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JP4447699B2 - Rubber composition - Google Patents

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JP4447699B2
JP4447699B2 JP27500599A JP27500599A JP4447699B2 JP 4447699 B2 JP4447699 B2 JP 4447699B2 JP 27500599 A JP27500599 A JP 27500599A JP 27500599 A JP27500599 A JP 27500599A JP 4447699 B2 JP4447699 B2 JP 4447699B2
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JP
Japan
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rubber
group
weight
rubber composition
white filler
Prior art date
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JP27500599A
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則子 八木
清繁 村岡
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性、耐摩耗性および導電性を低下させることなく、また、低発熱性(転がり抵抗特性)を維持してウェットグリップ性能を高めるタイヤ用のゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車タイヤに要求される特性は低燃費のほか、操縦安定性、耐摩耗性、乗り心地など多岐にわたり、これら性能を向上するために種々の工夫がなされている。これらの性能のうち、とくにタイヤのグリップ性能と転がり抵抗特性は、いずれもゴムのヒステリシスロスに関する特性である。一般に、ヒステリシスロスを大きくするとグリップ力は高くなり制動性能が向上するが、転がり抵抗も大きくなり燃費の増大をもたらす。このように、グリップ性能と転がり抵抗特性は、相反する関係にあるため、両特性を同時に満足させるべく種々のタイヤ用ゴム組成物が提案されている。たとえば、タイヤ用のゴム組成物において、とくにポリマーとカーボンブラックが両特性に大きく影響することから、ポリマーとして、スチレン−ブタジエン共重合体を用いる場合には、結合スチレンの含有率、ブタジエン部分1,2結合含有率を適宜選択して、転がり抵抗特性とグリップ性能双方の向上を図っている。一方、カーボンブラックについては、粒子径を大きくしたり、配合量を少なくすると、耐カットチッピング性能などが低下することから、カーボンブラック粒子表面の活性度を向上させたタイプのカーボンブラックが開発され、効果をあげている。
【0003】
また近年では、低発熱化充填材としてシリカなどの白色充填材を使用する方法などが知られている。
【0004】
しかしながら、シリカなどの白色充填材を用いた場合、カーボンブラックによる導電性が損なわれるため、帯電性が低下してしまうという結果を招くことになる。これらの問題を解決するため、WO95/31888では、非イオン系界面活性剤またはリン酸エステルを配合することにより、ゴム組成物の体積抵抗を低減することが示されている。また、特開平10−330539号公報では、シリカなどの白色充填剤を用いるゴム組成物において、ポリオキシアルキレングリコール化合物を添加することにより、長期間帯電防止性能を維持できることが示されている。しかしながら、本特許にはポリオキシアルキレングリコールが帯電防止性能を有することが示されているが、低発熱性(転がり抵抗特性)やウェットグリップ性能についてはなんら記載も示唆もなく、本発明とは技術思想が相違するものである。なお、「低発熱性」と「転がり抵抗特性」は、双方ともゴムのエネルギーロス成分(tanδ)に起因する現象であるという点で共通しており、同義にとり扱うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
シリカなどの白色充填剤を配合した、加工性、耐磨耗性および導電性を低下させることなく、転がり抵抗特性およびウェットグリップ性能を満足するタイヤ用のゴム組成物を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、加工性、耐摩耗性および導電性を低下させることなく転がり抵抗特性およびウェットグリップ性能を満足させる方法を見出し、本発明の完成にいたった。
【0007】
すなわち、請求項1にかかわる発明は、天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴムに対して、充填剤として白色充填剤と、一般式(I)R1O(R2O)n3(式(I)中、R1およびR3は、水素原子、炭素数1〜22の直鎖または分岐の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、またはアリール基であり、相互に同じであっても異なっていてもよい。ただし、R1およびR3が共に水素原子である場合を除く。R2は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはテトラメチレン基であり、すべて同一であっても異なっていてもよい。nは、1以上100以下の整数である。)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物とを配合したことを特徴とするゴム組成物である。
【0008】
請求項2にかかわる発明は、前記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物のR1が水素原子であり、R3が炭素数1〜22の直鎖または分岐の不飽和脂肪族炭化水素基、またはアリール基である請求項1記載のゴム組成物である。
【0009】
請求項3にかかわる発明は、前記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物のR1が水素原子であり、R3がビニル基、アリル基、イソプロペニル基、または2−メチルアリル基のいずれかである請求項1記載のゴム組成物である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるゴム成分は、天然ゴム(NR)および/またはジエン系合成ゴムである。本発明において用いるジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)などがあげられ、本発明に使用されるゴム成分中に1種類または2種類以上含まれていてもよい。
【0011】
次に本発明のゴム組成物に用いる白色充填剤は、シリカ、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタンなどがあげられ、これらは単独あるいは二種以上混合して用いることができる。とくに好ましい白色充填剤としては、シリカ、クレー、水酸化アルミニウム、アルミナがある。本発明のゴム組成物中に含まれる白色充填剤の配合量は、本発明に使用されるゴム100重量部に対して、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜85重量部、とくに好ましくは20〜65重量部である。白色充填剤の配合量が5重量部未満では補強効果が小さく、100重量部をこえると作業性が低下し好ましくない。低発熱性、作業性の面から、白色充填剤の配合量は20〜65重量部がとくに好ましい。また、白色充填剤を使用する場合、充填剤とゴム成分の結合を強め、耐摩耗性を向上させるために、カップリング剤を用いてもよい。
【0012】
本発明のゴム組成物に使用されるカップリング剤としては、シランカップリング剤が好適に用いられる。具体的には、たとえば、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(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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチ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、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、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、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、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、3−トリエ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−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾー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、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどがあげられ、カップリング剤添加効果とコストの両立からビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどが好ましい。シランカップリング剤の配合量は前記白色充填剤の重量に対して1〜20重量%が好ましい。シランカップリング剤の配合量が1重量%未満では、シランカップリング剤を入れた効果が充分でなく、20重量%をこえると、コストが上がるわりにカップリング効果が得られず補強性、耐摩耗性が低下するため好ましくない。分散効果、カップリング効果の面から、シランカップリング剤の配合量は2〜15重量%であることが望ましい。
【0013】
本発明のゴム組成物は、前記白色充填剤以外にも充填剤として、カーボンブラックなどを併用できる。本発明のゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分100重量部に対し80重量部以下であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が80重量部をこえると、発熱性が増大し好ましくない。補強性および低発熱性の面から25〜60重量部がより好ましい。
【0014】
本発明に使用できるカーボンブラックの例としては、HAF、ISAF、SAFなどがあげられるが、とくに限定されるものではない。
【0015】
本発明で用いるポリオキシアルキレングリコール化合物は、下記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物である。
【0016】
1O(R2O)n3 (I)
(式(I)中、R1およびR3は、水素原子、炭素数1〜22の直鎖または分岐の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、またはアリール基であり、相互に同じであっても異なっていてもよい。ただし、R1およびR3が共に水素原子である場合を除く。R2は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはテトラメチレン基であり、すべて同一であっても異なっていてもよい。nは、1以上100以下の整数である。)
前記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物のR1が水素原子であり、R3が炭素数1〜22の直鎖または分岐の不飽和脂肪族炭化水素基、またはアリール基であることが好ましく、さらには、R1が水素原子であり、R3がビニル基、アリル基、イソプロペニル基、または2−メチルアリル基であることがより好ましい。
【0017】
本発明のゴム組成物中に含まれるポリオキシアルキレングリコール化合物の配合量は、前記白色充填剤の量に対して好ましくは1〜15重量%、より好ましくは2〜12重量%である。ポリオキシアルキレングリコール化合物の配合量が1重量%未満であるとウェットグリップ性能が充分でなく、15重量%をこえると、コストが上がる割に前記性能が得られず好ましくない。
【0018】
なお、本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、充填剤として白色充填剤、カップリング剤、ポリオキシアルキレングリコール化合物以外に、必要に応じて、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【0019】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0020】
以下に、用いた試薬をまとめて示す。
ジエン系合成ゴム:ジェイエスアール(株)製のSBR1502
(スチレン−ブタジエン共重合体)
シリカ:デグッサ社製のUltrasil VN3
(チッ素吸着比表面積:210m2/g)
シランカップリング剤: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)
老化防止剤: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)
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤 TBBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラー NS
(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
加硫促進剤 DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラー D
(N,N’−ジフェニルグアニジン)
【0021】
以下に実施した試験の方法をまとめて示す。
加工性
JIS K6300に定められたムーニー粘度の測定法に従い、130℃で測定した。比較例1のムーニー粘度ML(1+4)を100として、下記計算式で指数表示した。数値が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れている。
ムーニー粘度指数=比較例1のML(1+4)/各配合のML(1+4)×100
【0022】
磨耗試験
ランボーン磨耗試験機を使用して磨耗試験を行ない、その際、測定条件は、温度20℃、スリップ率20%、試験時間5分間とした。各配合の容積損失を計算し、比較例1の損失量を100として、下記計算式で指数表示した。数値が大きいほど耐磨耗性にすぐれる。
磨耗性指数=比較例1の損失量/各配合の損失量×100
【0023】
粘弾性試験
粘弾性スペクトロメーター VES(岩本製作所製)を使用して粘弾性試験を行ない、tanδを測定した。その際、測定条件は、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%とした。
【0024】
転がり抵抗特性
各配合のtanδを前記粘弾性試験により測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式で指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗特性にすぐれる。
転がり抵抗特性指数=比較例1のtanδ/各配合のtanδ×100
【0025】
ウェットスキッド試験
スタンレー社製のポータブルスキッドテスターを用いてASTM E 303−83の方法に従って測定し、以下の計算式で指数表示した。数値が大きいほどウェットスキッド性能にすぐれる。
ウェットスキッド性能指数=各配合の数値/比較例1の数値×100
【0026】
導電性
170℃で20分間加硫して得られた加硫ゴムシートを、ロール軸に平行な方向に切り取り、図1に示すようなゴム試験片(a=1mm、b=20mm、L=70mmおよびA≧100mm)を作製した。ここで、1はゴム試験片、2は電極、aはゴム試験片の厚さ、bはゴム試験片の幅、Lは電極間の距離、およびAはゴム試験片の総長を示す。なお、電極2は、ゴム試験片1の表面に絶縁性テープを貼り付けたあと、所定の間隔をあけて導電性ペーストを塗布することにより作製した。得られた試験片を23±2℃で48時間保持したあと、電極間の抵抗値Rを同温度で測定し、体積固有抵抗値(Rv)を、Rv=(a×b×R)/Lの式から算出し、以下の計算式で指数表示した。数値が大きいほど導電性がよく、静電気が発生せず良好である。
導電性指数=比較例1のRv/各配合のRv×100
評価に用いたポリオキシアルキレングリコール化合物を表1に示す。
【0027】
【表1】

Figure 0004447699
【0028】
表1に示す化合物のうち(1)〜(4)は以下の方法で合成した。
化合物(1)の合成
オレイルアルコールCH3(CH27CH=CH(CH28OHを403g、水酸化カリウム0.45gを容量1Lのオートクレーブに仕込み、空間部をチッ素で置換した。110℃に加温したあと、撹拌しながらエチレンオキサイド573gを徐々に圧入して反応させた。2時間後に内容物を取り出し、ケイ酸マグネシウム8gを加えて減圧下に撹拌しつつ100℃で30分間処理したあとろ過し、得られたろ液に酸化アルミニウム4gを加え、前記と同様の条件下にて処理したあとろ過し、ろ液として化合物(1)に対応する精製ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル927gを得た。
【0029】
化合物(2)の合成
アリルアルコールCH2=CHCH2OHを80g、水酸化カリウム0.45gを容量1Lのオートクレーブに仕込み、空間部をチッ素で置換した。110℃に加温したあと、撹拌しながらエチレンオキサイド516gを徐々に圧入して反応させた。2時間後に内容物を取り出し、ケイ酸マグネシウム8gを加えて減圧下に撹拌しつつ100℃で30分間処理したあとろ過し、得られたろ液に酸化アルミニウム4gを加え、前記と同様の条件下にて処理したあとろ過し、ろ液として化合物(2)に対応する精製ポリエチレングリコールモノアリルエーテル566gを得た。
【0030】
化合物(3)の合成
アリルアルコールCH2=CHCH2OHを78.4g、水酸化カリウム0.45gを容量1Lのオートクレーブに仕込み、空間部をチッ素で置換した。110℃に加温したあと、撹拌しながらエチレンオキサイド714gを徐々に圧入して反応させた。2時間後に内容物を取り出し、ケイ酸マグネシウム8gを加えて減圧下に撹拌しつつ100℃で30分間処理したあとろ過し、得られたろ液に酸化アルミニウム4gを加え、前記と同様の条件下にて処理したあとろ過し、ろ液として化合物(3)に対応する精製ポリエチレングリコールモノアリルエーテル752gを得た。
【0031】
化合物(4)の合成
ポリエチレングリコール(PEG400)100gと水酸化ナトリウムを水33g当たり22g、THF500mlを1Lのセパラブルフラスコに入れ、70℃で5時間撹拌し、40℃まで降温後、アリルクロリド42.09gを滴下し、40℃で一晩(20時間)反応させた。反応終了後、ガラスフィルターでろ過し、ろ液を濃縮して1Lの分液ロートに入れ、水を加え、塩酸で中和した。ついで、エーテルで抽出し、エーテル層を濃縮して化合物(4)を得た。
【0032】
実施例1〜4および比較例1〜3
得られた化合物(1)〜(4)ならびに既存の化合物(5)(三洋化成工業(株)製)および化合物(6)(三洋化成工業(株)製)を表2に示す配合処方に従い、加硫剤以外の薬品を1.7リットルBR型バンバリーミキサー((株)神戸製鋼所製)で混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。これらの配合物に加硫剤を添加し6インチロール(関西ロール社製)にて170℃で20分間プレス加硫して加硫物を得、これらについて前記特性試験を行った。結果を表3に示す。
【0033】
【表2】
Figure 0004447699
【0034】
【表3】
Figure 0004447699
【0035】
【発明の効果】
本発明により、加工性、耐磨耗性および導電性を低下させることなく、転がり抵抗特性およびウェットグリップ性能を高めるタイヤ用のゴム組成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜4および比較例1〜3で導電性の評価に用いるゴム試験片の説明図である。
【符号の説明】
1 ゴム試験片
2 電極
a ゴム試験片の厚さ
b ゴム試験片の幅
L 電極間の距離
A ゴム試験片の総長[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for a tire that improves wet grip performance while maintaining low heat build-up (rolling resistance characteristics) without reducing workability, wear resistance, and conductivity.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the characteristics required for automobile tires are diverse, such as low fuel consumption, steering stability, wear resistance, and ride comfort, and various devices have been devised to improve these performances. Among these performances, tire grip performance and rolling resistance characteristics are particularly related to rubber hysteresis loss. In general, increasing the hysteresis loss increases the gripping force and improves the braking performance, but also increases the rolling resistance, resulting in an increase in fuel consumption. As described above, since grip performance and rolling resistance characteristics are in a contradictory relationship, various rubber compositions for tires have been proposed to satisfy both characteristics simultaneously. For example, in a rubber composition for tires, since both polymer and carbon black have a great influence on both properties, when a styrene-butadiene copolymer is used as the polymer, the content of bound styrene, butadiene portion 1, The two bond content is appropriately selected to improve both rolling resistance characteristics and grip performance. On the other hand, with regard to carbon black, if the particle size is increased or the blending amount is decreased, the anti-cut chipping performance is lowered. It is effective.
[0003]
In recent years, a method of using a white filler such as silica as a low heat generation filler is known.
[0004]
However, when a white filler such as silica is used, the conductivity due to carbon black is impaired, resulting in a decrease in chargeability. In order to solve these problems, WO95 / 31888 shows that the volume resistance of a rubber composition is reduced by compounding a nonionic surfactant or a phosphate ester. JP-A-10-330539 discloses that antistatic performance can be maintained for a long time by adding a polyoxyalkylene glycol compound to a rubber composition using a white filler such as silica. However, although this patent shows that polyoxyalkylene glycol has antistatic performance, there is no description or suggestion about low heat build-up (rolling resistance characteristics) and wet grip performance. The idea is different. Note that “low heat generation” and “rolling resistance characteristics” are common in that both are phenomena caused by the energy loss component (tan δ) of rubber, and can be treated synonymously.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Provided is a rubber composition for a tire that contains a white filler such as silica and that satisfies rolling resistance characteristics and wet grip performance without lowering processability, wear resistance, and conductivity.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found a method for satisfying rolling resistance characteristics and wet grip performance without reducing workability, wear resistance and conductivity, and completing the present invention. I went to.
[0007]
That is, the invention according to claim 1 is directed to natural rubber and / or diene-based synthetic rubber with a white filler as a filler and a general formula (I) R 1 O (R 2 O) n R 3 (formula ( In I), R 1 and R 3 are a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group, and may be the same or different from each other Provided that R 1 and R 3 are both hydrogen atoms, and R 2 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a tetramethylene group, and they are all the same or different. N is an integer of 1 or more and 100 or less.) A rubber composition comprising a polyoxyalkylene glycol compound represented by the formula:
[0008]
Invention according to claim 2, wherein R 1 is a hydrogen atom of a polyoxyalkylene glycol compound represented by the general formula (I), R 3 is a straight-chain or branched unsaturated aliphatic having 1 to 22 carbon atoms The rubber composition according to claim 1, which is a hydrocarbon group or an aryl group.
[0009]
In the invention according to claim 3, in the polyoxyalkylene glycol compound represented by the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom, and R 3 is a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, or a 2-methylallyl group. The rubber composition according to claim 1, which is any one of the following.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The rubber component used in the present invention is natural rubber (NR) and / or a diene synthetic rubber. Examples of the diene-based synthetic rubber used in the present invention include styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), polyisoprene rubber (IR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile-butadiene. Examples thereof include rubber (NBR), and the rubber component used in the present invention may be contained in one kind or two or more kinds.
[0011]
Next, examples of the white filler used in the rubber composition of the present invention include silica, clay, alumina, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, and titanium oxide. Or it can use in mixture of 2 or more types. Particularly preferred white fillers include silica, clay, aluminum hydroxide, and alumina. The amount of the white filler contained in the rubber composition of the present invention is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 85 parts by weight, particularly 100 parts by weight of the rubber used in the present invention. Preferably it is 20-65 weight part. If the amount of the white filler is less than 5 parts by weight, the reinforcing effect is small. From the viewpoint of low heat build-up and workability, the amount of white filler is particularly preferably 20 to 65 parts by weight. When using a white filler, a coupling agent may be used in order to strengthen the bond between the filler and the rubber component and improve the wear resistance.
[0012]
As the coupling agent used in the rubber composition of the present invention, a silane coupling agent is preferably used. Specifically, for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilyl) Ethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltri Ethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, -Dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetra Sulfide, 3-triethoxysilylpropyl benzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, and the like, and bis (3 -Triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is preferred. The amount of the silane coupling agent is preferably 1 to 20% by weight based on the weight of the white filler. If the amount of the silane coupling agent is less than 1% by weight, the effect of adding the silane coupling agent is not sufficient. If the amount exceeds 20% by weight, the coupling effect cannot be obtained at the cost of increasing the reinforcement and wear resistance. This is not preferable because the properties are lowered. From the viewpoint of the dispersion effect and the coupling effect, the blending amount of the silane coupling agent is desirably 2 to 15% by weight.
[0013]
In the rubber composition of the present invention, carbon black or the like can be used in combination as a filler in addition to the white filler. The amount of carbon black contained in the rubber composition of the present invention is preferably 80 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of carbon black exceeds 80 parts by weight, the heat build-up increases, which is not preferable. From the viewpoint of reinforcement and low heat build-up, 25 to 60 parts by weight is more preferable.
[0014]
Examples of carbon black that can be used in the present invention include HAF, ISAF, and SAF, but are not particularly limited.
[0015]
The polyoxyalkylene glycol compound used in the present invention is a polyoxyalkylene glycol compound represented by the following general formula (I).
[0016]
R 1 O (R 2 O) n R 3 (I)
(In the formula (I), R 1 and R 3 are a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group, and are the same as each other. Provided that R 1 and R 3 are both hydrogen atoms, and R 2 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a tetramethylene group, all of which are the same. And n is an integer of 1 to 100.)
In the polyoxyalkylene glycol compound represented by the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom, and R 3 is a linear or branched unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms or an aryl group. More preferably, R 1 is a hydrogen atom, and R 3 is more preferably a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, or a 2-methylallyl group.
[0017]
The compounding amount of the polyoxyalkylene glycol compound contained in the rubber composition of the present invention is preferably 1 to 15% by weight, more preferably 2 to 12% by weight, based on the amount of the white filler. When the blending amount of the polyoxyalkylene glycol compound is less than 1% by weight, the wet grip performance is not sufficient, and when it exceeds 15% by weight, the performance cannot be obtained although the cost is increased.
[0018]
The rubber composition of the present invention includes the rubber component, a white filler as a filler, a coupling agent, and a polyoxyalkylene glycol compound, if necessary, a softener, an anti-aging agent, a vulcanizing agent, A compounding agent used in a normal rubber industry such as a vulcanization accelerator and a vulcanization accelerator auxiliary can be appropriately mixed.
[0019]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these.
[0020]
The reagents used are summarized below.
Diene-based synthetic rubber: SBR1502 manufactured by JSR Corporation
(Styrene-butadiene copolymer)
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa
(Nitrogen adsorption specific surface area: 210 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si69 manufactured by Degussa
(Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
Anti-aging agent: NOCRACK 6C manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
(N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine)
Stearic acid: Zinc stearate manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd .: Zinc Hua No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Noxeller NS made by
(Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide)
Vulcanization accelerator DPG: Noxeller D manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(N, N'-diphenylguanidine)
[0021]
The test methods carried out are summarized below.
Workability Measured at 130 ° C. according to the Mooney viscosity measurement method defined in JIS K6300. The Mooney viscosity ML (1 + 4) of Comparative Example 1 was set to 100, and indexed by the following calculation formula. The larger the value, the lower the Mooney viscosity and the better the processability.
Mooney viscosity index = ML (1 + 4) of Comparative Example 1 / ML (1 + 4) × 100 of each formulation
[0022]
Abrasion test A wear test was performed using a Lambourne abrasion tester. At that time, the measurement conditions were a temperature of 20 ° C., a slip rate of 20%, and a test time of 5 minutes. The volume loss of each formulation was calculated, and the loss amount of Comparative Example 1 was taken as 100, and the index was expressed by the following calculation formula. The higher the value, the better the wear resistance.
Abrasion index = loss amount of Comparative Example 1 / loss amount of each formulation × 100
[0023]
Viscoelasticity test A viscoelasticity test was performed using a viscoelasticity spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho), and tan δ was measured. At that time, the measurement conditions were a temperature of 70 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%.
[0024]
The tan δ of each rolling resistance characteristic blend was measured by the viscoelasticity test, and the tan δ of Comparative Example 1 was set to 100, and the index was expressed by the following formula. The higher the value, the better the rolling resistance characteristics.
Rolling resistance characteristic index = tan δ of Comparative Example 1 / tan δ of each formulation × 100
[0025]
Wet skid test Measured according to the method of ASTM E 303-83 using a portable skid tester manufactured by Stanley Co., Ltd., and indicated by the following formula. The larger the value, the better the wet skid performance.
Wet skid performance index = Numerical value of each formulation / Numerical value of Comparative Example 1 × 100
[0026]
A vulcanized rubber sheet obtained by vulcanization at 170 ° C. for 20 minutes was cut in a direction parallel to the roll axis, and a rubber test piece (a = 1 mm, b = 20 mm, L = 70 mm) as shown in FIG. And A ≧ 100 mm). Here, 1 is a rubber test piece, 2 is an electrode, a is the thickness of the rubber test piece, b is the width of the rubber test piece, L is the distance between the electrodes, and A is the total length of the rubber test piece. The electrode 2 was produced by applying an electrically conductive paste at a predetermined interval after applying an insulating tape to the surface of the rubber test piece 1. After the obtained test piece was held at 23 ± 2 ° C. for 48 hours, the resistance value R between the electrodes was measured at the same temperature, and the volume specific resistance value (Rv) was calculated as Rv = (a × b × R) / L It was calculated from the formula of and was expressed as an index using the following formula. The larger the value, the better the conductivity, and the better the static electricity is not generated.
Conductivity index = Rv of Comparative Example 1 / Rv of each formulation × 100
Table 1 shows the polyoxyalkylene glycol compounds used for the evaluation.
[0027]
[Table 1]
Figure 0004447699
[0028]
Among the compounds shown in Table 1, (1) to (4) were synthesized by the following method.
Synthesis of Compound (1) 403 g of oleyl alcohol CH 3 (CH 2 ) 7 CH═CH (CH 2 ) 8 OH and 0.45 g of potassium hydroxide were charged into a 1 L capacity autoclave, and the space was replaced with nitrogen. After heating to 110 ° C., 573 g of ethylene oxide was gradually injected while being stirred to react. After 2 hours, the contents were taken out, 8 g of magnesium silicate was added, and the mixture was treated at 100 ° C. for 30 minutes with stirring under reduced pressure. After filtration, 4 g of aluminum oxide was added to the obtained filtrate, and the conditions were the same as above. And then filtered to obtain 927 g of purified polyethylene glycol monooleyl ether corresponding to the compound (1) as a filtrate.
[0029]
Synthesis of Compound (2) 80 g of allyl alcohol CH 2 ═CHCH 2 OH and 0.45 g of potassium hydroxide were charged into a 1 L capacity autoclave, and the space was replaced with nitrogen. After heating to 110 ° C., 516 g of ethylene oxide was gradually injected and reacted with stirring. After 2 hours, the contents were taken out, 8 g of magnesium silicate was added, and the mixture was treated at 100 ° C. for 30 minutes with stirring under reduced pressure. After filtration, 4 g of aluminum oxide was added to the obtained filtrate, and the same conditions as described above were applied. After the treatment, filtration was performed to obtain 566 g of purified polyethylene glycol monoallyl ether corresponding to the compound (2) as a filtrate.
[0030]
Synthesis of Compound (3) 78.4 g of allyl alcohol CH 2 ═CHCH 2 OH and 0.45 g of potassium hydroxide were charged into an autoclave having a capacity of 1 L, and the space was replaced with nitrogen. After heating to 110 ° C., 714 g of ethylene oxide was gradually injected and reacted with stirring. After 2 hours, the contents were taken out, 8 g of magnesium silicate was added, and the mixture was treated at 100 ° C. for 30 minutes with stirring under reduced pressure. After filtration, 4 g of aluminum oxide was added to the obtained filtrate, and the same conditions as described above were applied. After the treatment, filtration was performed to obtain 752 g of purified polyethylene glycol monoallyl ether corresponding to the compound (3) as a filtrate.
[0031]
Synthesis of Compound (4) 100 g of polyethylene glycol (PEG400) and 22 g of sodium hydroxide per 33 g of water and 500 ml of THF were placed in a 1 L separable flask, stirred at 70 ° C. for 5 hours, cooled to 40 ° C., then allyl chloride 42. 09 g was added dropwise and reacted at 40 ° C. overnight (20 hours). After completion of the reaction, the mixture was filtered through a glass filter, the filtrate was concentrated, put into a 1 L separatory funnel, water was added, and the mixture was neutralized with hydrochloric acid. Subsequently, extraction with ether was performed, and the ether layer was concentrated to obtain a compound (4).
[0032]
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3
The obtained compounds (1) to (4) and the existing compound (5) (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and compound (6) (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) according to the formulation shown in Table 2, Chemicals other than the vulcanizing agent were kneaded and blended with a 1.7 liter BR type Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel, Ltd.) to obtain various test rubber compositions. A vulcanizing agent was added to these blends, and vulcanized products were obtained by press vulcanization at 170 ° C. for 20 minutes with a 6-inch roll (manufactured by Kansai Roll Co., Ltd.). The results are shown in Table 3.
[0033]
[Table 2]
Figure 0004447699
[0034]
[Table 3]
Figure 0004447699
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a rubber composition for a tire that improves rolling resistance characteristics and wet grip performance without reducing workability, wear resistance, and conductivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of rubber test pieces used for evaluation of conductivity in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Rubber test piece 2 Electrode a Rubber test piece thickness b Rubber test piece width L Distance between electrodes A Total length of rubber test piece

Claims (2)

天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴムであるゴム成分100重量部に対して、充填剤として白色充填剤を5〜100重量部と、下記一般式(I):
1O(R2O)n3 (I)
(式(I)中、R1は水素原子であり、R3はビニル基、アリル基、イソプロペニル基、または2−メチルアリル基のいずれかである。R2は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはテトラメチレン基であり、すべて同一であっても異なっていてもよい。nは、1以上100以下の整数である。)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物を前記白色充填剤の量に対して1〜15重量%とを配合したことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
5 to 100 parts by weight of a white filler as a filler with respect to 100 parts by weight of a rubber component that is a natural rubber and / or a diene synthetic rubber ,
R 1 O (R 2 O) n R 3 (I)
(In the formula (I), R 1 is a hydrogen atom, R 3 is any one of a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, and a 2-methylallyl group. R 2 is a methylene group, an ethylene group, propylene. Or a tetramethylene group, which may be the same or different, and n is an integer of 1 to 100.) The amount of the white filler 1 to 15% by weight of a rubber composition for tires,
シランカップリング剤を、前記白色充填剤の重量に対して、1〜20重量%配合する請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。The rubber composition for tires according to claim 1, wherein a silane coupling agent is blended in an amount of 1 to 20% by weight based on the weight of the white filler.
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