JP7779098B2 - Rubber composition for tires and tires - Google Patents
Rubber composition for tires and tiresInfo
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Description
本開示は、タイヤ用ゴム組成物及びタイヤに関する。 This disclosure relates to a rubber composition for tires and a tire.
これまで、低燃費性や操縦安定性を改善する手法が種々検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、近年では、これらの性能の更なる改善が求められている。 Various methods for improving fuel economy and driving stability have been investigated (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, in recent years, there has been a demand for further improvements in these performance features.
本開示は、前記課題を解決し、低燃費性及び高速走行時における操縦安定性の総合性能を改善できるタイヤ用ゴム組成物及びタイヤを提供することを目的とする。 The present disclosure aims to solve the above-mentioned problems and provide a rubber composition for tires and a tire that can improve overall performance, including fuel economy and handling stability during high-speed driving.
本開示は、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカと、樹脂を含む可塑剤とを含有し、前記ゴム成分100質量%中、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%以上であり、前記ゴム成分中の総スチレン量が20質量%超、総ビニル量が20質量%超であり、前記ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤の含有量が30質量部以下であり、前記ゴム成分の含有量+前記樹脂の含有量>前記ゴム成分中の総スチレン量+前記シリカの含有量であるタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present disclosure relates to a rubber composition for tires, which contains a rubber component including an isoprene-based rubber and a styrene-butadiene rubber, silica, and a plasticizer including a resin, wherein the styrene-butadiene rubber content is 50% by mass or more per 100% by mass of the rubber component, the total styrene content in the rubber component is more than 20% by mass, the total vinyl content is more than 20% by mass, the plasticizer content is 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component, and the rubber component content + resin content > the total styrene content in the rubber component + silica content.
本開示は、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカと、樹脂を含む可塑剤とを含有し、前記ゴム成分100質量%中、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%以上であり、前記ゴム成分中の総スチレン量が20質量%超、総ビニル量が20質量%超であり、前記ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤の含有量が30質量部以下であり、前記ゴム成分の含有量+前記樹脂の含有量>前記ゴム成分中の総スチレン量+前記シリカの含有量であるタイヤ用ゴム組成物であるので、低燃費性及び高速走行時における操縦安定性の総合性能が良好となる。 The present disclosure provides a rubber composition for tires that contains a rubber component including an isoprene-based rubber and a styrene-butadiene rubber, silica, and a plasticizer containing a resin, wherein the styrene-butadiene rubber content is 50% by mass or more per 100% by mass of the rubber component, the total styrene content in the rubber component is more than 20% by mass, the total vinyl content is more than 20% by mass, the plasticizer content is 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component, and the rubber component content + resin content > the total styrene content in the rubber component + silica content, thereby achieving good overall performance in terms of fuel economy and handling stability at high speeds.
本開示のタイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカと、樹脂を含む可塑剤とを含有し、前記ゴム成分100質量%中、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%以上であり、前記ゴム成分中の総スチレン量が20質量%超、総ビニル量が20質量%超であり、前記ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤の含有量が30質量部以下であり、前記ゴム成分の含有量+前記樹脂の含有量>前記ゴム成分中の総スチレン量+前記シリカの含有量である。 The rubber composition for tires disclosed herein contains a rubber component containing an isoprene-based rubber and a styrene-butadiene rubber, silica, and a plasticizer containing a resin, wherein the styrene-butadiene rubber content is 50% by mass or more out of 100% by mass of the rubber component, the total styrene content in the rubber component is more than 20% by mass, the total vinyl content is more than 20% by mass, the plasticizer content is 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component, and the rubber component content + resin content > total styrene content in the rubber component + silica content.
上記ゴム組成物で前述の効果が得られる理由は、以下のように推察される。
上記ゴム組成物では、上述の構成とすることにより、ゴム成分と可塑剤との相溶性が向上し、ゴム成分が良好に可塑化され、シリカが分散しやすい状態となる。これにより、シリカを均一に分散させ、配合量に見合った補強効果を得ることができる。
以上の作用により、低燃費性及び高速走行時の操縦安定性の総合性能が良好になると考えられる。
The reason why the above-mentioned effects can be obtained with the above rubber composition is presumed to be as follows.
The rubber composition has the above-mentioned structure, which improves the compatibility between the rubber component and the plasticizer, favorably plasticizes the rubber component, and makes the silica more easily dispersible, thereby enabling the silica to be uniformly dispersed and achieving a reinforcing effect commensurate with the blending amount.
It is believed that the above effects improve the overall performance of fuel economy and steering stability during high-speed driving.
上記ゴム組成物は、ゴム成分を含有する。
ここで、ゴム成分は、架橋に寄与する成分であり、一般的に、重量平均分子量(Mw)が1万以上のものである。
The rubber composition contains a rubber component.
Here, the rubber component is a component that contributes to crosslinking, and generally has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 or more.
ゴム成分の重量平均分子量は、好ましくは5万以上、より好ましくは15万以上、更に好ましくは20万以上であり、また、好ましくは200万以下、より好ましくは150万以下、更に好ましくは100万以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The weight average molecular weight of the rubber component is preferably 50,000 or more, more preferably 150,000 or more, and even more preferably 200,000 or more, and is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,500,000 or less, and even more preferably 1,000,000 or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。 In this specification, the weight average molecular weight (Mw) can be determined by converting it into standard polystyrene based on measurements obtained using a gel permeation chromatograph (GPC) (GPC-8000 series, manufactured by Tosoh Corporation; detector: differential refractometer; column: TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M, manufactured by Tosoh Corporation).
ゴム成分中の総スチレン量は、20質量%超であればよいが、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The total styrene content in the rubber component should be more than 20% by mass, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less. Within the above range, better effects tend to be achieved.
ここで、ゴム成分中の総スチレン量は、ゴム成分全量中に含まれるスチレン部の合計含有量(単位:質量%)であり、Σ(各ゴム成分の含有量×各ゴム成分中のスチレン量/100)で算出できる。例えば、ゴム成分100質量%中、スチレン量:40質量%のSBRが85質量%、スチレン量:25質量%のSBRが5質量%、スチレン量:0質量%のBRが10質量%である場合、ゴム成分中の総スチレン量は、35.25質量%(=85×40/100+5×25/100+10×0/100)である。 Here, the total styrene amount in the rubber component is the total content of styrene moieties contained in the entire rubber component (unit: mass %) and can be calculated by Σ (content of each rubber component × styrene amount in each rubber component/100). For example, if 100% by mass of the rubber component contains 85% by mass of SBR with a styrene content of 40% by mass, 5% by mass of SBR with a styrene content of 25% by mass, and 10% by mass of BR with a styrene content of 0% by mass, the total styrene amount in the rubber component is 35.25% by mass (= 85 × 40/100 + 5 × 25/100 + 10 × 0/100).
ゴム成分中の総ビニル量は、20質量%超であればよいが、好ましくは22質量%以上、より好ましくは25質量%以上であり、また、好ましくは45質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The total vinyl content in the rubber component should be greater than 20% by mass, but is preferably at least 22% by mass, more preferably at least 25% by mass, and is preferably no greater than 45% by mass, more preferably no greater than 35% by mass, and even more preferably no greater than 30% by mass. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
ここで、ゴム成分中の総ビニル量は、ゴム成分全質量を100とするときに、当該ゴム成分に含まれるSBR及びBRにおけるブタジエン部のビニル結合の合計含有量(単位:質量部)であり、Σ(各ゴム成分の含有量×各ゴム成分全質量に対する当該ゴム成分中のブタジエン部のビニル結合量の割合[質量%])で算出できる。例えば、ゴム成分100質量部中、スチレン量:40質量%、ビニル量:30質量%のSBRが85質量部、スチレン量:20質量%、ビニル量:20質量%のSBRが5質量部、ビニル量:10質量%のBRが10質量部である場合、ゴム成分中の総ビニル量は、17.1質量部(=85×(100[質量%]-40[質量%])×30[質量%]+5×(100[質量%]-20[質量%])×20[質量%]+10×10[質量%])である。 Here, the total vinyl content in the rubber component is the total content (unit: parts by mass) of vinyl bonds in the butadiene moieties of the SBR and BR contained in the rubber component, assuming the total mass of the rubber component to be 100. It can be calculated by Σ (content of each rubber component × proportion of vinyl bond content in the butadiene moieties in the rubber component to the total mass of each rubber component [% by mass]). For example, if 100 parts by mass of the rubber component contains 85 parts by mass of SBR with 40% styrene and 30% vinyl, 5 parts by mass of SBR with 20% styrene and 20% vinyl, and 10 parts by mass of BR with 10% vinyl, the total vinyl content in the rubber component is 17.1 parts by mass (= 85 × (100 [% by mass] - 40 [% by mass]) × 30 [% by mass] + 5 × (100 [% by mass] - 20 [% by mass]) × 20 [% by mass] + 10 × 10 [% by mass]).
なお、各ゴム成分中のスチレン量、ビニル量は、核磁気共鳴(NMR)法によって測定できる。
また、ゴム成分中の総スチレン量、総ビニル量について、本明細書の実施例では、上述の計算式に沿って算出しているが、例えば、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析装置(Py-GC/MS)等により、タイヤから分析してもよい。
The styrene content and vinyl content in each rubber component can be measured by nuclear magnetic resonance (NMR) method.
In the examples of this specification, the total styrene amount and the total vinyl amount in the rubber component are calculated according to the above-mentioned formulas, but they may also be analyzed from the tire using, for example, a pyrolysis gas chromatograph mass spectrometer (Py-GC/MS) or the like.
上記ゴム組成物は、ゴム成分として、イソプレン系ゴムを含有する。
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、NRが好ましい。
The rubber composition contains an isoprene-based rubber as a rubber component.
Examples of isoprene-based rubbers include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, and modified IR. NR, for example, SIR20, RSS#3, TSR20, and other commonly used rubbers in the tire industry, can be used. IR is not particularly limited, and for example, IR2200 and other commonly used rubbers in the tire industry can be used. Modified NR includes deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), and other such rubbers. Modified NR includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, and other such rubbers. Modified IR includes epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, grafted isoprene rubber, and other such rubbers. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, NR is preferred.
ゴム成分100質量%中、イソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 Within 100% by mass of the rubber component, the content of isoprene-based rubber is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, and is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物は、ゴム成分として、スチレンブタジエンゴム(SBR)を含有する。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)等を使用できる。市販品としては、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品が挙げられる。
The rubber composition contains styrene-butadiene rubber (SBR) as a rubber component.
The SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR), etc. Commercially available products include those from Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, and Zeon Corporation.
SBRは、オイルで伸展された油展ゴム、樹脂で伸展された樹脂伸展ゴムであってもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、油展ゴムに使用されるオイル、樹脂伸展ゴムに使用される樹脂は、後述するものと同様である。また、油展ゴム中のオイル分、樹脂伸展ゴム中の樹脂分は特に限定されないが、通常、ゴム固形分100質量部に対して5~50質量部程度である。
The SBR may be an oil-extended rubber or a resin-extended rubber, which may be used alone or in combination of two or more.
The oil used in the oil-extended rubber and the resin used in the resin-extended rubber are the same as those described below. The oil content in the oil-extended rubber and the resin content in the resin-extended rubber are not particularly limited, but are usually about 5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of rubber solids.
SBRは、変性により、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基が導入されていてもよい。
上記官能基としては、例えば、ケイ素含有基(-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基、アルコキシ基等)、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、ケイ素含有基が好ましく、-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基(好ましくは炭素数1~6の炭化水素基(より好ましくは炭素数1~6のアルキル基))又はアルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基))であり、Rの少なくとも一つが水酸基)がより好ましい。
SBR may be modified to introduce a functional group that interacts with a filler such as silica.
Examples of the functional group include a silicon-containing group (-SiR 3 (R may be the same or different and is hydrogen, a hydroxyl group, a hydrocarbon group, an alkoxy group, or the like), an amino group, an amide group, an isocyanate group, an imino group, an imidazole group, a urea group, an ether group, a carbonyl group, an oxycarbonyl group, a mercapto group, a sulfide group, a disulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thiocarbonyl group, an ammonium group, an imido group, a hydrazo group, an azo group, a diazo group, a carboxyl group, a nitrile group, a pyridyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an oxy group, an epoxy group, and the like. These functional groups may have a substituent. Among these, a silicon-containing group is preferred, and -SiR 3 (R's may be the same or different and each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a hydrocarbon group (preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)), or an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms)), and at least one of R's is more preferably a hydroxyl group).
上記官能基を導入する化合物(変性剤)の具体例としては、2-ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of compounds (modifiers) that introduce the above-mentioned functional groups include 2-dimethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 2-diethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-diethylaminoethyltriethoxysilane, and 3-diethylaminopropyltriethoxysilane.
SBRとしては、水素が添加された水添SBRも使用できる。
SBRが水添SBRである場合、水素添加の方法、反応条件については特に限定はなく、公知の方法、公知の条件で水素添加すればよい。通常は、20~150℃、0.1~10MPaの水素加圧下、水添触媒の存在下で実施される。その他の製造に関する方法、条件も特に限定されず、例えば、国際公開第2016/039005号に記載の内容を適用できる。
なお、水添SBRは、SBRのブタジエン部に水素が添加された結果、エチレンとブタジエンとスチレンとの共重合体と同じ構造となる。そこで、本願明細書において、水添SBRには、ブタジエンとスチレンとの共重合体(SBR)の水素添加物だけでなく、エチレンとブタジエンとスチレンとの共重合体も含まれるものとする。
As the SBR, hydrogenated SBR to which hydrogen has been added can also be used.
When the SBR is hydrogenated SBR, the hydrogenation method and reaction conditions are not particularly limited, and hydrogenation may be carried out by a known method and under known conditions. Typically, hydrogenation is carried out at 20 to 150°C under a hydrogen pressure of 0.1 to 10 MPa in the presence of a hydrogenation catalyst. Other production methods and conditions are also not particularly limited, and the contents described in WO 2016/039005, for example, can be applied.
Note that hydrogenated SBR has the same structure as a copolymer of ethylene, butadiene, and styrene as a result of hydrogen being added to the butadiene portion of SBR. Therefore, in this specification, hydrogenated SBR includes not only hydrogenated products of copolymers of butadiene and styrene (SBR), but also copolymers of ethylene, butadiene, and styrene.
水添SBRの水素添加率は、水素添加前のブタジエン単位全体を100モル%として、好ましくは65モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上であり、また、好ましくは95モル%以下、より好ましくは92モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、水素添加率は、1H-NMRを測定して得られたスペクトルの不飽和結合部のスペクトル減少率から計算することができる。
The hydrogenation rate of the hydrogenated SBR is preferably 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and even more preferably 80 mol% or more, and is preferably 95 mol% or less, more preferably 92 mol% or less, and even more preferably 90 mol% or less, based on 100 mol% of the total butadiene units before hydrogenation. When the hydrogenation rate is within the above range, better effects tend to be obtained.
The hydrogenation rate can be calculated from the rate of decrease in the unsaturated bond portion of the spectrum obtained by measuring 1 H-NMR.
SBRのスチレン量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The styrene content of the SBR is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 25% by mass or more, and is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
SBRのビニル量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは35質量%以上、更に好ましくは45質量%以上であり、また、好ましくは75質量%以下、より好ましくは65質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The vinyl content of the SBR is preferably 20% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, and even more preferably 45% by mass or more, and is preferably 75% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
なお、上述のSBRのスチレン量は、SBRが1種である場合、当該SBRのスチレン量を意味し、複数種である場合、平均スチレン量を意味する。
SBRの平均スチレン量は、{Σ(各SBRの含有量×各SBRのスチレン量)}/全SBRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、スチレン量:40質量%のSBRが85質量%、スチレン量:25質量%のSBRが5質量%である場合、SBRの平均スチレン量は、39.2質量%(=(85×40+5×25)/(85+5))である。
The styrene content of the SBR mentioned above means the styrene content of the SBR when there is one type of SBR, and means the average styrene content when there are multiple types of SBR.
The average styrene content of the SBR can be calculated by {Σ(content of each SBR × styrene content of each SBR)}/total content of all SBRs. For example, when 100% by mass of the rubber component contains 85% by mass of SBR with a styrene content of 40% by mass and 5% by mass of SBR with a styrene content of 25% by mass, the average styrene content of the SBR is 39.2% by mass (=(85×40+5×25)/(85+5)).
また、上述のSBRのビニル量はSBR中におけるブタジエン部の総質量を100とした時のビニル結合の割合であり(単位:質量%)、ビニル量[質量%]+シス量[質量%]+トランス量[質量%]=100[質量%]となる。SBRが1種である場合、当該SBRのビニル量を意味し、複数種である場合、平均ビニル量を意味する。
SBRの平均ビニル量は、Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン量[質量%])×各SBRのビニル量[質量%]}/Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン量[質量%])}で算出でき、例えば、ゴム成分100質量部中、スチレン量:40質量%、ビニル量:30質量%のSBRが75質量部、スチレン量:25質量%、ビニル量:20質量%のSBRが15質量部、残り10質量部がSBR以外である場合、SBRの平均ビニル量は、28質量%(={75×(100[質量%]-40[質量%])×30[質量%]+15×(100[質量%]-25[質量%])×20[質量%])}/{75×(100[質量%]-40[質量%])+15×(100[質量%]-25[質量%])}である。
The vinyl content of the SBR is the proportion of vinyl bonds (unit: mass%) when the total mass of the butadiene parts in the SBR is taken as 100, and is expressed as vinyl content [mass%] + cis content [mass%] + trans content [mass%] = 100 [mass%]. When one type of SBR is used, it means the vinyl content of that SBR, and when multiple types of SBR are used, it means the average vinyl content.
The average vinyl content of the SBR can be calculated by Σ{content of each SBR×(100[% by mass]−styrene content of each SBR[% by mass])×vinyl content of each SBR[% by mass]}/Σ{content of each SBR×(100[% by mass]−styrene content of each SBR[% by mass])}. For example, in 100 parts by mass of the rubber component, 75 parts by mass of SBR having a styrene content of 40% by mass and a vinyl content of 30% by mass, and a styrene content of 25% by mass, Vinyl content: In a case where 20% by mass of SBR is 15 parts by mass and the remaining 10 parts by mass is a component other than SBR, the average vinyl content of the SBR is 28% by mass (= {75 × (100 [% by mass] - 40 [% by mass]) × 30 [% by mass] + 15 × (100 [% by mass] - 25 [% by mass]) × 20 [% by mass])} / {75 × (100 [% by mass] - 40 [% by mass]) + 15 × (100 [% by mass] - 25 [% by mass])}.
ゴム成分100質量%中、SBRの含有量は、50質量%以上であればよいが、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The SBR content per 100% by mass of the rubber component should be 50% by mass or more, but is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 75% by mass or more, and is preferably 95% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less. Within the above range, better effects tend to be achieved.
イソプレン系ゴム、SBR以外に使用できるゴム成分としては、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、BRが好ましい。 Other rubber components that can be used besides isoprene-based rubber and SBR include diene-based rubbers such as butadiene rubber (BR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), and styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR). These may be used alone or in combination of two or more. BR is particularly preferred.
BRとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR150B、LG Chem社製のBR1280等の高シス含有量のBR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等の1,2-シンジオタクチックポリブタジエン結晶(SPB)を含むBR、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム(希土類系BR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The BR is not particularly limited, and examples that can be used include BRs commonly used in the tire industry, such as BR1220 manufactured by Zeon Corporation, BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd., and BR1280 manufactured by LG Chem, high-cis BRs, BRs containing 1,2-syndiotactic polybutadiene crystals (SPB), such as VCR412 and VCR617 manufactured by Ube Industries, Ltd., and butadiene rubber synthesized using a rare earth catalyst (rare earth BR). These may be used alone or in combination of two or more.
BRは、オイルで伸展された油展ゴム、樹脂で伸展された樹脂伸展ゴムであってもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、油展ゴムに使用されるオイル、樹脂伸展ゴムに使用される樹脂は、後述するものと同様である。また、油展ゴム中のオイル分、樹脂伸展ゴム中の樹脂分は特に限定されないが、通常、ゴム固形分100質量部に対して5~50質量部程度である。
The BR may be an oil-extended rubber or a resin-extended rubber, which may be used alone or in combination of two or more.
The oil used in the oil-extended rubber and the resin used in the resin-extended rubber are the same as those described below. The oil content in the oil-extended rubber and the resin content in the resin-extended rubber are not particularly limited, but are usually about 5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of rubber solids.
BRは、変性により、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基が導入されていてもよい。
上記官能基としては、例えば、ケイ素含有基(-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基、アルコキシ基等)、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、ケイ素含有基が好ましく、-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基(好ましくは炭素数1~6の炭化水素基(より好ましくは炭素数1~6のアルキル基))又はアルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基))であり、Rの少なくとも一つが水酸基)がより好ましい。
The BR may be modified to introduce a functional group that interacts with a filler such as silica.
Examples of the functional group include a silicon-containing group (-SiR 3 (R may be the same or different and is hydrogen, a hydroxyl group, a hydrocarbon group, an alkoxy group, or the like), an amino group, an amide group, an isocyanate group, an imino group, an imidazole group, a urea group, an ether group, a carbonyl group, an oxycarbonyl group, a mercapto group, a sulfide group, a disulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thiocarbonyl group, an ammonium group, an imido group, a hydrazo group, an azo group, a diazo group, a carboxyl group, a nitrile group, a pyridyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an oxy group, an epoxy group, and the like. These functional groups may have a substituent. Among these, a silicon-containing group is preferred, and -SiR 3 (R's may be the same or different and each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a hydrocarbon group (preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)), or an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms)), and at least one of R's is more preferably a hydroxyl group).
上記官能基を導入する化合物(変性剤)の具体例としては、2-ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of compounds (modifiers) that introduce the above-mentioned functional groups include 2-dimethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 2-diethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-diethylaminoethyltriethoxysilane, and 3-diethylaminopropyltriethoxysilane.
BRとしては、水素が添加された水添BRも使用できる。
BRが水添BRである場合、水素添加の方法、反応条件については特に限定はなく、公知の方法、公知の条件で水素添加すればよい。通常は、20~150℃、0.1~10MPaの水素加圧下、水添触媒の存在下で実施される。その他の製造に関する方法、条件も特に限定されず、例えば、国際公開第2016/039005号に記載の内容を適用できる。
なお、水添BRは、BRのブタジエン部に水素が添加された結果、エチレンとブタジエンとの共重合体と同じ構造となる。そこで、本願明細書において、水添BRには、BRの水素添加物だけでなく、エチレンとブタジエンとの共重合体も含まれるものとする。
As the BR, hydrogenated BR to which hydrogen has been added can also be used.
When the BR is hydrogenated BR, the hydrogenation method and reaction conditions are not particularly limited, and hydrogenation may be carried out by a known method and under known conditions. Typically, hydrogenation is carried out at 20 to 150°C under a hydrogen pressure of 0.1 to 10 MPa in the presence of a hydrogenation catalyst. Other production methods and conditions are also not particularly limited, and the contents described in WO 2016/039005, for example, can be applied.
Note that hydrogenated BR has the same structure as an ethylene-butadiene copolymer as a result of hydrogen being added to the butadiene moiety of BR. Therefore, in this specification, hydrogenated BR includes not only hydrogenated BR but also ethylene-butadiene copolymers.
水添BRの水素添加率は、水素添加前のブタジエン単位全体を100モル%として、好ましくは65モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上であり、また、好ましくは95モル%以下、より好ましくは92モル%以下、更に好ましくは90モル%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、水素添加率は、1H-NMRを測定して得られたスペクトルの不飽和結合部のスペクトル減少率から計算することができる。
The hydrogenation rate of the hydrogenated BR is preferably 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and even more preferably 80 mol% or more, and is preferably 95 mol% or less, more preferably 92 mol% or less, and even more preferably 90 mol% or less, based on 100 mol% of all butadiene units before hydrogenation. When the hydrogenation rate is within the above range, better effects tend to be obtained.
The hydrogenation rate can be calculated from the rate of decrease in the unsaturated bond portion of the spectrum obtained by measuring 1 H-NMR.
BRのシス量(シス含量)は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、また、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、更に好ましくは97質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、BRのシス量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
The cis amount (cis content) of the BR is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and even more preferably 97% by mass or less. When the cis amount is within the above range, the effect tends to be more favorably obtained.
The cis amount of BR can be measured by infrared absorption spectroscopy.
なお、上述のBRのシス量は、BRが1種である場合、当該BRのシス量を意味し、複数種である場合、平均シス量を意味する。
BRの平均シス量は、{Σ(各BRの含有量×各BRのシス量)}/全BRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、シス量:90質量%のBRが20質量%、シス量:40質量%のBRが10質量%である場合、BRの平均シス量は、73.3質量%(=(20×90+10×40)/(20+10))である。
The above-mentioned cis amount of BR means the cis amount of the BR when there is one type of BR, and means the average cis amount when there are multiple types of BR.
The average cis amount of BR can be calculated by {Σ(content of each BR × cis amount of each BR)}/total amount of all BRs. For example, when 100% by mass of the rubber component contains 20% by mass of BR with a cis amount of 90% by mass and 10% by mass of BR with a cis amount of 40% by mass, the average cis amount of BR is 73.3% by mass (=(20×90+10×40)/(20+10)).
ゴム成分100質量%中、BRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは30質量%未満、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 Within 100% by mass of the rubber component, the BR content is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, and is preferably less than 30% by mass, more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
イソプレン系ゴム、SBR、BR以外のゴム成分は、オイルで伸展された油展ゴム、樹脂で伸展された樹脂伸展ゴムであってもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、油展ゴムに使用されるオイル、樹脂伸展ゴムに使用される樹脂は、後述するものと同様である。また、油展ゴム中のオイル分、樹脂伸展ゴム中の樹脂分は特に限定されないが、通常、ゴム固形分100質量部に対して5~50質量部程度である。
The rubber component other than the isoprene-based rubber, SBR, and BR may be an oil-extended rubber or a resin-extended rubber, which may be used alone or in combination of two or more.
The oil used in the oil-extended rubber and the resin used in the resin-extended rubber are the same as those described below. The oil content in the oil-extended rubber and the resin content in the resin-extended rubber are not particularly limited, but are usually about 5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of rubber solids.
イソプレン系ゴム、SBR、BR以外のゴム成分は、変性により、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基が導入されていてもよい。
上記官能基としては、例えば、ケイ素含有基(-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基、アルコキシ基など)、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、ケイ素含有基が好ましく、-SiR3(Rは、同一又は異なって、水素、水酸基、炭化水素基(好ましくは炭素数1~6の炭化水素基(より好ましくは炭素数1~6のアルキル基))又はアルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基))であり、Rの少なくとも一つが水酸基)がより好ましい。
Rubber components other than isoprene-based rubber, SBR, and BR may be modified to introduce functional groups that interact with fillers such as silica.
Examples of the functional group include a silicon-containing group (-SiR 3 (R may be the same or different and is hydrogen, a hydroxyl group, a hydrocarbon group, an alkoxy group, or the like), an amino group, an amide group, an isocyanate group, an imino group, an imidazole group, a urea group, an ether group, a carbonyl group, an oxycarbonyl group, a mercapto group, a sulfide group, a disulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thiocarbonyl group, an ammonium group, an imido group, a hydrazo group, an azo group, a diazo group, a carboxyl group, a nitrile group, a pyridyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an oxy group, an epoxy group, and the like. These functional groups may have a substituent. Of these, a silicon-containing group is preferred, and -SiR 3 (R's may be the same or different and each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a hydrocarbon group (preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms (more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)), or an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms)), and at least one of R's is more preferably a hydroxyl group).
上記官能基を導入する化合物(変性剤)の具体例としては、2-ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of compounds (modifiers) that introduce the above-mentioned functional groups include 2-dimethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltriethoxysilane, 3-dimethylaminopropyltriethoxysilane, 2-diethylaminoethyltrimethoxysilane, 3-diethylaminopropyltrimethoxysilane, 2-diethylaminoethyltriethoxysilane, and 3-diethylaminopropyltriethoxysilane.
SBR、BR等の合成ゴムの原料(モノマー)は、石油由来のものであってもよいし、バイオマス由来のものであってもよい。なお、原料がバイオマス由来であるかどうかは、ASTMD6866-10に準拠して測定したpMC(percent Modern Carbon)により判断できる。 The raw materials (monomers) for synthetic rubbers such as SBR and BR may be derived from petroleum or biomass. Whether a raw material is biomass-derived can be determined by measuring the pMC (percent modern carbon) in accordance with ASTM D6866-10.
pMCとは、標準現代炭素(modern standard reference)の14C濃度に対する試料の14C濃度の比であり、この値を化合物(ゴム)のバイオマス比率を示す指標として用いる。この値の持つ意義について、下記に述べる。 pMC is the ratio of the 14 C concentration of a sample to the 14 C concentration of a modern standard reference, and this value is used as an index of the biomass ratio of a compound (rubber). The significance of this value is described below.
炭素原子1モル(6.02×1023個)中には、通常の炭素原子の約一兆分の一である約6.02×1011個の14Cが存在する。14Cは放射性同位体と呼ばれ、その半減期は5730年で規則的に減少している。これらが全て崩壊するには22.6万年を要する。従って大気中の二酸化炭素等が植物等に取り込まれて固定化された後、22.6万年以上が経過したと考えられる石炭、石油、天然ガス等の化石燃料においては、固定化当初はこれらの中にも含まれていた14C元素は全てが崩壊している。故に21世紀である現在においては、石炭、石油、天然ガス等の化石燃料には14C元素は全く含まれていない。故にこれらの化石燃料を原料として生産された化学物質にも14C元素は全く含まれていない。 In one mole of carbon atoms (6.02 x 10 atoms ), there are approximately 6.02 x 10 atoms of 14C , which is about one trillionth of the number of normal carbon atoms. 14C is called a radioactive isotope and its half-life is 5,730 years, causing it to decay regularly. It takes 226,000 years for all of it to decay. Therefore, in fossil fuels such as coal, oil, and natural gas, which are thought to have been absorbed and fixed by plants and other organisms more than 226,000 years ago, all of the 14C contained in these fuels at the time of fixation has decayed. Therefore, in the 21st century, fossil fuels such as coal, oil, and natural gas do not contain any 14C at all. Therefore, chemicals produced using these fossil fuels do not contain any 14C at all.
一方、14Cは宇宙線が大気中で原子核反応を行い、絶え間なく生成され、放射壊変による減少とがバランスし、地球の大気環境中では、14Cの量は一定量となっている。従って、現在の環境中で物質循環しているバイオマス資源由来の物質の14C濃度は、前記のとおりC原子全体に対して約1×10-12mol%程度の値となる。従って、これらの値の差を利用して、ある化合物(ゴム)中の天然資源由来の化合物(バイオマス資源由来の化合物)の比率(バイオマス比率)を算出する事ができる。 On the other hand, 14C is constantly produced as a result of nuclear reactions caused by cosmic rays in the atmosphere, and this balances with the decrease due to radioactive decay, resulting in a constant amount of 14C in the Earth's atmospheric environment. Therefore, as mentioned above, the 14C concentration of substances derived from biomass resources circulating in the current environment is approximately 1 x 10-12 mol% relative to the total C atoms. Therefore, the difference between these values can be used to calculate the ratio (biomass ratio) of compounds derived from natural resources (compounds derived from biomass resources) in a certain compound (rubber).
この14Cは、次のようにして測定することが一般的である。タンデム加速器をベースとした加速器質量分析法を使用し、13C濃度(13C/12C)、14C濃度(14C/12C)の測定を行う。測定では、14Cの濃度の基準となるmodern standard referenceとして、1950年時点の自然界における循環炭素中の14C濃度を採用する。具体的な標準物質としては、NIST(National Institute of Standards and Technology:米国国立標準・技術研究所)が提供するシュウ酸標準体を用いる。このシュウ酸中の炭素の比放射能(炭素1g当たりの14Cの放射能強度)を炭素同位体毎に分別し、13Cについて一定値に補正して、西暦1950年から測定日までの減衰補正を施した値を標準の14C濃度の値(100%)として用いる。この値と、実際に測定した試料の値の比が、pMC値となる。 This 14 C is generally measured as follows: Accelerator mass spectrometry based on a tandem accelerator is used to measure the 13 C concentration ( 13 C/ 12 C) and the 14 C concentration ( 14 C/ 12 C). In the measurement, the 14 C concentration in circulating carbon in nature as of 1950 is used as the modern standard reference for the 14 C concentration. As a specific standard substance, an oxalic acid standard provided by NIST (National Institute of Standards and Technology) is used. The specific radioactivity of carbon in this oxalic acid (radioactivity intensity of 14C per gram of carbon) is separated for each carbon isotope, corrected to a constant value for 13C , and the value corrected for decay from 1950 to the date of measurement is used as the standard 14C concentration value (100%). The ratio of this value to the value of the actually measured sample is the pMC value.
従って、ゴムが100%バイオマス(天然系)由来の物質で製造されたものであれば、地域差等あるものの、おおよそ110pMC程度の値を示すことになる(現在は通常の状態では、100とならないことが多い)。一方、石油等の化石燃料由来の化学物質について、この14C濃度を測定した場合、ほぼ0pMC(例えば、0.3pMC)を示すことになる。この値が上述で言うバイオマス比率0%に相当する。 Therefore, if rubber is made from 100% biomass (natural) derived materials, it will show a value of approximately 110 pMC, although there may be regional differences (currently, under normal conditions, it is often not 100). On the other hand, when the 14C concentration of chemical substances derived from fossil fuels such as petroleum is measured, it will show almost 0 pMC (for example, 0.3 pMC). This value corresponds to the biomass ratio of 0% mentioned above.
以上のことから、pMC値の高いゴムなどの材料、すなわち、バイオマス比率の高いゴムなどの材料をゴム組成物に用いることは、環境保護の面で好適である。 For these reasons, using materials such as rubber with a high pMC value, i.e., materials such as rubber with a high biomass ratio, in rubber compositions is advantageous from an environmental perspective.
上記ゴム組成物は、シリカを含有する。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカの原料は、水ガラス(珪酸ソーダ)であってもよいし、もみ殻等のバイオマス材料であってもよい。市販品としては、エボニックデグッサ社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition contains silica.
Examples of silica include dry-process silica (silicic anhydride) and wet-process silica (hydrated silicic acid), with wet-process silica being preferred due to its high silanol group content. The silica raw material may be water glass (sodium silicate) or a biomass material such as rice husks. Commercially available products include those from Evonik Degussa, Tosoh Silica Co., Ltd., Solvay Japan Co., Ltd., and Tokuyama Corporation. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカの平均粒子径は、好ましくは24nm以下、より好ましくは17nm以下、更に好ましくは16nm以下、特に好ましくは15nm以下であり、また、好ましくは6nm以上、より好ましくは9nm以上、更に好ましくは12nm以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The average particle size of the silica is preferably 24 nm or less, more preferably 17 nm or less, even more preferably 16 nm or less, and particularly preferably 15 nm or less, and is preferably 6 nm or more, more preferably 9 nm or more, and even more preferably 12 nm or more. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
なお、本明細書において、シリカの平均粒子径の測定方法は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察が用いられる。具体的には、シリカ粒子を透過型電子顕微鏡で写真撮影し、粒子の形状が球形の場合には球の直径を粒子径とし、針状又は棒状の場合には短径を粒子径とし、不定型の場合には中心部からの平均粒子径を粒子径とし、微粒子100個の粒径の平均値を平均粒子径とする。 In this specification, the average particle size of silica is measured by observation with a transmission electron microscope (TEM). Specifically, silica particles are photographed with a transmission electron microscope, and if the particles are spherical, the diameter of the sphere is taken as the particle size. If the particles are needle-shaped or rod-shaped, the minor axis is taken as the particle size. If the particles are irregular, the average particle size from the center is taken as the particle size. The average particle size is the average value of the diameters of 100 microparticles.
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは40質量部以上、更に好ましくは50質量部以上であり、また、好ましくは100質量部以下、より好ましくは90質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The silica content, per 100 parts by mass of the rubber component, is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, and even more preferably 50 parts by mass or more, and is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less, and even more preferably 80 parts by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物において、シリカの含有量/SBRの含有量は、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.6以上であり、また、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、この関係において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)であり、SBRの含有量は、ゴム成分100質量%中の含有量(単位:質量%)である。
In the rubber composition, the ratio of the silica content to the SBR content is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, and even more preferably 0.6 or more, and is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1 or less. Within the above ranges, the effect tends to be more favorably obtained.
In this relationship, the silica content is the content (unit: parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component, and the SBR content is the content (unit: % by mass) in 100% by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含有してもよい。
カーボンブラックとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。カーボンブラックの原料は、リグニン、植物油等のバイオマス材料であってもよいし、タイヤをリサイクルして得られるものであってもよい。また、カーボンブラックの製造方法は、ファーネス法等の燃焼によるものであってもよいし、水熱炭化(HTC)によるものであってもよい。市販品としては、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱ケミカル(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain carbon black.
Carbon black is not particularly limited, and examples thereof include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. The raw material for carbon black may be a biomass material such as lignin or vegetable oil, or may be obtained by recycling tires. Carbon black may be produced by combustion, such as a furnace method, or by hydrothermal carbonization (HTC). Commercially available carbon black products include those from Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Lion Corporation, Shin-Nichika Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd., and the like. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)比表面積は、好ましくは110m2/g以上、より好ましくは120m2/g以上、更に好ましくは130m2/g以上であり、また、好ましくは200m2/g以下、より好ましくは160m2/g以下、更に好ましくは140m2/g以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、カーボンブラックのCTAB比表面積は、JIS K6217-3:2001に準拠して測定される値である。
The cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) specific surface area of the carbon black is preferably 110 m 2 /g or more, more preferably 120 m 2 /g or more, even more preferably 130 m 2 /g or more, and is preferably 200 m 2 /g or less, more preferably 160 m 2 /g or less, even more preferably 140 m 2 /g or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
The CTAB specific surface area of carbon black is a value measured in accordance with JIS K6217-3:2001.
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The carbon black content, per 100 parts by mass of the rubber component, is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 30 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and even more preferably at most 10 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物は、タルクを含有してもよい。
タルクの平均粒子径は、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。タルクの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。
The rubber composition may contain talc.
The average particle size of the talc is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less. There is no particular lower limit to the average particle size of the talc, but it is preferably 1 μm or more.
タルクの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~50質量部であることが好ましい。 The talc content is preferably 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、水酸化アルミニウムを含有してもよい。
本明細書において、水酸化アルミニウムとはAl(OH)3又はAl2O3・3H2Oを意味する。市販品としては、住友化学(株)、昭和電工(株)、Nabaltec社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain aluminum hydroxide.
In this specification, aluminum hydroxide means Al(OH) 3 or Al2O3.3H2O . Commercially available products available from Sumitomo Chemical Co., Ltd., Showa Denko K.K., Nabaltec , etc. may be used. These may be used alone or in combination of two or more .
水酸化アルミニウムの平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは0.8μm以上であり、また、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下、更に好ましくは1μm以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、水酸化アルミニウムの平均粒子径は、シリカの平均粒子径と同様の方法で測定される値である。
The average particle size of the aluminum hydroxide is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and even more preferably 0.8 μm or more, and is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 1 μm or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
The average particle size of aluminum hydroxide is a value measured in the same manner as the average particle size of silica.
水酸化アルミニウムのBET比表面積(窒素吸着比表面積、N2SA)は、好ましくは5m2/g以上、より好ましくは8m2/g以上、更に好ましくは10m2/g以上であり、また、好ましくは40m2/g以下、より好ましくは30m2/g以下、更に好ましくは20m2/g以下である。
なお、水酸化アルミニウムのBET比表面積は、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。
The BET specific surface area (nitrogen adsorption specific surface area, N2SA ) of the aluminum hydroxide is preferably 5 m2 /g or more, more preferably 8 m2 /g or more, even more preferably 10 m2 /g or more, and is preferably 40 m2 /g or less, more preferably 30 m2 /g or less, even more preferably 20 m2 /g or less.
The BET specific surface area of aluminum hydroxide is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.
水酸化アルミニウムの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~25質量部であることが好ましい。 The aluminum hydroxide content is preferably 1 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、カルシウム化合物を含有してもよい。
カルシウム化合物は、カルシウムを有する化合物であり、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭化カルシウム等の無機塩;炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム等のオキソ酸塩等が挙げられる。オキソ酸塩には、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸塩も含まれる。また、カルシウム化合物を含有するものとして、卵殻(主成分:炭酸カルシウム)や、ストラクトール社製のWB16(脂肪酸カルシウム、脂肪酸アミド及び脂肪酸アミドエステルの混合物)等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、オキソ酸塩が好ましく、炭酸カルシウムがより好ましい。
The rubber composition may contain a calcium compound.
The calcium compound is a compound containing calcium, and examples thereof include inorganic salts such as calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium carbide; and oxoacid salts such as calcium carbonate, calcium nitrate, and calcium sulfate. Oxoacid salts also include fatty acid salts such as calcium acetate and calcium stearate. Examples of calcium compounds include eggshells (main component: calcium carbonate) and WB16 (a mixture of fatty acid calcium, fatty acid amide, and fatty acid amide ester) manufactured by Struktol. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, oxoacid salts are preferred, and calcium carbonate is more preferred.
カルシウム化合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~30質量部であることが好ましい。 The calcium compound content is preferably 1 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、短繊維を含有してもよい。
短繊維としては、例えば、有機短繊維、無機短繊維等を使用できる。有機短繊維の具体例としては、セルロースナノファイバー(CNF)、セルロースナノクリスタル(CNC)等のナノセルロース;キチンナノファイバー;キトサンナノファイバー等のバイオマスナノ材料等が挙げられ、無機短繊維の具体例としては、金属繊維、ガラス繊維系等が挙げられる。市販品としては、日本製紙(株)、(株)スギノマシン等の製品が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、有機短繊維が好ましく、ナノセルロースがより好ましい。
The rubber composition may contain short fibers.
Examples of short fibers that can be used include organic short fibers and inorganic short fibers. Specific examples of organic short fibers include nanocelluloses such as cellulose nanofibers (CNF) and cellulose nanocrystals (CNC); chitin nanofibers; and biomass nanomaterials such as chitosan nanofibers. Specific examples of inorganic short fibers include metal fibers and glass fibers. Commercially available products include those from Nippon Paper Industries Co., Ltd. and Sugino Machine Co., Ltd. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, organic short fibers are preferred, and nanocellulose is more preferred.
ナノセルロースの粒径は、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上、更に好ましくは25nm以上、特に好ましくは28nm以上であり、また、好ましくは50nm以下、より好ましくは40nm以下、更に好ましくは35nm以下、特に好ましくは32nm以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The particle size of nanocellulose is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, even more preferably 25 nm or more, and particularly preferably 28 nm or more, and is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, even more preferably 35 nm or less, and particularly preferably 32 nm or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
なお、ナノセルロースの粒径は、走査型電子顕微鏡写真による画像解析、透過型電子顕微鏡写真による画像解析、原子間力顕微鏡写真による画像解析、X線散乱データの解析、細孔電気抵抗法(コールター原理法)等によって測定された平均繊維径である。また、本明細書において、ナノセルロース(セルロース繊維)の平均繊維径は、典型的には、セルロース分子の集合により形成されているセルロース繊維の集合体の平均繊維径である。 The particle size of nanocellulose is the average fiber diameter measured by image analysis using scanning electron microscope photographs, transmission electron microscope photographs, atomic force microscope photographs, X-ray scattering data analysis, pore electrical resistance method (Coulter principle method), etc. Furthermore, in this specification, the average fiber diameter of nanocellulose (cellulose fibers) is typically the average fiber diameter of an aggregate of cellulose fibers formed by the aggregation of cellulose molecules.
短繊維の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~40質量部であることが好ましい。 The short fiber content is preferably 1 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、加硫ゴム粒子を含有してもよい。
加硫ゴム粒子は、加硫ゴムを材質とする粒子であり、具体的には、JIS K 6316:2017に規定されるゴム粉等を使用可能である。環境への配慮及びコストの観点から、廃タイヤの粉砕物等から製造される再生ゴム粉が好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain vulcanized rubber particles.
The vulcanized rubber particles are particles made of vulcanized rubber, and specifically, rubber powder or the like specified in JIS K 6316:2017 can be used. From the viewpoint of environmental considerations and cost, recycled rubber powder produced from crushed waste tires or the like is preferred. These may be used alone or in combination of two or more types.
加硫ゴム粒子の市販品としては、Lehigh社、村岡ゴム工業(株)等の製品を使用できる。 Commercially available vulcanized rubber particles include products from Lehigh Co., Ltd., Muraoka Rubber Industries Co., Ltd., etc.
加硫ゴム粒子の平均粒子径は、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上、更に好ましくは200μm以上であり、また、好ましくは1000μm以下、より好ましくは900μm以下、更に好ましくは800μm以下である。
なお、加硫ゴム粒子の平均粒子径は、JIS Z 8815:1994に準拠して測定される粒度分布から算出された質量基準の平均粒子径である。
The average particle size of the vulcanized rubber particles is preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more, and even more preferably 200 μm or more, and is preferably 1000 μm or less, more preferably 900 μm or less, and even more preferably 800 μm or less.
The average particle size of the vulcanized rubber particles is an average particle size on a mass basis calculated from the particle size distribution measured in accordance with JIS Z 8815:1994.
加硫ゴム粒子の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~40質量部であることが好ましい。 The content of vulcanized rubber particles is preferably 1 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、シランカップリング剤を含有してもよい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド等のスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシラン等のニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン等のクロロ系等があげられる。市販されているものとしては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、メルカプト系が好ましい。
The rubber composition may contain a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl mercapto-based compounds such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 2-mercaptoethyltriethoxysilane; vinyl-based compounds such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane; amino-based compounds such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; glycidoxy-based compounds such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; nitro-based compounds such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane; and chloro-based compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. Commercially available products include those from Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azumax Co., Ltd., and Dow Corning Toray Co., Ltd. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, mercapto-based products are preferred.
なお、メルカプト系シランカップリング剤としては、メルカプト基を有する化合物の他、保護基によってメルカプト基が保護された構造の化合物(例えば、下記式(S1)で表される化合物)も使用可能である。 In addition to compounds having a mercapto group, compounds in which the mercapto group is protected by a protecting group (for example, a compound represented by the following formula (S1)) can also be used as mercapto-based silane coupling agents.
特に好適なメルカプト系シランカップリング剤として、下記式(S1)で表わされるシランカップリング剤や、下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤が挙げられる。
式(S1)において、R1005、R1006、R1007及びR1008はそれぞれ独立に、炭素数1~18の直鎖状、環状もしくは分枝状のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R1002が炭素数1~18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖状、環状もしくは分枝状のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R1009は直鎖状、環状又は分枝状のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R1004は例えば炭素数1~18のアルキレン基、炭素数2~18のアルケニレン基、炭素数5~18のシクロアルキレン基、炭素数6~18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6~18のアリーレン基、炭素数7~18のアラルキレン基を挙げることができる。アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状及び分枝状のいずれであってもよく、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の官能基を有していてもよい。このR1004としては、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。 In formula (S1), R 1005 , R 1006 , R 1007 and R 1008 are preferably each independently a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Furthermore, when R 1002 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, it is preferably a group selected from the group consisting of a linear, cyclic or branched alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group. R 1009 is preferably a linear, cyclic or branched alkylene group, with a linear one being particularly preferred. Examples of R 1004 include alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms, alkenylene groups having 2 to 18 carbon atoms, cycloalkylene groups having 5 to 18 carbon atoms, cycloalkylalkylene groups having 6 to 18 carbon atoms, arylene groups having 6 to 18 carbon atoms, and aralkylene groups having 7 to 18 carbon atoms. The alkylene groups and alkenylene groups may be linear or branched, and the cycloalkylene groups, cycloalkylalkylene groups, arylene groups, and aralkylene groups may have a functional group such as a lower alkyl group on the ring. R 1004 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a linear alkylene group, such as a methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, or hexamethylene group.
式(S1)におけるR1002、R1005、R1006、R1007及びR1008の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
式(S1)におけるR1009の例として、直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられ、分枝状アルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基、2-メチルプロピレン基等が挙げられる。
Specific examples of R 1002 , R 1005 , R 1006 , R 1007 and R 1008 in formula (S1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a vinyl group, a propenyl group, an allyl group, a hexenyl group, an octenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, a benzyl group, a phenethyl group and a naphthylmethyl group.
Examples of R 1009 in formula (S1) include linear alkylene groups such as methylene, ethylene, n-propylene, n-butylene, and hexylene, and branched alkylene groups such as isopropylene, isobutylene, and 2-methylpropylene.
式(S1)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、3-ヘキサノイルチオ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、3-デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。なかでも、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランが特に好ましい。 Specific examples of silane coupling agents represented by formula (S1) include 3-hexanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltriethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltriethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltriethoxysilane, 2-octanoylthioethyltriethoxysilane, 2-decanoylthioethyltriethoxysilane, 2-lauroylthioethyltriethoxysilane, 3-hexanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-decanoylthiopropyltrimethoxysilane, 3-lauroylthiopropyltrimethoxysilane, 2-hexanoylthioethyltrimethoxysilane, 2-octanoylthioethyltrimethoxysilane, 2-decanoylthioethyltrimethoxysilane, 2-lauroylthioethyltrimethoxysilane, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane is particularly preferred.
式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤において、結合単位Aの含有量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。また、結合単位Bの含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、更に好ましくは10モル%以上であり、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下、更に好ましくは55モル%以下である。また、結合単位A及びBの合計含有量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(I)、(II)と対応するユニットを形成していればよい。
In the silane coupling agent comprising the bond unit A represented by formula (I) and the bond unit B represented by formula (II), the content of bond unit A is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, preferably 99 mol% or less, more preferably 90 mol% or less.In addition, the content of bond unit B is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, even more preferably 10 mol% or more, preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, even more preferably 55 mol% or less.In addition, the total content of bond unit A and B is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, particularly preferably 100 mol%.
The content of the bonding units A and B includes the case where the bonding units A and B are located at the terminals of the silane coupling agent. When the bonding units A and B are located at the terminals of the silane coupling agent, the form of the bonding units A and B is not particularly limited, as long as they form units corresponding to the formulas (I) and (II) representing the bonding units A and B.
式(I)、(II)におけるR11について、ハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基としては、メチル基、エチル基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基等があげられる。 With respect to R11 in formulas (I) and (II), examples of halogen include chlorine, bromine, and fluorine. Examples of branched or unbranched alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include methyl and ethyl groups. Examples of branched or unbranched alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms include vinyl and 1-propenyl groups. Examples of branched or unbranched alkynyl groups having 2 to 30 carbon atoms include ethynyl and propynyl groups.
式(I)、(II)におけるR12について、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1-プロペニレン基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基等があげられる。 With respect to R12 in formulas (I) and (II), examples of branched or unbranched alkylene groups having 1 to 30 carbon atoms include an ethylene group, a propylene group, etc. Examples of branched or unbranched alkenylene groups having 2 to 30 carbon atoms include a vinylene group, a 1-propenylene group, etc. Examples of branched or unbranched alkynylene groups having 2 to 30 carbon atoms include an ethynylene group, a propynylene group, etc.
式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤において、結合単位Aの繰り返し数(v)と結合単位Bの繰り返し数(w)の合計の繰り返し数(v+w)は、3~300の範囲が好ましい。 In a silane coupling agent containing a bonding unit A represented by formula (I) and a bonding unit B represented by formula (II), the total number of repetitions (v+w) of bonding unit A (v) and bonding unit B (w) is preferably in the range of 3 to 300.
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは6質量部以上、更に好ましくは8質量部以上であり、また、好ましくは16質量部以下、より好ましくは14質量部以下、更に好ましくは12質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more, and even more preferably 8 parts by mass or more, per 100 parts by mass of silica, and is preferably 16 parts by mass or less, more preferably 14 parts by mass or less, and even more preferably 12 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物は、可塑剤として、樹脂を含有する。
樹脂としては、例えば、C5系樹脂、C5/C9系樹脂、C9系樹脂、芳香族系樹脂、テルペン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂等を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、芳香族系樹脂が好ましい。
The rubber composition contains a resin as a plasticizer.
Examples of resins that can be used include C5 resins, C5/C9 resins, C9 resins, aromatic resins, terpene resins, and cyclopentadiene resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, aromatic resins are preferred.
芳香族系樹脂は、芳香族系単量体を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、芳香族系単量体1種を単独で重合した単独重合体、2種以上の芳香族系単量体を共重合した共重合体の他、芳香族系単量体及びこれと共重合し得る他の単量体との共重合体も挙げられる。 Aromatic resins are polymers that contain aromatic monomers as constituent monomers. Examples include homopolymers formed by polymerizing one type of aromatic monomer alone, copolymers formed by copolymerizing two or more types of aromatic monomers, and copolymers of an aromatic monomer with another monomer that can be copolymerized with it.
芳香族系単量体としては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-フェニルスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン等のスチレン系単量体;フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール等のフェノール系単量体;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール等のナフトール系単量体;クマロン、インデン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、スチレン系単量体が好ましく、スチレン、α-メチルスチレンがより好ましい。 Examples of aromatic monomers include styrene-based monomers such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-tert-butylstyrene, p-phenylstyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, and p-chlorostyrene; phenol-based monomers such as phenol, alkylphenol, and alkoxyphenol; naphthol-based monomers such as naphthol, alkylnaphthol, and alkoxynaphthol; coumarone, indene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, styrene-based monomers are preferred, and styrene and α-methylstyrene are more preferred.
他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等の非共役オレフィンが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Other monomers include, for example, non-conjugated olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, and 1-octene. These may be used alone or in combination of two or more.
芳香族系樹脂は、α-メチルスチレン系樹脂(α-メチルスチレン単独重合体、スチレンとα-メチルスチレンとの共重合体等)が好ましく、スチレンα-メチルスチレン樹脂(スチレンとα-メチルスチレンとの共重合体)がより好ましい。 Aromatic resins are preferably α-methylstyrene resins (α-methylstyrene homopolymers, copolymers of styrene and α-methylstyrene, etc.), and more preferably styrene-α-methylstyrene resins (copolymers of styrene and α-methylstyrene).
芳香族系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the aromatic resin is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
C5系樹脂は、C5留分を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、石油化学工業のナフサの熱分解によって得られるC5留分を、AlCl3、BF3等のフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる重合体等が挙げられる。C5留分には、通常、1-ペンテン、2-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-2-ブテン、3-メチル-1-ブテン等のオレフィン系炭化水素;2-メチル-1,3-ブタジエン、1,2-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,2-ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素;等が含まれる。 C5 resins are polymers containing a C5 fraction as a constituent monomer, and examples thereof include polymers obtained by polymerizing a C5 fraction obtained by thermal cracking of naphtha in the petrochemical industry using a Friedel-Crafts catalyst such as AlCl 3 or BF 3. C5 fractions typically include olefinic hydrocarbons such as 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, and 3-methyl-1-butene; diolefinic hydrocarbons such as 2-methyl-1,3-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, and 3-methyl-1,2-butadiene; and the like.
C5系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。 The amount of C5 resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 25 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and even more preferably at most 15 parts by mass.
C5/C9系樹脂は、C5留分及びC9留分を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、石油由来のC5留分とC9留分とを、AlCl3、BF3等のフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる重合体等が挙げられる。具体的には、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、インデン等を主成分とする共重合体等が挙げられる。
なお、本明細書において、C5/C9系樹脂は、芳香族系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂とは別の樹脂として取り扱う。
The C5/C9 resin is a polymer containing a C5 fraction and a C9 fraction as constituent monomers, and examples thereof include polymers obtained by polymerizing a petroleum-derived C5 fraction and a C9 fraction using a Friedel-Crafts catalyst such as AlCl 3 or BF 3. Specific examples include copolymers containing styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, indene, or the like as main components.
In this specification, C5/C9 resins are treated as resins different from aromatic resins, C5 resins, and C9 resins.
C5/C9系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。 The amount of C5/C9 resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 25 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and even more preferably at most 15 parts by mass.
C9系樹脂は、C9留分を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、石油化学工業のナフサの熱分解により、エチレン、プロピレン等の石油化学基礎原料と共に副生するC9留分を、AlCl3、BF3等のフリーデルクラフツ型触媒を用いて重合して得られる重合体等が挙げられる。C9留分の具体例としては、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、γ-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、インデン等が挙げられる。C9系樹脂は、C9留分と共に、C8留分であるスチレン等、C10留分であるメチルインデン、1,3-ジメチルスチレン等、更にはナフタレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、p-tert-ブチルスチレン等をも原料として用い、これらのC8~C10留分等を混合物のまま、例えばフリーデルクラフツ型触媒により共重合して得られるものであってもよい。
なお、本明細書において、C9系樹脂は、芳香族系樹脂とは別の樹脂として取り扱う。
C9 resins are polymers containing a C9 fraction as a constituent monomer, and examples thereof include polymers obtained by polymerizing a C9 fraction, which is by-produced together with petrochemical base materials such as ethylene and propylene during the thermal decomposition of naphtha in the petrochemical industry, using a Friedel-Crafts catalyst such as AlCl 3 or BF 3. Specific examples of C9 fractions include vinyltoluene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, γ-methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, and indene. C9 resins may also be obtained by copolymerizing a mixture of these C8 to C10 fractions, etc., as raw materials together with the C9 fraction, such as C8 fractions such as styrene, C10 fractions such as methylindene and 1,3-dimethylstyrene, and even naphthalene, vinylnaphthalene, vinylanthracene, and p-tert-butylstyrene, using a Friedel-Crafts catalyst, for example.
In this specification, C9 resins are treated as resins separate from aromatic resins.
C9系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。 The amount of C9 resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 25 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and even more preferably at most 15 parts by mass.
テルペン系樹脂は、テルペン化合物(テルペン系単量体)を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、テルペン化合物1種を単独で重合した単独重合体、2種以上のテルペン化合物を共重合した共重合体の他、テルペン化合物及びこれと共重合し得る他の単量体との共重合体も挙げられる。 Terpene resins are polymers that contain terpene compounds (terpene monomers) as constituent monomers. Examples include homopolymers in which one type of terpene compound is polymerized alone, copolymers in which two or more types of terpene compounds are copolymerized, and copolymers of terpene compounds and other monomers that can be copolymerized with them.
テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)等に分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオール等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Terpene compounds are hydrocarbons represented by the formula (C 5 H 8 ) n and their oxygen-containing derivatives, and are compounds having a basic skeleton of a terpene classified as monoterpene (C 10 H 16 ), sesquiterpene (C 15 H 24 ), diterpene (C 20 H 32 ), etc. Examples include α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, myrcene, alloocimene, ocimene, α-phellandrene, α-terpinene, γ-terpinene, terpinolene, 1,8-cineole, 1,4-cineole, α-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
テルペン系樹脂は、β-ピネンの単独重合体(β-ピネン樹脂)が好ましい。
なお、本明細書において、テルペンスチレン樹脂のように、テルペン化合物及び芳香族系単量体を構成モノマーとして含むポリマーは、芳香族系樹脂ではなく、テルペン系樹脂として取り扱う。
The terpene resin is preferably a homopolymer of β-pinene (β-pinene resin).
In this specification, a polymer containing a terpene compound and an aromatic monomer as constituent monomers, such as a terpene styrene resin, is treated as a terpene resin, not an aromatic resin.
テルペン系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The amount of terpene resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 25 parts by mass, more preferably at most 20 parts by mass, and even more preferably at most 15 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
シクロペンタジエン系樹脂は、シクロペンタジエン系単量体を構成モノマーとして含むポリマーであり、例えば、シクロペンタジエン系単量体1種を単独で重合した単独重合体、2種以上のシクロペンタジエン系単量体を共重合した共重合体の他、シクロペンタジエン系単量体及びこれと共重合し得る他の単量体との共重合体も挙げられる。 Cyclopentadiene-based resins are polymers that contain cyclopentadiene-based monomers as constituent monomers. Examples include homopolymers obtained by polymerizing one type of cyclopentadiene-based monomer alone, copolymers obtained by copolymerizing two or more types of cyclopentadiene-based monomers, and copolymers of a cyclopentadiene-based monomer with another monomer that can copolymerize with it.
シクロペンタジエン系単量体としては、例えば、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、ジシクロペンタジエンが好ましい。すなわち、シクロペンタジエン系樹脂は、ジシクロペンタジエン(DCPD)を構成モノマーとして含むポリマー(DCPD系樹脂)であることが好ましく、水添DCPD系樹脂がより好ましい。 Examples of cyclopentadiene-based monomers include cyclopentadiene, dicyclopentadiene, and tricyclopentadiene. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, dicyclopentadiene is preferred. That is, the cyclopentadiene-based resin is preferably a polymer (DCPD-based resin) containing dicyclopentadiene (DCPD) as a constituent monomer, and a hydrogenated DCPD-based resin is more preferred.
シクロペンタジエン系樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。 The amount of cyclopentadiene resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and even more preferably 5 parts by mass or more, and is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 15 parts by mass or less.
樹脂は、官能基が導入された変性樹脂(官能化樹脂)であってもよい。
変性樹脂は、公知の方法により製造可能であり、例えば、スラリー法、メタセシス法等により調製できる。具体的には、例えば、該変性樹脂のポリマー骨格となるポリマーに、官能基の導入が可能な官能化合物を公知の方法で反応させることで製造できる。
The resin may be a modified resin (functionalized resin) into which a functional group has been introduced.
The modified resin can be produced by a known method, for example, by a slurry method, a metathesis method, etc. Specifically, for example, the modified resin can be produced by reacting a polymer that will become the polymer skeleton of the modified resin with a functional compound that can introduce a functional group, by a known method.
ポリマー骨格となるポリマーは特に限定されず、例えば、上述の芳香族系樹脂、テルペン系樹脂であってもよいし、他の樹脂であってもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、芳香族系樹脂が好ましく、α-メチルスチレン系樹脂がより好ましく、スチレンα-メチルスチレン樹脂(スチレンとα-メチルスチレンとの共重合体)が更に好ましい。 The polymer that forms the polymer backbone is not particularly limited and may be, for example, the aromatic resins and terpene resins described above, or other resins. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, aromatic resins are preferred, α-methylstyrene resins are more preferred, and styrene-α-methylstyrene resins (copolymers of styrene and α-methylstyrene) are even more preferred.
官能基としては、酸素、珪素及び窒素からなる群より選択される少なくとも1種の元素を含む官能基が好ましく、珪素を含む官能基がより好ましい。 The functional group is preferably a functional group containing at least one element selected from the group consisting of oxygen, silicon, and nitrogen, and more preferably a functional group containing silicon.
変性樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは8質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The amount of modified resin per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 5 parts by mass, more preferably at least 8 parts by mass, and even more preferably at least 10 parts by mass, and is preferably at most 30 parts by mass, more preferably at most 25 parts by mass, and even more preferably at most 20 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物において、変性樹脂の含有量/ゴム成分中の総スチレン量は、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上であり、また、好ましくは1.8以下、より好ましくは1.4以下、更に好ましくは1.1以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、この関係において、変性樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)であり、ゴム成分中の総スチレン量は、ゴム成分100質量%中の含有量(単位:質量%)である。
In the rubber composition, the ratio of the content of the modified resin to the total amount of styrene in the rubber component is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.9 or more, and is preferably 1.8 or less, more preferably 1.4 or less, and even more preferably 1.1 or less. Within the above ranges, the effect tends to be more favorably obtained.
In this relationship, the content of the modified resin is the content (unit: parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component, and the total amount of styrene in the rubber component is the content (unit: % by mass) relative to 100% by mass of the rubber component.
上述の樹脂の市販品としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXTGエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。 Commercially available resins include those from Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical Company, Nitto Chemical Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., JXTG Nippon Oil & Energy Corporation, Arakawa Chemical Industries, Ltd., and Taoka Chemical Co., Ltd.
樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは8質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The resin content, per 100 parts by mass of the rubber component, is preferably at least 2 parts by mass, more preferably at least 8 parts by mass, and even more preferably at least 15 parts by mass, and is preferably at most 40 parts by mass, more preferably at most 30 parts by mass, and even more preferably at most 20 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物では、ゴム成分の含有量+樹脂の含有量>ゴム成分中の総スチレン量+シリカの含有量である。
また、上記ゴム組成物において、(ゴム成分の含有量+樹脂の含有量)-(ゴム成分中の総スチレン量+シリカの含有量)は、好ましくは5以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上であり、また、好ましくは65以下、より好ましくは55以下、更に好ましくは45以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
In the above rubber composition, the total content of the rubber component plus the total content of the resin is greater than the total amount of styrene in the rubber component plus the total content of silica.
In the rubber composition, (rubber component content + resin content) - (total styrene amount in the rubber component + silica content) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and even more preferably 20 or more, and is preferably 65 or less, more preferably 55 or less, and even more preferably 45 or less. Within the above ranges, the effect tends to be better obtained.
なお、これらの関係において、樹脂の含有量、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)、ゴム成分中の総スチレン量は、ゴム成分100質量%中の含有量(単位:質量%)であり、ゴム成分の含有量は、各ゴムの合計含有量(単位:質量部)で、通常100である。 In these relationships, the resin content and silica content are the content per 100 parts by mass of the rubber component (unit: parts by mass), the total styrene content in the rubber component is the content per 100% by mass of the rubber component (unit: % by mass), and the rubber component content is the total content of each rubber (unit: parts by mass), which is usually 100.
上記ゴム組成物において、樹脂の含有量/シリカの含有量は、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.12以上、更に好ましくは0.25以上であり、また、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.45以下、更に好ましくは0.35以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、この関係において、樹脂の含有量、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)である。
In the rubber composition, the resin content/silica content ratio is preferably 0.03 or more, more preferably 0.12 or more, and even more preferably 0.25 or more, and is preferably 0.55 or less, more preferably 0.45 or less, and even more preferably 0.35 or less. Within the above ranges, the effect tends to be more favorable.
In this relationship, the resin content and silica content are amounts (unit: parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、可塑剤として、オイルを含有してもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等を用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。また、植物油脂を食用油等として利用したものを回収した廃油であってもよい。市販品としては、出光興産(株)、三共油化工業(株)、JXTGエネルギー(株)、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain oil as a plasticizer.
Examples of oils include process oils, vegetable oils, and mixtures thereof. Examples of process oils that can be used include paraffin-based process oils, aromatic process oils, and naphthenic process oils. Examples of vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, and tung oil. Waste oil recovered from vegetable oils used as cooking oils or the like may also be used. Examples of commercially available products that can be used include those from Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., JXTG Nippon Oil & Energy Corporation, Oriso Co., Ltd., H&R Corporation, Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Sekiyu K.K., Fuji Kosan Co., Ltd., and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、特に好ましくは5質量部以下であり、0質量部であってもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The oil content, per 100 parts by mass of the rubber component, is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, even more preferably 10 parts by mass or less, and particularly preferably 5 parts by mass or less, and may even be 0 parts by mass. Within the above range, better effects tend to be obtained.
樹脂、オイル以外の可塑剤としては、液状ポリマー、エステル系可塑剤等が使用できる。 Plasticizers other than resins and oils that can be used include liquid polymers and ester-based plasticizers.
液状ポリマーは、常温(25℃)で液体状態の(共)重合体であり、例えば、ブタジエン、イソプレン、スチレン、ファルネセン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の(共)重合体を用いることができ、具体例としては、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)、液状ファルネセン重合体、液状ファルネセンブタジエン共重合体等が挙げられる。また、液状ポリマーは、変性処理や水素添加処理が実施されていてもよい。市販品としては、Cray Valley社、(株)クラレ等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The liquid polymer is a (co)polymer that is in a liquid state at room temperature (25°C). For example, at least one (co)polymer selected from the group consisting of butadiene, isoprene, styrene, farnesene, and derivatives thereof can be used. Specific examples include liquid styrene-butadiene copolymer (liquid SBR), liquid butadiene polymer (liquid BR), liquid isoprene polymer (liquid IR), liquid styrene-isoprene copolymer (liquid SIR), liquid farnesene polymer, and liquid farnesene-butadiene copolymer. The liquid polymer may also be modified or hydrogenated. Commercially available products include those from Cray Valley, Kuraray Co., Ltd., and other companies. These may be used alone or in combination.
液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは9000以下、より好ましくは6000以下、更に好ましくは4500以下であり、また、好ましくは100以上、より好ましくは1000以上、更に好ましくは2000以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、液状ポリマーは、ゴム成分には含まれない。
The weight average molecular weight (Mw) of the liquid polymer is preferably 9000 or less, more preferably 6000 or less, and even more preferably 4500 or less, and is preferably 100 or more, more preferably 1000 or more, and even more preferably 2000 or more. Within the above ranges, the effect tends to be more favorably obtained.
In this specification, the liquid polymer is not included in the rubber component.
液状ポリマーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.5~30質量部であることが好ましい。 The liquid polymer content is preferably 0.5 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
エステル系可塑剤としては、常温(25℃)で液体状態のエステル基を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フタル酸誘導体、長鎖脂肪酸誘導体、リン酸誘導体、セバシン酸誘導体、アジピン酸誘導体等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、リン酸誘導体、セバシン酸誘導体、アジピン酸誘導体が好ましく、セバシン酸誘導体がより好ましい。
上記フタル酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)などのフタル酸エステルが挙げられ、上記長鎖脂肪酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、長鎖脂肪酸グリセリンエステルが挙げられ、上記リン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート(TOP)、トリブチルホスフェート(TBP)などのリン酸エステルが挙げられ、上記セバシン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ(2-エチルヘキシル)セバケート(DOS)、ジイソオクチルセバケート(DIOS)などのセバシン酸エステルが挙げられ、上記アジピン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ(2-エチルヘキシル)アジペート(DOA)、ジイソオクチルアジペート(DIOA)などのアジピン酸エステルが挙げられる。
なかでも、リン酸エステル、セバシン酸エステル、アジピン酸エステルが好ましく、セバシン酸エステルがより好ましい。また、具体的な化合物としては、TOP、DOS、DOAが好ましく、DOSがより好ましい。
エステル系可塑剤としては、例えば、大八化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。
The ester plasticizer is not particularly limited as long as it is a compound having an ester group that is liquid at room temperature (25°C), and examples thereof include phthalic acid derivatives, long-chain fatty acid derivatives, phosphoric acid derivatives, sebacic acid derivatives, and adipic acid derivatives. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, phosphoric acid derivatives, sebacic acid derivatives, and adipic acid derivatives are preferred, and sebacic acid derivatives are more preferred.
The phthalic acid derivatives are not particularly limited, but examples thereof include phthalate esters such as di-2-ethylhexyl phthalate (DOP) and diisodecyl phthalate (DIDP). The long-chain fatty acid derivatives are not particularly limited, but examples thereof include long-chain fatty acid glycerin esters. The phosphoric acid derivatives are not particularly limited, but examples thereof include phosphoric acid esters such as tris(2-ethylhexyl)phosphate (TOP) and tributylphosphate (TBP). The sebacic acid derivatives are not particularly limited, but examples thereof include sebacic acid esters such as di(2-ethylhexyl)sebacate (DOS) and diisooctylsebacate (DIOS). The adipic acid derivatives are not particularly limited, but examples thereof include adipic acid esters such as di(2-ethylhexyl)adipate (DOA) and diisooctyladipate (DIOA).
Among these, phosphate ester, sebacate ester, and adipate ester are preferred, and sebacate ester is more preferred. Specific compounds are preferably TOP, DOS, and DOA, and more preferably DOS.
As the ester-based plasticizer, for example, products manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., Taoka Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
エステル系可塑剤のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-110℃以上、より好ましくは-100℃以上、更に好ましくは-80℃以上であり、好ましくは-20℃以下、より好ましくは-40℃以下、更に好ましくは-55℃以下である。上記範囲内にすることで、前記効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、ガラス転移温度は、JIS-K7121に従い、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製の示差走査熱量計(Q200)を用いて、昇温速度10℃/分の条件で測定した値である。
The glass transition temperature (Tg) of the ester-based plasticizer is preferably −110° C. or higher, more preferably −100° C. or higher, even more preferably −80° C. or higher, and is preferably −20° C. or lower, more preferably −40° C. or lower, even more preferably −55° C. or lower. By keeping the Tg within the above range, the above-mentioned effects tend to be more suitably obtained.
In this specification, the glass transition temperature is a value measured in accordance with JIS-K7121 using a differential scanning calorimeter (Q200) manufactured by TA Instruments Japan at a temperature rise rate of 10°C/min.
エステル系可塑剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~20質量部であることが好ましい。 The content of the ester-based plasticizer is preferably 1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
可塑剤の含有量(樹脂、オイル等の合計含有量)は、ゴム成分100質量部に対して、30質量部以下であればよいが、好ましくは25質量部以下であり、また、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The amount of plasticizer (total amount of resin, oil, etc.) per 100 parts by mass of the rubber component may be 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, and preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more. Within the above range, better effects tend to be obtained.
可塑剤100質量%中、樹脂の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。 The resin content in 100% by mass of plasticizer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more. Within the above range, better effects tend to be obtained. There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass.
上記ゴム組成物は、熱可塑性エラストマーを含有することが好ましい。
熱可塑性エラストマーは、架橋点の役割を果たすハードセグメントと、ゴム弾性を示すソフトセグメントとで構成された共重合体(ブロック共重合体)であり、通常、常温(25℃)で固体である。
The rubber composition preferably contains a thermoplastic elastomer.
Thermoplastic elastomers are copolymers (block copolymers) composed of hard segments that act as crosslinking points and soft segments that exhibit rubber elasticity, and are usually solid at room temperature (25°C).
ハードセグメントとしては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等が挙げられ、ソフトセグメントとしては、ビニル-ポリジエン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリクロロプレン、ポリ2,3-ジメチルブタジエン等が挙げられる。これらは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。 Hard segments include polystyrene, polypropylene, polyester, polyamide, polyvinyl chloride, polyurethane, etc., while soft segments include vinyl-polydiene, polyisoprene, polybutadiene, polyethylene, polychloroprene, poly 2,3-dimethylbutadiene, etc. These may be used alone or in combination of two or more types.
熱可塑性エラストマーは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。市販品としては、(株)クラレ、旭化成(株)等の製品を使用できる。
なお、本明細書において、熱可塑性エラストマーは、ゴム成分、可塑剤には含まれない。
The thermoplastic elastomer may be used alone or in combination of two or more kinds. Commercially available products available from Kuraray Co., Ltd., Asahi Kasei Corporation, etc. may be used.
In this specification, the thermoplastic elastomer is not included in the rubber component or plasticizer.
熱可塑性エラストマーは、スチレンブロックを有する熱可塑性エラストマー(スチレン系熱可塑性エラストマー)であることが好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、スチレン-ビニルイソプレン-スチレントリブロック共重合体(SIS)、スチレン-イソブチレンジブロック共重合体(SIB)、スチレン-ブタジエン-スチレントリブロック共重合体(SBS)、スチレン-エチレン・ブチレン-スチレントリブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン・プロピレン-スチレントリブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン・エチレン・プロピレン-スチレントリブロック共重合体(SEEPS)、スチレン-ブタジエン・ブチレン-スチレントリブロック共重合体(SBBS)等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、スチレンブロックを両末端に有する共重合体が好ましく、スチレン-エチレン・プロピレン-スチレントリブロック共重合体(SEPS)がより好ましい。
なお、SEPSは、スチレン-ビニルイソプレン-スチレントリブロック共重合体(SIS)に水素を添加した水添SISであってもよい。
The thermoplastic elastomer is preferably a thermoplastic elastomer having a styrene block (a styrene-based thermoplastic elastomer).
Specific examples of styrene-based thermoplastic elastomers include styrene-vinylisoprene-styrene triblock copolymer (SIS), styrene-isobutylene diblock copolymer (SIB), styrene-butadiene-styrene triblock copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene triblock copolymer (SEBS), styrene-ethylene-propylene-styrene triblock copolymer (SEPS), styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene triblock copolymer (SEEPS), and styrene-butadiene-butylene-styrene triblock copolymer (SBBS). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, copolymers having styrene blocks at both ends are preferred, and styrene-ethylene-propylene-styrene triblock copolymer (SEPS) is more preferred.
The SEPS may be a hydrogenated styrene-vinylisoprene-styrene triblock copolymer (SIS) obtained by adding hydrogen to SIS.
スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The styrene content of the styrene-based thermoplastic elastomer is preferably 5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more, and is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
熱可塑性エラストマーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The amount of thermoplastic elastomer per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 5 parts by mass, and is preferably at most 20 parts by mass, more preferably at most 15 parts by mass, and even more preferably at most 10 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物において、熱可塑性エラストマーの含有量/ゴム成分中の総スチレン量は、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上であり、また、好ましくは1.5以下、より好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.5以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、この関係において、熱可塑性エラストマーの含有量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)であり、ゴム成分中の総スチレン量は、ゴム成分100質量%中の含有量(単位:質量%)である。
In the rubber composition, the ratio of the content of the thermoplastic elastomer to the total amount of styrene in the rubber component is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and is preferably 1.5 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.5 or less. Within the above ranges, the effect tends to be more favorably obtained.
In this relationship, the content of the thermoplastic elastomer is the content (unit: parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component, and the total amount of styrene in the rubber component is the content (unit: % by mass) relative to 100% by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、加工助剤を含有してもよい。
加工助剤としては、金属塩(酸の水素原子が金属イオンで置換された化合物)、脂肪酸アミド、アミドエステル、脂肪酸エステル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、金属塩、脂肪酸アミドが好ましく、金属塩がより好ましい。
The rubber composition may contain a processing aid.
Examples of processing aids include metal salts (compounds in which the hydrogen atoms of an acid are substituted with metal ions), fatty acid amides, amide esters, and fatty acid esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, metal salts and fatty acid amides are preferred, and metal salts are more preferred.
金属塩に使用される金属としては、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属や、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属等が挙げられる。また、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、モリブデン等も使用可能である。なかでも、亜鉛が好ましい。 Metals used in metal salts include, for example, alkali metals such as potassium and sodium, and alkaline earth metals such as calcium and barium. Magnesium, zinc, nickel, molybdenum, etc. can also be used. Of these, zinc is preferred.
金属塩に使用される酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸等の脂肪酸等が挙げられる。また、ホウ酸、炭酸、塩酸、硝酸、硫酸等も使用可能である。 Acids used in metal salts include, for example, fatty acids such as lauric acid, myristic acid, and palmitic acid. Other acids that can also be used include boric acid, carbonic acid, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid.
加工助剤の市販品としては、キシダ化学(株)、健栄製薬(株)、ストラクトール社、Performance Additives社等の製品を使用できる。 Commercially available processing aids include products from Kishida Chemical Co., Ltd., Kenei Pharmaceutical Co., Ltd., Struktol, Performance Additives, etc.
加工助剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは8質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the processing aid per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 0.8 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more, and is preferably 8 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less. Within the above range, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含有してもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤等が挙げられる。市販品としては、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain an antioxidant.
Examples of the antioxidant include naphthylamine-based antioxidants such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine-based antioxidants such as octylated diphenylamine and 4,4'-bis(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamine;N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine,N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, and N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine. Examples of such antioxidants include p-phenylenediamine-based antioxidants such as quinolone; quinoline-based antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; monophenol-based antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol; and bis-, tris-, and polyphenol-based antioxidants such as tetrakis-[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane. Commercially available products include those available from Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., and Flexis. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3.5質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the antioxidant is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 2 parts by mass, and even more preferably at least 3.5 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 8 parts by mass, and even more preferably at most 5 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物は、ワックスを含有してもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックス等が挙げられる。市販品としては、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain a wax.
The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as vegetable wax and animal wax; and synthetic waxes such as polymers of ethylene, propylene, etc. Commercially available products include those from Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Chemical Co., Ltd., etc. These may be used alone or in combination of two or more.
ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは8質量部以下、より好ましくは4質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The wax content is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 2 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably at most 8 parts by mass, more preferably at most 4 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
上記ゴム組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、市販品としては、日油(株)、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain stearic acid.
As the stearic acid, conventionally known ones can be used, and commercially available products that can be used include those available from NOF Corporation, Kao Corporation, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acid Co., Ltd., etc. These may be used alone or in combination of two or more.
ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは6質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The amount of stearic acid per 100 parts by mass of the rubber component is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and is preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 6 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、市販品としては、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain zinc oxide.
As the zinc oxide, conventionally known ones can be used, and commercially available products include those available from Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは6質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The zinc oxide content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 6 parts by mass or less. Within the above ranges, better effects tend to be achieved.
上記ゴム組成物は、硫黄を含有してもよい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に架橋剤として用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄等が挙げられる。市販品としては、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain sulfur.
Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, soluble sulfur, and the like, which are commonly used as crosslinking agents in the rubber industry. Commercially available products include those from Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., Flexis Corporation, Nippon Kanzuri Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.2質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上であり、また、好ましくは3.5質量部以下、より好ましくは2.8質量部以下、更に好ましくは2.5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The sulfur content, per 100 parts by mass of the rubber component, is preferably at least 0.5 parts by mass, more preferably at least 1.2 parts by mass, and even more preferably at least 1.5 parts by mass, and is preferably at most 3.5 parts by mass, more preferably at most 2.8 parts by mass, and even more preferably at most 2.5 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物において、酸化亜鉛配合量/硫黄配合量は、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.6以上、更に好ましくは1以上であり、また、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、この関係において、酸化亜鉛配合量、硫黄配合量は、ゴム成分100質量部に対する含有量(単位:質量部)である。
In the rubber composition, the ratio of zinc oxide content to sulfur content is preferably 0.2 or more, more preferably 0.6 or more, and even more preferably 1 or more, and is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1.5 or less. Within the above ranges, the effect tends to be better obtained.
In this relationship, the amount of zinc oxide and the amount of sulfur are contents (unit: parts by mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、有機架橋剤を含有してもよい。
有機架橋剤としては、特に限定されず、マレイミド化合物類、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物類、有機過酸化物類、アミン有機サルファイド類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain an organic crosslinking agent.
The organic cross-linking agent is not particularly limited, and examples thereof include maleimide compounds, alkylphenol-sulfur chloride condensates, organic peroxides, amine organic sulfides, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
有機架橋剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1~15質量部であることが好ましい。 The content of the organic crosslinking agent is preferably 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。
加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N′-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。市販品としては、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition may contain a vulcanization accelerator.
Examples of vulcanization accelerators include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole and di-2-benzothiazolyl disulfide; thiuram-based vulcanization accelerators such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD) and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT-N); sulfenamide-based vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide and N,N'-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide; and guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenylguanidine, di-orthotolylguanidine, and orthotolylbiguanidine. Commercially available products include those from Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは4.5質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 The content of the vulcanization accelerator is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 3 parts by mass, and even more preferably at least 4.5 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component, and is preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 8 parts by mass, and even more preferably at most 6 parts by mass. Within the above ranges, better effects tend to be obtained.
上記ゴム組成物には、上記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物;アルミナ、クレー、マイカ等の充填剤;等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。 In addition to the above components, the rubber composition may further contain additives commonly used in the tire industry, such as organic peroxides; fillers such as alumina, clay, and mica; etc. The content of these additives is preferably 0.1 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、例えば、上述の各成分をオープンロール、バンバリーミキサー等のゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition can be produced, for example, by kneading the above-mentioned components using a rubber kneading device such as an open roll or Banbury mixer, followed by vulcanization.
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは85~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常140~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~15分である。 As for kneading conditions, in the base kneading process, in which additives other than the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is typically 100 to 180°C, preferably 120 to 170°C. In the finish kneading process, in which the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is typically 120°C or lower, preferably 85 to 110°C. Furthermore, the composition kneaded with the vulcanizing agent and vulcanization accelerator is typically subjected to a vulcanization process such as press vulcanization. The vulcanization temperature is typically 140 to 190°C, preferably 150 to 185°C. The vulcanization time is typically 5 to 15 minutes.
上記ゴム組成物は、例えば、トレッド、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、ショルダー、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層などのタイヤ部材に(タイヤ用ゴム組成物として)用いることができる。なかでも、トレッド(特に、走行時に路面に接する部分(キャップトレッド))に好適である。 The above rubber composition can be used (as a rubber composition for tires) in tire components such as treads, sidewalls, base treads, undertreads, shoulders, clinches, bead apexes, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation, chafers, inner liners, and side reinforcing layers of run-flat tires. It is particularly suitable for treads (particularly the portion (cap tread) that comes into contact with the road surface during driving).
本開示のタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、上記ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド等の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、タイヤを得る。
The tire of the present disclosure is manufactured by a conventional method using the above rubber composition.
That is, the rubber composition is extruded in an unvulcanized state to match the shape of the tread, etc., and molded together with other tire components in a tire building machine by a conventional method to form an unvulcanized tire. This unvulcanized tire is then heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.
上記タイヤ(空気入りタイヤ等)は、乗用車用タイヤ;トラック・バス用タイヤ;二輪車用タイヤ;高性能タイヤ;スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤ;サイド補強層を備えるランフラットタイヤ;スポンジ等の吸音部材をタイヤ内腔に備える吸音部材付タイヤ;パンク時に封止可能なシーラントをタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える封止部材付タイヤ;センサや無線タグ等の電子部品をタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える電子部品付タイヤ等に使用可能であり、乗用車用タイヤに好適である。 The above-mentioned tires (pneumatic tires, etc.) can be used for passenger car tires; truck and bus tires; motorcycle tires; high-performance tires; winter tires such as studless tires; run-flat tires with side reinforcing layers; tires with sound-absorbing material that has sound-absorbing material such as sponge in the tire cavity; tires with sealing material that has a sealant inside or in the tire cavity that can seal in the event of a puncture; and tires with electronic components that have electronic components such as sensors and wireless tags inside or in the tire cavity, and are suitable for passenger car tires.
上記タイヤのサイズは特に限定されず、例えば、タイヤ幅は100~400mmの範囲内で、扁平率は25~85%の範囲内で、リム径は10~25インチの範囲内で、適宜選択可能である。具体例としては、105/50R16、115/50R17、125/55R20、135/45R21、145/45R21、155/45R18、165/45R22、175/45R23、185/60R20、195/55R14、205/40R16、215/40R16、225/40R17、235/40R17、245/40R16、255/40R17、265/40R17、275/35R18、285/30R19、295/45R20等が挙げられる。 The size of the above tire is not particularly limited, and can be selected appropriately, for example, with a tire width in the range of 100 to 400 mm, an aspect ratio in the range of 25 to 85%, and a rim diameter in the range of 10 to 25 inches. Specific examples include 105/50R16, 115/50R17, 125/55R20, 135/45R21, 145/45R21, 155/45R18, 165/45R22, 175/45R23, 185/60R20, 195/55R14, 205/40R16, 215/40R16, 225/40R17, 235/40R17, 245/40R16, 255/40R17, 265/40R17, 275/35R18, 285/30R19, and 295/45R20.
上記タイヤは、タイヤ外径Dt及びタイヤ断面幅Wtが下記式の関係式を満たすことが好ましい。
上記式を満たしうるタイヤとしては、具体的には、145/60R18、145/60R19、155/55R18、155/55R19、155/70R17、155/70R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、185/55R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20等が挙げられる。 Specific examples of tires that can satisfy the above formula include 145/60R18, 145/60R19, 155/55R18, 155/55R19, 155/70R17, 155/70R19, 165/55R20, 165/55R21, 165/60R19, 165/65R19, 165/70R18, 175/55R19, 175/55R20, 175/55R22, 175/60R18, 185/55R19, 185/60R20, 195/50R20, and 195/55R20.
上記式を満たすタイヤは、乗用車用空気入りタイヤに適用することが好ましい。上記式を満たす乗用車用空気入りタイヤは、本件の課題解決により好適となる傾向があるためである。 Tires that satisfy the above formula are preferably used as pneumatic tires for passenger cars. This is because pneumatic tires for passenger cars that satisfy the above formula tend to be more suitable for solving the problem at hand.
実施例に基づいて、本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらのみに限定されるものではない。 The present disclosure will be specifically explained based on examples, but the present disclosure is not limited to these examples.
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。 The various chemicals used in the examples and comparative examples are described below.
(ゴム成分)
NR:TSR20
SBR1:JSR(株)製のHPR950(スチレン量:27.5質量%、ビニル量:59質量%)
SBR2:JSR(株)製のHPR830E(スチレン量:39.5質量%、ビニル量:38.5質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分10質量部含有)
SBR3:下記製造例1で製造した変性SBR(スチレン量:40質量%、ビニル量:30質量%、Mw:95万)
SBR4:下記製造例2で製造したスチレンα-メチルスチレン樹脂伸展SBR(スチレン量:25質量%、ビニル量:40質量%、ゴム固形分100質量部に対して樹脂分30質量部含有)
BR:LG Chem社製のBR1280(ビニル量:2質量%、シス含量:96質量%)
(Rubber component)
NR: TSR20
SBR1: HPR950 manufactured by JSR Corporation (styrene content: 27.5% by mass, vinyl content: 59% by mass)
SBR2: HPR830E manufactured by JSR Corporation (styrene content: 39.5% by mass, vinyl content: 38.5% by mass, containing 10 parts by mass of oil per 100 parts by mass of rubber solids)
SBR3: Modified SBR produced in Production Example 1 below (styrene content: 40% by mass, vinyl content: 30% by mass, Mw: 950,000)
SBR4: Styrene-α-methylstyrene resin-extended SBR produced in Production Example 2 below (styrene content: 25% by mass, vinyl content: 40% by mass, resin content: 30 parts by mass per 100 parts by mass of rubber solids)
BR: BR1280 manufactured by LG Chem (vinyl content: 2% by mass, cis content: 96% by mass)
(ゴム成分以外の薬品)
カーボンブラック:N220(CTAB比表面積:111m2/g)
シリカ1:エボニックデグッサ社製のウルトラシル9100GR(平均粒子径:15nm)
シリカ2:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(平均粒子径:17nm)
シリカ3:ソルベイジャパン(株)製のZ115GR(平均粒子径:19.5nm)
シランカップリング剤1:Momentive社製のNXT(3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン)
シランカップリング剤2:エボニックデグッサ社製の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)
樹脂1:アリゾナケミカル社製のSylvatraxx4401(スチレンα-メチルスチレン樹脂(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体))
樹脂2:アリゾナケミカル社製のSylvatraxx4150(β-ピネン樹脂)
樹脂3:下記製造例3で製造した変性スチレンα-メチルスチレン樹脂
熱可塑性エラストマー:クラレ(株)製のハイブラー7125(SEPS(水添SIS)、スチレン量:20質量%)
オイル:三共油化工業(株)製のA/Oミックス
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(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)
老化防止剤2:住友化学(株)製のアンチゲンFR(アミンとケトンの反応品を精製したものでアミンの残留がないもの、キノリン系老化防止剤)
加工助剤:Performance Additives社製のULTRA-FLOW 440(脂肪酸亜鉛)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(ジフェニルグアニジン)
(Chemicals other than rubber components)
Carbon black: N220 (CTAB specific surface area: 111 m 2 /g)
Silica 1: Ultrasil 9100GR (average particle size: 15 nm) manufactured by Evonik Degussa
Silica 2: Ultrasil VN3 (average particle size: 17 nm) manufactured by Evonik Degussa
Silica 3: Z115GR (average particle size: 19.5 nm) manufactured by Solvay Japan Co., Ltd.
Silane coupling agent 1: NXT (3-octanoylthiopropyltriethoxysilane) manufactured by Momentive
Silane coupling agent 2: Si69 (bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide) manufactured by Evonik Degussa
Resin 1: Sylvatraxx 4401 (styrene α-methylstyrene resin (copolymer of α-methylstyrene and styrene)) manufactured by Arizona Chemical Company
Resin 2: Sylvatraxx 4150 (β-pinene resin) manufactured by Arizona Chemical Company
Resin 3: Modified styrene-α-methylstyrene resin produced in Production Example 3 below. Thermoplastic elastomer: Hybrar 7125 (SEPS (hydrogenated SIS), styrene content: 20% by mass) manufactured by Kuraray Co., Ltd.
Oil: A/O Mix manufactured by Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd. Wax: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
Stearic acid: NOF Corporation's "Tsubaki" stearic acid
Antioxidant 1: Nocrac 6C (N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Antioxidant 2: Antigen FR manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (a quinoline-based antioxidant, purified from the reaction product of amine and ketone, with no residual amine)
Processing aid: ULTRA-FLOW 440 (fatty acid zinc salt) manufactured by Performance Additives
Zinc oxide: Zinc oxide No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator 1 manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Noccela CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazolyl sulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Noccela D (diphenyl guanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
(製造例1)
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、スチレン、及び1,3-ブタジエンを仕込んだ。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、n-ブチルリチウムを添加して重合を開始した。断熱条件で重合し、最高温度は85℃に達した。重合転化率が99%に達した時点で1,3-ブタジエンを追加し、更に5分重合させた後、N,N-ビス(トリメチルシリル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランを変性剤として加えて反応を行った。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥してSBR3を得た。
(Production Example 1)
Cyclohexane, tetrahydrofuran, styrene, and 1,3-butadiene were charged into a nitrogen-purged autoclave reactor. After adjusting the temperature of the reactor contents to 20°C, n-butyllithium was added to initiate polymerization. Polymerization was carried out under adiabatic conditions, with the maximum temperature reaching 85°C. When the polymerization conversion reached 99%, 1,3-butadiene was added, and the polymerization was continued for an additional 5 minutes. N,N-bis(trimethylsilyl)-3-aminopropyltriethoxysilane was then added as a modifier, and the reaction was continued. After completion of the polymerization reaction, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol was added. Next, the solvent was removed by steam stripping, and the mixture was dried using a heated roll adjusted to 110°C to obtain SBR3.
(製造例2)
スチレンα-メチルスチレン樹脂(樹脂1)及びSBRを所定の比率でシクロヘキサンに添加し、0.4バールの窒素圧力下、加熱しながら2時間、400rpmの撹拌速度で撹拌した。得られた溶液を乾燥させ、スチレンα-メチルスチレン樹脂伸展SBR(SBR4)を得た。
(Production Example 2)
Styrene-α-methylstyrene resin (Resin 1) and SBR were added to cyclohexane in a predetermined ratio, and the mixture was stirred at a stirring speed of 400 rpm for 2 hours under a nitrogen pressure of 0.4 bar while heating. The resulting solution was dried to obtain styrene-α-methylstyrene resin-extended SBR (SBR4).
(製造例3)
不活性ガス置換したガラス製フラスコに塩化アルミニウムおよびトルエンを添加し、スチレンおよびα-メチルスチレンを滴下した。その後、反応液を、スラリー法によってアリルトリエトキシシランが付加されたイソプレン/トルエン溶液を滴下し、反応液に水を添加し反応を停止させた。分液によって水層を取り除く工程を繰り返した後、分液によって得られた有機層を送風乾燥しトルエンを揮発させ、減圧乾燥し、変性スチレンα-メチルスチレン樹脂(樹脂3)を得た。
(Production Example 3)
Aluminum chloride and toluene were added to a glass flask whose atmosphere had been replaced with an inert gas, and styrene and α-methylstyrene were added dropwise. Subsequently, an isoprene/toluene solution to which allyltriethoxysilane had been added by a slurry method was added dropwise to the reaction liquid, and water was added to the reaction liquid to terminate the reaction. After repeating the process of removing the aqueous layer by liquid separation, the organic layer obtained by liquid separation was dried with air to volatilize the toluene, and then dried under reduced pressure to obtain a modified styrene-α-methylstyrene resin (Resin 3).
(実施例及び比較例)
表1、2に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、150℃の条件下で12分間プレス加硫し、試験用タイヤ(サイズ:175/60R18)を製造した。得られた試験用タイヤを用いて下記評価を行い、結果を表1、2に示した。
Examples and Comparative Examples
According to the formulations shown in Tables 1 and 2, materials other than sulfur and vulcanization accelerator were kneaded for 5 minutes at 150°C using a 1.7L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. to obtain a kneaded mixture. Next, sulfur and vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded mixture, and the mixture was kneaded for 5 minutes at 80°C using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was molded into a tread shape and laminated with other tire components to form an unvulcanized tire. The tire was press-vulcanized for 12 minutes at 150°C to produce a test tire (size: 175/60R18). The obtained test tire was subjected to the following evaluations, and the results are shown in Tables 1 and 2.
なお、表1、2において、油展ゴム中のゴム分はゴムの欄に記載し、油展ゴム中のオイル分はオイルの欄に加算している。また、樹脂伸展ゴム中のゴム分はゴムの欄に記載し、樹脂伸展ゴム中の樹脂分は樹脂1の欄に加算している。 In Tables 1 and 2, the rubber content in oil-extended rubber is listed in the rubber column, and the oil content in oil-extended rubber is added to the oil column. Furthermore, the rubber content in resin-extended rubber is listed in the rubber column, and the resin content in resin-extended rubber is added to the Resin 1 column.
また、下記評価において、指数を計算する際の評価基準は以下のとおりである。
表1:比較例1
表2:実施例11は比較例4、実施例12は比較例5、実施例13は比較例6
In the following evaluations, the evaluation criteria for calculating the index are as follows:
Table 1: Comparative Example 1
Table 2: Example 11 is Comparative Example 4, Example 12 is Comparative Example 5, Example 13 is Comparative Example 6
(低燃費性)
転がり抵抗試験機を用い、各試験用タイヤを時速80kmで走行させたときの転がり抵抗を測定し、評価基準を100として指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性が良好であることを示す。
(low fuel consumption)
Using a rolling resistance tester, the rolling resistance of each test tire was measured when it was run at a speed of 80 km/h, and the result was expressed as an index, with the evaluation standard being 100. A larger index indicates lower rolling resistance and better fuel economy.
(高速走行時の操縦安定性)
上記試験用タイヤを全輪に装着した車両で、ドライ路面のテストコースを走行するタイムアタックを5回行い、ベストタイムを測定した。測定値から、市販のタイヤを用いた場合のタイム(最も遅いタイム)に対する短縮時間を算出し、評価基準を100として指数表示した。指数が大きいほど、短縮時間が大きく(ベストタイムが短く)、高速走行時の操縦安定性(ドライ操縦安定性)に優れることを示す。
(Handling stability at high speeds)
A vehicle fitted with the above test tires on all wheels was run on a test course on dry roads in a time attack five times, and the best time was measured. From the measured values, the time saved compared to the time (slowest time) when using commercially available tires was calculated and expressed as an index, with the evaluation standard being 100. The larger the index, the greater the time saved (shorter the best time), indicating better handling stability (dry handling stability) during high-speed driving.
表1、2より、実施例は、目的とする低燃費性及び高速走行時における操縦安定性の総合性能(各指数の合計)が比較例より優れていた。 Tables 1 and 2 show that the Examples were superior to the Comparative Examples in terms of the overall performance (total of all indexes) of the desired low fuel consumption and handling stability at high speeds.
本開示(1)はイソプレン系ゴム及びスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、シリカと、樹脂を含む可塑剤とを含有し、前記ゴム成分100質量%中、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%以上であり、前記ゴム成分中の総スチレン量が20質量%超、総ビニル量が20質量%超であり、前記ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤の含有量が30質量部以下であり、前記ゴム成分の含有量+前記樹脂の含有量>前記ゴム成分中の総スチレン量+前記シリカの含有量であるタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (1) relates to a rubber composition for tires, which contains a rubber component including an isoprene-based rubber and a styrene-butadiene rubber, silica, and a plasticizer including a resin, wherein the styrene-butadiene rubber content is 50% by mass or more out of 100% by mass of the rubber component, the total styrene content in the rubber component is more than 20% by mass, the total vinyl content is more than 20% by mass, the plasticizer content is 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component, and the rubber component content + resin content > total styrene content in the rubber component + silica content.
本開示(2)は前記樹脂が、芳香族系樹脂を含む本開示(1)記載のタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (2) is a rubber composition for tires according to the present disclosure (1), in which the resin contains an aromatic resin.
本開示(3)は前記ゴム成分が、ブタジエンゴムを含み、前記ゴム成分100質量%中、前記ブタジエンゴムの含有量が30質量%未満である本開示(1)又は(2)記載のタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (3) is a rubber composition for tires according to the present disclosure (1) or (2), wherein the rubber component contains butadiene rubber, and the content of the butadiene rubber in 100% by mass of the rubber component is less than 30% by mass.
本開示(4)はメルカプト系シランカップリング剤を含有する本開示(1)~(3)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (4) is a rubber composition for tires containing a mercapto-based silane coupling agent in any combination with any of the present disclosures (1) to (3).
本開示(5)は前記ゴム成分100質量部に対するオイルの含有量が10質量部以下である本開示(1)~(4)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (5) is a rubber composition for tires, which is any combination with any of the present disclosures (1) to (4), in which the oil content per 100 parts by mass of the rubber component is 10 parts by mass or less.
本開示(6)は前記可塑剤100質量%中、前記樹脂の含有量が50質量%以上である本開示(1)~(5)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (6) is a rubber composition for tires, which is any combination of any of the present disclosures (1) to (5), in which the content of the resin is 50% by mass or more per 100% by mass of the plasticizer.
本開示(7)は前記シリカの平均粒子径が16nm以下である本開示(1)~(6)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (7) is a rubber composition for tires, which is any combination of the present disclosures (1) to (6), in which the average particle size of the silica is 16 nm or less.
本開示(8)は前記ゴム成分が、樹脂伸展ゴムを含む本開示(1)~(7)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (8) is a rubber composition for tires, which is any combination of the rubber component with any of the present disclosures (1) to (7) containing a resin-extended rubber.
本開示(9)は熱可塑性エラストマーを含む本開示(1)~(8)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (9) is a rubber composition for tires, which contains a thermoplastic elastomer and is any combination of any of the present disclosures (1) to (8).
本開示(10)は前記樹脂が、変性樹脂を含む本開示(1)~(9)のいずれかとの任意の組合せのタイヤ用ゴム組成物である。 The present disclosure (10) is a rubber composition for tires, which is any combination of the present disclosures (1) to (9) in which the resin contains a modified resin.
本開示(11)は本開示(1)~(10)のいずれかとの任意の組合せのゴム組成物を用いたトレッドを有するタイヤである。
The present disclosure (11) is a tire having a tread using a rubber composition in any combination with any of the present disclosures (1) to (10).
Claims (11)
前記ゴム成分100質量%中、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%以上であり、
前記ゴム成分中の総スチレン量が20質量%超、総ビニル量が20質量%超、45質量%以下であり、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤の含有量が30質量部以下であり、
前記ゴム成分の含有量+前記樹脂の含有量>前記ゴム成分中の総スチレン量+前記シリカの含有量であるタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition contains a rubber component including an isoprene-based rubber , a styrene-butadiene rubber , and a butadiene rubber , silica, and a plasticizer including a resin,
The content of the styrene-butadiene rubber in 100% by mass of the rubber component is 50% by mass or more,
the total styrene content in the rubber component is more than 20% by mass and the total vinyl content is more than 20% by mass and 45% by mass or less ,
the content of the plasticizer is 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the rubber component,
A rubber composition for tires, wherein the content of the rubber component plus the content of the resin is greater than the total amount of styrene in the rubber component plus the content of the silica.
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