good elongation at break.
本発明で使用されるポリウレタン系微粒子は、ヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステル由来の合成物である。ヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステルとしては、ヒマシ油系ポリオール、パームヤシ油系ポリオール、ピーナッツ油系ポリオール等を例示することができる。これらの中では、特に、ヒマシ油系ポリオールを好適に使用することができる。上述のような天然由来のポリウレタン系微粒子を含有することで、ゴム組成物は適度な柔軟性や吸水性を確保することができ、良好な破断伸びを確保しながら、氷上性能およびウェット性能を向上するには有利になる。尚、「ポリウレタン系」とは、イソシアネート基の反応により生じる、例えば、ウレア結合、ウレタン結合等の結合を有する化合物を指す。 The polyurethane-based microparticles used in the present invention are synthetic products derived from plant-based fatty acid esters containing hydroxyl groups. Examples of plant-based fatty acid esters containing hydroxyl groups include castor oil-based polyols, palm oil-based polyols, and peanut oil-based polyols. Of these, castor oil-based polyols are particularly suitable. By including the above-mentioned naturally derived polyurethane-based microparticles, the rubber composition can ensure appropriate flexibility and water absorption, which is advantageous for improving ice performance and wet performance while ensuring good breaking elongation. The term "polyurethane-based" refers to compounds having bonds such as urea bonds and urethane bonds that are generated by the reaction of isocyanate groups.
本発明で使用されるポリウレタン系微粒子は、酸無水物基またはカルボン酸基を有するジエン系共重合体により表面修飾されていることが好ましい。このように表面修飾を施すことで、分子中の二重結合が多くなり、ゴムとの架橋性を向上し、ポリウレタン系微粒子の脱落を防止することができる。酸無水物基またはカルボン酸基を有するジエン系共重合体としては、例えば、無水マレイン酸変性ポリイソプレン、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリスチレンブタジエン等を例示することができる。 The polyurethane-based microparticles used in the present invention are preferably surface-modified with a diene-based copolymer having an acid anhydride group or a carboxylic acid group. By performing surface modification in this manner, the number of double bonds in the molecule increases, improving crosslinking with rubber and preventing the polyurethane-based microparticles from falling off. Examples of diene-based copolymers having an acid anhydride group or a carboxylic acid group include maleic anhydride-modified polyisoprene, maleic anhydride-modified polybutadiene, and maleic anhydride-modified polystyrene butadiene.
本発明で使用されるポリウレタン系微粒子は、平均粒子径が1μm~100μm、好ましくは10μm~50μmである。このように適度な平均粒子径を有することで、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保するには有利になる。平均粒子径が1μm未満であると氷上摩擦向上効果がなく、平均粒子径が100μmを超えると破断伸びが低下する。 The polyurethane microparticles used in the present invention have an average particle size of 1 μm to 100 μm, preferably 10 μm to 50 μm. Having such an appropriate average particle size is advantageous for improving performance on ice and wet surfaces, and for ensuring good breaking elongation. If the average particle size is less than 1 μm, there is no effect of improving friction on ice, and if the average particle size exceeds 100 μm, breaking elongation decreases.
本発明で使用される粒子分散体としては、例えば、液状ジエン系ポリマーを用いることができる。特に、前述のポリウレタン系微粒子を、本発明のゴム組成物の主成分となるジエン系ゴムと相溶するものであるとよい。言い換えると、粒子分散体(液状ジエン系ポリマー)は、本発明のゴム組成物の主成分となるジエン系ゴムに近い溶解度パラメーター(SP値)を有するものであるとよい。特に、本発明のゴム組成物の主成分となるジエン系ゴムと同一の成分からなる液状ジエン系ポリマーを使用することが好ましい。 For example, a liquid diene-based polymer can be used as the particle dispersion used in the present invention. In particular, it is preferable that the polyurethane-based microparticles described above are compatible with the diene-based rubber that is the main component of the rubber composition of the present invention. In other words, it is preferable that the particle dispersion (liquid diene-based polymer) has a solubility parameter (SP value) close to that of the diene-based rubber that is the main component of the rubber composition of the present invention. In particular, it is preferable to use a liquid diene-based polymer that is composed of the same components as the diene-based rubber that is the main component of the rubber composition of the present invention.
粒子分散体として液状ジエン系ポリマーを用いる場合、その数平均分子量は好ましくは1,000~100,000、より好ましくは10,000~60,000であるとよい。これにより、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保するには有利になる。数平均分子量が1,000未満であると、微粒子を保持できず、氷上摩擦向上効果が得られない。数平均分子量が100,000を超えると微粒子を分散できず、氷上摩擦向上効果が低下する。数平均分子量が1,000~100,000である液状ジエン系ポリマーとしては、例えば、液状イソプレン重合体、液状ブタジエン重合体、液状スチレンブタジエン重合体等を例示することができる。 When a liquid diene polymer is used as the particle dispersion, its number average molecular weight is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 60,000. This is advantageous for improving ice performance and wet performance, and for ensuring better breaking elongation. If the number average molecular weight is less than 1,000, the fine particles cannot be retained, and the effect of improving friction on ice cannot be obtained. If the number average molecular weight exceeds 100,000, the fine particles cannot be dispersed, and the effect of improving friction on ice decreases. Examples of liquid diene polymers having a number average molecular weight of 1,000 to 100,000 include liquid isoprene polymer, liquid butadiene polymer, and liquid styrene butadiene polymer.
本発明においては、上述の粒子分散体中に上述のポリウレタン系微粒子が分散される。その際、粒子分散体中に含まれるポリウレタン系微粒子の割合は、10質量%~60質量%、好ましくは20質量%~50質量%であるとよい。このように、粒子分散体中に適度な量のポリウレタン系微粒子が含有されるようにすることで、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保するには有利になる。粒子分散体中に含まれるポリウレタン系微粒子の割合が10質量%未満であると氷上摩擦向上効果が得られない。粒子分散体中に含まれるポリウレタン系微粒子の割合が60質量%を超えると微粒子が凝集し、破断物性が低下する。 In the present invention, the polyurethane-based microparticles described above are dispersed in the particle dispersion described above. In this case, the proportion of the polyurethane-based microparticles contained in the particle dispersion is 10% by mass to 60% by mass, preferably 20% by mass to 50% by mass. In this way, by making the particle dispersion contain an appropriate amount of polyurethane-based microparticles, it is advantageous to improve the performance on ice and wet performance and to ensure good breaking elongation. If the proportion of the polyurethane-based microparticles contained in the particle dispersion is less than 10% by mass, the effect of improving friction on ice cannot be obtained. If the proportion of the polyurethane-based microparticles contained in the particle dispersion exceeds 60% by mass, the microparticles will aggregate and the breaking properties will deteriorate.
本発明では、ゴム組成物の主成分となるジエン系ゴムに対して、上述のポリウレタン系微粒子を含む上述の粒子分散体を配合するが、その際、ジエン系ゴム100質量部に対する粒子分散体の配合量は0.1質量部~30質量部、好ましくは5質量部~20質量部である。このように粒子分散体を配合することで、氷上性能およびウェット性能を向上し、更に良好な破断伸びを確保するには有利になる。粒子分散体の配合量が0.1質量部未満であると、粒子分散体(ポリウレタン系微粒子)が微量すぎるため、これを配合することによる効果が十分に得られない。粒子分散体の配合量が30質量部を超えると、ゴム組成物の破断伸びが低下する。 In the present invention, the above-mentioned particle dispersion containing the above-mentioned polyurethane-based fine particles is blended with the diene rubber, which is the main component of the rubber composition. In this case, the blending amount of the particle dispersion per 100 parts by mass of the diene rubber is 0.1 to 30 parts by mass, preferably 5 to 20 parts by mass. Blending the particle dispersion in this manner is advantageous for improving the performance on ice and in wet conditions, and for ensuring better breaking elongation. If the blending amount of the particle dispersion is less than 0.1 parts by mass, the particle dispersion (polyurethane-based fine particles) is too small, and the effect of blending it cannot be fully obtained. If the blending amount of the particle dispersion exceeds 30 parts by mass, the breaking elongation of the rubber composition decreases.
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、加硫または架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、テルペン系樹脂、熱硬化性樹脂などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲内で配合することができる。またこれら添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋するのに使用することができる。これら添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。 The rubber composition for tires of the present invention can be blended with various additives commonly used in rubber compositions for tires, such as vulcanizing or crosslinking agents, vulcanization accelerators, antioxidants, plasticizers, processing aids, liquid polymers, terpene resins, and thermosetting resins, within the range that does not impair the object of the present invention. These additives can also be kneaded in a general manner to form a rubber composition, which can then be used for vulcanization or crosslinking. The amount of these additives blended can be a conventional amount, as long as it does not violate the object of the present invention. The rubber composition for tires can be produced by mixing the above-mentioned components using a general rubber kneading machine, such as a Banbury mixer, kneader, roll, etc.
上述の本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤ(特に氷雪路面での走行が想定されるスタッドレスタイヤ等の冬用タイヤ)のトレッド部に好適に用いることができる。本発明のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤは、その優れた物性によって、氷上性能、ウェット性能、および破断伸びを従来レベル以上に向上し、これら性能をバランスよく両立することができる。 The above-mentioned rubber composition for tires of the present invention can be suitably used in the tread portion of pneumatic tires (particularly winter tires such as studless tires that are expected to be driven on snowy and icy roads). A pneumatic tire using the rubber composition for tires of the present invention in the tread portion has excellent physical properties, which improves ice performance, wet performance, and breaking elongation beyond conventional levels, and can achieve a good balance between these performances.
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be further explained below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
表3に示す配合剤を共通配合とし、表1~2に示す配合からなるタイヤ用ゴム組成物(標準例1、比較例1~6、実施例1~14)を調製するにあたり、硫黄および加硫促進剤を除く成分を1.7Lのバンバリーミキサーで5分間混練し、145℃に達したとき放出しマスターバッチとした。得られたマスターバッチに、硫黄および加硫促進剤を加えて70℃のオープンロールで混練することにより、21種類のタイヤ用ゴム組成物を得た。 The compounding ingredients shown in Table 3 were used as a common compounding, and to prepare rubber compositions for tires (Standard Example 1, Comparative Examples 1-6, Examples 1-14) consisting of the compounds shown in Tables 1-2, the components except for sulfur and vulcanization accelerator were mixed in a 1.7 L Banbury mixer for 5 minutes, and when the temperature reached 145°C, they were released to form a master batch. Sulfur and vulcanization accelerator were added to the obtained master batch, and the mixture was mixed in an open roll at 70°C to obtain 21 types of rubber compositions for tires.
得られたタイヤ用ゴム組成物について、下記に示す方法により、ウェット性能、氷上性能、および破断伸びの評価を行った。 The resulting rubber composition for tires was evaluated for wet performance, ice performance, and elongation at break using the methods described below.
ウェット性能
得られたタイヤ用ゴム組成物を、所定形状の金型(内寸:長さ150mm、幅150mm、厚さ2mm)を用いて170℃、10分間加硫し、加硫ゴム試験片を作成した。その加硫ゴム試験片の動的粘弾性を、岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度0℃の条件にて測定し、tanδ(0℃)を求めた。得られた結果は、標準例1の値を100とする指数として表1,2の「ウェット性能」の欄に記載した。この指数が大きいほどtanδ(0℃)が大きくウェットグリップ性能が優れることを意味する。
Wet Performance The obtained rubber composition for tires was vulcanized at 170°C for 10 minutes using a mold of a predetermined shape (inner dimensions: length 150 mm, width 150 mm, thickness 2 mm) to prepare a vulcanized rubber test piece. The dynamic viscoelasticity of the vulcanized rubber test piece was measured using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd. under conditions of an elongation deformation strain rate of 10±2%, a vibration frequency of 20 Hz, and a temperature of 0°C, and tan δ (0°C) was obtained. The obtained results are shown in the "Wet Performance" column of Tables 1 and 2 as an index with the value of Standard Example 1 set to 100. The larger this index, the larger the tan δ (0°C) and the better the wet grip performance.
氷上性能
得られたタイヤ用ゴム組成物を、所定形状の金型(内寸:長さ150mm、幅150mm、厚さ2mm)を用いて170℃、10分間加硫し、加硫ゴム試験片を作成した。その加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度-3.0℃、荷重5.5kg/cm2 、ドラム回転速度25km/hの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた結果は、標準例1の値を100とする指数として、表1,2の「氷上性能」の欄に示した。この指数が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能に優れることを意味する。尚、指数値が「105」以下では、氷上性能の改善効果が不十分である。
Performance on ice The obtained rubber composition for tires was vulcanized at 170°C for 10 minutes using a mold of a specified shape (inner dimensions: length 150 mm, width 150 mm, thickness 2 mm) to prepare a vulcanized rubber test piece. The vulcanized rubber test piece was attached to a flat cylindrical rubber base, and the coefficient of friction on ice was measured using an inside drum type ice friction tester under the following conditions: measurement temperature -3.0°C, load 5.5 kg/ cm2 , drum rotation speed 25 km/h. The obtained results are shown in the "Performance on ice" column in Tables 1 and 2 as an index, with the value of Standard Example 1 set to 100. The higher the index, the greater the frictional force on ice and the better the performance on ice. An index value of "105" or less means that the improvement in performance on ice is insufficient.
破断伸び
得られたタイヤ用ゴム組成物を、所定形状の金型(内寸:長さ150mm、幅150mm、厚さ2mm)を用いて170℃、10分間加硫し、加硫ゴム試験片を作成した。その加硫ゴム試験片を使用し、JIS K6251に準拠してダンベルJIS3号形試験片を作製し、室温(20℃)で500mm/分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、標準例1の値を100とする指数として、表1,2の「破断伸び」の欄に示した。この指数値が大きいほど引張破断伸びが大きい(引張特性が良好である)ことを意味する。尚、指数値が「110」以下では、破断伸びの改善効果が不十分である。
Breaking Elongation The obtained rubber composition for tires was vulcanized at 170°C for 10 minutes using a mold of a predetermined shape (inner dimensions: length 150 mm, width 150 mm, thickness 2 mm) to prepare a vulcanized rubber test piece. Using the vulcanized rubber test piece, a dumbbell JIS No. 3 test piece was prepared in accordance with JIS K6251, and a tensile test was performed at room temperature (20°C) at a pulling rate of 500 mm/min to measure the tensile breaking elongation when broken. The obtained results are shown in the "breaking elongation" column of Tables 1 and 2 as an index with the value of Standard Example 1 set to 100. The larger the index value, the larger the tensile breaking elongation (the better the tensile properties). Note that if the index value is "110" or less, the effect of improving the breaking elongation is insufficient.
表1~2において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、ボンバンディット社製STR20(ガラス転移温度:-65℃)
・BR:ポリブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220(ガラス転移温度:-110℃)
・CB:カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックN339
・シリカ:エボニック・デグッサ社製ULTRASIL VN3
・シランカップリング剤:エボニック・デグッサ社製Si69、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
・粒子分散体1~9:後述の製造方法で製造したもの
・ウレタン微粒子:大日精化工業社製ダイミックビーズ(平均粒子径:200μm)
The types of raw materials used in Tables 1 and 2 are shown below.
NR: Natural rubber, STR20 manufactured by Bonbandit (glass transition temperature: -65°C)
BR: Polybutadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Zeon Corporation (glass transition temperature: -110°C)
CB: Carbon black, Cabot Japan's Show Black N339
Silica: ULTRASIL VN3 manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent: Si69, bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide manufactured by Evonik Degussa Particle dispersions 1 to 9: manufactured by the manufacturing method described below Urethane fine particles: Dimic Beads manufactured by Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. (average particle size: 200 μm)
表3において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛:正同化学社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:日本油脂社製ビーズステアリン酸YR
・老化防止剤:アミン系老化防止剤、フレクシス社製サントフレックス6PPD
・ワックス:大内新興化学社製パラフィンワックス
・オイル:アロマオイル、昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
・硫黄:細井化学社製油処理硫黄
・加硫促進剤:スルフェンアミド系加硫促進剤、三新化学社製サンセラーCM‐G
The types of raw materials used in Table 3 are shown below.
Zinc oxide: Three types of zinc oxide manufactured by Seido Chemical Co., Ltd. Stearic acid: Beads of stearic acid YR manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
Antiaging agent: Amine-based antiaging agent, Santoflex 6PPD manufactured by Flexis
Wax: Paraffin wax manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. Oil: Aroma oil, Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.
Sulfur: Hosoi Chemical Co., Ltd. oil-treated sulfur Vulcanization accelerator: Sulfenamide-based vulcanization accelerator, Sansera CM-G manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.
粒子分散体1の製造方法
ヒマシ油系ポリオールA(伊藤製油社製HF‐2009、水酸基価が43.1mgKOH/g)55.0gと、ジメチルチオトルエンジアミン(クミアイ化学社製ハートキュア30)14.5gと、液状イソプレン重合体(クラレ社製LIR-30、数平均分子量28000)79.5gと、ソルビタン酸系界面活性剤(花王社製TW‐O320V)1.1gとを自転公転攪拌機で2分間攪拌した。次いでこれに、ポリメリックMDI(東ソー社製コロネート1331、NCO%が32.4%)11.0gを投入し、2分間攪拌した。次いでこれに、無水マレイン酸変性ポリイソプレン(クラレ社製LIR‐403、数平均分子量34000、1分子当たりの官能基数3個)を加え、1時間攪拌を続けることで、粒子分散体1を得た。得られた粒子分散体1について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が10μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体1に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 1 55.0 g of castor oil-based polyol A (HF-2009 manufactured by Ito Oil Mills, hydroxyl value 43.1 mgKOH/g), 14.5 g of dimethylthiotoluenediamine (Heartcure 30 manufactured by Kumiai Chemical Co., Ltd.), 79.5 g of liquid isoprene polymer (LIR-30 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight 28000), and 1.1 g of sorbitan acid-based surfactant (TW-O320V manufactured by Kao Corporation) were stirred for 2 minutes with a planetary centrifugal mixer. Next, 11.0 g of polymeric MDI (Coronate 1331 manufactured by Tosoh Corporation, NCO% 32.4%) was added and stirred for 2 minutes. Next, maleic anhydride modified polyisoprene (LIR-403 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight 34000, functional groups per molecule 3) was added thereto, and stirring was continued for 1 hour to obtain Particle Dispersion 1. When the obtained Particle Dispersion 1 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, it was confirmed that particles having an average particle size of 10 μm were generated. In addition, the content of particles contained in Particle Dispersion 1 was 50 mass%.
粒子分散体2の製造方法
ヒマシ油ポリオールA(伊藤製油社製HF‐2009、水酸基価が43.1mgKOH/g)40.0gと、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(東ソー社製ミリオネートMT、数平均分子量が250)9.6gとを、80℃で5時間反応させ、末端イソシアネートヒマシ油ウレタンプレポリマー(末端にイソシアネート基を有するヒマシ油系のウレタンプレポリマー。ウレタン結合を有する。)を得た。前記のとおり調製された末端イソシアネートヒマシ油ウレタンプレポリマーに、液状イソプレン重合体(クラレ社製LIR‐30、数平均分子量28000)76.2gと、ソルビタン酸系界面活性剤(花王社製TW‐O320V)1.2gを投入し、自転公転攪拌機で2分間攪拌した。次いでこれに、ジメチルチオトルエンジアミン(クミアイ化学社製ハートキュア30)2.0gと、ポリカーボネートジオール(旭化成社製、デュラノールT5650J、水酸基価が139.6mgKOH/g)7.4gを投入し、2分間攪拌した。次いでこれに、無水マレイン酸変性ポリイソプレン(クラレ社製LIR‐403、数平均分子量34000、1分子当たりの官能基数3個)16.0gを加え、1時間攪拌を続けることで、粒子分散体2を得た。得られた粒子分散体2について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が30μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体2に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 2 40.0 g of castor oil polyol A (HF-2009 manufactured by Ito Oil Milling Co., Ltd., hydroxyl value 43.1 mgKOH/g) and 9.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT manufactured by Tosoh Corporation, number average molecular weight 250) were reacted at 80 ° C. for 5 hours to obtain a terminal isocyanate castor oil urethane prepolymer (a castor oil-based urethane prepolymer having an isocyanate group at the end. It has a urethane bond.) 76.2 g of liquid isoprene polymer (LIR-30 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight 28000) and 1.2 g of sorbitan acid surfactant (TW-O320V manufactured by Kao Corporation) were added to the terminal isocyanate castor oil urethane prepolymer prepared as described above, and the mixture was stirred for 2 minutes with a planetary centrifugal mixer. Then, 2.0 g of dimethylthiotoluenediamine (Heartcure 30 manufactured by Kumiai Chemical Co., Ltd.) and 7.4 g of polycarbonate diol (Duranol T5650J manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., hydroxyl value 139.6 mgKOH/g) were added thereto and stirred for 2 minutes. Then, 16.0 g of maleic anhydride modified polyisoprene (LIR-403 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight 34000, number of functional groups per molecule 3) was added thereto and stirred for 1 hour to obtain particle dispersion 2. When the obtained particle dispersion 2 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, it was confirmed that particles with an average particle size of 30 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 2 was 50% by mass.
粒子分散体3の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAの代わりにヒマシ油系ポリオールB(伊藤製油社製H‐57、水酸基価が92.9mgKOH/g)を50.0g使用し、ジメチルチオトルエンジアミンを2.2g、液状イソプレン重合体を80.1g、ソルビタン酸系界面活性剤を1.0g、ポリメリックMDIを16.9g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを10.0g使用した以外は、前述の「粒子分散体1の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体3を得た。得られた粒子分散体3について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が30μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体3に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 3 Particle dispersion 3 was obtained according to the same procedure as the "manufacturing method of particle dispersion 1" described above, except that 50.0 g of castor oil-based polyol B (H-57 manufactured by Ito Oil Mills, hydroxyl value 92.9 mgKOH/g) was used instead of the above-mentioned castor oil-based polyol A, 2.2 g of dimethylthiotoluenediamine, 80.1 g of liquid isoprene polymer, 1.0 g of sorbitan acid surfactant, 16.9 g of polymeric MDI, and 10.0 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 3 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 30 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 3 was 50 mass%.
粒子分散体4の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAの代わりにヒマシ油系ポリオールB(伊藤製油社製H‐57、水酸基価が92.9mgKOH/g)を30.0g使用し、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネートを18.6g、液状イソプレン重合体を81.8g、ソルビタン酸系界面活性剤を0.9g、ジメチルチオトルエンジアミンを4.3g、ポリカーボネートジオールを16.0g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを12.0g使用した以外は、前述の「粒子分散体2の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体4を得た。得られた粒子分散体4について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が40μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体4に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 4 Particle dispersion 4 was obtained according to the same procedure as the above-mentioned "Manufacturing method of particle dispersion 2" except that 30.0 g of castor oil-based polyol B (H-57 manufactured by Ito Oil Mills, hydroxyl value 92.9 mgKOH/g) was used instead of the above-mentioned castor oil-based polyol A, 18.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 81.8 g of liquid isoprene polymer, 0.9 g of sorbitan acid surfactant, 4.3 g of dimethylthiotoluenediamine, 16.0 g of polycarbonate diol, and 12.0 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 4 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 40 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 4 was 50 mass%.
粒子分散体5の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAの代わりにヒマシ油系ポリオールB(伊藤製油社製AC‐009、水酸基価が223.0mgKOH/g)を37.0g使用し、ジメチルチオトルエンジアミンを3.9g、液状イソプレン重合体を79.0g、ソルビタン酸系界面活性剤を0.7g、ポリメリックMDIを30.0g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを7.4g使用した以外は、前述の「粒子分散体1の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体5を得た。得られた粒子分散体5について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が30μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体5に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 5 Particle dispersion 5 was obtained according to the same procedure as the "manufacturing method of particle dispersion 1" described above, except that 37.0 g of castor oil-based polyol B (AC-009 manufactured by Ito Oil Mills, hydroxyl value 223.0 mgKOH/g) was used instead of the above-mentioned castor oil-based polyol A, 3.9 g of dimethylthiotoluenediamine, 79.0 g of liquid isoprene polymer, 0.7 g of sorbitan acid surfactant, 30.0 g of polymeric MDI, and 7.4 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 5 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 30 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 5 was 50 mass%.
粒子分散体6の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAの代わりにポリカーボネートジオール(旭化成社製デュラノール T4692、水酸基価が56.1mgKOH/g)を35.0g使用し、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネートを13.1g、液状イソプレン重合体を77.4g、ソルビタン酸系界面活性剤を1.1g、ジメチルチオトルエンジアミンを3.0g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを14.0g使用した以外は、前述の「粒子分散体2の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体6を得た。得られた粒子分散体6について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が150μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体6に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 6 Particle dispersion 6 was obtained according to the same procedure as in the above-mentioned "Manufacturing method of particle dispersion 2", except that 35.0 g of polycarbonate diol (Duranol T4692 manufactured by Asahi Kasei Corporation, hydroxyl value 56.1 mgKOH/g) was used instead of the above-mentioned castor oil-based polyol A, 13.1 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 77.4 g of liquid isoprene polymer, 1.1 g of sorbitan acid surfactant, 3.0 g of dimethylthiotoluenediamine, and 14.0 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 6 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 150 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 6 was 50 mass%.
粒子分散体7の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAを11.0g使用し、ジメチルチオトルエンジアミンを0.2g、液状イソプレン重合体を138.3g、ソルビタン酸系界面活性剤を0.2g、ポリメリックMDIを1.7g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを2.2g使用した以外は、前述の「粒子分散体1の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体7を得た。得られた粒子分散体7について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が20μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体7に含まれる粒子の含有率は10質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 7 Particle dispersion 7 was obtained according to the same procedure as the "Manufacturing method of particle dispersion 1" described above, except that 11.0 g of the castor oil-based polyol A described above, 0.2 g of dimethylthiotoluenediamine, 138.3 g of liquid isoprene polymer, 0.2 g of sorbitan acid surfactant, 1.7 g of polymeric MDI, and 2.2 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 7 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 20 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 7 was 10 mass%.
粒子分散体8の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAを33.0g使用し、ジメチルチオトルエンジアミンを0.7g、液状イソプレン重合体を107.6g、ソルビタン酸系界面活性剤を0.7g、ポリメリックMDIを5.2g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを6.6g使用した以外は、前述の「粒子分散体1の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体8を得た。得られた粒子分散体8について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が20μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体8に含まれる粒子の含有率は30質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 8 Particle dispersion 8 was obtained according to the same procedure as the "Manufacturing method of particle dispersion 1" described above, except that 33.0 g of the castor oil-based polyol A, 0.7 g of dimethylthiotoluenediamine, 107.6 g of liquid isoprene polymer, 0.7 g of sorbitan acid surfactant, 5.2 g of polymeric MDI, and 6.6 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 8 was measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 20 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 8 was 30 mass%.
粒子分散体9の製造方法
前述のヒマシ油系ポリオールAの代わりにポリカーボネートジオール(旭化成社製デュラノールT5651、水酸基価が112mgKOH/g)を33.0g使用し、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネートを24.7g、液状イソプレン重合体を88.7g、ソルビタン酸系界面活性剤を0.9g、ジメチルチオトルエンジアミンを9.9g、無水マレイン酸変性ポリイソプレンを19.4g使用した以外は、前述の「粒子分散体2の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体6を得た。得られた粒子分散体9について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が50μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体9に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 9 Particle dispersion 6 was obtained according to the same procedure as in the above-mentioned "Manufacturing method of particle dispersion 2", except that 33.0 g of polycarbonate diol (Duranol T5651 manufactured by Asahi Kasei Corporation, hydroxyl value 112 mgKOH/g) was used instead of the above-mentioned castor oil-based polyol A, 24.7 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 88.7 g of liquid isoprene polymer, 0.9 g of sorbitan acid surfactant, 9.9 g of dimethylthiotoluenediamine, and 19.4 g of maleic anhydride-modified polyisoprene were used. The obtained particle dispersion 9 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 50 μm were generated. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 9 was 50 mass%.
粒子分散体10の製造方法
前述の液状イソプレン重合体Aの代わりに液状イソプレン重合体B(クラレ社製LIR‐50、数平均分子量54000)を使用した以外は、前述の「粒子分散体1の製造方法」と同様の手順に従って粒子分散体10を得た。得られた粒子分散体11について、レーザー回折式粒子径分布測定装置で測定したところ、平均粒子径が50μmの粒子が生成していることが確認された。また、粒子分散体10に含まれる粒子の含有率は50質量%であった。
Manufacturing method of particle dispersion 10 Particle dispersion 10 was obtained according to the same procedure as in the "Manufacturing method of particle dispersion 1" described above, except that liquid isoprene polymer B (LIR-50 manufactured by Kuraray Co., Ltd., number average molecular weight 54,000) was used instead of the liquid isoprene polymer A described above. The obtained particle dispersion 11 was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device, and it was confirmed that particles with an average particle size of 50 μm were produced. In addition, the content of particles contained in particle dispersion 10 was 50 mass%.
表1から明らかなように、実施例1~14(粒子分散体1~5,7,8,10のいずれかを使用)のタイヤ用ゴム組成物は、標準例1に対して、ウェット性能、氷上性能、および破断伸びを改善し、これらを高度に両立した。一方、比較例1(粒子分散体6を使用)は、粒子分散体に含まれる粒子がヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステル由来の合成物でなく、且つ、その平均粒子径が大きすぎるため、破断伸びが悪化した。比較例2(粒子分散体9を使用)は、粒子分散体に含まれる粒子が、ヒドロキシ基を含む植物系脂肪酸エステル由来の合成物でないため、氷上性能および破断伸びを十分に改善することができなかった。比較例3は、粒子分散体ではなくウレタン微粒子を含むため、破断伸びが悪化した。比較例4(粒子分散体1を使用)は、粒子分散体の配合量が多すぎるため、破断伸びが悪化した。比較例5(粒子分散体1を使用)は、シリカおよびカーボンブラックの配合量(充填剤の合計)が少ないため、ウェット性能が低下した。比較例6(粒子分散体1を使用)は、シリカおよびカーボンブラックの配合量(充填剤の合計)が多いため、氷上性能および破断伸びが低下した。 As is clear from Table 1, the tire rubber compositions of Examples 1 to 14 (using any of Particle Dispersions 1 to 5, 7, 8, and 10) improved wet performance, ice performance, and breaking elongation compared to Standard Example 1, and achieved a high degree of compatibility between these. On the other hand, in Comparative Example 1 (using Particle Dispersion 6), the particles contained in the particle dispersion were not a synthetic product derived from a plant-based fatty acid ester containing a hydroxyl group, and the average particle diameter was too large, so the breaking elongation was deteriorated. In Comparative Example 2 (using Particle Dispersion 9), the particles contained in the particle dispersion were not a synthetic product derived from a plant-based fatty acid ester containing a hydroxyl group, so the ice performance and breaking elongation could not be sufficiently improved. In Comparative Example 3, the breaking elongation was deteriorated because the particle dispersion contained urethane fine particles instead of a particle dispersion. In Comparative Example 4 (using Particle Dispersion 1), the amount of particle dispersion was too high, so the breaking elongation was deteriorated. In Comparative Example 5 (using Particle Dispersion 1), the amount of silica and carbon black (total of fillers) was low, so the wet performance was deteriorated. Comparative Example 6 (using Particle Dispersion 1) had a high amount of silica and carbon black (total of fillers), which resulted in poor performance on ice and poor elongation at break.
Claims (6)
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