JP2006213791A - Zinc flower-containing wet masterbatch, method for producing the same, and rubber composition and tire each using the same - Google Patents

Zinc flower-containing wet masterbatch, method for producing the same, and rubber composition and tire each using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber masterbatch having heat resistance, reinforcing properties, and abrasion resistance improved by improving the dispersibility of zinc flower in a rubber, to provide a method for producing the same, and to provide a rubber composition and a tire each using the same. <P>SOLUTION: What is provided is a method for producing a wet masterbatch which is a method for producing a zinc flower-containing wet masterbatch and comprises preparing slurry by previously dispersing a specified filler and zinc flower in a solution by means of a high-shear mixer, mixing the slurry with a rubber solution to coagulate the rubber; a rubber composition obtained by using the masterbatch; and a tire using the same. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、亜鉛華含有ウェットマスターバッチに関し、詳しくは、補強性及び耐摩耗性が改良された亜鉛華含有ウェットマスターバッチ及びその製造方法、並びにこれを用いたゴム組成物及びタイヤに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a zinc white-containing wet masterbatch, and more particularly to a zinc white-containing wet masterbatch with improved reinforcement and wear resistance, a method for producing the same, and a rubber composition and a tire using the same.

通常、ゴム業界では、亜鉛華は加硫促進助剤として、ジエン系ゴム配合では必要不可欠なものとして用いられている。この亜鉛華は、一次粒子径は、通常1μm以下で、バンバリーミキサーやニーダー等の密閉式ミキサーやオープンロールを用いて他の配合剤と一緒に配合されているが、亜鉛華の比重は約5と重く、また凝集性が強いため、ゴム中で良好な分散を得ることが難しく、数十μmの凝集塊が多く見られる。
一方、ウェットマスターバッチは充填材の分散性が良好で、優れたゴム物性が得られることは一般に知られている(特許文献1〜3)。これらの特許文献には、ウェットマスターバッチの製造に用いるスラリー溶液に一般のゴム配合剤を添加できることが記載されているが、その分散方法については特に記載されていない。
Usually, in the rubber industry, zinc white is used as a vulcanization accelerating aid and indispensable for blending diene rubbers. This zinc flower usually has a primary particle size of 1 μm or less and is blended together with other compounding agents using a closed mixer such as a Banbury mixer or a kneader or an open roll, but the specific gravity of zinc flower is about 5 Since it is heavy and has high cohesiveness, it is difficult to obtain good dispersion in the rubber, and many agglomerates of several tens of μm are observed.
On the other hand, it is generally known that a wet masterbatch has good dispersibility of the filler and that excellent rubber properties can be obtained (Patent Documents 1 to 3). In these patent documents, it is described that a general rubber compounding agent can be added to the slurry solution used in the production of the wet masterbatch, but the dispersion method is not particularly described.

特公昭54−10576号公報Japanese Patent Publication No.54-10576 特公昭51−43851号公報Japanese Patent Publication No.51-43851 特公昭36−22729号公報Japanese Patent Publication No.36-22729

本発明は、かかる状況下で、ゴムへの亜鉛華の分散性を高め、改良された補強性(破壊強力)及び耐摩耗性を有するゴムマスターバッチ及びその製造方法、並びにこれを用いたゴム組成物及びタイヤを提供することを目的とする。   Under such circumstances, the present invention provides a rubber masterbatch having improved dispersibility of zinc white in rubber, improved reinforcement (breaking strength) and wear resistance, a method for producing the same, and a rubber composition using the same The object is to provide goods and tires.

本発明者らは、鋭意研究の結果、スラリー溶液の調製工程において、亜鉛華を所定の充填材と共に高せん断ミキサーを用いて分散させ、このスラリー溶液をゴム溶液と混合することが有効なことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記の構成からなる。
As a result of diligent research, the present inventors have found that it is effective to disperse zinc white together with a predetermined filler using a high shear mixer in the slurry solution preparation process, and to mix this slurry solution with a rubber solution. The headline and the present invention were completed.
That is, the present invention has the following configuration.

1.亜鉛華を含有するウェットマスターバッチを製造する方法であって、
(A)(a)亜鉛華と、(b)カーボンブラック、シリカ、又は一般式(I)
nM1 ・xSiOy・zH2 O ・・・(I)
[式中、M1 は、アルミニウム,マグネシウム,チタン,カルシウム及びジルコニウムから選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、それらの水和物、及び前記金属の炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種であり、n、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である]で表わされる無機充填材の少なくとも1種の充填材とを、同時に高せん断ミキサーを用いて分散することによりスラリー溶液を調製した後、
(B)該スラリー溶液とゴム溶液とを混合し、凝固することを特徴とするウェットマスターバッチの製造方法。
2.スラリー溶液の特性として、(i)スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で、90体積%粒径(D90)が30μm以下であり、かつ(ii)スラリー溶液から乾燥回収した充填材の24M4DBP吸油量は、溶液中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上保持するものである前記1記載のマスターバッチの製造方法。
3.ゴム溶液が、天然ゴムラテックス又は合成ゴムラテックスである前記1又は2に記載のウェットマスターバッチの製造方法。
4.スラリー溶液が、水分散溶液である前記1〜3のいずれかに記載のウェットマスターバッチの製造方法。
5.凝固後のウェットマスターバッチを乾燥させる工程で、機械的なせん断力をかけながら乾燥を行う前記1〜4のいずれかに記載のウェットマスターバッチの製造方法。
6.連続混練機を用いて乾燥を行う前記5に記載のウェットマスターバッチの製造方法。
7.連続混練機が多軸混練押出機である前記6記載のウェットマスターバッチの製造方法。
8.前記1〜7のいずれかに記載の方法により製造されたウェットマスターバッチ。
9.前記8に記載のウェットマスターバッチを用いたゴム組成物。
10.前記9に記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
1. A method for producing a wet masterbatch containing zinc white,
(A) (a) zinc white and (b) carbon black, silica, or general formula (I)
nM 1 · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein, M 1 is selected from the group consisting of metals selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, oxides or hydroxides of these metals, hydrates thereof, and carbonates of the metals. N, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10.] After preparing a slurry solution by simultaneously dispersing at least one filler with a high shear mixer,
(B) A method for producing a wet masterbatch, wherein the slurry solution and the rubber solution are mixed and solidified.
2. As the characteristics of the slurry solution, (i) the particle size distribution of the filler in the slurry solution has a volume average particle size (mv) of 25 μm or less, a 90 volume% particle size (D90) of 30 μm or less, and (ii) 2. The method for producing a masterbatch according to 1 above, wherein the 24M4DBP oil absorption amount of the filler recovered by drying from the slurry solution is maintained at 93% or more of the 24M4DBP oil absorption amount before being dispersed in the solution.
3. 3. The method for producing a wet masterbatch according to 1 or 2, wherein the rubber solution is natural rubber latex or synthetic rubber latex.
4). The manufacturing method of the wet masterbatch in any one of said 1-3 whose slurry solution is an aqueous dispersion solution.
5. 5. The method for producing a wet masterbatch according to any one of 1 to 4, wherein drying is performed while applying a mechanical shearing force in the step of drying the wet masterbatch after solidification.
6). 6. The method for producing a wet masterbatch according to 5 above, wherein drying is performed using a continuous kneader.
7). 7. The method for producing a wet masterbatch according to 6 above, wherein the continuous kneader is a multi-screw kneading extruder.
8). The wet masterbatch manufactured by the method in any one of said 1-7.
9. 9. A rubber composition using the wet masterbatch described in 8 above.
10. A tire using the rubber composition as described in 9 above.

本発明によれば、亜鉛華を所定充填材とともに高せん断ミキサーにより分散したスラリーを用いてマスターバッチを製造することにより、ゴムの補強性(破壊強力)、及び耐摩耗性を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve rubber reinforcement (breaking strength) and wear resistance by producing a master batch using a slurry in which zinc white is dispersed together with a predetermined filler by a high shear mixer. .

本発明において、ウェットマスターバッチの製造は、亜鉛華と所定充填材とを含むスラリー溶液とゴム溶液とを混合することにより製造される。
このスラリー溶液の調製工程(A工程)において、溶液中に分散さる充填材は、カーボンブラック、シリカ、及び一般式(I)
nM1 ・xSiOy・zH2 O ・・・(I)
[式中、M1,n,x,y,zの説明は前記]で表される無機充填材からなる群の中から選ばれた少なくとも一種のものである。
ここで、カーボンブラックとしては、通常ゴム工業に用いられるものが使用できる。例えば、SAF、HAF、ISAF、FEF、GPFなど種々のグレードのカーボンブラックを単独にまたは混合して使用することができる。
シリカは特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカが好ましい。
In the present invention, the wet masterbatch is manufactured by mixing a slurry solution containing zinc white and a predetermined filler and a rubber solution.
In the slurry solution preparation step (step A), the filler dispersed in the solution is carbon black, silica, and general formula (I).
nM 1 · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein M 1 , n, x, y, and z are described above] is at least one selected from the group consisting of inorganic fillers.
Here, as carbon black, those usually used in the rubber industry can be used. For example, various grades of carbon black such as SAF, HAF, ISAF, FEF, and GPF can be used alone or in combination.
Silica is not particularly limited, but wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferable.

前記一般式(I)で表わされる無機充填材は、具体的には、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al23)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al23・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO32]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al23)、クレー(Al23・2SiO2)、カオリン(Al23・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al23・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al23・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5 、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al23・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO32]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、一般式(I)で表される無機充填材としては、M1 がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、それらの水和物、及びアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種のものが好ましい。 Specific examples of the inorganic filler represented by the general formula (I) include alumina (Al 2 O 3 ) such as γ-alumina and α-alumina, and alumina monohydrate (Al 2 O such as boehmite and diaspore). 3 · H 2 O), Gibbsite, Bayerite, etc. Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], Aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], Magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], Magnesium oxide ( MgO), magnesium carbonate (MgCO 3), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2), titanium black (TiO 2n-1), calcium oxide (CaO), calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), Kao Down (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O), aluminum silicate (Al 2 SiO 5 , Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O, etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), aluminum calcium silicate (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 · nH 2 O], carbonic acid zirconium [Zr (CO 3) 2] , crystalline aluminosilicate containing hydrogen, alkali metal or alkaline earth metal which corrects a charge as various zeolites There can be used. The inorganic filler represented by the general formula (I), those of at least one of M 1 is selected from aluminum metal, oxide or hydroxide of aluminum, carbonate of their hydrates and aluminum, Is preferred.

本発明におけるスラリー溶液の調製に際しては、上記の所定充填材を亜鉛華と共に、分散溶液中に混合し、高せん断ミキサーを用いて分散することが必要である。
ここで、高せん断ミキサーとは、ローターとステーター部からなる高せん断ミキサーであって、高速で回転するローターと、固定されたステーターが狭いクリアランスで設置され、ローターの回転によって高いせん断速度を生み出す。
高せん断とは、せん断速度が2000/s以上、好ましくは4000/s以上であることを意味する。高せん断ミキサーは、市販品としては、例えば特殊機化工業社製ホモミクサー、独PUC社製コロイドミル、独キャビトロン社製キャビトロン、英シルバーソン社製ハイシアーミキサーなどが挙げられる。
In preparing the slurry solution in the present invention, it is necessary to mix the above-mentioned predetermined filler together with zinc white in a dispersion solution and disperse using a high shear mixer.
Here, the high shear mixer is a high shear mixer including a rotor and a stator portion, and a rotor rotating at a high speed and a fixed stator are installed with a narrow clearance, and a high shear rate is generated by the rotation of the rotor.
High shear means that the shear rate is 2000 / s or more, preferably 4000 / s or more. Examples of commercially available high shear mixers include a homomixer manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., a colloid mill manufactured by PUC, a Cavitron manufactured by Cavitron, and a high shear mixer manufactured by Silverson UK.

上記の如く、高せん断ミキサーを用いて得られたスラリー溶液の特性としては、(i)スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で、90体積%粒径(D90)が30μm以下であり、かつ(ii)スラリー溶液から乾燥回収した充填材の24M4DBP吸油量は、溶液中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上保持するものであることが好ましい。ここで、24M4DBP吸油量は、ISO 6894に準拠して測定される値である。
さらに好ましくは、体積平均粒子径(mv)が20μm以下、かつ90体積%粒径(D90)が25μm以下である。粒度が大きすぎるとゴム中の充填材分散が悪化し、補強性、耐摩耗性が悪化することがある。
As described above, the characteristics of the slurry solution obtained using the high shear mixer are as follows: (i) The particle size distribution of the filler in the slurry solution is a volume average particle size (mv) of 25 μm or less and 90 volume% particles. It is preferable that the diameter (D90) is 30 μm or less, and (ii) the 24M4DBP oil absorption amount of the filler recovered by drying from the slurry solution is 93% or more of the 24M4DBP oil absorption amount before being dispersed in the solution. . Here, the 24M4DBP oil absorption is a value measured according to ISO 6894.
More preferably, the volume average particle diameter (mv) is 20 μm or less, and the 90 volume% particle diameter (D90) is 25 μm or less. If the particle size is too large, the filler dispersion in the rubber may be deteriorated, and the reinforcement and wear resistance may be deteriorated.

他方、粒度を小さくするためにスラリーに過度のせん断力をかけると、充填材のストラクチャーが破壊され、補強性の低下を引き起こす場合がある。スラリー溶液から乾燥回収した充填材の24M4DBP吸油量が、スラリーに投入する前の充填材の24MDBP吸油量の93%以上であることが望ましい。さらに好ましくは96%以上である。
スラリー溶液において、前記充填材の濃度は1〜15質量%とするのが好ましく、特に2〜10質量%の範囲であることが好ましい。充填材の濃度が1質量%未満では必要とするスラリー容量が多くなりすぎ、また15質量%以上では、スラリー溶液の粘度が高くなりすぎて、作業上問題が生じる。なお、スラリー溶液としては水分散溶液であることが好ましい。
On the other hand, if an excessive shearing force is applied to the slurry in order to reduce the particle size, the structure of the filler may be destroyed and the reinforcing property may be lowered. It is desirable that the 24M4DBP oil absorption amount of the filler recovered by drying from the slurry solution is 93% or more of the 24MDBP oil absorption amount of the filler before being charged into the slurry. More preferably, it is 96% or more.
In the slurry solution, the concentration of the filler is preferably 1 to 15% by mass, and particularly preferably in the range of 2 to 10% by mass. When the concentration of the filler is less than 1% by mass, the required slurry volume becomes too large, and when it is 15% by mass or more, the viscosity of the slurry solution becomes too high, causing problems in operation. The slurry solution is preferably an aqueous dispersion solution.

また、スラリー溶液において、亜鉛華の濃度は、0.1〜2質量%であることが好ましい。0.1質量%未満では物性改良効果が充分でなく、また2質量部%を超えるとスラリー溶液内の亜鉛華濃度の均一性が保てなくなる場合がある。   Moreover, it is preferable that the density | concentration of zinc white is 0.1-2 mass% in a slurry solution. If it is less than 0.1% by mass, the effect of improving the physical properties is not sufficient, and if it exceeds 2% by mass, the uniformity of zinc white concentration in the slurry solution may not be maintained.

次に、(B)工程において、前記スラリー溶液と混合されるゴム溶液としては、天然又は合成ゴムラテックスが含まれ、また、溶液重合による合成ゴムの有機溶媒溶液も含まれる。この中で、天然又は合成ゴムラテックスが好ましい。
天然ゴムラテックスとしては、フィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、界面活性剤や酵素で処理した脱蛋白ラテックス、前記のものを組み合わせたものなど、いずれも使用することができる。
合成ゴムラテックスとしては、例えばスチレン−ブタジエン重合体ゴム、ニトリルゴム、ポリクロロプレンゴムなどのラテックスが含まれる。
前記スラリー溶液と前記ゴム溶液との混合は、例えば、ホモミキサー中に該スラリー溶液を入れ、攪拌しながら、ラテックスを滴下する方法や、逆にラテックスを攪拌しながら、これに該スラリー溶液を滴下する方法がある。また、一定の流量割合をもったスラリー流とラテックス流とを、激しい水力攪拌の条件下で混合する方法などを用いることもできる。
Next, in step (B), the rubber solution mixed with the slurry solution includes natural or synthetic rubber latex, and also includes an organic solvent solution of synthetic rubber by solution polymerization. Of these, natural or synthetic rubber latex is preferred.
As the natural rubber latex, any of field latex, ammonia-treated latex, centrifugal concentrated latex, deproteinized latex treated with a surfactant or an enzyme, and a combination of the above-mentioned ones can be used.
Examples of the synthetic rubber latex include latexes such as styrene-butadiene polymer rubber, nitrile rubber, and polychloroprene rubber.
The slurry solution and the rubber solution are mixed by, for example, putting the slurry solution in a homomixer and dropping the latex while stirring, or conversely dropping the slurry solution while stirring the latex. There is a way to do it. Also, a method of mixing a slurry flow having a constant flow rate and a latex flow under conditions of vigorous hydraulic stirring can be used.

ウェットマスターバッチの凝固方法としては、通常と同様、蟻酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩の凝固剤を用いて行われる。また、本発明においては、凝固剤を添加せず、天然ゴムラテックスと前記スラリーとを混合することによって、凝固がなされる場合もある。   The wet masterbatch is solidified by using a solidifying agent such as formic acid or sulfuric acid or a salt such as sodium chloride as usual. In the present invention, coagulation may be achieved by mixing natural rubber latex and the slurry without adding a coagulant.

ウェットマスターバッチ製造の最終工程として、乾燥が通常行われる。本発明においては、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー、バンドドライヤー等の通常の乾燥機を用いることができるが、さらに充填材の分散性を向上させるためには、機械的せん断力をかけながら乾燥を行なうことが好ましい。
これにより、ゴムの場合は、加工性、補強性などをより向上することができる。この乾燥は、一般的な混練機を用いて行なうことができるが、工業的生産性の観点から、連続混練機を用いることが好ましい。さらには、同方向回転、あるいは異方向回転の多軸混練押出機を用いることがより好ましい。
Drying is usually performed as the final step of wet master batch production. In the present invention, a normal dryer such as a vacuum dryer, an air dryer, a drum dryer, or a band dryer can be used. In order to further improve the dispersibility of the filler, a mechanical shearing force is applied. It is preferable to perform drying.
Thereby, in the case of rubber | gum, workability, reinforcement, etc. can be improved more. Although this drying can be performed using a general kneader, it is preferable to use a continuous kneader from the viewpoint of industrial productivity. Furthermore, it is more preferable to use a multi-screw kneading extruder that rotates in the same direction or in different directions.

本発明のゴム組成物は、上記の方法で得られたウェットマスターバッチを配合して得られる。該ゴム組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、ステアリン酸等の通常ゴム業界で用いられる各種薬品を添加することができる。
また、このゴム組成物において、ゴム成分の全体に対して上記ウェットマスターバッチにおけるゴム成分を30質量%以上含むことが好ましい。上記ウェットマスターバッチに追加して用いられる他のゴム成分としては、通常の天然ゴム及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン系合成ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、ポリブタジエン(BR)、ポリイソプレン(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン共重合体及びこれらの混合物などが挙げられる。
The rubber composition of the present invention is obtained by blending the wet master batch obtained by the above method. To the rubber composition, various chemicals usually used in the rubber industry such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antiaging agent, an anti-scorching agent, and stearic acid may be added within a range not impairing the object of the present invention. Can do.
Moreover, in this rubber composition, it is preferable that the rubber component in the said wet masterbatch is 30 mass% or more with respect to the whole rubber component. Examples of other rubber components used in addition to the wet masterbatch include ordinary natural rubber and diene synthetic rubber. Examples of the diene synthetic rubber include styrene-butadiene copolymer (SBR) and polybutadiene ( BR), polyisoprene (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer, and mixtures thereof.

本発明のゴム組成物は、タイヤ用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホースその他の工業用品等の用途にも用いることができる。特にタイヤ用ゴムとして好適に使用され、例えばトレッドゴム、サイドゴム、プライコーティングゴム、ビードフイラーゴム、ベルトコーティングゴムなどあらゆるタイヤ部材に適用することができる。   The rubber composition of the present invention can be used not only for tire applications but also for applications such as anti-vibration rubber, belts, hoses and other industrial products. In particular, it is suitably used as a tire rubber, and can be applied to all tire members such as tread rubber, side rubber, ply coating rubber, bead filler rubber, belt coating rubber, and the like.

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
各実施例、比較例における各種測定は下記により行なった。
(1)スラリー溶液中の充填材の粒度分布測定(体積平均粒子径(mv)、90体積%粒径(D90))
レーザー回折型粒度分布計(MICROTRAC FRA型)を使用し、水溶媒(屈折率1.33)を用いて測定した。粒子屈折率(Particle refractive index)は全ての測定において1.57を用いた。また、充填材の再凝集を防ぐため、分散後直ちに測定を行った。
(2)充填材の24M4DBP吸油量
ISO 6894に準拠して測定した。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this example.
Various measurements in each example and comparative example were performed as follows.
(1) Measurement of particle size distribution of filler in slurry solution (volume average particle diameter (mv), 90 volume% particle diameter (D90))
A laser diffraction particle size distribution meter (MICROTRAC FRA type) was used, and measurement was performed using an aqueous solvent (refractive index: 1.33). A particle refractive index of 1.57 was used for all measurements. Further, in order to prevent re-aggregation of the filler, measurement was performed immediately after dispersion.
(2) 24M4DBP oil absorption of the filler Measured according to ISO 6894.

(3)破壊強力試験
JIS K6251−1993に準拠し、23℃で測定した時の引張強さを求めた。値が大きいほど補強性が高い。
(4)ランボーン耐摩耗性試験
ランボーン型摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率40%で摩耗量を測定し、その逆数を、比較例1のゴム組成物を100とする指数で表示した。値が大きいほど質量減少が少なく耐摩耗性は良好である。
(3) Fracture strength test Based on JIS K6251-1993, the tensile strength when measured at 23 degreeC was calculated | required. The greater the value, the higher the reinforcement.
(4) Lambourn Abrasion Resistance Test Using a Lambourn abrasion tester, the amount of wear was measured at a slip rate of 40% at room temperature, and the reciprocal thereof was expressed as an index with the rubber composition of Comparative Example 1 as 100. The larger the value, the less the weight loss and the better the wear resistance.

<ウェットマスターバッチの製造及びゴム組成物の調製>
実施例1
スラリー溶液の調製として、水中にカーボンブラック(N110)と亜鉛華を各々5質量%、0.3質量%の割合で入れ、シルバーソン社製ハイシアーミキサーにて微分散させてスラリー溶液を作成した。ここで得られたスラリー中のカーボンブラックの粒度分布は中心粒径mv=13.1μm、D90(90%粒径)=18.3μmであった。
次に、上記スラリー溶液3kgと10質量%に希釈した天然ゴム濃縮ラテックス3kgとを攪拌しながら混合し、蟻酸にてpH4.5にコントロールして凝固し、洗浄後、2軸押出機((株)神戸製鋼所製KTX30)で乾燥して、ウェットマスターバッチAを得た。
上記ウェットマスターバッチA中、ゴム100質量部当たりのカーボンブラックの量は50質量部、亜鉛華の量は3質量部であった。
得られたウェットマスターバッチを、バンバリーミキサーを用いて第1表に示す配合に従って配合し、150℃で30分間加硫しゴム組成物(a)を得た。
<Manufacture of wet masterbatch and preparation of rubber composition>
Example 1
As the preparation of the slurry solution, carbon black (N110) and zinc white were put in water at a ratio of 5% by mass and 0.3% by mass, respectively, and finely dispersed with a high shear mixer manufactured by Silverson Co., to prepare a slurry solution. . The particle size distribution of the carbon black in the slurry obtained here was a center particle size mv = 13.1 μm and D90 (90% particle size) = 18.3 μm.
Next, 3 kg of the slurry solution and 3 kg of natural rubber concentrated latex diluted to 10% by mass were mixed with stirring, solidified by controlling to pH 4.5 with formic acid, washed, and then washed with a twin-screw extruder ((stock ) Drying was performed with Kobe Steel KTX30) to obtain a wet masterbatch A.
In the wet master batch A, the amount of carbon black per 100 parts by mass of rubber was 50 parts by mass, and the amount of zinc white was 3 parts by mass.
The obtained wet masterbatch was blended according to the formulation shown in Table 1 using a Banbury mixer and vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a rubber composition (a).

比較例1
バンバリーミキサーを用いて第1表に示す配合に従って配合し、150℃で30分間加硫しゴム組成物(b)を得た。
比較例2
スラリー溶液の調製として、実施例1において、亜鉛華を加えずに作成したこと以外は実施例1と同様の操作を行なってスラリー溶液を作成した。
次に、上記スラリー溶液3kgと10質量%に希釈した天然ゴム濃縮ラテックス3kgとを混合し、実施例1と同様の操作によりウェットマスターバッチBを作成した。
上記ウェットマスターバッチB中、ゴム100質量部当たりのカーボンブラックは、50質量部であった。
得られたウェットマスターバッチを、バンバリーミキサーを用いて第1表に示す配合に従って配合し、150℃で30分間加硫しゴム組成物(c)を得た。
Comparative Example 1
A rubber composition (b) was obtained by blending according to the formulation shown in Table 1 using a Banbury mixer and vulcanizing at 150 ° C. for 30 minutes.
Comparative Example 2
As a preparation of the slurry solution, a slurry solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was prepared without adding zinc white.
Next, 3 kg of the slurry solution and 3 kg of natural rubber concentrated latex diluted to 10% by mass were mixed, and wet masterbatch B was prepared in the same manner as in Example 1.
In the wet master batch B, the carbon black per 100 parts by mass of rubber was 50 parts by mass.
The obtained wet masterbatch was blended according to the formulation shown in Table 1 using a Banbury mixer, and vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a rubber composition (c).

<ゴム組成物の評価>
更に、上記で得られた加硫ゴム組成物(a)〜(c)について、破壊強力とランボーン耐摩耗性を測定した。結果を第1表に示す。
<Evaluation of rubber composition>
Further, the vulcanized rubber compositions (a) to (c) obtained above were measured for fracture strength and Lambourne abrasion resistance. The results are shown in Table 1.

Figure 2006213791
Figure 2006213791

(注)
老化防止剤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
加硫促進剤NS:N−t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド
(note)
Anti-aging agent 6C: N- (1,3-dimethylbutyl) -N`-phenyl-p-phenylenediamine vulcanization accelerator NS: Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide

上記の結果によれば、亜鉛華を含まないウェットマスターバッチを用いた比較例2は通常のドライブレンドによる比較例1に対して、破壊強力、耐摩耗性は改良されているものの、その効果は小さいのに対して、本発明による実施例1は、破壊強力及び耐摩耗性の大幅改良を示している。   According to the above results, although Comparative Example 2 using a wet masterbatch that does not contain zinc white is improved in breaking strength and wear resistance compared to Comparative Example 1 using ordinary dry blending, its effect is In contrast, Example 1 according to the present invention shows a significant improvement in fracture strength and wear resistance.

ゴムへの亜鉛華の分散性を高め、改良された補強性(破壊強力)及び耐摩耗性を有するゴムマスターバッチの使用により、特にタイヤ等への用途に有用である。
The use of a rubber masterbatch having improved dispersibility of zinc white in rubber and improved reinforcement (breaking strength) and wear resistance is particularly useful for applications such as tires.

Claims (10)

亜鉛華を含有するウェットマスターバッチを製造する方法であって、
(A)(a)亜鉛華と、(b)カーボンブラック、シリカ、又は一般式(I)
nM1 ・xSiOy・zH2 O ・・・(I)
[式中、M1 は、アルミニウム,マグネシウム,チタン,カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、それらの水和物、及び前記金属の炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種であり、n、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である]で表わされる無機充填材の少なくとも1種の充填材とを、同時に高せん断ミキサーを用いて分散することによりスラリー溶液を調製した後、
(B)該スラリー溶液とゴム溶液とを混合し、凝固することを特徴とする亜鉛華含有ウェットマスターバッチの製造方法。
A method for producing a wet masterbatch containing zinc white,
(A) (a) zinc white and (b) carbon black, silica, or general formula (I)
nM 1 · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein M 1 comprises a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, a hydrate thereof, and a carbonate of the metal. At least one selected from the group, and n, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10]. After preparing the slurry solution by simultaneously dispersing at least one filler of the filler using a high shear mixer,
(B) A method for producing a zinc white-containing wet masterbatch, wherein the slurry solution and the rubber solution are mixed and solidified.
スラリー溶液の特性として、(i)スラリー溶液中の充填材の粒度分布は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で、90体積%粒径(D90)が30μm以下であり、かつ(ii)スラリー溶液から乾燥回収した充填材の24M4DBP吸油量は、溶液中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上保持するものである請求項1記載のマスターバッチの製造方法。 As the characteristics of the slurry solution, (i) the particle size distribution of the filler in the slurry solution has a volume average particle size (mv) of 25 μm or less, a 90 volume% particle size (D90) of 30 μm or less, and (ii) The method for producing a masterbatch according to claim 1, wherein the 24M4DBP oil absorption amount of the filler recovered by drying from the slurry solution is maintained at 93% or more of the 24M4DBP oil absorption amount before being dispersed in the solution. ゴム溶液が、天然ゴムラテックス又は合成ゴムラテックスである請求項1又は2に記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The method for producing a wet masterbatch according to claim 1 or 2, wherein the rubber solution is natural rubber latex or synthetic rubber latex. スラリー溶液が、水分散溶液である請求項1〜3のいずれかに記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The method for producing a wet masterbatch according to any one of claims 1 to 3, wherein the slurry solution is an aqueous dispersion solution. 凝固後のウェットマスターバッチを乾燥させる工程で、機械的なせん断力をかけながら乾燥を行う請求項1〜4のいずれかに記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The method for producing a wet masterbatch according to any one of claims 1 to 4, wherein drying is performed while applying a mechanical shearing force in the step of drying the wet masterbatch after solidification. 連続混練機を用いて乾燥を行う請求項5に記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The manufacturing method of the wet masterbatch of Claim 5 which performs drying using a continuous kneader. 連続混練機が多軸混練押出機である請求項6記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The method for producing a wet masterbatch according to claim 6, wherein the continuous kneader is a multi-screw kneading extruder. 請求項1〜7のいずれかに記載の方法により製造されたウェットマスターバッチ。 The wet masterbatch manufactured by the method in any one of Claims 1-7. 請求項8に記載のウェットマスターバッチを用いたゴム組成物。 A rubber composition using the wet masterbatch according to claim 8. 請求項9に記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
A tire using the rubber composition according to claim 9.
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