JP7323813B2 - Tire rubber composition and tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関するものであり、詳しくは、操縦安定性に優れるとともに、ウェットグリップ性能、とくにウォームアップ性能(低温時のウェットグリップ性能)を向上させ、破断強度を高めて耐摩耗性にも優れるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for tires and a tire using the same, and more specifically, it has excellent steering stability and improves wet grip performance, especially warm-up performance (wet grip performance at low temperatures), TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for tires that increases breaking strength and is also excellent in wear resistance, and a tire using the same.
一般に、競技用の空気入りタイヤでは、ドライ路面走行用タイヤとウェット路面走行用タイヤとが用意され、走行時の天候および路面の状態に応じそれぞれ最適のタイヤを選択するようにしている。ここでウェット路面走行用の競技用タイヤとしては、ウェットグリップ性能を高めるために、(1)高比表面積のシリカの配合、(2)シリカの多量配合、(3)樹脂の多量配合等の手段が取られている。しかし、前記(1)および(2)の手段では、シリカの分散性悪化により耐摩耗性が悪化し、前記(3)の手段ではウォームアップ性能(低温時のウェットグリップ性能)が悪化するという問題点がある。 In general, pneumatic tires for racing are available in dry road running tires and wet road running tires, and the optimum tire is selected according to the weather and road conditions during running. Here, as a competition tire for driving on wet roads, in order to improve wet grip performance, means such as (1) compounding silica having a high specific surface area, (2) compounding a large amount of silica, and (3) compounding a large amount of resin. is taken. However, in the means (1) and (2), wear resistance deteriorates due to deterioration of silica dispersibility, and in the means (3), warm-up performance (wet grip performance at low temperatures) deteriorates. there is a point
ウェットグリップ性能を高める試みとして、例えば下記特許文献1には、ジエン系ゴムに高比表面積のシリカ並びに高Tgと低Tgの樹脂成分を配合したゴム組成物が開示されている。
しかしながら、当該技術では、ウェットグリップ性能と耐摩耗性とを共に改善することは困難である。
As an attempt to improve wet grip performance, for example, Patent Document 1 below discloses a rubber composition in which silica having a high specific surface area and resin components having a high Tg and a low Tg are blended with a diene rubber.
However, with this technology, it is difficult to improve both wet grip performance and wear resistance.
本発明の目的は、操縦安定性に優れるとともに、ウェットグリップ性能、とくにウォームアップ性能(低温時のウェットグリップ性能)を向上させ、破断強度を高めて耐摩耗性にも優れるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that has excellent steering stability, improves wet grip performance, especially warm-up performance (wet grip performance at low temperatures), increases breaking strength and has excellent wear resistance, and It is to provide a tire using it.
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成のジエン系ゴムに対し、特定の特性を有するシリカを特定量で配合するとともに、さらにスチレン化フェノール化合物を特定量で配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。 As a result of extensive research, the inventors of the present invention have found that by blending a specific amount of silica having specific characteristics with a diene rubber of a specific composition, and further by adding a specific amount of a styrenated phenol compound, We have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、スチレン量が30質量%以上であるスチレン-ブタジエン共重合体ゴムを含むジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが100~300m2/gのシリカを150~300質量部、下記構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物を5~50質量部、粘着付与樹脂を20質量部以上配合してなり、かつ前記スチレン化フェノール化合物の配合量が、前記粘着付与樹脂に対して15質量%以上であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物を提供するものである。 That is, in the present invention, 150 parts of silica having a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 100 to 300 m 2 /g is added to 100 parts by mass of a diene rubber containing a styrene-butadiene copolymer rubber having a styrene content of 30% by mass or more. ~300 parts by mass, 5 to 50 parts by mass of a styrenated phenol compound represented by the following structural formula (1), and 20 parts by mass or more of a tackifying resin, and the amount of the styrenated phenol compound is The present invention provides a rubber composition for tires, characterized in that the content of the tackifying resin is 15% by mass or more.
(構造式(1)中、nは2または3である) (In Structural Formula (1), n is 2 or 3)
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、特定の組成のジエン系ゴムに対し、特定の特性を有するシリカを特定量で配合するとともに、さらにスチレン化フェノール化合物を特定量で配合したものであるので、操縦安定性に優れるとともに、ウェットグリップ性能、とくにウォームアップ性能(低温時のウェットグリップ性能)を向上させ、破断強度を高めて耐摩耗性にも優れるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することができる。 The rubber composition for tires of the present invention is obtained by blending a specific amount of silica having specific properties with a diene rubber having a specific composition, and further blending a specific amount of a styrenated phenol compound. A rubber composition for tires that has excellent steering stability, improves wet grip performance, especially warm-up performance (wet grip performance at low temperatures), increases breaking strength and has excellent wear resistance, and a tire using the same. can provide.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。 The present invention will now be described in more detail.
(ジエン系ゴム)
本発明で使用されるジエン系ゴムは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)を必須成分とする。本発明で使用されるジエン系ゴム全体を100質量部としたときに、SBRの配合量は、例えば競技用途である場合は気温、天候等の諸条件を適宜勘案して定めればよいが、例えば70質量部以上、好ましくは85質量部以上、さらに好ましくは100質量部であることができる。なお本発明では、SBR以外にも、通常のゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)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。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
(Diene rubber)
The diene rubber used in the present invention contains styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) as an essential component. When the total amount of the diene rubber used in the present invention is 100 parts by mass, the amount of SBR compounded may be determined in consideration of various conditions such as temperature and weather in the case of competition use, for example. For example, it can be 70 parts by mass or more, preferably 85 parts by mass or more, and more preferably 100 parts by mass. In addition to SBR, the present invention can use any diene rubber that can be blended in a normal rubber composition, such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR ), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, its molecular weight and microstructure are not particularly limited, and it may be terminally modified with an amine, amide, silyl, alkoxysilyl, carboxyl, hydroxyl group or the like, or epoxidized.
また、本発明で使用されるSBRは、スチレン量が30質量%以上であるものが好ましい。このようなスチレン量を満たすことにより、タイヤのウェットグリップ性能、操縦安定性、耐摩耗性を高めることができる。さらに好ましい該スチレン量は、33~50質量%である。 Moreover, the SBR used in the present invention preferably has a styrene content of 30% by mass or more. By satisfying such a styrene content, the wet grip performance, steering stability, and wear resistance of the tire can be enhanced. A more preferable styrene content is 33 to 50% by mass.
(シリカ)
本発明で使用するシリカは、窒素吸着比表面積N2SAが100~300m2/gである(以下特定シリカと言うことがある)。
シリカのN2SAが100m2/g未満であると、硬度および破断強度が低下するため、操縦安定性および耐摩耗性が悪化する。
またシリカのN2SAが300m2/gを超えると、粘度が高くなりすぎ、加工が困難になる。
本発明で使用するシリカのさらに好ましいN2SAは、130~270m2/gである。
なおN2SAは、JIS K6217-2に準拠して測定するものとする。
(silica)
The silica used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 100 to 300 m 2 /g (hereinafter sometimes referred to as specific silica).
If the N 2 SA of silica is less than 100 m 2 /g, the hardness and breaking strength are lowered, resulting in poor handling stability and wear resistance.
If the N 2 SA of silica exceeds 300 m 2 /g, the viscosity becomes too high and processing becomes difficult.
A more preferred N 2 SA of the silica used in the present invention is 130-270 m 2 /g.
Note that N 2 SA shall be measured according to JIS K6217-2.
(スチレン化フェノール化合物)
本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、下記構造式(1)で表すことができる。本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、ジエン系ゴムおよびシリカと相互作用して操縦安定性、ウェットグリップ性能、ウォームアップ性能、耐摩耗性を向上させる機能を有する。
(Styrenated phenol compound)
The styrenated phenol compound used in the present invention can be represented by the following structural formula (1). The styrenated phenol compound used in the present invention has the function of interacting with the diene rubber and silica to improve steering stability, wet grip performance, warm-up performance and wear resistance.
構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物において、nは2または3である。すなわち、本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、nが2であるジスチレン化フェノールまたはnが3であるトリスチレン化フェノールである。本発明では、ジスチレン化フェノール化合物およびトリスチレン化フェノール化合物の混合物も使用可能である。なお、スチレン化フェノール化合物において、分子中にスチレン部分が少ないと、ジエン系ゴムとの相互作用が低下し、所望の効果を得にくい。この観点から、本発明では、nが1であるモノスチレン化フェノール化合物を使用しないことが望ましい。なおモノスチレン化フェノール化合物は、痕跡量(例えば使用されるスチレン化フェノール化合物全体に対し、0.1質量%以下)であれば含有されていてもよい。
構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物は、公知の製造方法により製造することができ、また商業的に入手も可能である、市販品としては、例えば三光(株)製SP-24(ジスチレン化フェノールを主成分とする)、TSP(トリスチレン化フェノールを主成分とする)等が挙げられる。
In the styrenated phenol compound represented by Structural Formula (1), n is 2 or 3. That is, the styrenated phenol compound used in the present invention is a distyrenated phenol where n is 2 or a tristyrenated phenol where n is 3. Mixtures of distyrenated phenolic compounds and tristyrenated phenolic compounds can also be used in the present invention. In the styrenated phenol compound, if the styrene portion in the molecule is small, the interaction with the diene rubber is reduced, making it difficult to obtain the desired effect. From this point of view, it is desirable not to use a monostyrenated phenol compound in which n is 1 in the present invention. The monostyrenated phenol compound may be contained in a trace amount (for example, 0.1% by mass or less based on the total styrenated phenol compound used).
The styrenated phenol compound represented by Structural Formula (1) can be produced by a known production method and is also commercially available. Commercially available products include, for example, SP-24 manufactured by Sanko Co., Ltd. (mainly containing distyrenated phenol), TSP (mainly containing tristyrenated phenol), and the like.
なお、上記式におけるスチレン部位は、スチレンの誘導体であってもよい。例えば、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、1,3-ジメチルスチレン等が挙げられる。 The styrene moiety in the above formula may be a styrene derivative. Examples include α-methylstyrene, o-methylstyrene, 1,3-dimethylstyrene and the like.
(粘着付与樹脂)
本発明に使用される粘着付与樹脂は特に制限されないが、その具体例としては、フェノール系樹脂(例えば、フェノール樹脂、フェノール・アセチレン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂)、クマロン系樹脂(例えば、クマロン樹脂、クマロン・インデン樹脂、クマロン・インデン・スチレン樹脂)、テルペン系樹脂(例えば、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂(芳香族変性テルペン樹脂等)、テルペンフェノール樹脂)、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ロジン系樹脂(例えば、ロジン、ロジンエステル、水素添加ロジン誘導体)、水添テルペン樹脂)、石油樹脂(例えば、ジシクロペンタジン樹脂等のC5系石油樹脂、C9系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、C5/C9共重合系石油樹脂)、キシレン系樹脂(例えば、キシレン樹脂、キシレン・アセチレン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂)、α-ピネン樹脂、脂肪族飽和炭化水素樹脂等が挙げられる。中でも、本発明の効果等がより優れる理由から、C9系石油樹脂、フェノール系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ロジン系樹脂およびジシクロペンタジエン樹脂から選択された1種以上であることが好ましい。
(tackifying resin)
The tackifying resin used in the present invention is not particularly limited, but specific examples thereof include phenolic resins (e.g., phenolic resins, phenol-acetylene resins, phenol-formaldehyde resins), coumarone-based resins (e.g., coumarone resins, coumarone-indene resin, coumarone-indene-styrene resin), terpene-based resin (e.g., terpene resin, modified terpene resin (aromatic modified terpene resin, etc.), terpene-phenolic resin), styrene resin, acrylic resin, rosin-based resin (e.g., , rosin, rosin ester, hydrogenated rosin derivative), hydrogenated terpene resin), petroleum resin (e.g., C5 petroleum resin such as dicyclopentazine resin, C9 petroleum resin, alicyclic petroleum resin, C5/C9 polymerized petroleum resins), xylene resins (eg, xylene resins, xylene-acetylene resins, xylene-formaldehyde resins), α-pinene resins, aliphatic saturated hydrocarbon resins, and the like. Among them, one selected from C9 petroleum resins, phenolic resins, coumarone-indene resins, terpene resins, styrene resins, acrylic resins, rosin-based resins and dicyclopentadiene resins because the effects of the present invention are more excellent. It is preferable that it is above.
前記粘着付与樹脂の軟化点は、本発明の効果がより優れる理由から、60~180℃であることが好ましい。
なお、上記軟化点は、JIS K6220-1に準拠して測定したものとする。
The softening point of the tackifying resin is preferably 60 to 180° C. for the reason that the effects of the present invention are more excellent.
The softening point is measured according to JIS K6220-1.
(ゴム組成物の配合割合)
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、特定シリカを150~300質量部、前記構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物を5~50質量部、粘着付与樹脂を20質量部以上配合してなり、かつ前記スチレン化フェノール化合物の配合量が、前記粘着付与樹脂に対して15質量%以上であることを特徴とする。
前記特定シリカの配合量が150質量部未満であると、硬度が低下して操縦安定性が悪化し、逆に300質量部を超えると破断強度が低下する。
前記スチレン化フェノール化合物の配合量が5質量部未満であると配合量が少なすぎて本発明の効果を奏することができず、逆に50質量部を超えるとウォームアップ性能が低下する。
前記粘着付与樹脂の配合量が20質量部未満であるとウェットグリップ性能が低下する。
前記スチレン化フェノール化合物の配合量が、前記粘着付与樹脂に対して15質量%未満であると、低温での硬度が低下してウォームアップ性能が悪化する。
(Mixing ratio of rubber composition)
The rubber composition of the present invention contains 150 to 300 parts by mass of specific silica, 5 to 50 parts by mass of a styrenated phenol compound represented by the structural formula (1), and a tackifying resin, based on 100 parts by mass of diene rubber. 20 parts by mass or more, and the blending amount of the styrenated phenol compound is 15% by mass or more with respect to the tackifying resin.
When the content of the specific silica is less than 150 parts by mass, the hardness is lowered and the steering stability is deteriorated.
If the amount of the styrenated phenol compound is less than 5 parts by mass, the amount is too small to achieve the effects of the present invention.
If the amount of the tackifying resin is less than 20 parts by mass, the wet grip performance is lowered.
If the content of the styrenated phenol compound is less than 15% by mass relative to the tackifying resin, the hardness at low temperature is lowered, resulting in poor warm-up performance.
本発明のゴム組成物において、前記特定シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、160~280質量部であることが好ましく、170~260質量部であることがさらに好ましい。
前記スチレン化フェノール化合物の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、7~45質量部であることが好ましく、10~40質量部であることがさらに好ましい。
前記粘着付与樹脂の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、25~70質量部であることが好ましく、30~60質量部であることがさらに好ましい。
前記スチレン化フェノール化合物の配合量は、前記粘着付与樹脂に対して20~70質量%であることが好ましい。
In the rubber composition of the present invention, the amount of the specific silica compounded is preferably 160 to 280 parts by mass, more preferably 170 to 260 parts by mass, per 100 parts by mass of the diene rubber.
The amount of the styrenated phenol compound compounded is preferably 7 to 45 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the diene rubber.
The amount of the tackifying resin compounded is preferably 25 to 70 parts by mass, more preferably 30 to 60 parts by mass, per 100 parts by mass of the diene rubber.
The content of the styrenated phenol compound is preferably 20 to 70% by mass with respect to the tackifying resin.
本発明のゴム組成物は、前記シリカに対し、さらにシランカップリング剤を2~20質量%、好ましくは5~16質量%配合してなり、前記シランカップリング剤が、下記(2)の組成式で表されるものであれば、ウェットグリップ性能をさらに改善することができる。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (2)
(式(2)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0≦d<1、0≦e<2、かつ0<2a+b+c+d+e<4の関係を満たす。)
The rubber composition of the present invention further contains 2 to 20% by mass, preferably 5 to 16% by mass of a silane coupling agent with respect to the silica, and the silane coupling agent has the following composition (2): If it is represented by the formula, wet grip performance can be further improved.
(A) a (B) b (C) c (D) d (R1) e SiO (4-2a-bcde)/2 (2)
(In formula (2), A is a divalent organic group containing a sulfide group, B is a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, C is a hydrolyzable group, and D is an organic group containing a mercapto group. group, R1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, 0≦a<1, 0<b<1, 0<c<3, 0≦d<1, 0≦e<2, and It satisfies the relationship 0<2a+b+c+d+e<4.)
式(2)で表されるシランカップリング剤(ポリシロキサン)およびその製造方法は、例えば国際公開WO2014/002750号パンフレットに開示され、公知である。 A silane coupling agent (polysiloxane) represented by Formula (2) and a method for producing the same are disclosed, for example, in International Publication WO2014/002750 and are publicly known.
上記式(2)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基を表す。なかでも、下記式(12)で表される基であることが好ましい。
*-(CH2)n-Sx-(CH2)n-* (12)
上記式(12)中、nは1~10の整数を表し、なかでも、2~4の整数であることが好ましい。
上記式(12)中、xは1~6の整数を表し、なかでも、2~4の整数であることが好ましい。
上記式(12)中、*は、結合位置を示す。
上記式(12)で表される基の具体例としては、例えば、*-CH2-S2-CH2-*、*-C2H4-S2-C2H4-*、*-C3H6-S2-C3H6-*、*-C4H8-S2-C4H8-*、*-CH2-S4-CH2-*、*-C2H4-S4-C2H4-*、*-C3H6-S4-C3H6-*、*-C4H8-S4-C4H8-*などが挙げられる。
In formula (2) above, A represents a divalent organic group containing a sulfide group. Among them, a group represented by the following formula (12) is preferable.
* -( CH2 ) n - Sx- ( CH2 ) n- * (12)
In the above formula (12), n represents an integer of 1-10, preferably an integer of 2-4.
In the above formula (12), x represents an integer of 1-6, preferably an integer of 2-4.
In the above formula (12), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by formula (12) include * -CH 2 -S 2 -CH 2 - * , * -C 2 H 4 -S 2 -C 2 H 4 - * , * - C3H6 - S2 - C3H6- * , * -C4H8 - S2 - C4H8- * , * -CH2- S4 - CH2- * , * -C2H 4 - S4 - C2H4- * , * -C3H6 - S4 - C3H6- * , * -C4H8 - S4 - C4H8- * and the like.
上記式(2)中、Bは炭素数5~20の1価の炭化水素基を表し、その具体例としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基であることが好ましい。 In the above formula (2), B represents a monovalent hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include hexyl group, octyl group and decyl group. B is preferably a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms.
上記式(2)中、Cは加水分解性基を表し、その具体例としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、下記式(13)で表される基であることが好ましい。
*-OR2 (13)
上記式(13)中、R2は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数6~10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2~10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましい。上記炭素数1~20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6~10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。上記炭素数6~10のアラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などが挙げられる。上記炭素数2~10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロぺニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記式(13)中、*は、結合位置を示す。
In formula (2) above, C represents a hydrolyzable group, and specific examples thereof include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, an alkenyloxy group, and the like. Among them, a group represented by the following formula (13) is preferable.
* -OR 2 (13)
In the above formula (13), R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms (arylalkyl group) or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. Among them, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable. Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group and octadecyl group. Specific examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a tolyl group. Specific examples of the aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms include benzyl group and phenylethyl group. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include vinyl group, propenyl group and pentenyl group.
In the above formula (13), * indicates a bonding position.
上記式(2)中、Dはメルカプト基を含有する有機基を表す。なかでも、下記式(14)で表される基であることが好ましい。
*-(CH2)m-SH (14)
上記式(14)中、mは1~10の整数を表し、なかでも、1~5の整数であることが好ましい。
上記式(14)中、*は、結合位置を示す。
上記式(14)で表される基の具体例としては、*-CH2SH、*-C2H4SH、*-C3H6SH、*-C4H8SH、*-C5H10SH、*-C6H12SH、*-C7H14SH、*-C8H16SH、*-C9H18SH、*-C10H20SHが挙げられる。
In the above formula (2), D represents an organic group containing a mercapto group. Among them, a group represented by the following formula (14) is preferable.
* -( CH2 ) m -SH (14)
In the above formula (14), m represents an integer of 1-10, preferably an integer of 1-5.
In the above formula (14), * indicates a bonding position.
Specific examples of the group represented by formula (14) include * -CH 2 SH, * -C 2 H 4 SH, * -C 3 H 6 SH, * -C 4 H 8 SH, and * -C 5 . H10SH , * -C6H12SH , * -C7H14SH , * -C8H16SH , * -C9H18SH , and * -C10H20SH .
上記式(2)中、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表す。 In formula (2) above, R1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
上記式(2)中、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0≦d<1、0≦e<2、かつ0<2a+b+c+d+e<4の関係を満たす。 In the above formula (2), the relationships of 0≦a<1, 0<b<1, 0<c<3, 0≦d<1, 0≦e<2, and 0<2a+b+c+d+e<4 are satisfied.
上記式(2)中、aは、本発明の効果が向上するという理由から、0<a≦0.50であることが好ましい。
上記式(2)中、bは、本発明の効果が向上するという理由から、0<bであることが好ましく、0.10≦b≦0.89であることがより好ましい。
上記式(2)中、cは、本発明の効果が向上するという理由から、1.2≦c≦2.0であることが好ましい。
上記式(2)中、dは、本発明の効果が向上するという理由から、0.1≦d≦0.8であることが好ましい。
In the above formula (2), a preferably satisfies 0<a≦0.50 for the reason that the effects of the present invention are improved.
In the above formula (2), b preferably satisfies 0<b, and more preferably satisfies 0.10≦b≦0.89 for the reason that the effect of the present invention is improved.
In the above formula (2), c preferably satisfies 1.2≦c≦2.0 for the reason that the effect of the present invention is improved.
In the above formula (2), d preferably satisfies 0.1≤d≤0.8 for the reason that the effect of the present invention is improved.
上記ポリシロキサンの重量平均分子量は、本発明の効果が向上するという理由から、500~2300であるのが好ましく、600~1500であるのがより好ましい。本発明における上記ポリシロキサンの分子量は、トルエンを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で求めたものである。
上記ポリシロキサンの酢酸/ヨウ化カリウム/ヨウ素酸カリウム添加-チオ硫酸ナトリウム溶液滴定法によるメルカプト当量は、加硫反応性に優れるという観点から、550~700g/molであるのが好ましく、600~650g/molであるのがより好ましい。
The weight average molecular weight of the polysiloxane is preferably 500 to 2,300, more preferably 600 to 1,500, for the reason that the effect of the present invention is improved. The molecular weight of the above polysiloxane in the present invention is determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) using toluene as a solvent.
The mercapto equivalent of the polysiloxane obtained by the acetic acid/potassium iodide/potassium iodate addition-sodium thiosulfate solution titration method is preferably 550 to 700 g/mol, more preferably 600 to 650 g, from the viewpoint of excellent vulcanization reactivity. /mol is more preferred.
上記ポリシロキサンは、本発明の効果が向上するという理由から、シロキサン単位(-Si-O-)を2~50個有するものであることが好ましい。 The above polysiloxane preferably has 2 to 50 siloxane units (--Si--O--) for the reason that the effects of the present invention are improved.
なお、上記ポリシロキサンの骨格には、ケイ素原子以外の金属(例えば、Sn、Ti、Al)は存在しない。 Metals other than silicon atoms (for example, Sn, Ti, Al) are not present in the skeleton of the polysiloxane.
上記ポリシロキサンの製造方法は公知であり、例えば国際公開WO2014/002750号パンフレットに開示された方法にしたがって製造することができる。 Methods for producing the polysiloxane are known, and can be produced, for example, according to the method disclosed in International Publication WO2014/002750.
(その他成分)
本発明におけるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤;加硫又は架橋促進剤;カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムのような各種充填剤;老化防止剤;可塑剤;樹脂;硬化剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。とくに水酸化アルミニウムを使用することにより、ウェットグリップ性能を高めることができる。水酸化アルミニウムを配合する場合、その配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し20~80質量部が好ましい。
(Other ingredients)
In addition to the above components, the rubber composition of the present invention includes a vulcanizing or cross-linking agent; a vulcanizing or cross-linking accelerator; various fillers such as carbon black, clay, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide; Various additives generally blended in rubber compositions such as inhibitors; plasticizers; resins; curing agents can be blended. Can be used to vulcanize or crosslink. The blending amount of these additives can also be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. In particular, the wet grip performance can be enhanced by using aluminum hydroxide. When aluminum hydroxide is blended, its blending amount is preferably 20 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
本発明のゴム組成物は、操縦安定性に優れるとともに、ウェットグリップ性能、とくにウォームアップ性能を向上させ、破断強度を高めて耐摩耗性にも優れることから、タイヤのトレッド、とくにキャップトレッド、好ましくは競技用タイヤのトレッド、とくにキャップトレッドに好適に用いられ得る。また本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましく、空気、窒素等の不活性ガス及びその他の気体を充填することができる。 The rubber composition of the present invention is excellent in steering stability, improves wet grip performance, especially warm-up performance, increases breaking strength and has excellent wear resistance, so it is preferable for tire treads, particularly cap treads. can be suitably used for treads of competition tires, especially cap treads. Moreover, the tire of the present invention is preferably a pneumatic tire, and can be filled with air, an inert gas such as nitrogen, or other gases.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。 The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
標準例、実施例1~4および比較例1~4
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、加硫系(加硫促進剤、硫黄)を除く成分を1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で150℃で30分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
Standard Example, Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4
Preparation of sample In the formulation (parts by mass) shown in Table 1, the components except for the vulcanization system (vulcanization accelerator, sulfur) were kneaded in a 1.7-liter closed Banbury mixer for 5 minutes, and then discharged out of the mixer. and cooled to room temperature. Subsequently, the composition was placed in the same Banbury mixer again, and the vulcanizing system was added and kneaded to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was press-vulcanized in a predetermined mold at 150° C. for 30 minutes to prepare a vulcanized rubber test piece. The physical properties of the obtained vulcanized rubber test pieces were measured by the following test methods.
tanδ(0℃):JIS K6394:2007に準じて、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度0℃の条件で、tanδ(0℃)を測定した。結果は、標準例の値を100として指数表示した。指数が大きいほど、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
操縦安定性:JIS K6253に準拠して、デュロメータのタイプAにより硬度を温度60℃で測定した。結果は、標準例の値を100として指数表示した。指数が大きいほど、硬度が高く、操縦安定性に優れることを示す。
ウォームアップ性能:JIS K6253に準拠して、デュロメータのタイプAにより硬度を温度10℃で測定した。結果は、標準例の値を100として指数表示した。指数が小さいほど、低温時の硬度が低く、ウォームアップ性能(低温グリップ性能)に優れることを示す。
破断強度(RT):JIS K6251に準拠し、引張試験にて破断伸びを室温で評価した。結果は標準例の値を100として指数表示した。この指数が大きいほど破断強度に優れ、耐摩耗性に優れることを示す。
tan δ (0 ° C.): According to JIS K6394: 2007, using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho), tan δ (0 °C) was measured. The results were indexed with the value of the standard example set to 100. A larger index indicates better wet grip performance.
Steering stability: Hardness was measured at a temperature of 60°C with a durometer type A according to JIS K6253. The results were indexed with the value of the standard example set to 100. A larger index indicates higher hardness and superior steering stability.
Warm-up performance: Hardness was measured at a temperature of 10°C with a durometer type A according to JIS K6253. The results were indexed with the value of the standard example set to 100. The smaller the index, the lower the hardness at low temperatures and the better the warm-up performance (low-temperature grip performance).
Breaking strength (RT): Based on JIS K6251, breaking elongation was evaluated at room temperature by a tensile test. The results were indexed with the value of the standard example set to 100. The larger the index, the better the breaking strength and the better the wear resistance.
結果を表1に示す。 Table 1 shows the results.
*1:SBR1(ZSエラストマー株式会社製 Nipol NS522(スチレン含有量=39質量%、油展量=SBR100質量部に対し37.5質量部))
*2:SBR2(ZSエラストマー株式会社製 Nipol NS460(スチレン含有量=25質量%、油展量=SBR100質量部に対し37.5質量部))
*3:シリカ1(Evonik社製Ultrasil 7000GR、窒素吸着比表面積(N2SA)=175m2/g)
*4:シリカ2(Solvay社製Zeosil 1085GR(窒素吸着比表面積(N2SA)=80m2/g)
*5:カーボンブラック(東海カーボン社製シースト7HM)
*6:粘着付与樹脂(ENEOS株式会社製ネオポリマー140、C9系石油樹脂)
*7:シランカップリング剤1(Evonik社製Si69)
*8:シランカップリング剤2(国際公開WO2014/002750号パンフレットに開示された製法により調製された、前記(2)の組成式を満たすシランカップリング剤。組成式=(-C3H6-S4-C3H6-)0.083(-C8H17)0.667(-OC2H5)1.50(-C3H6SH)0.167SiO0.75、平均分子量=860)
*9:オイル(昭和シェル石油株式会社製エキストラクト4号S)
*10:スチレン化フェノール化合物1(三光株式会社製SP-F。モノスチレン化フェノール65モル%以上、ジスチレン化フェノール32モル%以下、トリスチレン化フェノール1モル%以下)
*11:スチレン化フェノール化合物2(三光株式会社製SP-24。モノスチレン化フェノール0モル%、ジスチレン化フェノール60モル%以上、トリスチレン化フェノール40モル%以下)
*12:スチレン化フェノール化合物3(三光株式会社製TSP。モノスチレン化フェノール0モル%、ジスチレン化フェノール30モル%以下、トリスチレン化フェノール65モル%以上)
*13:ステアリン酸(日油株式会社製ビーズステアリン酸YR)
*14:酸化亜鉛(正同化学工業株式会社製酸化亜鉛3種)
*15:老化防止剤(フレキシス社製6PPD)
*16:加硫促進剤1(三新化学工業株式会社製サンセラーD-G)
*17:加硫促進剤2(大内新興化学工業株式会社製ノクセラーCZ-G)
*18:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*19:水酸化アルミニウム(日本軽金属社製商品名BF013)
* 1: SBR1 (Nipol NS522 manufactured by ZS Elastomer Co., Ltd. (styrene content = 39% by mass, oil extension = 37.5 parts by mass for 100 parts by mass of SBR))
* 2: SBR2 (Nipol NS460 manufactured by ZS Elastomer Co., Ltd. (styrene content = 25% by mass, oil extension = 37.5 parts by mass for 100 parts by mass of SBR))
*3: Silica 1 (Evonik Ultrasil 7000GR, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) = 175 m 2 /g)
*4: Silica 2 (Zeosil 1085GR manufactured by Solvay (nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) = 80 m 2 /g)
*5: Carbon black (SEAST 7HM manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
* 6: Tackifier resin (Neopolymer 140 manufactured by ENEOS Co., Ltd., C9 petroleum resin)
*7: Silane coupling agent 1 (Si69 manufactured by Evonik)
*8: Silane coupling agent 2 (a silane coupling agent prepared by the method disclosed in the pamphlet of International Publication WO2014/002750 and satisfying the composition formula (2) above. Composition formula = (-C 3 H 6 - S 4 -C 3 H 6 -) 0.083 (-C 8 H 17 ) 0.667 (-OC 2 H 5 ) 1.50 (-C 3 H 6 SH) 0.167 SiO 0.75 , average molecular weight = 860)
* 9: Oil (Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu K.K.)
* 10: Styrenated phenol compound 1 (SP-F manufactured by Sanko Co., Ltd. Monostyrenated phenol 65 mol% or more, distyrenated phenol 32 mol% or less, tristyrenated phenol 1 mol% or less)
*11: Styrenated phenol compound 2 (SP-24 manufactured by Sanko Co., Ltd. Monostyrenated phenol 0 mol%, distyrenated phenol 60 mol% or more, tristyrenated phenol 40 mol% or less)
* 12: Styrenated phenol compound 3 (TSP manufactured by Sanko Co., Ltd. Monostyrenated phenol 0 mol%, distyrenated phenol 30 mol% or less, tristyrenated phenol 65 mol% or more)
* 13: Stearic acid (bead stearic acid YR manufactured by NOF Corporation)
*14: Zinc oxide (Type 3 zinc oxide manufactured by Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
* 15: Anti-aging agent (6PPD manufactured by Flexis)
* 16: Vulcanization accelerator 1 (Suncellar D-G manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)
* 17: Vulcanization accelerator 2 (Noccellar CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.)
*18: Sulfur (fine sulfur powder containing Kinkain oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
* 19: Aluminum hydroxide (trade name BF013 manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.)
表1の結果から、実施例1~4のゴム組成物は、スチレン量が30質量%以上であるSBRを含むジエン系ゴム100質量部に対し、特定シリカを150~300質量部、前記構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物を5~50質量部、粘着付与樹脂を20質量部以上配合してなり、かつ前記スチレン化フェノール化合物の配合量が、前記粘着付与樹脂に対して15質量%以上であるので、標準例のゴム組成物に比べ、操縦安定性に優れるとともに、ウェットグリップ性能、とくにウォームアップ性能(低温時のウェットグリップ性能)を向上させ、破断強度を高めて耐摩耗性にも優れることが分かる。
一方、比較例1は、前記構造式(1)におけるnが、1を含むものであるので、ウェットグリップ性能、操縦安定性、耐摩耗性が低下した。
比較例2は、シリカのN2SAが本発明で規定する下限未満であるので、操縦安定性、耐摩耗性が低下した。
比較例3は、シリカの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、操縦安定性が低下した。
比較例4は、SBRのスチレン量が本発明で規定する下限未満であるので、ウェットグリップ性能、操縦安定性、耐摩耗性が悪化した。
From the results in Table 1, the rubber compositions of Examples 1 to 4 are 150 to 300 parts by mass of specific silica with respect to 100 parts by mass of diene rubber containing SBR having a styrene content of 30% by mass or more, and the structural formula 5 to 50 parts by mass of the styrenated phenol compound represented by (1) and 20 parts by mass or more of the tackifying resin are blended, and the amount of the styrenated phenol compound is 15 parts with respect to the tackifying resin. Since it is more than mass %, it has excellent steering stability, wet grip performance, especially warm-up performance (wet grip performance at low temperature), and increased breaking strength and wear resistance compared to the standard rubber composition. It is also found to be superior in terms of sex.
On the other hand, in Comparative Example 1, since n in the structural formula (1) includes 1, the wet grip performance, steering stability, and wear resistance decreased.
In Comparative Example 2, since the N 2 SA of silica is less than the lower limit specified in the present invention, steering stability and wear resistance are lowered.
In Comparative Example 3, the amount of silica compounded was less than the lower limit specified in the present invention, so the handling stability was lowered .
In Comparative Example 4 , the styrene content of the SBR was less than the lower limit specified in the present invention, so wet grip performance, steering stability, and wear resistance deteriorated.
Claims (5)
窒素吸着比表面積N2SAが100~300m2/gのシリカを150~300質量部、
下記構造式(1)で表されるスチレン化フェノール化合物を10~40質量部、
粘着付与樹脂を25~70質量部配合してなり、かつ
前記スチレン化フェノール化合物の配合量が、前記粘着付与樹脂に対して20質量%以上である
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
150 to 300 parts by mass of silica having a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 100 to 300 m 2 /g,
10 to 40 parts by mass of a styrenated phenol compound represented by the following structural formula (1);
A rubber composition for tires, comprising 25 to 70 parts by mass of a tackifying resin, and wherein the amount of the styrenated phenol compound is 20 % by mass or more relative to the tackifying resin.
前記メルカプト基を有するシランカップリング剤が、下記(2)の組成式で表されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 (2)
(式(2)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0≦d<1、0≦e<2、かつ0<2a+b+c+d+e<4の関係を満たす。) 2 to 20% by mass of a silane coupling agent having a mercapto group is further blended with the silica,
The rubber composition for tires according to any one of claims 1 to 3, wherein the silane coupling agent having a mercapto group is represented by the following compositional formula (2).
(A) a (B) b (C) c (D) d (R1) e SiO (4-2a-bcde)/2 (2)
(In formula (2), A is a divalent organic group containing a sulfide group, B is a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, C is a hydrolyzable group, and D is an organic group containing a mercapto group. group, R1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, 0≦a<1, 0<b<1, 0<c<3, 0≦d<1, 0≦e<2, and It satisfies the relationship 0<2a+b+c+d+e<4.)
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