JP2000143875A - Staple fiber-reinforced rubber composition - Google Patents

Staple fiber-reinforced rubber composition

Info

Publication number
JP2000143875A
JP2000143875A JP32427498A JP32427498A JP2000143875A JP 2000143875 A JP2000143875 A JP 2000143875A JP 32427498 A JP32427498 A JP 32427498A JP 32427498 A JP32427498 A JP 32427498A JP 2000143875 A JP2000143875 A JP 2000143875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
rubber composition
weight
parts
reinforced rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32427498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Teratani
裕之 寺谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP32427498A priority Critical patent/JP2000143875A/en
Priority to US09/438,839 priority patent/US6391971B1/en
Priority to EP99309015A priority patent/EP1000972A1/en
Publication of JP2000143875A publication Critical patent/JP2000143875A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a staple fiber-reinforced rubber composition good in workability in an industrial large-scale production and excellent in durability and anisotropy. SOLUTION: The title staple fiber-reinforced rubber composition is obtained by kneading (A) a staple fiber-reinforced rubber composition comprising (a) a first diene-based elastomer, (b) a polyolefin having a melting point of 100-150 deg.C and (c) a thermoplastic polymer bearing an amide group in its main chain and constituting a matrix comprising 100 pts.wt. of a continuous phase of the component (a) and less than 100 pts.wt. of the component (b) dispersed therein, the component (c) being dispersed as fine fibers in the matrix, with (B) a second diene-based elastomer. In this case, the component (c) is contained in an amount of 5-30 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the total of (a) the first diene-based elastomer and (B) the second diene-based elastomer and is dispersed finely and uniformly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工業的な大容量規
模での作業性が改善された、耐久性および異方性に優れ
た短繊維補強ゴム組成物に関し、タイヤ部材、特にはタ
イヤのサイド部材の補強に好適に使用し得る短繊維補強
ゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short fiber reinforced rubber composition having improved workability on a large industrial scale, excellent durability and anisotropy, and relates to a tire member, in particular, a tire material. The present invention relates to a short fiber reinforced rubber composition that can be suitably used for reinforcing a side member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、天然ゴムなどのジエン系ゴムに短
繊維を分散させモジュラスや強度等を改良した短繊維補
強ゴム組成物は種々知られており、それらは、ゴムエラ
ストマーにナイロン、ポリエステル、ビニロン等の短有
機繊維を配合し、必要に応じて加硫するという方法で製
造されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, various short fiber reinforced rubber compositions in which short fibers are dispersed in a diene rubber such as natural rubber to improve the modulus, strength and the like have been known. It has been manufactured by blending short organic fibers such as vinylon and vulcanizing as necessary.

【0003】また、かかる短繊維補強ゴム組成物の強度
や伸びを改善する目的で、例えば、ナイロン等の短繊維
の平均繊維径を小さくし微細な繊維で補強した繊維強化
弾性体が提案された。この製造には、例えば、加硫可能
なゴムとナイロンおよび結合剤とをナイロンの融点以上
の温度で溶融混練し、得られた混練物をナイロンの融点
以上の温度で押出し、さらに延伸または圧延することに
より得られる繊維強化ゴムに追加の加硫可能なゴムおよ
び加硫剤を配合し加硫するという手法が採られている
(特開昭58−79037、特開昭59−43041号
公報、特開昭61−225858号公報)。かかる方法
により、引張強度やモジュラスなどは確かに改善された
が、繊維強化ゴムは加硫可能なゴム中にナイロン等の微
細な繊維が分散した構造を有していることから、ペレッ
ト化が極めて困難であるという問題があった。また、ナ
イロンを大量に配合した場合、極めて固くなるため、混
練時間を延長したり、繊維強化ゴムを加温し軟化させて
から加硫可能なゴム等を配合したりする必要があり、い
ずれにしても生産性に問題があった。
Further, for the purpose of improving the strength and elongation of such a short fiber reinforced rubber composition, for example, a fiber reinforced elastic body in which the average fiber diameter of short fibers such as nylon has been reduced and reinforced with fine fibers has been proposed. . In this production, for example, vulcanizable rubber, nylon and a binder are melt-kneaded at a temperature equal to or higher than the melting point of nylon, and the obtained kneaded material is extruded at a temperature equal to or higher than the melting point of nylon, and further stretched or rolled. A method of blending an additional vulcanizable rubber and a vulcanizing agent into the fiber reinforced rubber obtained as described above and vulcanizing the mixture (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-79037 and 59-43041; JP-A-61-225858). Although the tensile strength and modulus were certainly improved by such a method, the fiber-reinforced rubber had a structure in which fine fibers such as nylon were dispersed in a vulcanizable rubber, so that pelletization was extremely difficult. There was a problem that it was difficult. In addition, if a large amount of nylon is blended, it becomes extremely hard, so it is necessary to extend the kneading time or blend a vulcanizable rubber etc. after heating and softening the fiber reinforced rubber. Even so, there was a problem with productivity.

【0004】かかる問題を解決する手段として、ポリオ
レフィンおよびジエン系エラストマーからなるマトリッ
クス中に熱可塑性ポリアミドの微細な繊維を分散させた
熱可塑性組成物に、追加のジエン系エラストマーを混練
してなる繊維強化弾性体が提案された(特開平7−27
8360号公報)。
As a means for solving such a problem, a fiber reinforced composition obtained by kneading an additional diene elastomer into a thermoplastic composition in which fine fibers of a thermoplastic polyamide are dispersed in a matrix comprising a polyolefin and a diene elastomer. An elastic body has been proposed (JP-A-7-27).
No. 8360).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平7−278
360号公報に開示された繊維強化弾性体は、それ以前
の繊維強化弾性体に比し、実験室規模での生産性や、モ
ジュラスおよび耐疲労性については改善が見られるもの
の、工業的な大容量規模での作業性には劣ることが分か
った。また、かかる繊維強化弾性体は繊維の配向方向と
これと直角の方向とで差が少ないため、タイヤのサイド
部材等の補強のように特定方向により高い補強効果が求
められる場合、必ずしも十分とはいえなかった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-278 is disclosed.
The fiber-reinforced elastic body disclosed in Japanese Patent Publication No. 360 has improvements in productivity on a laboratory scale, modulus and fatigue resistance as compared with the previous fiber-reinforced elastic bodies, but is industrially large. It was found that the workability at the capacity scale was inferior. Further, since such a fiber-reinforced elastic body has a small difference between the orientation direction of the fiber and a direction perpendicular thereto, when a higher reinforcing effect is required in a specific direction such as reinforcement of a side member of a tire, it is not necessarily sufficient. I couldn't say it.

【0006】そこで本発明の目的は、工業的な大容量規
模での作業性が良好であって、耐久性および異方性に優
れた短繊維補強ゴム組成物を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a short fiber reinforced rubber composition which has good workability on a large industrial scale, and has excellent durability and anisotropy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく、混練時のマスターバッチのマトリックスを構
成する材料に着目して鋭意検討した結果、該マトリック
スがジエン系エラストマーの連続層となるように各種添
加剤の配合量や配合手順を制御することで上記目的を達
成することができることを見出し、本発明を完成するに
至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has focused on the material constituting the matrix of the master batch at the time of kneading, and as a result, the matrix was formed with a continuous layer of a diene elastomer. It has been found that the above objects can be achieved by controlling the amounts and procedures of the various additives so that the present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明の短繊維補強ゴム組成物
は、(a)第1のジエン系エラストマーと、(b)10
0〜150℃の融点を持つポリオレフィンと、(c)主
鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリマーとからなり、
(a)成分の連続相100重量部中に、100重量部未
満の(b)成分が分散したマトリックスを構成し、該マ
トリックス中に(c)成分が微細な繊維として分散して
いる(A)短繊維補強ゴム組成物を、(B)第2のジエ
ン系エラストマーと混練りしてなる短繊維補強ゴム組成
物であって、(a)第1のジエン系エラストマーと
(B)第2のジエン系エラストマーとの合計量100重
量部に対し、(c)成分が5〜30重量部であり、かつ
(c)成分が微細かつ均一に分散していることを特徴と
するものである。
That is, the short fiber reinforced rubber composition of the present invention comprises (a) a first diene elastomer and (b) 10
A polyolefin having a melting point of 0 to 150 ° C., and (c) a thermoplastic polymer having an amide group in a main chain,
A matrix in which less than 100 parts by weight of the component (b) is dispersed in 100 parts by weight of the continuous phase of the component (a), and the component (c) is dispersed as fine fibers in the matrix (A). A short fiber reinforced rubber composition obtained by kneading a short fiber reinforced rubber composition with (B) a second diene elastomer, wherein (a) a first diene elastomer and (B) a second diene elastomer. The component (c) is 5 to 30 parts by weight and the component (c) is finely and uniformly dispersed with respect to 100 parts by weight in total with the system elastomer.

【0009】本発明の短繊維補強ゴム組成物は、前記
(c)成分が、前記(a)および(b)の両成分と化学
的に結合している。
In the short fiber reinforced rubber composition of the present invention, the component (c) is chemically bonded to both the components (a) and (b).

【0010】また、前記(a)成分と(b)成分とから
なるマトリックス中の(c)成分が、平均径(D)が
0.05〜1.0μmで、かつ平均長さ(L)と平均径
(D)との比(L/D)が10〜2000である微細な
繊維状態で存在することが好ましい。
The component (c) in the matrix composed of the components (a) and (b) has an average diameter (D) of 0.05 to 1.0 μm and an average length (L). It preferably exists in a fine fiber state having a ratio (L / D) to the average diameter (D) of 10 to 2000.

【0011】さらに、前記(A)短繊維補強ゴム組成物
中の(a)成分連続相100重量部中に占める(b)成
分の量が、好ましくは85重量部未満、より好ましくは
65重量部未満、さらにより好ましくは45重量部未満
である。
Further, the amount of the component (b) in 100 parts by weight of the continuous phase of the component (a) in the rubber composition (A) is preferably less than 85 parts by weight, more preferably 65 parts by weight. And even more preferably less than 45 parts by weight.

【0012】さらにまた、前記(A)短繊維補強ゴム組
成物中の(a)成分連続相100重量部中に占める
(c)成分の量が、好ましくは50重量部以上、110
重量部未満、より好ましくは50重量部以上、100重
量部未満である。
Further, the amount of the component (c) occupying in 100 parts by weight of the continuous phase of the component (a) in the rubber composition (A) is preferably 50 parts by weight or more and 110 parts by weight or more.
It is less than 50 parts by weight, more preferably less than 100 parts by weight.

【0013】以下、本発明の作用を、特開平7−278
360号公報開示の繊維強化弾性体との対比の下に詳述
する。本発明に係る(A)短繊維補強ゴム組成物におい
ては、ジエン系エラストマー連続相のマスターバッチが
得られるため、即ち(a)第1のジエン系エラストマー
の中に(b)100〜150℃の融点を持つポリオレフ
ィンと、(c)主鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリ
マーとが存在する形態となるため、化学的には、混練り
時、(A)マスターバッチとブレンドする(B)第2の
ジエン系エラストマーとの親和性が大幅に高まる。ま
た、力学的には、以下で述べるポリオレフィン相を連続
相とするものに比べ、(A)マスターバッチ自身の粘度
が低くなる。この化学的および力学的効果は、以下の点
に大きく貢献する。
The operation of the present invention will be described below with reference to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-278.
This will be described in detail below in comparison with the fiber-reinforced elastic body disclosed in JP-A-360. In the (A) short fiber reinforced rubber composition according to the present invention, a masterbatch of a diene-based elastomer continuous phase is obtained, that is, (a) the first diene-based elastomer contains (b) 100 to 150 ° C. Since a polyolefin having a melting point and (c) a thermoplastic polymer having an amide group in the main chain are present, chemically kneading (A) blending with the master batch (B) The affinity with the diene elastomer of No. 2 is greatly increased. Also, mechanically, the viscosity of the master batch (A) itself is lower than that of a polyolefin phase described below as a continuous phase. This chemical and mechanical effect contributes significantly to:

【0014】先ず、(A)マスターバッチと、(B)第
2のジエン系エラストマーと、適宜選択した配合剤とに
よる本発明の短繊維補強ゴム組成物の作製のための混練
りにおいて、混練り初期(練り始め)からロータースリ
ップが少なく、シェアが効率的にかかるため、理想的な
温度上昇カーブが得られる。かかる適切な温度上昇によ
り、早期に練りゴム温度が(b)ポリオレフィンの融点
に到達し、ポリオレフィン相が溶融する。これにより
(c)主鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリマー繊維
は極めてミクロに分散する。
First, in the kneading for preparing the short fiber reinforced rubber composition of the present invention using (A) a master batch, (B) a second diene-based elastomer, and an appropriately selected compounding agent, Since the rotor slip is small from the beginning (start of kneading) and the shear is efficiently applied, an ideal temperature rise curve can be obtained. By such an appropriate temperature rise, the temperature of the kneaded rubber reaches the melting point of the polyolefin (b) early, and the polyolefin phase is melted. As a result, (c) the thermoplastic polymer fiber having an amide group in the main chain is extremely microscopically dispersed.

【0015】これに対し、特開平7−278360号公
報に開示されているように、(A)マスターバッチがポ
リオレフィン相を連続相とすると、ポリオレフィン相中
に(a)ジエン系エラストマー相と(c)主鎖中にアミ
ド基を有する熱可塑性ポリマー繊維とが存在する形態と
なるため、化学的に(B)第2のジエン系エラストマー
に対する親和性が低く、また、力学的には大変剛直で変
形しづらく、ポリオレフィンの融点(通常100〜14
0℃)に到達するまで、その形態を保ち続けてしまうこ
とになる。その結果、(A)マスターバッチを(B)第
2のジエン系エラストマーと混練りすると、親和性が低
く、剛直なために、混練り初期(通常60℃〜100℃
の領域)には両者がなじむことがない状態が続くことに
なる。
On the other hand, as disclosed in JP-A-7-278360, when (A) the masterbatch has a continuous polyolefin phase, (a) a diene-based elastomer phase and (c) ) The thermoplastic polymer fiber having an amide group in the main chain is present, so that it has a low affinity for the (B) second diene-based elastomer chemically, and is mechanically very rigid and deformable. The melting point of the polyolefin (usually 100 to 14
(0 ° C.). As a result, when the (A) masterbatch is kneaded with the (B) second diene-based elastomer, the affinity is low and the mixture is rigid.
Area), a state in which the two do not adapt to each other continues.

【0016】通常のゴム練りにおける温度上昇の構成要
素は、各材料同士の親和性が高く、粘性を持ってい
ることである。混練りによりおよびの要素を満たし
ている場合、効率的にシェアがかかり続け、配合材料の
自己発熱をもって温度上昇が達せられる。よって、上述
のように材料同士がなじまない状態が続く場合は、混練
り初期の温度上昇をつかさどる大切な領域でロータース
リップが誘発され、シェアがかかりにくいために、練り
時間に対して良好な温度上昇は望めなくなる。即ち、長
時間のロータースリップを経て温度がゆっくりと上昇し
はじめ、練り温度が(b)ポリオレフィン融点に達して
初めて、(c)主鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリ
マー繊維が剛直な形態からときほぐされ、分散しはじめ
ることになる。
A component of the temperature rise in the usual rubber kneading is that each material has high affinity and viscosity. When the elements are satisfied by kneading, the share continues to be efficiently applied, and the temperature rise is achieved by the self-heating of the compounded material. Therefore, if the state in which the materials do not fit together continues as described above, rotor slip is induced in an important region that controls the temperature rise at the initial stage of kneading, and it is difficult to apply shear. The rise cannot be expected. That is, only after the temperature starts to rise slowly after a long rotor slip and the kneading temperature reaches (b) the melting point of the polyolefin, (c) the thermoplastic polymer fiber having an amide group in the main chain changes from a rigid form. It is sometimes loosened and begins to disperse.

【0017】実験室レベルでの容量の小さなミキサー
(50〜5000cc)では、ローターのクリアランス
が極めて小さいため、シェアがかかり易く、なおかつ容
量が小さいために温度コントロールが容易で、温度分布
も均一化でき、よって(A)マスターバッチがポリオレ
フィン連続相でも分散レベル的に均一な組成物を得るこ
とはできる。しかしながら、工業的な大容量ミキサー
(50〜500リットル)では、シェアのかかり方が不
均一となり、温度コントロールも粗いため、練りゴム中
の温度分布が極めて不均一となる。そのため、(b)ポ
リオレフィンの連続相のマスターバッチでは、(b)ポ
リオレフィンの融点に達した領域は該(b)ポリオレフ
ィンの溶融によって、(c)主鎖中にアミド基を有する
熱可塑性ポリマー繊維が分散し得るが、温度上昇が不十
分だった領域は該(b)ポリオレフィンの溶融が不十分
なために、(a)/(b)/(c)の三成分が夫々の形
態のまま存在するといった極めて不均一な組成物となっ
てしまうことが分かった。この非分散物は、大きな破壊
核となり、加硫ゴム組成物の耐久性を大幅に低下する主
要因となる。
In a laboratory-level mixer with a small capacity (50-5000 cc), the rotor clearance is extremely small, so that it is easy to apply a shear. In addition, since the capacity is small, temperature control is easy and the temperature distribution can be made uniform. Therefore, even when the master batch (A) is a polyolefin continuous phase, a composition having a uniform dispersion level can be obtained. However, in the case of an industrial large-capacity mixer (50 to 500 liters), the manner in which the shear is applied becomes non-uniform, and the temperature control is coarse, so that the temperature distribution in the kneaded rubber becomes extremely non-uniform. Therefore, in the masterbatch of the continuous phase of the polyolefin (b), the region where the melting point of the polyolefin (b) is reached is melted by the polyolefin (b), and the thermoplastic polymer fibers (c) having an amide group in the main chain are formed. In the region where the temperature rise was insufficient, the three components (a) / (b) / (c) remained in their respective forms because the polyolefin (b) was insufficiently melted. It was found that the composition became extremely uneven. This non-dispersed material becomes a large fracture nucleus, and is a main factor that significantly reduces the durability of the vulcanized rubber composition.

【0018】上述のように本発明においては、ポリオレ
フィン連続相のマスターバッチではなく、ジエン系エラ
ストマー連続相のマスターバッチとすることで、工業的
な大容量規模であってもロータースリップが誘発され
ず、作業性が良好であり、得られる短繊維補強ゴム組成
物も分散性が良好で、耐久性および異方性に優れた効果
を奏することになる。
As described above, in the present invention, by using a master batch of a diene elastomer continuous phase instead of a master batch of a polyolefin continuous phase, rotor slip is not induced even in an industrial large-scale system. The workability is good, and the obtained short fiber reinforced rubber composition also has good dispersibility, and exhibits excellent effects in durability and anisotropy.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の短繊維補強ゴム組成物に
おいて好適に使用し得る(a)第1のジエン系エラスト
マーおよび(B)第2のジエン系エラストマー成分とし
ては、例えば、天然ゴム(NR)、合成ポリイソプレン
ゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(S
BR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(I
IR)、クロロプレンゴム(CR)、塩素化ブチルゴム
(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−II
R)、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)などが挙
げられ、これらのゴムを単独もしくは2種以上併用する
ことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the (a) first diene elastomer and (B) the second diene elastomer component which can be suitably used in the short fiber reinforced rubber composition of the present invention, for example, natural rubber ( NR), synthetic polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (S
BR), polybutadiene rubber (BR), butyl rubber (I
IR), chloroprene rubber (CR), chlorinated butyl rubber (Cl-IIR), brominated butyl rubber (Br-II)
R), ethylene-propylene rubber (EPDM) and the like, and these rubbers can be used alone or in combination of two or more.

【0020】また、(c)主鎖中にアミド基を有する熱
可塑性ポリマー(以下、「ポリアミド」と称する)とし
ては、例えば、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン4
6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン610、ナ
イロン611、ナイロン612、ナイロン6/66の共
重合体を含むポリアミド、及びこれらの2種以上の混合
ポリアミド等を挙げることができる。使用するポリアミ
ドの分子量は8000以上が好ましく、マスターバッチ
を作る時の混練りの温度との兼ね合いから、その融点は
170〜240℃の範囲にあるものが好ましい。
Examples of the thermoplastic polymer (c) having an amide group in its main chain (hereinafter referred to as "polyamide") include nylon 6, nylon 66 and nylon 4
6, nylon 11, nylon 12, nylon 610, nylon 611, nylon 612, polyamide containing a copolymer of nylon 6/66, and a mixed polyamide of two or more of these. The molecular weight of the polyamide to be used is preferably 8000 or more, and the melting point is preferably in the range of 170 to 240 ° C. in consideration of the kneading temperature at the time of producing a master batch.

【0021】(c)ポリアミドの配合量は、(a)第1
のジエン系エラストマーと(B)第2のエラストマーと
の合計量100重量部に対し、5〜30重量部である。
この配合量が5重量部未満では、本発明の効果を発揮さ
せることができず、一方、30重量部超過では、作業性
が著しく低下し、加工が困難となる。また、(A)短繊
維補強ゴム組成物中の(a)成分連続相100重量部中
に占める(c)成分の量は、好ましくは50重量部以
上、110重量部未満、より好ましくは50重量部以
上、100重量部未満である。この量が50重量部未満
であると同様に本発明の効果を発揮させることが困難と
なり、一方、110重量部以上では、(A)マスターバ
ッチの作業性が低下し、加工が困難となる。
(C) The amount of polyamide is as follows:
5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the diene elastomer and (B) the second elastomer.
If the amount is less than 5 parts by weight, the effects of the present invention cannot be exerted. If the amount is more than 30 parts by weight, workability is significantly reduced and processing becomes difficult. Further, the amount of the component (c) occupied in 100 parts by weight of the component (a) continuous phase in the short fiber reinforced rubber composition (A) is preferably 50 parts by weight or more and less than 110 parts by weight, more preferably 50 parts by weight. Parts or more and less than 100 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, it becomes difficult to exert the effects of the present invention, while if it is more than 110 parts by weight, the workability of the master batch (A) decreases, and processing becomes difficult.

【0022】かかる(c)ポリアミドの配合量にて、
(a)成分の連続相に(b)成分が分散したマトリック
ス中に(c)成分が微細な繊維として分散し、かつ
(c)成分が(a)、(b)両成分と化学的に良好に結
合状態を維持することが可能となる。
With the amount of the polyamide (c),
The component (c) is dispersed as fine fibers in a matrix in which the component (b) is dispersed in the continuous phase of the component (a), and the component (c) is chemically good with both the components (a) and (b). It is possible to maintain the combined state.

【0023】微細な(c)ポリアミドの短繊維は、その
断面が円形またはそれに類する形であり、平均径(D)
は、好ましくは0.05〜1.0μm、より好ましくは
0.1〜0.8μmであり、さらに好ましくは、その9
0重量%以上が1.0μm以下である。平均径(D)が
0.05μm未満では、混練り中の切断が起こり易くな
り、一方1.0μmを超えると繊維端部にて発生する応
力集中により、疲労耐久性の低下を招来することにな
る。また、その平均長さLは、10μm以上で、かつそ
の90重量%以上が1000μm以下のものが好まし
い。これは、長さ(L)が10μm未満では、(L/
D)の比が小さいために、配向性が低下するからであ
る。
The fine (c) polyamide short fiber has a circular or similar cross-section and an average diameter (D).
Is preferably 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.8 μm, and further preferably 9
0% by weight or more is 1.0 μm or less. If the average diameter (D) is less than 0.05 μm, cutting during kneading tends to occur. On the other hand, if it exceeds 1.0 μm, the stress concentration generated at the end of the fiber causes a decrease in fatigue durability. Become. The average length L is preferably 10 μm or more, and 90% by weight or more of the average length L is 1000 μm or less. This means that if the length (L) is less than 10 μm, (L /
This is because the ratio of D) is small, so that the orientation decreases.

【0024】(c)ポリアミドの平均長さ(L)と平均
径(D)の比(L/D)は、好ましくは10〜2000
である。この比が大きい程配向し易くなり、異方性を高
める効果があるが、2000を超過すると、ゴム中での
分散性を確保することが難しくなる。一方、10未満で
は、良好な異方性を得ることができなくなる。(c)ポ
リアミドの理想的な特性としては、径を小さくして、比
(L/D)を大きくすることが好ましい。なお、本発明
で用いる(c)ポリアミドは、ゴム中にて溶融延伸する
ため、きわめて、ミクロな繊維となり、大幅な疲労耐久
性の向上が実現できる。
(C) The ratio (L / D) of the average length (L) to the average diameter (D) of the polyamide is preferably from 10 to 2,000.
It is. The higher the ratio, the easier the orientation and the effect of increasing the anisotropy. However, if the ratio exceeds 2,000, it becomes difficult to secure the dispersibility in the rubber. On the other hand, if it is less than 10, good anisotropy cannot be obtained. (C) As ideal characteristics of the polyamide, it is preferable to reduce the diameter and increase the ratio (L / D). In addition, since the polyamide (c) used in the present invention is melt-drawn in rubber, it becomes a very microfiber, and a great improvement in fatigue durability can be realized.

【0025】かかる形態の(c)ポリアミドは、(A)
短繊維補強ゴム組成物中において、(a)、(b)両成
分と化学的に結合状態を形成している。この結合は、例
えば、カップリング剤による一次結合やグラフト結合等
の化学的結合が望ましい。
The polyamide (c) in such a form is represented by (A)
In the short fiber reinforced rubber composition, it is chemically bonded to both components (a) and (b). This bond is desirably a chemical bond such as a primary bond or a graft bond by a coupling agent.

【0026】次に、本発明の短繊維補強ゴム組成物に好
適に使用できる(b)100〜150℃の融点を持つポ
リオレフィンとしては、低密度ポリエチレン(L−P
E)、高密度ポリエチレン(H−PE)、ポリプロピレ
ン(PP)等を挙げることができる。好ましくは、融点
が100〜140℃のポリエチレンを使用する。
Next, as the polyolefin having a melting point of 100 to 150 ° C. (b) which can be suitably used in the short fiber reinforced rubber composition of the present invention, low density polyethylene (LP)
E), high density polyethylene (H-PE), polypropylene (PP) and the like. Preferably, polyethylene having a melting point of 100 to 140 ° C is used.

【0027】この(b)ポリオレフィンの融点を100
〜150℃の範囲内に規定するのは、融点が100℃未
満であると、(c)ポリアミドの短繊維への融着性が低
下してしまい、一方、融点が150℃を超えると、加工
性が悪化し、ゴム練り時に溶融させることができなくな
るためである。好ましくは100〜140℃である。
The melting point of the polyolefin (b) is 100
When the melting point is less than 100 ° C., the fusion property of the polyamide (c) to short fibers is reduced. On the other hand, when the melting point exceeds 150 ° C., the processing is performed. This is because the property deteriorates and it becomes impossible to melt the rubber during kneading. Preferably it is 100-140 degreeC.

【0028】また、(b)ポリオレフィンの十分な分散
を実現するために、当該(b)ポリオレフィンの混練時
の温度、すなわち、加硫剤、加硫促進剤を含まない練り
ステージにおける最終練り温度が、(b)ポリオレフィ
ンの融点より3℃以上高いことが好ましい。
In order to sufficiently disperse (b) the polyolefin, the temperature at the time of kneading the (b) polyolefin, that is, the final kneading temperature in the kneading stage containing no vulcanizing agent or vulcanization accelerator, must be adjusted. , (B) preferably at least 3 ° C. higher than the melting point of the polyolefin.

【0029】(b)ポリオレフィンの配合量は、(a)
第1のジエン系エラストマー成分の連続相100重量部
中に、100重量部未満、好ましくは85重量部未満、
より好ましくは65重量部未満、さらにより好ましくは
45重量部未満である。(b)ポリオレフィンの配合量
を、このように(a)第1のジエン系エラストマー成分
よりも常に少なくすることにより、ジエン系エラストマ
ー連続相のマスターバッチを得ることができ、(b)ポ
リオレフィンの配合量を(a)第1のジエン系エラスト
マー成分と同等か若しくは多くすると、ポリオレフィン
相を連続相とするマスターバッチとなり、耐久性が大幅
に低下してしまうことになる。
(B) The blending amount of the polyolefin is (a)
Less than 100 parts by weight, preferably less than 85 parts by weight, in 100 parts by weight of the continuous phase of the first diene-based elastomer component,
More preferably less than 65 parts by weight, even more preferably less than 45 parts by weight. The masterbatch of the diene-based elastomer continuous phase can be obtained by making the blending amount of the (b) polyolefin always smaller than that of the (a) first diene-based elastomer component. When the amount is equal to or larger than (a) the first diene-based elastomer component, the masterbatch has a polyolefin phase as a continuous phase, and the durability is greatly reduced.

【0030】本発明の短繊維補強ゴム組成物を作製する
場合、あらかじめ(a)第1のジエン系エラストマーを
ベースにし(b)ポリオレフィンと(c)ポリアミド繊
維とで強化されたマスターバッチを作製し、それを
(B)第2のジエン系エラストマーとさらに混練りす
る。以下に、その製造例を示す。なお、配合量について
は上述の通りである。
When the short fiber reinforced rubber composition of the present invention is prepared, a masterbatch prepared in advance based on (a) the first diene-based elastomer and (b) polyolefin and (c) polyamide fibers is prepared. Then, it is further kneaded with (B) the second diene-based elastomer. Hereinafter, a production example will be described. The amount is as described above.

【0031】(1)(a)第1のジエン系エラストマー
成分およびアミン系老化防止剤を1〜3分間程度混練す
る。 (2)これに、(c)ポリアミドおよび(b)ポリオレ
フィンを投入して混練し、(c)ポリアミド及び(b)
ポリオレフィンの融点以上まで温度を上昇し、両者を溶
融させる。 (3)必要に応じてフェノール樹脂オリゴマー等のカッ
プリング剤、シランカップリング剤等を添加し、さらに
混練して(A)のマスターバッチを得る。 (4)このマスターバッチを押出し機にて押出し、延伸
して、(c)ポリアミド繊維と(b)ポリオレフィンと
で強化されたゴム組成物を得る。すなわち、ゴム成分
(ジエン系エラストマー)は、グラフト結合や、カップ
リング剤による一次結合により(c)ポリアミド及び
(b)ポリオレフィンで補強された状態になる。
(1) (a) The first diene-based elastomer component and the amine-based antioxidant are kneaded for about 1 to 3 minutes. (2) To this, (c) polyamide and (b) polyolefin are charged and kneaded, and (c) polyamide and (b)
The temperature is raised to above the melting point of the polyolefin and both are melted. (3) If necessary, a coupling agent such as a phenol resin oligomer, a silane coupling agent, and the like are added, and the mixture is further kneaded to obtain the master batch (A). (4) The master batch is extruded with an extruder and stretched to obtain a rubber composition reinforced with (c) polyamide fibers and (b) polyolefin. That is, the rubber component (diene-based elastomer) is reinforced with the polyamide (c) and the polyolefin (b) by the graft bond or the primary bond by the coupling agent.

【0032】(5)得られた(A)のマスターバッチに
対し、(B)第2のジエン系エラストマーを適宜添加し
て、配合物中の(c)ポリアミド及び(b)ポリオレフ
ィンを所望の配合量(割合)に調節し、さらに、これ
に、加硫剤、加硫促進剤および加硫促進助剤を除いて、
ゴム工業で通常使用されている配合材料を配合し、バン
バリーミキサー、ニーダー等により混練する。かかる配
合材料としては、有機不飽和脂肪酸(必要に応じて)、
カーボンブラックやシリカ等の充填剤、亜鉛華、老化防
止剤、ステアリン酸、プロセスオイル等を挙げることが
できる。この工程は、「最終練り温度」が(b)ポリオ
レフィンの融点より3℃以上高い温度となるようにして
30秒〜10分で混練する。これは、(b)ポリオレフ
ィンと(c)ポリアミドの融着混合物の分散を確保する
ためである。 (6)最後に、加硫剤、加硫促進剤および加硫促進助剤
を投入して、各ゴム薬品が十分に分散するまで混練し、
目的のゴム組成物を得る。
(5) To the obtained master batch (A), (B) a second diene-based elastomer is appropriately added, and the polyamide (c) and the polyolefin (b) in the blend are mixed in a desired manner. To the amount (proportion), and, except for the vulcanizing agent, vulcanization accelerator and vulcanization accelerator,
Compounding materials commonly used in the rubber industry are compounded and kneaded with a Banbury mixer, kneader or the like. Such compounding materials include organic unsaturated fatty acids (if necessary),
Examples include fillers such as carbon black and silica, zinc white, an antioxidant, stearic acid, and process oil. In this step, kneading is performed for 30 seconds to 10 minutes so that the “final kneading temperature” is a temperature higher than the melting point of the polyolefin (b) by 3 ° C. or more. This is to ensure dispersion of the fusion mixture of (b) polyolefin and (c) polyamide. (6) Finally, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and a vulcanization accelerator are added and kneaded until each rubber chemical is sufficiently dispersed.
Obtain the desired rubber composition.

【0033】上記有機不飽和脂肪酸の好ましい例として
は、脱水ひまし油脂肪酸が挙げられる。この脱水ひまし
油脂肪酸は、ひまし油を脱水反応して得られる。この脱
水ひまし油脂肪酸の場合、共役ジエン系酸としては、
9,11−オクタデカジエン酸が主であり、その他の有
機不飽和脂肪酸には非共役のオクタデカジエン酸が主と
して含まれる。他の非共役の不飽和脂肪酸としては、リ
ノール酸、リノレイン酸なども挙げられる。
Preferred examples of the organic unsaturated fatty acids include dehydrated castor oil fatty acids. This dehydrated castor oil fatty acid is obtained by a dehydration reaction of castor oil. In the case of this dehydrated castor oil fatty acid, as the conjugated diene acid,
The main component is 9,11-octadecadienoic acid, and other organic unsaturated fatty acids mainly include non-conjugated octadecadienoic acid. Other non-conjugated unsaturated fatty acids also include linoleic acid, linoleic acid, and the like.

【0034】有機不飽和脂肪酸は、加工性及び異方性を
大幅に向上させる効果があるため、ゴム成分100重量
部に対して0.5〜10重量部配合することが好まし
い。更に、本発明のゴム組成物には、前記有機不飽和脂
肪酸に加えて、ステアリン酸に代表される従来より使用
されている脂肪酸類を併用すると一層効果的である。
Since the organic unsaturated fatty acid has the effect of greatly improving processability and anisotropy, it is preferable to add 0.5 to 10 parts by weight to 100 parts by weight of the rubber component. Further, in the rubber composition of the present invention, it is more effective to use a conventionally used fatty acid represented by stearic acid in addition to the organic unsaturated fatty acid.

【0035】本発明のゴム組成物は、(a)ジエン系ゴ
ムと(c)ポリアミドとが化学的に結合すると共に、該
(c)ポリアミドには(b)ポリオレフィンが融着され
た状態となり、該(c)ポリアミドの特性である耐破断
性、耐疲労性の向上及び(b)ポリオレフィンの特性で
ある異方性向上が複合化されることにより異方性を大幅
に向上せしめることができ、有機不飽和脂肪酸をも配合
した場合には、前記のとおり、異方性をより高めること
ができる。
In the rubber composition of the present invention, (a) a diene rubber and (c) a polyamide are chemically bonded, and (b) a polyolefin is fused to the (c) polyamide. Anisotropy can be greatly improved by compounding (c) the improvement of rupture resistance and fatigue resistance which are the characteristics of polyamide and (b) the improvement of anisotropy which is the characteristic of polyolefin. When an organic unsaturated fatty acid is also incorporated, the anisotropy can be further increased as described above.

【0036】前記製造例で示すマスターバッチの、より
具体的な製造例を以下に示す。かかるマスターバッチ
は、(1)(a)ゴム成分と、(c)ポリアミドと、
(b)ポリオレフィンとの3成分において、(a)成分
と(b)成分からなるマトリックスを調製する工程、
(2)(c)成分を結合剤と反応させる工程、(3)上
記マトリックスと、結合剤と反応させた(c)成分とを
溶融、混練する工程、(4)得られた混練物を、(c)
成分の融点以上の温度で押出し、次いで(c)成分の融
点より低い温度で延伸及び/又は圧延する工程、により
製造することができるが、これら(1)〜(4)の工程
について以下に夫々説明する。
A more specific production example of the master batch shown in the above production example is shown below. Such a masterbatch comprises (1) (a) a rubber component, (c) a polyamide,
(B) preparing a matrix consisting of component (a) and component (b) in the three components of polyolefin;
(2) a step of reacting the component (c) with a binder, (3) a step of melting and kneading the matrix and the component (c) reacted with the binder, and (4) a step of mixing the obtained kneaded material with: (C)
It can be produced by extruding at a temperature equal to or higher than the melting point of the component, and then stretching and / or rolling at a temperature lower than the melting point of the component (c). These steps (1) to (4) will be described below. explain.

【0037】先ず、(1)工程における(a)成分と
(b)成分からなるマトリックスを調製する工程につい
て説明する。(a)成分と(b)成分からなるマトリッ
クスを調製するには、例えば(b)成分を先に結合剤と
ともに溶融混練して反応させ、これと(a)成分とを溶
融・混練すればよい。また、(a)成分と(b)成分と
を結合剤とともに溶融、混練してもよい。溶融、混練
は、樹脂やゴムの混練に通常用いられている装置で行う
ことができる。このような装置としては、バンバリー型
ミキサー、ニーダー、ニーダーエキストルーダー、オー
プンロール、一軸混練機、二軸混練機等が挙げられる。
First, the step of preparing a matrix comprising the components (a) and (b) in the step (1) will be described. In order to prepare a matrix composed of the component (a) and the component (b), for example, the component (b) is first melt-kneaded with a binder and reacted, and then this and the component (a) are melted and kneaded. . Further, the component (a) and the component (b) may be melted and kneaded together with a binder. Melting and kneading can be performed by an apparatus usually used for kneading resin or rubber. Examples of such an apparatus include a Banbury mixer, a kneader, a kneader extruder, an open roll, a single-screw kneader, and a twin-screw kneader.

【0038】結合剤の量は、(b)成分100重量部に
対し0.1〜2.0重量部の範囲が好ましく、特に好ま
しくは0.2〜1.0重量部の範囲である。結合剤の量
が0.1重量部よりも少ないと、強度の高い組成物が得
られず、2.0重量部よりも多いとモジュラスに優れた
組成物が得られない。
The amount of the binder is preferably in the range of 0.1 to 2.0 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 1.0 part by weight, per 100 parts by weight of component (b). When the amount of the binder is less than 0.1 part by weight, a composition having high strength cannot be obtained, and when the amount is more than 2.0 parts by weight, a composition having excellent modulus cannot be obtained.

【0039】結合剤としては、シランカップリング剤、
チタネートカップリング剤、ノボラック型アルキルフェ
ノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド初期縮合物、ノボラック
型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型
フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、不飽和カルボ
ン酸及びその誘導体、有機過酸化物等、高分子のカップ
リング剤として通常用いられているものを用いることが
できる。これらの結合剤のうち、(a)成分や(b)成
分をゲル化させることが少なく、且つこれらの成分の界
面に強固な結合を形成し得る点で、シランカップリング
剤が好ましい。シランカップリング剤としては、ビニル
トリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリ
アセチルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−〔N−(β−メタクリロキシエチル)
−N,N−ジメチルアンモニウム(クロライド)〕プロ
ピルメトキシシラン、及びスチリルジアミノシラン等、
ビニル基、及びアルコキシ基等の、他から水素原子を奪
って脱離し易い基及び/又は極性基を有するシランカッ
プリング剤が好ましく用いられる。
As the binder, a silane coupling agent,
Titanate coupling agent, novolak type alkylphenol formaldehyde precondensate, resol type alkylphenol formaldehyde precondensate, novolak type phenol formaldehyde precondensate, resol type phenol formaldehyde precondensate, unsaturated carboxylic acid and its derivative, organic peroxide, etc. Alternatively, those commonly used as a polymer coupling agent can be used. Among these binders, a silane coupling agent is preferable because the component (a) and the component (b) are less likely to gel, and a strong bond can be formed at the interface between these components. Examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriacetylsilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- [N- (β-methacryloxy ethyl)
-N, N-dimethylammonium (chloride)] propylmethoxysilane and styryldiaminosilane;
A silane coupling agent having a group, such as a vinyl group and an alkoxy group, which easily desorbs a hydrogen atom from another and / or a polar group is preferably used.

【0040】結合剤としてシランカップリング剤を用い
る際は、有機過酸化物を併用することができる。有機過
酸化物としては、1分半減期温度が、(b)成分の融点
あるいは(a)成分の融点のいずれか高い方と同じ温度
ないしこの温度より30℃ほど高い温度の範囲であるも
のが好ましく用いられる。具体的には1分半減期温度が
110〜200℃程度のものが好ましく用いられる。か
かる有機過酸化物としては、1,1−ジ−t−ブチルパ
ーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、
2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、4,4−ジ
−t−ブチルパーオキシバレリル酸n−ブチルエステ
ル、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシ
シクロヘキサン)プロピル、パーオキシネオデカン酸
2,2,4−トリメチルペンチル、パーオキシネオデカ
ン酸t−ブチル、パーオキシ酢酸t−ブチル、パーオキ
シラウリル酸t−ブチル、パーオキシ安息香酸t−ブチ
ル、パーオキシイソフタル酸t−ブチル等が挙げられ
る。
When a silane coupling agent is used as a binder, an organic peroxide can be used in combination. As the organic peroxide, those having a one-minute half-life temperature in the range of the same temperature as the higher of the melting point of the component (b) or the melting point of the component (a) or a temperature about 30 ° C. higher than this temperature are used. It is preferably used. Specifically, those having a one-minute half-life temperature of about 110 to 200 ° C. are preferably used. Such organic peroxides include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane,
1,1-di-t-butylperoxycyclohexane,
2,2-di-t-butylperoxybutane, 4,4-di-t-butylperoxyvaleryl acid n-butyl ester, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexane ) Propyl, 2,2,4-trimethylpentyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxybenzoate, t-peroxyisophthalate -Butyl and the like.

【0041】有機過酸化物の使用量は、(b)成分10
0重量部に対し0.01〜1.0重量部の範囲が好まし
い。
The amount of the organic peroxide to be used is as follows:
The range of 0.01 to 1.0 part by weight relative to 0 part by weight is preferable.

【0042】但し、(a)成分と(b)成分とをシラン
カップリング剤とともに溶融、混練してシラン変性する
場合において、(a)成分に天然ゴムやポリイソプレ
ン、あるいはイソプレン系共重合体を用いるときは、有
機過酸化物を用いなくてもよい。これは、イソプレン構
造を持つゴムは、混練時にメカノケミカル反応によって
主鎖の切断が起こり、主鎖末端に−COO・基を有する
一種の過酸化物が生成し、これが上記の有機過酸化物と
ほぼ同様の作用をすると考えられるからである。
However, when the component (a) and the component (b) are melted and kneaded together with a silane coupling agent to modify the silane, the natural rubber, polyisoprene or isoprene copolymer is added to the component (a). When used, an organic peroxide may not be used. This is because rubber having an isoprene structure undergoes a main chain scission due to a mechanochemical reaction during kneading, and a type of peroxide having a -COO. Group at the end of the main chain is generated. This is because it is considered that they perform almost the same operation.

【0043】次に、(c)成分を上記マトリックスと混
練する工程について説明する。(c)成分は、予め結合
剤と溶融混練して反応させてから上記マトリックスと溶
融混練してもよいし、結合剤の存在下で上記マトリック
スと溶融混練してもよい。溶融混練は、樹脂やゴムの混
練に通常用いられている装置、例えば、バンバリー型ミ
キサー、ニーダー、ニーダーエキストルーダー、オープ
ンロール、一軸混練機、二軸混練機等で行うことができ
ることは、上記マトリックス調製の場合と同様である。
Next, the step of kneading the component (c) with the above matrix will be described. The component (c) may be melt-kneaded with the binder in advance and then melt-kneaded with the matrix, or may be melt-kneaded with the matrix in the presence of the binder. Melt kneading can be performed by a device usually used for kneading a resin or rubber, for example, a Banbury mixer, a kneader, a kneader extruder, an open roll, a single-screw kneader, a twin-screw kneader, or the like. Same as in the preparation.

【0044】(c)成分に対する結合剤の割合は、
(c)成分と結合剤の合計量を100重量%としたと
き、0.1〜5.5重量%の範囲が好ましく、0.2〜
5.5重量%の範囲が特に好ましく、0.2〜3重量%
の範囲が最も好ましい。
The ratio of the binder to the component (c) is as follows:
When the total amount of the component (c) and the binder is 100% by weight, the range is preferably 0.1 to 5.5% by weight, and 0.2 to 5.5% by weight.
A range of 5.5% by weight is particularly preferred, and 0.2 to 3% by weight.
Is most preferable.

【0045】結合剤としては、シランカップリング剤、
チタネートカップリング剤、ノボラック型アルキルフェ
ノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド初期縮合物、ノボラック
型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、レゾール型
フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、不飽和カルボ
ン酸及びその誘導体、有機過酸化物等、高分子のカップ
リング剤として通常用いられているものを用いることが
できる。これらの結合剤のうち、(c)成分をゲル化さ
せることが少なく、且つマトリックスとの界面に強固な
結合を形成し得る点で、シランカップリング剤が最も好
ましい。シランカップリング剤としては、アルコキシ
基、ビニル基等、脱水反応や脱アルコール反応等により
(c)成分の−NHCO−結合の窒素原子と結合を形成
し得る基を有するものが挙げられる。かかるシランカッ
プリング剤としては、具体的には、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β
−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセチルシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−〔N−(β−メタクリロキシエチル)−N,N−ジ
メチルアンモニウム(クロライド)〕プロピルメトキシ
シラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、及びスチリルジアミノシラン、γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
As the binder, a silane coupling agent,
Titanate coupling agent, novolak type alkylphenol formaldehyde precondensate, resol type alkylphenol formaldehyde precondensate, novolak type phenol formaldehyde precondensate, resol type phenol formaldehyde precondensate, unsaturated carboxylic acid and its derivative, organic peroxide, etc. Alternatively, those commonly used as a polymer coupling agent can be used. Among these binders, a silane coupling agent is most preferred because it hardly causes the component (c) to gel and can form a strong bond at the interface with the matrix. Examples of the silane coupling agent include those having a group capable of forming a bond with a nitrogen atom of an —NHCO— bond of the component (c) by a dehydration reaction, a dealcoholation reaction, or the like, such as an alkoxy group and a vinyl group. As such a silane coupling agent, specifically, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β
-Methoxyethoxy) silane, vinyltriacetylsilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
γ- [N- (β-methacryloxyethyl) -N, N-dimethylammonium (chloride)] propylmethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, and styryldiaminosilane, γ-
Ureidopropyltriethoxysilane and the like.

【0046】この工程において、マトリックスと(c)
成分とを溶融、混練する温度は、(c)成分の融点以上
である必要がある。(c)成分の融点よりも低い温度で
溶融、混練を行っても、混練物は、マトリックス中に
(c)成分の微細な粒子が分散した構造にはならず、従
って、かかる混練物を紡糸、延伸しても、(c)成分は
微細な繊維にはなり得ないからである。また、混練温度
は、(b)成分のポリオレフィンの融点またはビカット
軟化点以上の温度であることが好ましい。
In this step, the matrix and (c)
The temperature at which the components are melted and kneaded must be equal to or higher than the melting point of component (c). Even if melting and kneading are performed at a temperature lower than the melting point of the component (c), the kneaded material does not have a structure in which the fine particles of the component (c) are dispersed in the matrix. This is because the component (c) cannot be made into fine fibers even when drawn. The kneading temperature is preferably a temperature higher than the melting point or Vicat softening point of the polyolefin of the component (b).

【0047】上記工程で得られた混練物を、紡糸口金或
いはインフレーション用ダイ又はTダイから押出し、次
いでこれを延伸又は圧延する。
The kneaded product obtained in the above step is extruded from a spinneret, an inflation die or a T die, and then stretched or rolled.

【0048】この工程においては、紡糸又は押出によっ
て、混練物中の(c)成分の微粒子が繊維に変形する。
この繊維は、それに引き続く延伸又は圧延によって延伸
処理され、より強固な繊維となる。従って、紡糸及び押
出は(c)成分の融点以上の温度で実施する必要があ
り、延伸及び圧延は(c)成分の融点よりも低い温度で
実施する必要がある。
In this step, the fine particles of the component (c) in the kneaded material are transformed into fibers by spinning or extrusion.
This fiber is drawn by subsequent drawing or rolling, and becomes a stronger fiber. Therefore, spinning and extrusion must be performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the component (c), and stretching and rolling must be performed at a temperature lower than the melting point of the component (c).

【0049】紡糸又は押出、及びこれに引き続く延伸或
いは圧延は、例えば、混練物を紡糸口金から押出して紐
状乃至糸状に紡糸し、これをドラフトを掛けつつボビン
等に巻き取る等の方法で実施できる。ここでドラフトを
掛けるとは、紡糸速度よりも巻取速度を高くとることを
いう。巻取速度/紡糸速度の比(ドラフト比)は1.5
〜100の範囲とすることが好ましく、2〜50の範囲
とすることが特に好ましい。最も好ましいドラフト比の
範囲は3〜30である。
The spinning or extrusion and the subsequent stretching or rolling are carried out, for example, by extruding the kneaded material from a spinneret, spinning it into a string or a thread, and winding it around a bobbin while drafting it. it can. Here, "drafting" means that the winding speed is higher than the spinning speed. Winding speed / spinning speed ratio (draft ratio) is 1.5
The range is preferably from 100 to 100, and particularly preferably from 2 to 50. The most preferred range of the draft ratio is 3-30.

【0050】この工程は、この他、紡糸した混練物を圧
延ロール等で連続的に圧延することによっても実施でき
る。更に、混練物をインフレーション用ダイやTダイか
ら押出しつつ、これをドラフトを掛けつつロール等に巻
き取ることによっても実施できる。また、ドラフトを掛
けつつロールに巻き取る代わりに圧延ロール等で圧延し
てもよい。
This step can also be carried out by continuously rolling the spun kneaded material with a rolling roll or the like. Further, it can be carried out by extruding the kneaded material from an inflation die or a T-die and winding it around a roll while drafting. Also, instead of rolling up the roll while drafting, it may be rolled by a rolling roll or the like.

【0051】延伸或いは圧延後のマスターバッチはペレ
ットとすることが好ましい。これは、ペレットとするこ
とによって追加の(B)ジエン系ゴムと均一に混練でき
るからである。
It is preferable that the master batch after stretching or rolling is pelletized. This is because the pellets can be uniformly kneaded with the additional (B) diene rubber.

【0052】[0052]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して、本発明に
ついて具体的に説明する。先ず、実施例及び比較例の空
気入りタイヤに用いた繊維補強部材層のマスターバッチ
の調製について説明する。〔マスターバッチ1〜4の調
製〕(a)成分として天然ゴム(NR、SMR−L)を
用い、(b)成分として高密度ポリエチレン(PE)
(三菱化学(株)製三菱ポリエチHJ560、融点13
5℃)を、また(c)成分としてナイロン6(PA)
(宇部興産株式会社製、宇部ナイロン1030B、融点
215〜220℃、分子量30,000)を用いた。
(b)成分は、当該(b)成分100重量部に対し0.
5重量部のγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、及び0.1重量部の4,4−ジ−t−ブチルパー
オキシバレリン酸n−ブチルエステルと溶融混練して変
性させた。(c)成分は、当該(c)成分100重量部
に対し1.0重量部のN−β(アミノエチル)γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランと溶融混練して変性させ
た。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. First, preparation of a master batch of a fiber reinforcing member layer used for the pneumatic tires of the examples and comparative examples will be described. [Preparation of master batches 1 to 4] Using natural rubber (NR, SMR-L) as component (a) and high density polyethylene (PE) as component (b)
(Mitsubishi Chemical Co., Ltd. Mitsubishi Polyethylene HJ560, melting point 13
5 ° C.) and nylon 6 (PA) as the component (c).
(Ube Nylon 1030B, melting point: 215 to 220 ° C, molecular weight: 30,000, manufactured by Ube Industries, Ltd.) was used.
The component (b) is added in an amount of 0.1 to 100 parts by weight of the component (b).
5 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl 4,4-di-t-butylperoxyvalerate were melt-kneaded for modification. The component (c) was modified by melt-kneading 1.0 part by weight of N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane with respect to 100 parts by weight of the component (c).

【0053】これら変性した成分(b)、(c)と成分
(a)とを次のような順で加工し、マスターバッチを得
た。先ず、上記のように変性した(b)成分を(a)成
分と、下記の表1に示す配合割合でバンバリー型ミキサ
ーで混練してマトリックスを調製し、170℃でダンプ
後ペレット化した。次いで、このマトリックスと(c)
成分を、下記の表1に示す配合割合で240℃に加温し
た二軸混練機で混練し、混練物をペレット化した。得ら
れた混練物を245℃にセットした一軸押出機で紐状に
押出し、ドラフト比10で引き取りつつペレタイザーで
ペレット化した。得られたマスターバッチ1乃至3は天
然ゴムが連続層を構成したが、マスターバッチ4は高密
度ポリエチレンが連続層であった。得られたペレットを
o−ジクロロベンセンとキシレンの混合溶媒中で還流し
て、ポリオレフィン及びNRを除去し、残った繊維の形
状や直径を電子顕微鏡で観察したところ、下記の表1に
示す平均繊維径であることが確認できた。
The modified components (b) and (c) and the component (a) were processed in the following order to obtain a master batch. First, the component (b) modified as described above was kneaded with the component (a) in a mixing ratio shown in Table 1 below using a Banbury-type mixer to prepare a matrix, which was dumped at 170 ° C. and pelletized. Then, this matrix and (c)
The components were kneaded in a biaxial kneader heated to 240 ° C. at the mixing ratio shown in Table 1 below, and the kneaded product was pelletized. The obtained kneaded material was extruded in a string shape with a single screw extruder set at 245 ° C., and pelletized with a pelletizer while being drawn at a draft ratio of 10. In the obtained masterbatches 1 to 3, natural rubber constituted a continuous layer, whereas in masterbatch 4, high-density polyethylene was a continuous layer. The obtained pellets were refluxed in a mixed solvent of o-dichlorobenzene and xylene to remove polyolefin and NR, and the shape and diameter of the remaining fibers were observed with an electron microscope. The average fibers shown in Table 1 below were obtained. The diameter was confirmed.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】次に、前記各種マスターバッチを用いて、
さらに下記の表2〜表3に示す配合内容にて、240リ
ットルの量産型バンバリーミキサーを用いて調製した各
種繊維補強ゴム組成物について、室温および100℃の
50%引張り応力(Mod50%)をJIS K630
1に準じ、ダンベル状3号試験片にて短繊維配向方向と
それに対し垂直方向の2方向について夫々測定した。
Next, using the various masterbatches,
Further, with respect to the various fiber-reinforced rubber compositions prepared by using a 240-liter mass-produced Banbury mixer with the contents shown in Tables 2 and 3, the 50% tensile stress (Mod 50%) at room temperature and 100 ° C. was JIS. K630
According to No. 1, the dumbbell-shaped No. 3 test piece was measured in the short fiber orientation direction and in two directions perpendicular thereto.

【0056】また、得られた短繊維補強ゴム組成物につ
いて次のようにして疲労試験を実施した。JIS K6
301に基づく屈曲疲労試験を行った。短繊維の配向方
向をサンプルの長手方向とし、亀裂長さが5mmに達す
るのに要する屈曲回数を測定した(屈曲回数は、300
回/minにて実施)。評価は、亀裂長さが5mmに達
するまでの回数を、各実施例において配合的に対応する
比較例を夫々100として直接対比で指数にて表示し
た。数値が大なる程結果が良好である。
Further, a fatigue test was performed on the obtained short fiber reinforced rubber composition as follows. JIS K6
A flex fatigue test based on No. 301 was performed. The orientation direction of the short fibers was taken as the longitudinal direction of the sample, and the number of bending times required for the crack length to reach 5 mm was measured (the number of bending times was 300.
Times / min). In the evaluation, the number of times until the crack length reached 5 mm was indicated by an index in direct comparison with each comparative example corresponding to 100 in each example. The higher the value, the better the result.

【0057】さらに、ダンプ温度150℃における練り
時間についても同様の直接対比にて逆数をとり指数にて
表示した。数値が大なる程結果が良好である。さらに、
未加硫ゴムシート中の微細繊維の分散レベルについても
評価した。評価方法は次の通りである。未加硫ゴムを−
100℃前後まで液体窒素内で冷却し、固化させた状態
で衝撃を与えることで割断面を得、その割断面表面を光
学顕微鏡で観察した(倍率175倍)。1mm×1mm
の観察領域の中に存在する100μm以上の塊状物の個
数を数えた。観察数は、任意に選んだ1cm(100
コマ)について行い、1cmあたりに存在する塊状物
の個数として示した。得られた結果を下記の表2〜表3
に併記する。
Further, the kneading time at a dump temperature of 150 ° C. was represented by an index by taking the reciprocal of the same direct comparison. The higher the value, the better the result. further,
The dispersion level of the fine fibers in the unvulcanized rubber sheet was also evaluated. The evaluation method is as follows. Unvulcanized rubber
It was cooled in liquid nitrogen to about 100 ° C., and a shock was applied in a solidified state to obtain a fractured surface, and the fractured surface was observed with an optical microscope (175 times magnification). 1mm x 1mm
The number of the lump having a size of 100 μm or more existing in the observation area was counted. The number of observations was 1 cm 2 (100
Coma), and the results are shown as the number of lumps present per 1 cm 2 . The obtained results are shown in Tables 2 and 3 below.
It is described together.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】[0059]

【表3】 * N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスル
フェンアミド
[Table 3] * N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の短繊
維補強ゴム組成物においては、工業的な大容量規模での
作業性に優れ、しかも耐久性および異方性にも優れた効
果を奏する。
As described above, the short fiber reinforced rubber composition of the present invention has excellent industrial large-scale workability, and also has excellent durability and anisotropy. Play.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 77:00) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) C08L 77:00)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)第1のジエン系エラストマーと、
(b)100〜150℃の融点を持つポリオレフィン
と、(c)主鎖中にアミド基を有する熱可塑性ポリマー
とからなり、(a)成分の連続相100重量部中に、1
00重量部未満の(b)成分が分散したマトリックスを
構成し、該マトリックス中に(c)成分が微細な繊維と
して分散している(A)短繊維補強ゴム組成物を、
(B)第2のジエン系エラストマーと混練りしてなる短
繊維補強ゴム組成物であって、(a)第1のジエン系エ
ラストマーと(B)第2のジエン系エラストマーとの合
計量100重量部に対し、(c)成分が5〜30重量部
であり、かつ(c)成分が微細かつ均一に分散している
ことを特徴とする短繊維補強ゴム組成物。
(A) a first diene elastomer,
(B) a polyolefin having a melting point of 100 to 150 ° C., and (c) a thermoplastic polymer having an amide group in the main chain.
(A) a short fiber reinforced rubber composition comprising a matrix in which the component (b) of less than 00 parts by weight is dispersed and the component (c) is dispersed as fine fibers in the matrix;
(B) a short fiber reinforced rubber composition kneaded with a second diene elastomer, wherein the total amount of (a) the first diene elastomer and (B) the second diene elastomer is 100 wt. Component (c) is 5 to 30 parts by weight, and component (c) is finely and uniformly dispersed with respect to parts, and the short fiber reinforced rubber composition is characterized in that:
【請求項2】 前記(c)成分が、前記(a)および
(b)の両成分と化学的に結合している(A)短繊維補
強ゴム組成物である請求項1記載の短繊維補強ゴム組成
物。
2. The short fiber reinforcement according to claim 1, wherein the component (c) is a short fiber reinforced rubber composition (A) chemically bonded to both the components (a) and (b). Rubber composition.
【請求項3】 前記(a)成分と(b)成分とからなる
マトリックス中の(c)成分が、平均径(D)が0.0
5〜1.0μmで、かつ平均長さ(L)と平均径(D)
との比(L/D)が10〜2000である微細な繊維状
態で存在する請求項1又は2記載の短繊維補強ゴム組成
物。
3. The component (c) in the matrix comprising the component (a) and the component (b) has an average diameter (D) of 0.0
5 to 1.0 μm, average length (L) and average diameter (D)
The short fiber-reinforced rubber composition according to claim 1 or 2, which exists in a fine fiber state having a ratio (L / D) of 10 to 2,000.
【請求項4】 前記(A)短繊維補強ゴム組成物中の
(a)成分連続相100重量部中に占める(b)成分の
量が85重量部未満である請求項1〜3のうちいずれか
一項記載の短繊維補強ゴム組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the component (b) accounts for less than 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) continuous phase in the rubber composition (A). 9. The short fiber reinforced rubber composition according to claim 1.
【請求項5】 前記(A)短繊維補強ゴム組成物中の
(a)成分連続相100重量部中に占める(b)成分の
量が65重量部未満である請求項1〜3のうちいずれか
一項記載の短繊維補強ゴム組成物。
5. The method according to claim 1, wherein the component (b) accounts for less than 65 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) continuous phase in the rubber composition (A). 9. The short fiber reinforced rubber composition according to claim 1.
【請求項6】 前記(A)短繊維補強ゴム組成物中の
(a)成分連続相100重量部中に占める(b)成分の
量が45重量部未満である請求項1〜3のうちいずれか
一項記載の短繊維補強ゴム組成物。
6. The method according to claim 1, wherein the amount of the component (b) occupied by 100 parts by weight of the continuous phase of the component (a) in the rubber composition (A) is less than 45 parts by weight. 9. The short fiber reinforced rubber composition according to claim 1.
【請求項7】 前記(A)短繊維補強ゴム組成物中の
(a)成分連続相100重量部中に占める(c)成分の
量が50重量部以上、110重量部未満である請求項1
〜6のうちいずれか一項記載の短繊維補強ゴム組成物。
7. An amount of the component (c) occupying in 100 parts by weight of the continuous phase (a) in the short fiber reinforced rubber composition (A) is not less than 50 parts by weight and less than 110 parts by weight.
The staple fiber reinforced rubber composition according to any one of claims 6 to 6.
【請求項8】 前記(A)短繊維補強ゴム組成物中の
(a)成分連続相100重量部中に占める(c)成分の
量が50重量部以上、100重量部未満である請求項1
〜6のうちいずれか一項記載の短繊維補強ゴム組成物。
8. The amount of the component (c) occupying in 100 parts by weight of the continuous phase of the component (a) in the short fiber reinforced rubber composition (A) is 50 parts by weight or more and less than 100 parts by weight.
The staple fiber reinforced rubber composition according to any one of claims 6 to 6.
JP32427498A 1998-11-13 1998-11-13 Staple fiber-reinforced rubber composition Pending JP2000143875A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32427498A JP2000143875A (en) 1998-11-13 1998-11-13 Staple fiber-reinforced rubber composition
US09/438,839 US6391971B1 (en) 1998-11-13 1999-11-12 Short fiber-reinforced rubber composition and pneumatic radial tire using the same
EP99309015A EP1000972A1 (en) 1998-11-13 1999-11-12 Short fiber-reinforced rubber composition and pneumatic radial tire using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32427498A JP2000143875A (en) 1998-11-13 1998-11-13 Staple fiber-reinforced rubber composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000143875A true JP2000143875A (en) 2000-05-26

Family

ID=18163985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32427498A Pending JP2000143875A (en) 1998-11-13 1998-11-13 Staple fiber-reinforced rubber composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000143875A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146109A (en) * 2000-11-16 2002-05-22 Bridgestone Corp Rubber composition and tire
WO2008026561A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Daimaru Sangyo Kaisha., Ltd. Fiber-reinforced elastic body

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146109A (en) * 2000-11-16 2002-05-22 Bridgestone Corp Rubber composition and tire
WO2008026561A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Daimaru Sangyo Kaisha., Ltd. Fiber-reinforced elastic body
JP2008056753A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Daimaru Sangyo Kk Fiber-reinforced elastomer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69817426T2 (en) Elastomer reinforced with synthetic resin, process for its production and its use in tires
JP3379208B2 (en) Fiber reinforced elastic body and method for producing the same
WO2012046519A1 (en) Fiber-reinforced elastomer and method for manufacturing same
JP3661736B2 (en) Method for producing polyolefin-polyamide resin composition
JP5183046B2 (en) Fiber reinforced elastic body
JP3622470B2 (en) Polyamide fiber reinforced rubber composition and production method thereof
JP3326957B2 (en) Fiber reinforced thermoplastic composition and method for producing the same
JP2000143875A (en) Staple fiber-reinforced rubber composition
JP4479124B2 (en) Rubber composition
US6391971B1 (en) Short fiber-reinforced rubber composition and pneumatic radial tire using the same
JPH10315717A (en) Pneumatic radial tire
JP2004149635A (en) Polyolefin resin composition and method for producing the same
JPH0987434A (en) Rubber composition for transmission belt
JP4007706B2 (en) Surface-treated carbon black-containing thermoplastic elastomer composition for rubber reinforcement
JP3120711B2 (en) Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin composition
JPH07330962A (en) Bead filler rubber composition
JP3624488B2 (en) Rubber composition for hose
JPH07330961A (en) Rubber composition for tire cord coating
JPH083369A (en) Rubber composition for base tread
JPH07330960A (en) Belt cushion rubber composition
JP3154390B2 (en) Method for producing fiber-reinforced elastic composition
JPH083368A (en) Composition for rubber chafer
JP3453760B2 (en) Polyamide fiber reinforced elastic composition and method for producing the same
JP2000142037A (en) Pneumatic radial tire
JPH083370A (en) Rubber composition for sidewall