JP2006219618A - Modified natural rubber masterbatch, method for producing the same, rubber composition and tire - Google Patents

Modified natural rubber masterbatch, method for producing the same, rubber composition and tire Download PDF

Info

Publication number
JP2006219618A
JP2006219618A JP2005035824A JP2005035824A JP2006219618A JP 2006219618 A JP2006219618 A JP 2006219618A JP 2005035824 A JP2005035824 A JP 2005035824A JP 2005035824 A JP2005035824 A JP 2005035824A JP 2006219618 A JP2006219618 A JP 2006219618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
natural rubber
modified natural
meth
producing
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.)
Granted
Application number
JP2005035824A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4733993B2 (en
Inventor
Hajime Kondo
肇 近藤
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 JP2005035824A priority Critical patent/JP4733993B2/en
Publication of JP2006219618A publication Critical patent/JP2006219618A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4733993B2 publication Critical patent/JP4733993B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber masterbatch giving a rubber composition having remarkably lowered mechanical tanδ and improved abrasion resistance and breaking strength and provide a method for the production of the masterbatch. <P>SOLUTION: The method for the production of a modified natural rubber masterbatch comprises (i) a step to mix a natural rubber latex with a slurry solution containing a filler dispersed in water, (ii) a step to coagulate the mixed liquid obtained by the step (i), and (iii) a step to carry out graft polymerization or addition of a compound containing a polar group to a natural rubber molecule in a coagulation product by adding a compound containing a polar group to the coagulation product obtained by the step (ii) and drying the mixture under mechanical shearing force. The modified natural rubber masterbatch is produced by the method. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、変性天然ゴムマスターバッチ及びその製造方法、並びに該変性天然ゴムマスターバッチを用いたゴム組成物及びタイヤに関し、特にゴム組成物の低ロス性、耐摩耗性及び耐破壊性を大幅に向上させることが可能な、変性天然ゴムと充填剤とを含む変性天然ゴムマスターバッチに関するものである。   The present invention relates to a modified natural rubber masterbatch, a method for producing the same, and a rubber composition and a tire using the modified natural rubber masterbatch, and in particular, greatly reduces the low loss, wear resistance and fracture resistance of the rubber composition. The present invention relates to a modified natural rubber masterbatch comprising a modified natural rubber and a filler, which can be improved.

昨今、自動車の低燃費化に対する要求が強くなりつつあり、転がり抵抗の小さいタイヤが求められている。そのため、タイヤのトレッド等に使用するゴム組成物として、tanδが低く(以下、低ロス性とする)、低発熱性に優れたゴム組成物が求められている。また、トレッド用のゴム組成物においては、低ロス性に加え、耐摩耗性及び破壊特性に優れることが求められる。これに対して、ゴム成分に各種充填剤を配合したゴム組成物の低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性を改良するには、ゴム組成物中の充填剤とゴム成分との親和性を向上させることが有効である。   In recent years, there is an increasing demand for lower fuel consumption of automobiles, and tires with low rolling resistance are required. Therefore, as a rubber composition used for tire treads or the like, a rubber composition having a low tan δ (hereinafter referred to as low loss property) and excellent in low heat generation properties is required. In addition, a rubber composition for a tread is required to have excellent wear resistance and fracture characteristics in addition to low loss. On the other hand, in order to improve the low loss, wear resistance and fracture characteristics of rubber compositions containing various fillers in the rubber component, the affinity between the filler in the rubber composition and the rubber component is improved. It is effective to make it.

例えば、ゴム組成物中の充填剤とゴム成分との親和性を向上させ、充填剤による補強効果を向上させるために、末端変性により充填剤との親和性を向上させた合成ゴムや、官能基含有単量体を共重合させて充填剤との親和性を向上させた合成ゴム等が開発されている。   For example, in order to improve the affinity between the filler and the rubber component in the rubber composition and to improve the reinforcing effect by the filler, synthetic rubber or functional group having improved affinity with the filler by terminal modification Synthetic rubbers and the like have been developed in which the monomers are copolymerized to improve the affinity with the filler.

一方、天然ゴムは、その優れた物理特性を生かして多量に使用されているものの、天然ゴム自体を改良して充填剤との親和性を向上させ、充填剤による補強効果を大幅に向上させる技術はない。   On the other hand, although natural rubber is used in large quantities by taking advantage of its excellent physical properties, it is a technology that improves the natural rubber itself to improve the affinity with the filler and greatly enhance the reinforcing effect of the filler. There is no.

例えば、天然ゴムをエポキシ化する技術が提案されているが、該技術では天然ゴムと充填剤との親和性を十分に向上させることができないため、充填剤による補強効果を十分に向上させることができない。また、天然ゴムラテックスにビニル系単量体を添加してグラフト重合する技術(特許文献1〜6参照)が知られており、該技術で得られたグラフト化天然ゴムは、接着剤用途等で実用化されている。しかしながら、該グラフト化天然ゴムは、天然ゴム自身の特性を変えるために単量体として多量(20〜50質量%)のビニル化合物がグラフト化されているため、充填剤と配合すると、大幅な粘度上昇を招き、加工性が低下する。また、多量のビニル化合物が天然ゴム分子鎖に導入されているため、天然ゴム本来の優れた物理特性(粘弾性、引張試験等における応力−歪曲線)が損なわれてしまう。   For example, a technology for epoxidizing natural rubber has been proposed. However, since this technology cannot sufficiently improve the affinity between the natural rubber and the filler, the reinforcing effect of the filler can be sufficiently improved. Can not. In addition, a technique (see Patent Documents 1 to 6) in which a vinyl monomer is added to natural rubber latex to perform graft polymerization is known, and the grafted natural rubber obtained by the technique is used for adhesives and the like. It has been put into practical use. However, since the grafted natural rubber is grafted with a large amount (20 to 50% by mass) of a vinyl compound as a monomer in order to change the properties of the natural rubber itself, it has a large viscosity when blended with a filler. Increases and decreases processability. In addition, since a large amount of vinyl compound is introduced into the natural rubber molecular chain, the excellent physical properties of natural rubber (stress-strain curve in viscoelasticity, tensile test, etc.) are impaired.

一方、天然ゴムに対する充填剤の分散性を改良する技術として、天然ゴムラテックスと、充填剤を予め水中に分散させたスラリー溶液とを混合して天然ゴムマスターバッチを作製する方法が知られているが、該天然ゴムマスターバッチを用いたゴム組成物は、補強性の面で充分でなく、耐摩耗性及び破壊特性の点で依然として改良の余地がある。   On the other hand, as a technique for improving the dispersibility of the filler with respect to the natural rubber, a method of producing a natural rubber master batch by mixing a natural rubber latex and a slurry solution in which the filler is previously dispersed in water is known. However, the rubber composition using the natural rubber masterbatch is not sufficient in terms of reinforcement, and there is still room for improvement in terms of wear resistance and fracture characteristics.

特開平5−287121号公報JP-A-5-287121 特開平6−329702号公報JP-A-6-329702 特開平9−25468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-25468 特開2000−319339号公報JP 2000-319339 A 特開2002−138266号公報JP 2002-138266 A 特開2002−348559号公報JP 2002-348559 A

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ゴム組成物の低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性を大幅に向上させることが可能なゴムマスターバッチと、該マスターバッチの製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるマスターバッチを用いた、ゴム成分と充填剤との親和性、補強性が高く、低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性に優れたゴム組成物と、該ゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to produce a rubber master batch capable of greatly improving the low loss property, wear resistance and fracture characteristics of the rubber composition, and production of the master batch It is to provide a method. Another object of the present invention is to use such a masterbatch, a rubber composition having a high affinity between a rubber component and a filler, a reinforcing property, a low loss property, an excellent wear resistance and a fracture property, The object is to provide a tire using the rubber composition.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、天然ゴムラテックスと充填剤のスラリー溶液とを混合し、凝固させ、得られた凝固物に極性基含有化合物を加えて機械的せん断力をかけながら乾燥することで、ゴム組成物の低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性が大幅に向上させることが可能な変性天然ゴムマスターバッチが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventor mixed natural rubber latex and a slurry solution of a filler and coagulated, and added a polar group-containing compound to the obtained coagulated product to mechanical shear. In order to complete the present invention, it is found that by drying while applying force, a modified natural rubber masterbatch capable of significantly improving the low loss property, abrasion resistance and fracture characteristics of the rubber composition can be obtained. It came.

即ち、本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法は、
(i)天然ゴムラテックスと、充填剤を予め水中に分散させてなるスラリー溶液とを混合する工程;
(ii)前記(i)工程で得られた混合液を凝固させる工程;並びに、
(iii)前記(ii)工程で得られた凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥して、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させる工程
を含むことを特徴とする。
That is, the production method of the modified natural rubber masterbatch of the present invention is:
(i) a step of mixing a natural rubber latex and a slurry solution in which a filler is previously dispersed in water;
(ii) a step of coagulating the liquid mixture obtained in the step (i); and
(iii) A polar group-containing compound is added to the coagulated product obtained in the step (ii) and dried while applying mechanical shearing force, and the polar group-containing compound is graft-polymerized on the natural rubber molecules in the coagulated product. It is characterized by including the process to add.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法において、前記スラリー溶液中の充填剤は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で且つ90体積%粒径(D90)が30μm以下であり、該スラリー溶液から乾燥回収した充填剤の24M4DBP吸油量が、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持していることが好ましい。   In the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the filler in the slurry solution has a volume average particle size (mv) of 25 μm or less and a 90 volume% particle size (D90) of 30 μm or less. It is preferable that the 24M4DBP oil absorption amount of the filler dried and recovered from the solution retains 93% or more of the 24M4DBP oil absorption amount before being dispersed in water.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法の好適例においては、前記充填剤が、カーボンブラック、シリカ及び下記一般式(I):
nM・xSiOy・zH2O ・・・ (I)
[式中、M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、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩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]で表される無機化合物からなる群から選択される少なくとも一種である。
In a preferred embodiment of the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the filler is carbon black, silica and the following general formula (I):
nM · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein, M is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or a carbonate of these metals. 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]. Is at least one selected from the group consisting of

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法の他の好適例においては、前記極性基含有化合物の極性基が、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つである。   In another preferred embodiment of the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the polar group of the polar group-containing compound is an amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, Azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxycarbonyl group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, sulfinyl group, thiocarbonyl group, nitrogen-containing heterocyclic group, oxygen-containing heterocyclic group, It is at least one selected from the group consisting of a tin-containing group and an alkoxysilyl group.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法の他の好適例においては、前記極性基含有化合物のグラフト量又は付加量が、前記凝固物中のゴム成分に対して0.01〜5.0質量%である。   In another preferred embodiment of the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the graft amount or addition amount of the polar group-containing compound is 0.01 to 5.0% by mass with respect to the rubber component in the coagulum.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法の他の好適例においては、前記天然ゴムラテックス及び/又は前記スラリー溶液が更に界面活性剤を含む。   In another preferred embodiment of the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the natural rubber latex and / or the slurry solution further contains a surfactant.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法の他の好適例においては、前記乾燥を連続混練機を用いて行う。ここで、該連続混練機としては、二軸混練押出機が好ましい。   In another preferred embodiment of the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the drying is performed using a continuous kneader. Here, as the continuous kneader, a twin-screw kneading extruder is preferable.

また、本発明の変性天然ゴムマスターバッチは、上記の方法で製造されたものであることを特徴とし、本発明のゴム組成物は、該変性天然ゴムマスターバッチを用いたことを特徴とし、本発明のタイヤは、該ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。   The modified natural rubber masterbatch of the present invention is manufactured by the above method, and the rubber composition of the present invention is characterized by using the modified natural rubber masterbatch. The tire of the invention is characterized in that the rubber composition is used for any of the tire members.

本発明によれば、天然ゴムラテックスと充填剤のスラリー溶液とを混合し、凝固させ、凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的せん断力をかけながら乾燥して、凝固物中の天然ゴム分子を変性することで、ゴム成分に対し充填剤が高度に分散した変性天然ゴムマスターバッチを提供することができる。また、該変性天然ゴムマスターバッチを用いることで、低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性に優れたゴム組成物及び該ゴム組成物を用いたタイヤを提供することができる。   According to the present invention, natural rubber latex and a slurry solution of a filler are mixed and coagulated, and a polar group-containing compound is added to the coagulated product, followed by drying while applying a mechanical shearing force. By modifying the molecule, it is possible to provide a modified natural rubber masterbatch in which the filler is highly dispersed in the rubber component. Further, by using the modified natural rubber masterbatch, it is possible to provide a rubber composition excellent in low loss property, wear resistance and fracture characteristics, and a tire using the rubber composition.

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法は、(i)天然ゴムラテックスと、充填剤を予め水中に分散させてなるスラリー溶液とを混合する工程;(ii)前記(i)工程で得られた混合液を凝固させる工程;並びに、(iii)前記(ii)工程で得られた凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥して、前記凝固物中の天然ゴムラテックスに由来する天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させる工程を含むことを特徴とし、また、本発明の変性天然ゴムマスターバッチは、該方法で製造されたものであることを特徴とする。   The present invention is described in detail below. The method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention comprises (i) a step of mixing a natural rubber latex and a slurry solution in which a filler is previously dispersed in water; (ii) obtained in the step (i). Solidifying the mixed liquid; and (iii) adding a polar group-containing compound to the coagulated product obtained in the step (ii) and drying it while applying a mechanical shearing force. It includes a step of graft polymerization or addition of a polar group-containing compound to a natural rubber molecule derived from rubber latex, and the modified natural rubber masterbatch of the present invention is manufactured by the method. Features.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法では、天然ゴムラテックスと充填剤含有スラリー溶液とを混合し、凝固させた後、凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥することで、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させる。ここで、本発明の変性天然ゴムマスターバッチにおいては、充填剤がゴム成分とマスターバッチ化されているため、充填剤のゴム成分への分散性が改良されている。また、上記極性基含有化合物の極性基は、充填剤に対する親和性に優れるため、上記凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させてなる変性天然ゴムは、未変性の天然ゴムに比べて充填剤に対する親和性が高い。そして、本発明の変性天然ゴムマスターバッチにおいては、ゴム成分と充填剤とをマスターバッチ化する効果と、上記凝固物中の天然ゴム分子を極性基含有化合物で変性する効果との相乗効果により、ゴム成分に対する充填剤の分散性が大幅に向上しており、均一性が非常に高い。そのため、本発明の変性天然ゴムマスターバッチは、充填剤の補強効果が十分に発揮されて耐摩耗性及び耐破壊性に著しく優れると共に、低発熱性(低ロス性)も大幅に向上している。また、本発明の変性天然ゴムマスターバッチを用いることで、ゴム組成物の耐破壊性、耐摩耗性及び低ロス性を大幅に向上させることができ、更に、該ゴム組成物をタイヤ、特にタイヤのトレッドに用いることで、転がり抵抗を大幅に低減しつつ、耐破壊性及び耐摩耗性を著しく改善することができる。   In the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, natural rubber latex and a filler-containing slurry solution are mixed and coagulated, and then a polar group-containing compound is added to the coagulated product, and mechanical shearing force is applied. By drying, the polar group-containing compound is graft-polymerized or added to the natural rubber molecules in the coagulated product. Here, in the modified natural rubber masterbatch of the present invention, since the filler is masterbatched with the rubber component, the dispersibility of the filler in the rubber component is improved. In addition, since the polar group of the polar group-containing compound has excellent affinity for the filler, the modified natural rubber obtained by graft polymerization or addition of the polar group-containing compound to the natural rubber molecule in the coagulated product is not modified. Higher affinity for fillers than natural rubber. And in the modified natural rubber masterbatch of the present invention, due to the synergistic effect of the effect of making the rubber component and filler into a masterbatch and the effect of modifying the natural rubber molecules in the coagulum with a polar group-containing compound, The dispersibility of the filler with respect to the rubber component is greatly improved, and the uniformity is very high. Therefore, the modified natural rubber masterbatch of the present invention exhibits a sufficient reinforcing effect of the filler and is extremely excellent in wear resistance and fracture resistance, as well as greatly improving low heat buildup (low loss). . Further, by using the modified natural rubber masterbatch of the present invention, the fracture resistance, wear resistance and low loss property of the rubber composition can be greatly improved. Further, the rubber composition can be used for a tire, particularly a tire. By using this tread, it is possible to remarkably improve fracture resistance and wear resistance while greatly reducing rolling resistance.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチに用いる天然ゴムラテックスとしては、特に限定されず、例えば、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タンパク質ラテックス、及びこれらを組み合せたもの等を用いることができる。   The natural rubber latex used in the modified natural rubber masterbatch of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include field latex, ammonia-treated latex, centrifugal concentrated latex, deproteinized latex treated with a surfactant and an enzyme, and these. A combination or the like can be used.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチに用いるスラリー溶液は、充填剤を予め水中に分散させてなる。ここで、スラリー溶液の製造は、公知の方法で行うことができ、例えば、ローター・ステータータイプのハイシアーミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル等の混合機を用いることができる。例えば、コロイドミルに水を入れ、撹拌しながら充填剤をゆっとり滴下し、その後、ホモジナイザーにて界面活性剤と共に、一定圧力、一定温度で循環させることで、当該スラリー溶液を調製することができる。この場合の圧力は、通常10〜1000kPaの範囲であり、好ましくは200〜800kPaの範囲である。また、充填剤と水を一定の割合で混合し、細長い導管の一端からこれらの混合液を導入し、激しい水力撹拌の条件下で、均質な組成を有するスラリーの連続した流れを生成させることもできる。なお、上記スラリー溶液中の充填剤の濃度は、スラリー溶液の0.5〜30質量%の範囲が好ましく、1〜15質量%の範囲が更に好ましい。   The slurry solution used for the modified natural rubber masterbatch of the present invention is obtained by dispersing a filler in water in advance. Here, the slurry solution can be produced by a known method. For example, a mixer such as a rotor / stator type high shear mixer, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, or a colloid mill can be used. For example, the slurry solution can be prepared by putting water into a colloid mill, slowly dropping the filler while stirring, and then circulating the mixture with a surfactant in a homogenizer at a constant pressure and a constant temperature. . The pressure in this case is usually in the range of 10 to 1000 kPa, preferably in the range of 200 to 800 kPa. It is also possible to mix a filler and water in a certain ratio and introduce these mixed liquids from one end of an elongated conduit to produce a continuous stream of slurry having a homogeneous composition under conditions of vigorous hydraulic stirring. it can. In addition, the density | concentration of the filler in the said slurry solution has the preferable range of 0.5-30 mass% of a slurry solution, and the range of 1-15 mass% is still more preferable.

上記スラリー溶液において、スラリー溶液中の充填剤は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で且つ90体積%粒径(D90)が30μm以下であることが好ましく、体積平均粒子径(mv)が20μm以下で且つ90体積%粒径(D90)が25μm以下であることが更に好ましく、スラリー溶液から乾燥回収した充填剤の24M4DBP吸油量は、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持していることが好ましく、96%以上保持していることが更に好ましい。ここで、24M4DBP吸油量は、ISO 6894に準拠して測定される値であり、体積平均粒子径及び90体積%粒径は、レーザー回折型粒度分布計を用い、水の屈折率1.33、充填剤の屈折率1.57として測定した値である。スラリー溶液中の充填剤の粒径(体積平均粒子径及び90体積%粒径)が大きすぎると、天然ゴムラテックス及びスラリー溶液の混合液中での充填剤の分散性が悪化し、補強性及び耐摩耗性が悪化することがある。また、粒径を小さくするためにスラリー溶液に過度のせん断力をかけると、充填剤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ため、スラリー溶液から乾燥回収した充填剤の24M4DBP吸油量が、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持していることが好ましい。   In the slurry solution, the filler in the slurry solution preferably has a volume average particle size (mv) of 25 μm or less and a 90 volume% particle size (D90) of 30 μm or less, and the volume average particle size (mv) is More preferably, it is 20 μm or less and 90% by volume particle size (D90) is 25 μm or less, and 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 water. It is preferable to hold, more preferably 96% or more. Here, the 24M4DBP oil absorption is a value measured in accordance with ISO 6894, and the volume average particle size and 90% by volume particle size are determined using a laser diffraction type particle size distribution meter, with a water refractive index of 1.33, a filler. This is a value measured as a refractive index of 1.57. If the particle size (volume average particle size and 90% by volume particle size) of the filler in the slurry solution is too large, the dispersibility of the filler in the mixture of the natural rubber latex and the slurry solution deteriorates, and the reinforcing property and Wear resistance may deteriorate. In addition, if an excessive shear force is applied to the slurry solution in order to reduce the particle size, the filler structure is destroyed and the reinforcing property is lowered. Therefore, the 24M4DBP oil absorption amount of the filler recovered by drying from the slurry solution is It is preferable to hold 93% or more of the 24M4DBP oil absorption before being dispersed in water.

上記天然ゴムラテックス及び/又は上記スラリー溶液は、天然ゴムラテックスの安定性を向上させる観点から、更に界面活性剤を含むことが好ましい。ここで、界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性界面活性剤が挙げられ、これらの中でも、アニオン系及びノニオン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤の添加量は、天然ゴムラテックス又はスラリー溶液に対して、通常0.01〜2質量%であり、0.02〜1質量%の範囲が好ましい。   The natural rubber latex and / or the slurry solution preferably further contains a surfactant from the viewpoint of improving the stability of the natural rubber latex. Here, examples of the surfactant include anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants. Among these, anionic and nonionic surfactants are preferable. The addition amount of the surfactant is usually from 0.01 to 2% by mass, preferably from 0.02 to 1% by mass, based on the natural rubber latex or slurry solution.

本発明で用いる充填剤としては、カーボンブラック及び無機充填剤が挙げられ、ここで、無機充填剤としては、シリカ及び上記一般式(I)で表される無機化合物が挙げられる。これら充填剤は、一種単独で用いてもよし、二種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the filler used in the present invention include carbon black and inorganic filler, and examples of the inorganic filler include silica and an inorganic compound represented by the above general formula (I). These fillers may be used alone or in a combination of two or more.

上記カーボンブラックとしては、GPF,FEF,SRF,HAF,ISAF,SAFグレードのもの等が挙げられ、また、上記シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカ及びコロイダルシリカ等が挙げられる。更に、上記式(I)の無機化合物としては、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(CO3)3]、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(Ca2SiO4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(CO3)2]、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等を挙げることができる。なお、式(I)中、Mは、アルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 Examples of the carbon black include GPF, FEF, SRF, HAF, ISAF, and SAF grades, and examples of the silica include wet silica, dry silica, and colloidal silica. Furthermore, the inorganic compound of the above formula (I) includes alumina (Al 2 O 3 ) such as γ-alumina and α-alumina; alumina monohydrate such as boehmite and diaspore (Al 2 O 3 .H 2 O). Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] such as gibbsite and bayerite; aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 3 ], 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 ), kaolin (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2 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 oxide (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 .nH 2 O], zirconium carbonate [Zr (CO 3 ) 2 ], various zeolites Examples thereof include crystalline aluminosilicates containing hydrogen, alkali metals, or alkaline earth metals that correct electric charges. In the formula (I), M is preferably at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, hydrates thereof, and aluminum carbonate.

上記天然ゴムラテックスと上記スラリー溶液との混合方法としては、例えば、ブレンダーミル中にスラリー溶液を入れ、撹拌しながら、上記天然ゴムラテックスを滴下する方法や、逆に上記天然ゴムラテックスを撹拌しながら、これに上記スラリー溶液を滴下する方法が挙げられる。また、一定の流量比の天然ゴムラテックス流とスラリー流とを激しい水力撹拌条件下で混合する方法等でもよい。ここで、上記天然ゴムラテックス中の天然ゴムと上記スラリー溶液中の充填剤との配合割合は、天然ゴムラテックス中のゴム成分100質量部に対してスラリー溶液中の充填剤が5〜100質量部の割合になるよう配合されることが好ましく、10〜70質量部の割合になるように配合されることが更に好ましい。充填剤の配合量が5質量部未満では、充分な補強性が得られない場合があり、100質量部を超えると、加工性が悪化する場合がある。   As a mixing method of the natural rubber latex and the slurry solution, for example, the slurry solution is put in a blender mill and the natural rubber latex is dropped while stirring, or conversely, the natural rubber latex is stirred. A method of adding the slurry solution dropwise thereto can be given. Alternatively, a method of mixing a natural rubber latex stream and a slurry stream having a constant flow rate ratio under vigorous hydraulic stirring conditions may be used. Here, the blending ratio of the natural rubber in the natural rubber latex and the filler in the slurry solution is such that the filler in the slurry solution is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component in the natural rubber latex. It is preferable to mix | blend so that it may become a ratio of 10 to 70 mass parts, and it is still more preferable to mix | blend. If the blending amount of the filler is less than 5 parts by mass, sufficient reinforcement may not be obtained, and if it exceeds 100 parts by mass, the workability may be deteriorated.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法では、上記天然ゴムラテックスと上記スラリー溶液とを混合した後、得られた混合液を凝固させる。ここで、該混合液の凝固は、通常、ギ酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩等の凝固剤を用いて行われる。但し、凝固剤を添加せずとも、天然ゴムラテックスとスラリー溶液とを混合することによって、凝固がなされる場合もあり、この場合は、凝固剤を用いなくてもよい。   In the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, the natural rubber latex and the slurry solution are mixed, and then the obtained mixed liquid is solidified. Here, the coagulation of the mixed solution is usually performed using a coagulant such as an acid such as formic acid or sulfuric acid, or a salt such as sodium chloride. However, coagulation may be achieved by mixing the natural rubber latex and the slurry solution without adding a coagulant. In this case, the coagulant may not be used.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法では、最終工程として、上記凝固で得られた凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥して、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させ、加工性、補強性及び低ロス性に優れた変性天然ゴムマスターバッチを得る。機械的なせん断力をかけながらの乾燥は、一般的な混練機を用いて行うことができるが、工業的生産性の観点から、スクリュー型連続混練機を用いることが好ましく、同方向回転又は異方向回転の二軸混練押出機を用いることが更に好ましい。上記スクリュー型連続混練機としては、市販品を利用することができ、例えば、神戸製鋼製二軸混練押出機等を用いることができる。なお、乾燥前の凝固物中の水分は10%以上であることが好ましい。乾燥前の凝固物中の水分が10%未満であると、乾燥工程での充填剤の分散性の改良幅が小さくなることがある。   In the method for producing a modified natural rubber masterbatch of the present invention, as a final step, a polar group-containing compound is added to the coagulated product obtained by the above coagulation and dried while applying a mechanical shearing force. A polar group-containing compound is graft-polymerized or added to the rubber molecule to obtain a modified natural rubber masterbatch excellent in processability, reinforcement and low loss. Drying while applying a mechanical shearing force can be performed using a general kneader, but from the viewpoint of industrial productivity, it is preferable to use a screw-type continuous kneader, which rotates in the same direction or is different. It is more preferable to use a biaxial kneading extruder with direction rotation. As the screw-type continuous kneader, commercially available products can be used, for example, a Kobe Steel twin-screw kneading extruder can be used. In addition, it is preferable that the water | moisture content in the solidified material before drying is 10% or more. When the water content in the solidified product before drying is less than 10%, the improvement in the dispersibility of the filler in the drying process may be small.

本発明において、極性基含有化合物を上記凝固物中の天然ゴム分子にグラフト重合させる場合、該極性基含有化合物は、分子内に炭素−炭素二重結合を有することが好ましく、極性基含有ビニル系単量体であることが好ましい。一方、極性基含有化合物を上記凝固物中の天然ゴム分子に付加反応させる場合、該極性基含有化合物は、分子内にメルカプト基を有することが好ましく、極性基含有メルカプト化合物であることが好ましい。   In the present invention, when the polar group-containing compound is graft-polymerized to the natural rubber molecule in the coagulated product, the polar group-containing compound preferably has a carbon-carbon double bond in the molecule. A monomer is preferred. On the other hand, when the polar group-containing compound is subjected to an addition reaction with the natural rubber molecule in the coagulated product, the polar group-containing compound preferably has a mercapto group in the molecule, and is preferably a polar group-containing mercapto compound.

ここで、極性基含有化合物を凝固物中の天然ゴム分子にグラフト重合させる場合は、機械的せん断力を与えられる装置内に凝固物及び極性基含有化合物(好ましくは、極性基含有ビニル系単量体)と共に重合開始剤を投入し、機械的せん断力を与えながら乾燥することで、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合により導入することができる。また、極性基含有化合物を凝固物中の天然ゴム分子に付加反応させる場合は、機械的せん断力を与えられる装置内に凝固物及び極性基含有化合物(好ましくは、極性基含有メルカプト化合物)を投入し、必要に応じて有機過酸化物等を更に投入して、機械的せん断力を与えながら乾燥することで、凝固物中の天然ゴム分子の主鎖の二重結合に極性基含有化合物を付加反応させることができる。   Here, when the polar group-containing compound is graft-polymerized to the natural rubber molecule in the coagulated product, the coagulated product and the polar group-containing compound (preferably the polar group-containing vinyl monomer) The polar group-containing compound can be introduced into the natural rubber molecules in the coagulated product by graft polymerization by adding a polymerization initiator together with the body and drying while applying a mechanical shearing force. In addition, when an addition reaction of a polar group-containing compound with a natural rubber molecule in a coagulated product, the coagulated product and a polar group-containing compound (preferably, a polar group-containing mercapto compound) are introduced into an apparatus that can be given mechanical shearing force. If necessary, add organic peroxide, etc., and dry while applying mechanical shearing force to add a polar group-containing compound to the double bond of the main chain of the natural rubber molecule in the coagulum Can be reacted.

上記凝固物中の天然ゴムラテックスに由来する天然ゴム分子にグラフト重合させるのに好適な極性基含有ビニル系単量体の極性基の具体例としては、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基等を好適に挙げることができる。これら極性基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Specific examples of polar groups of the polar group-containing vinyl monomer suitable for graft polymerization to natural rubber molecules derived from the natural rubber latex in the coagulum include amino groups, imino groups, nitrile groups, ammonium groups. Imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxycarbonyl group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, sulfinyl group, thiocarbonyl group, nitrogen-containing Preferred examples include a heterocyclic group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group, and an alkoxysilyl group. These polar group-containing vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記アミノ基を含有するビニル系単量体としては、1分子中に第1級、第2級及び第3級アミノ基から選ばれる少なくとも1つのアミノ基を含有する重合性単量体が挙げられる。該アミノ基を有する重合性単量体の中でも、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等の第3級アミノ基含有ビニル系単量体が特に好ましい。これらアミノ基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing an amino group include polymerizable monomers containing at least one amino group selected from primary, secondary and tertiary amino groups in one molecule. . Among the polymerizable monomers having an amino group, tertiary amino group-containing vinyl monomers such as dialkylaminoalkyl (meth) acrylate are particularly preferable. These amino group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

ここで、第1級アミノ基含有ビニル系単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、4-ビニルアニリン、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Here, the primary amino group-containing vinyl monomers include acrylamide, methacrylamide, 4-vinylaniline, aminomethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, aminobutyl. Examples include (meth) acrylate.

また、第2級アミノ基含有ビニル系単量体としては、(1)アニリノスチレン、β-フェニル-p-アニリノスチレン、β-シアノ-p-アニリノスチレン、β-シアノ-β-メチル-p-アニリノスチレン、β-クロロ-p-アニリノスチレン、β-カルボキシ-p-アニリノスチレン、β-メトキシカルボニル-p-アニリノスチレン、β-(2-ヒドロキシエトキシ)カルボニル-p-アニリノスチレン、β-ホルミル-p-アニリノスチレン、β-ホルミル-β-メチル-p-アニリノスチレン、α-カルボキシ-β-カルボキシ-β-フェニル-p-アニリノスチレン等のアニリノスチレン類、(2)1-アニリノフェニル-1,3-ブタジエン、1-アニリノフェニル-3-メチル-1,3-ブタジエン、1-アニリノフェニル-3-クロロ-1,3-ブタジエン、3-アニリノフェニル-2-メチル-1,3-ブタジエン、1-アニリノフェニル-2-クロロ-1,3-ブタジエン、2-アニリノフェニル-1,3-ブタジエン、2-アニリノフェニル-3-メチル-1,3-ブタジエン、2-アニリノフェニル-3-クロロ-1,3-ブタジエン等のアニリノフェニルブタジエン類、(3)N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-(4-アニリノフェニル)メタクリルアミド等のN-モノ置換(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。   Secondary vinyl group-containing vinyl monomers include (1) anilinostyrene, β-phenyl-p-anilinostyrene, β-cyano-p-anilinostyrene, β-cyano-β-methyl. -p-anilinostyrene, β-chloro-p-anilinostyrene, β-carboxy-p-anilinostyrene, β-methoxycarbonyl-p-anilinostyrene, β- (2-hydroxyethoxy) carbonyl-p- Anilinostyrene such as anilinostyrene, β-formyl-p-anilinostyrene, β-formyl-β-methyl-p-anilinostyrene, α-carboxy-β-carboxy-β-phenyl-p-anilinostyrene (2) 1-anilinophenyl-1,3-butadiene, 1-anilinophenyl-3-methyl-1,3-butadiene, 1-anilinophenyl-3-chloro-1,3-butadiene, 3 -Anilinophenyl-2-methyl-1,3-butadiene, 1-a Linophenyl-2-chloro-1,3-butadiene, 2-anilinophenyl-1,3-butadiene, 2-anilinophenyl-3-methyl-1,3-butadiene, 2-anilinophenyl-3-chloro- Anilinophenylbutadienes such as 1,3-butadiene, (3) N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-methylolacrylamide, N- (4-anilinophenyl) methacrylamide, etc. N-mono substituted (meth) acrylamides and the like can be mentioned.

更に、第3級アミノ基含有ビニル系単量体としては、N,N-ジ置換アミノアルキル(メタ)アクリレート及びN,N-ジ置換アミノアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。   Furthermore, examples of the tertiary amino group-containing vinyl monomer include N, N-disubstituted aminoalkyl (meth) acrylate and N, N-disubstituted aminoalkyl (meth) acrylamide.

上記N,N-ジ置換アミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、N,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N-メチル-N-エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジブチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N,N-ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジオクチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン等のアクリル酸又はメタクリル酸のエステル等が挙げられる。これらの中でも、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジオクチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-メチル-N-エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が特に好ましい。   Examples of the N, N-disubstituted aminoalkyl (meth) acrylate include N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) Acrylate, N, N-dimethylaminobutyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminobutyl (meth) acrylate, N-methyl -N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dipropylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminobutyl (meth) acrylate, N, N-dihexylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dioctyl Aminoethyl (meth) acrylate, esters of acrylic acid or methacrylic acid such as acryloyl morpholine and the like. Among these, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dipropylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dioctylaminoethyl (meth) Particularly preferred are acrylates, N-methyl-N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, and the like.

また、上記N,N-ジ置換アミノアルキル(メタ)アクリルアミドとしては、N,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチル-N-エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジブチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジブチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジヘキシルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジオクチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド化合物又はメタクリルアミド化合物等が挙げられる。これらの中でも、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジオクチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が特に好ましい。   Examples of the N, N-disubstituted aminoalkyl (meth) acrylamide include N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl ( (Meth) acrylamide, N, N-dimethylaminobutyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminobutyl (meth) acrylamide, N -Methyl-N-ethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dibutylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dibutylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dibutylaminobutyl (meth) acrylamide, N, N-dihexylaminoethyl ( Data) acrylamide, N, N-dihexyl-aminopropyl (meth) acrylamide, N, N-acrylamide compounds such as dioctyl aminopropyl (meth) acrylamide or methacrylamide compounds and the like. Among these, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dioctylaminopropyl (meth) acrylamide and the like are particularly preferable.

上記ニトリル基を含有するビニル系単量体としては、(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。これらニトリル基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing a nitrile group include (meth) acrylonitrile and vinylidene cyanide. These nitrile group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記ヒドロキシル基を含有するビニル系単量体としては、1分子中に少なくとも1つの第1級、第2級及び第3級ヒドロキシル基を有する重合性単量体が挙げられる。かかる単量体としては、ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体、ヒドロキシル基含有ビニルエーテル系単量体、ヒドロキシル基含有ビニルケトン系単量体等が挙げられる。ここで、ヒドロキシル基含有ビニル系単量体の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数は、例えば、2〜23である)のモノ(メタ)アクリレート類;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシル基含有不飽和アミド類;o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、o-ヒドロキシ-α-メチルスチレン、m-ヒドロキシ-α-メチルスチレン、p-ヒドロキシ-α-メチルスチレン、p-ビニルベンジルアルコール等のヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物類等が挙げられる。これらの中でも、ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物が好ましく、ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体が特に好ましい。ここで、ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のエステル、アミド、無水物等の誘導体が挙げられ、これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸等のエステルが特に好ましい。これらヒドロキシル基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing a hydroxyl group include polymerizable monomers having at least one primary, secondary and tertiary hydroxyl group in one molecule. Examples of such monomers include hydroxyl group-containing unsaturated carboxylic acid monomers, hydroxyl group-containing vinyl ether monomers, hydroxyl group-containing vinyl ketone monomers, and the like. Here, specific examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meta ) Acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol (the number of alkylene glycol units is, for example, 2 To 23) mono (meth) acrylates; N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-bis (2-hydroxymethyl) (meth) acrylamide Hydroxyl group-containing unsaturated amides such as o- Contains hydroxyl groups such as loxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, o-hydroxy-α-methylstyrene, m-hydroxy-α-methylstyrene, p-hydroxy-α-methylstyrene, p-vinylbenzyl alcohol And vinyl aromatic compounds. Among these, hydroxyl group-containing unsaturated carboxylic acid monomers, hydroxyalkyl (meth) acrylates, and hydroxyl group-containing vinyl aromatic compounds are preferable, and hydroxyl group-containing unsaturated carboxylic acid monomers are particularly preferable. Here, examples of the hydroxyl group-containing unsaturated carboxylic acid-based monomer include esters such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, amides, and anhydrides. Among these, Particularly preferred are esters such as acrylic acid and methacrylic acid. These hydroxyl group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記カルボキシル基を含有するビニル系単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、テトラコン酸、桂皮酸等の不飽和カルボン酸類;フタル酸、コハク酸、アジピン酸等の非重合性多価カルボン酸と、(メタ)アリルアルコール、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有不飽和化合物とのモノエステルのような遊離カルボキシル基含有エステル類及びその塩等が挙げられる。これらの中でも、不飽和カルボン酸類が特に好ましい。これらカルボキシル基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing a carboxyl group include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, tetraconic acid, cinnamic acid; phthalic acid, succinic acid, adipic acid, etc. Non-polymerizable polyvalent carboxylic acids and free carboxyl group-containing esters such as monoesters of hydroxyl-containing unsaturated compounds such as (meth) allyl alcohol and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and salts thereof It is done. Of these, unsaturated carboxylic acids are particularly preferred. These carboxyl group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記エポキシ基を含有するビニル系単量体としては、(メタ)アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-オキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらエポキシ基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing an epoxy group include (meth) allyl glycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, and 3,4-oxycyclohexyl (meth) acrylate. These epoxy group-containing vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記含窒素複素環基を含有するビニル系単量体において、該含窒素複素環としては、ピロール、ヒスチジン、イミダゾール、トリアゾリジン、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、プリン、フェナジン、プテリジン、メラミン等が挙げられる。なお、該含窒素複素環は、他のヘテロ原子を環中に含んでいてもよい。ここで、含窒素複素環基としてピリジル基を含有するビニル系単量体としては、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、5-メチル-2-ビニルピリジン、5-エチル-2-ビニルピリジン等が挙げられ、これらの中でも、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等が特に好ましい。これら含窒素複素環基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   In the vinyl monomer containing the nitrogen-containing heterocyclic group, the nitrogen-containing heterocyclic ring includes pyrrole, histidine, imidazole, triazolidine, triazole, triazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, indole, quinoline, purine, phenazine, Examples include pteridine and melamine. The nitrogen-containing heterocycle may contain other heteroatoms in the ring. Here, as a vinyl monomer containing a pyridyl group as a nitrogen-containing heterocyclic group, 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 5-methyl-2-vinylpyridine, 5-ethyl- 2-vinylpyridine and the like can be mentioned, among which 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine and the like are particularly preferable. These nitrogen-containing heterocyclic group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記スズ含有基を有するビニル系単量体としては、アリルトリ-n-ブチルスズ、アリルトリメチルスズ、アリルトリフェニルスズ、アリルトリ-n-オクチルスズ、(メタ)アクリルオキシ-n-ブチルスズ、(メタ)アクリルオキシトリメチルスズ、(メタ)アクリルオキシトリフェニルスズ、(メタ)アクリルオキシ-n-オクチルスズ、ビニルトリ-n-ブチルスズ、ビニルトリメチルスズ、ビニルトリフェニルスズ、ビニルトリ-n-オクチルスズ等のスズ含有単量体を挙げることができる。これらスズ含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer having a tin-containing group include allyltri-n-butyltin, allyltrimethyltin, allyltriphenyltin, allyltri-n-octyltin, (meth) acryloxy-n-butyltin, (meth) acryloxy Tin-containing monomers such as trimethyltin, (meth) acryloxytriphenyltin, (meth) acryloxy-n-octyltin, vinyltri-n-butyltin, vinyltrimethyltin, vinyltriphenyltin, vinyltri-n-octyltin Can be mentioned. These tin-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記アルコキシシリル基を含有するビニル系単量体としては、(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメチルエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリプロポキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジプロポキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメチルプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルフェノキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジベンジロキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルベンジロキシシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、6-トリメトキシシリル-1,2-ヘキセン、p-トリメトキシシリルスチレン等が挙げられる。これらアルコキシシリル基含有ビニル系単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the vinyl monomer containing the alkoxysilyl group include (meth) acryloxymethyltrimethoxysilane, (meth) acryloxymethylmethyldimethoxysilane, (meth) acryloxymethyldimethylmethoxysilane, (meth) acryloxy. Methyltriethoxysilane, (meth) acryloxymethylmethyldiethoxysilane, (meth) acryloxymethyldimethylethoxysilane, (meth) acryloxymethyltripropoxysilane, (meth) acryloxymethylmethyldipropoxysilane, (meth) Acryloxymethyldimethylpropoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylmethoxysilane, γ- (meth) acryloxy Propyltriethoxy Lan, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltripropoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldipropoxy Silane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylpropoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiphenoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylphenoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldibenzyl Examples include loxysilane, γ- (meth) acryloxypropyldimethylbenzyloxysilane, trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, 6-trimethoxysilyl-1,2-hexene, and p-trimethoxysilylstyrene. These alkoxysilyl group-containing vinyl monomers may be used alone or in a combination of two or more.

上記極性基含有化合物を凝固物中の天然ゴム分子にグラフト重合させるために用いる重合開始剤としては、特に制限はなく、種々の乳化重合用の重合開始剤を用いることができ、その添加方法についても特に制限はない。一般に用いられる重合開始剤の例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、2,2-アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-ジアミノプロパン)ヒドロクロライド、2,2-アゾビス(2-ジアミノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。なお、重合温度を低下させるためには、レドックス系の重合開始剤を用いることが好ましい。かかるレドックス系重合開始剤において、過酸化物と組み合せる還元剤としては、例えば、テトラエチレンペンタミン、メルカプタン類、酸性亜硫酸ナトリウム、還元性金属イオン、アスコルビン酸等が挙げられる。レドックス系重合開始剤における過酸化物と還元剤との好ましい組み合せとしては、tert-ブチルハイドロパーオキサイドとテトラエチレンペンタミンとの組み合せ等が挙げられる。   The polymerization initiator used for graft polymerization of the polar group-containing compound onto the natural rubber molecule in the coagulated product is not particularly limited, and various polymerization initiators for emulsion polymerization can be used. There is no particular restriction. Examples of commonly used polymerization initiators include benzoyl peroxide, hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2-diaminopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2-diaminopropane) dihydrochloride, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), potassium persulfate, sodium persulfate And ammonium persulfate. In order to lower the polymerization temperature, it is preferable to use a redox polymerization initiator. Examples of the reducing agent to be combined with the peroxide in the redox polymerization initiator include tetraethylenepentamine, mercaptans, acidic sodium sulfite, reducing metal ions, ascorbic acid and the like. A preferred combination of a peroxide and a reducing agent in the redox polymerization initiator includes a combination of tert-butyl hydroperoxide and tetraethylenepentamine.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチを用いて、ゴム組成物の加工性を低下させることなく低ロス性及び耐摩耗性を向上させるには、各天然ゴム分子に上記極性基含有化合物が少量且つ均一に導入されることが重要であるため、上記重合開始剤の添加量は、上記極性基含有化合物に対し1〜100mol%の範囲が好ましく、10〜100mol%の範囲が更に好ましい。   In order to improve the low loss and wear resistance without reducing the processability of the rubber composition using the modified natural rubber masterbatch of the present invention, a small amount and a uniform amount of the polar group-containing compound are contained in each natural rubber molecule. Therefore, the amount of the polymerization initiator added is preferably in the range of 1 to 100 mol%, more preferably in the range of 10 to 100 mol% with respect to the polar group-containing compound.

一方、上記凝固物中の天然ゴムラテックスに由来する天然ゴム分子に付加反応させるのに好適な極性基含有メルカプト化合物の極性基の具体例としては、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基等を好適に挙げることができる。これら極性基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   On the other hand, specific examples of polar groups of polar group-containing mercapto compounds suitable for addition reaction with natural rubber molecules derived from natural rubber latex in the coagulum include amino groups, imino groups, nitrile groups, ammonium groups, Imido group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxycarbonyl group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, sulfinyl group, thiocarbonyl group, nitrogen-containing complex Preferred examples include a ring group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group, and an alkoxysilyl group. These polar group-containing mercapto compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記アミノ基を含有するメルカプト化合物としては、1分子中に第1級、第2級及び第3級アミノ基から選ばれる少なくとも1つのアミノ基を有するメルカプト化合物が挙げられる。該アミノ基を有するメルカプト化合物の中でも、第3級アミノ基含有メルカプト化合物が特に好ましい。ここで、第1級アミノ基含有メルカプト化合物としては、4-メルカプトアニリン、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトプロピルアミン、3-メルカプトプロピルアミン、2-メルカプトブチルアミン、3-メルカプトブチルアミン、4-メルカプトブチルアミン等が挙げられる。また、第2級アミノ基含有メルカプト化合物としては、N-メチルアミノエタンチオール、N-エチルアミノエタンチオール、N-メチルアミノプロパンチオール、N-エチルアミノプロパンチオール、N-メチルアミノブタンチオール、N-エチルアミノブタンチオール等が挙げられる。更に、第3級アミノ基含有メルカプト化合物としては、N,N-ジメチルアミノエタンチオール、N,N-ジエチルアミノエタンチオール、N,N-ジメチルアミノプロパンチオール、N,N-ジエチルアミノプロパンチオール、N,N-ジメチルアミノブタンチオール、N,N-ジエチルアミノブタンチオール等のN,N-ジ置換アミノアルキルメルカプタン等が挙げられる。これらアミノ基含有メルカプト化合物の中でも、2-メルカプトエチルアミン及びN,N-ジメチルアミノエタンチオール等が好ましい。これらアミノ基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound containing an amino group include mercapto compounds having at least one amino group selected from primary, secondary and tertiary amino groups in one molecule. Among the mercapto compounds having an amino group, a tertiary amino group-containing mercapto compound is particularly preferable. Here, as the primary amino group-containing mercapto compound, 4-mercaptoaniline, 2-mercaptoethylamine, 2-mercaptopropylamine, 3-mercaptopropylamine, 2-mercaptobutylamine, 3-mercaptobutylamine, 4-mercaptobutylamine Etc. The secondary amino group-containing mercapto compounds include N-methylaminoethanethiol, N-ethylaminoethanethiol, N-methylaminopropanethiol, N-ethylaminopropanethiol, N-methylaminobutanethiol, N- And ethylaminobutanethiol. Further, the tertiary amino group-containing mercapto compounds include N, N-dimethylaminoethanethiol, N, N-diethylaminoethanethiol, N, N-dimethylaminopropanethiol, N, N-diethylaminopropanethiol, N, N N, N-disubstituted aminoalkyl mercaptans such as -dimethylaminobutanethiol and N, N-diethylaminobutanethiol. Among these amino group-containing mercapto compounds, 2-mercaptoethylamine, N, N-dimethylaminoethanethiol and the like are preferable. These amino group-containing mercapto compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記ニトリル基を有するメルカプト化合物としては、2-メルカプトプロパンニトリル、3-メルカプトプロパンニトリル、2-メルカプトブタンニトリル、3-メルカプトブタンニトリル、4-メルカプトブタンニトリル等が挙げられ、これらニトリル基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound having a nitrile group include 2-mercaptopropane nitrile, 3-mercaptopropane nitrile, 2-mercaptobutane nitrile, 3-mercaptobutane nitrile, 4-mercaptobutane nitrile, and the like. These nitrile group-containing mercapto compounds May be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記ヒドロキシル基を含有するメルカプト化合物としては、1分子中に少なくとも1つの第1級、第2級又は第3級ヒドロキシル基を有するメルカプト化合物が挙げられる。該ヒドロキシル基含有メルカプト化合物の具体例としては、2-メルカプトエタノール、3-メルカプト-1-プロパノール、3-メルカプト-2-プロパノール、4-メルカプト-1-ブタノール、4-メルカプト-2-ブタノール、3-メルカプト-1-ブタノール、3-メルカプト-2-ブタノール、3-メルカプト-1-ヘキサノール、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、2-メルカプトベンジルアルコール、2-メルカプトフェノール、4-メルカプトフェノール等が挙げられ、これらの中でも、2-メルカプトエタノール等が好ましい。これらヒドロキシル基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound containing a hydroxyl group include mercapto compounds having at least one primary, secondary, or tertiary hydroxyl group in one molecule. Specific examples of the hydroxyl group-containing mercapto compound include 2-mercaptoethanol, 3-mercapto-1-propanol, 3-mercapto-2-propanol, 4-mercapto-1-butanol, 4-mercapto-2-butanol, 3 -Mercapto-1-butanol, 3-mercapto-2-butanol, 3-mercapto-1-hexanol, 3-mercapto-1,2-propanediol, 2-mercaptobenzyl alcohol, 2-mercaptophenol, 4-mercaptophenol, etc. Among these, 2-mercaptoethanol and the like are preferable. These hydroxyl group-containing mercapto compounds may be used alone or in a combination of two or more.

上記カルボキシル基を含有するメルカプト化合物としては、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオサリチル酸、メルカプトマロン酸、メルカプトコハク酸、メルカプト安息香酸等が挙げられ、これらの中でも、メルカプト酢酸等が好ましい。これらカルボキシル基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound containing a carboxyl group include mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, thiosalicylic acid, mercaptomalonic acid, mercaptosuccinic acid, mercaptobenzoic acid and the like. Among these, mercaptoacetic acid is preferred. These carboxyl group-containing mercapto compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記含窒素複素環基を含有するメルカプト化合物において、該含窒素複素環としては、ピロール、ヒスチジン、イミダゾール、トリアゾリジン、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、プリン、フェナジン、プテリジン、メラミン等が挙げられる。なお、該含窒素複素環は、他のヘテロ原子を環中に含んでいてもよい。ここで、含窒素複素環基としてピリジル基を含有するメルカプト化合物としては、2-メルカプトピリジン、3-メルカプトピリジン、4-メルカプトピリジン、5-メチル-2-メルカプトピリジン、5-エチル-2-メルカプトピリジン等が挙げられ、また、他の含窒素複素環基を含有するメルカプト化合物としては、2-メルカプトピリミジン、2-メルカプト-5-メチルベンズイミダゾール、2-メルカプト-1-メチルイミダゾール、2-メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプトイミダゾール等が挙げられ、これらの中でも、2-メルカプトピリジン、4-メルカプトピリジン等が好ましい。これら含窒素複素環基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   In the mercapto compound containing the nitrogen-containing heterocyclic group, the nitrogen-containing heterocyclic ring includes pyrrole, histidine, imidazole, triazolidine, triazole, triazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, indole, quinoline, purine, phenazine, pteridine, melamine. Etc. The nitrogen-containing heterocycle may contain other heteroatoms in the ring. Here, as a mercapto compound containing a pyridyl group as a nitrogen-containing heterocyclic group, 2-mercaptopyridine, 3-mercaptopyridine, 4-mercaptopyridine, 5-methyl-2-mercaptopyridine, 5-ethyl-2-mercapto Examples of mercapto compounds containing other nitrogen-containing heterocyclic groups include 2-mercaptopyrimidine, 2-mercapto-5-methylbenzimidazole, 2-mercapto-1-methylimidazole, and 2-mercapto. Examples include benzimidazole and 2-mercaptoimidazole. Among these, 2-mercaptopyridine and 4-mercaptopyridine are preferable. These nitrogen-containing heterocyclic group-containing mercapto compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記スズ含有基を有するメルカプト化合物としては、2-メルカプトエチルトリ-n-ブチルスズ、2-メルカプトエチルトリメチルスズ、2-メルカプトエチルトリフェニルスズ、3-メルカプトプロピルトリ-n-ブチルスズ、3-メルカプトプロピルトリメチルスズ、3-メルカプトプロピルトリフェニルスズ等のスズ含有メルカプト化合物を挙げることができる。これらスズ含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound having a tin-containing group include 2-mercaptoethyltri-n-butyltin, 2-mercaptoethyltrimethyltin, 2-mercaptoethyltriphenyltin, 3-mercaptopropyltri-n-butyltin, and 3-mercaptopropyl. Mention may be made of tin-containing mercapto compounds such as trimethyltin and 3-mercaptopropyltriphenyltin. These tin-containing mercapto compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記アルコキシシリル基を含有するメルカプト化合物としては、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、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、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、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が好ましい。これらアルコキシシリル基含有メルカプト化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。   Examples of the mercapto compound containing an alkoxysilyl group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, and 2-mercaptoethyltrimethoxysilane. Examples include silane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, mercaptomethylmethyldiethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, and the like. Among these, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is preferable. These alkoxysilyl group-containing mercapto compounds may be used alone or in a combination of two or more.

上述した凝固物と極性基含有化合物とを機械的せん断力を与えられる装置内に仕込み、装置内で機械的せん断力を与えながら乾燥することで、凝固物中の天然ゴム分子に上記極性基含有化合物をグラフト共重合又は付加反応させ、天然ゴムを変性することができる。なお、この際、天然ゴムの変性反応を加温して行ってもよく、好ましくは30〜160℃、より好ましくは50〜130℃の温度で行うことで、十分な反応効率で天然ゴムを変性することができる。   The above-mentioned coagulated product and polar group-containing compound are charged into a device that can be given mechanical shearing force, and dried while applying mechanical shearing force in the device, so that the natural rubber molecule in the coagulated product contains the polar group. The natural rubber can be modified by graft copolymerization or addition reaction of the compound. In this case, the modification reaction of the natural rubber may be carried out by heating, preferably 30 to 160 ° C, more preferably 50 to 130 ° C, so that the natural rubber is modified with sufficient reaction efficiency. can do.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチにおいて、上記極性基含有化合物のグラフト量又は付加量は、上記凝固物中の天然ゴムラテックスに由来するゴム成分に対して0.01〜5.0質量%の範囲が好ましく、0.02〜3.0質量%の範囲が更に好ましく、0.03〜2.0質量%の範囲がより一層好ましい。極性基含有化合物のグラフト量又は付加量が0.01質量%未満では、ゴム組成物の低ロス性及び耐摩耗性を十分に改良できないことがある。また、極性基含有化合物のグラフト量又は付加量が5.0質量%を超えると、粘弾性、S−S特性(引張試験機における応力−歪曲線)等の天然ゴム本来の物理特性を大きく変えてしまい、天然ゴム本来の優れた物理特性が損なわれると共に、ゴム組成物の加工性が大幅に悪化するおそれがある。   In the modified natural rubber masterbatch of the present invention, the graft amount or addition amount of the polar group-containing compound is preferably in the range of 0.01 to 5.0% by mass with respect to the rubber component derived from the natural rubber latex in the coagulum, 0.02 The range of -3.0 mass% is still more preferable, and the range of 0.03-2.0 mass% is still more preferable. If the grafting amount or addition amount of the polar group-containing compound is less than 0.01% by mass, the low loss and wear resistance of the rubber composition may not be sufficiently improved. Moreover, if the grafting amount or addition amount of the polar group-containing compound exceeds 5.0% by mass, the physical properties inherent to natural rubber such as viscoelasticity and SS characteristics (stress-strain curve in a tensile tester) are greatly changed. In addition, the physical properties inherent to natural rubber are impaired, and the processability of the rubber composition may be greatly deteriorated.

本発明の変性天然ゴムマスターバッチには、上記天然ゴムラテックス、スラリー溶液、極性基含有化合物、界面活性剤の他に、加硫剤、老化防止剤、着色剤、分散剤等の添加剤を用いることができる。   In addition to the natural rubber latex, slurry solution, polar group-containing compound and surfactant, additives such as vulcanizing agents, anti-aging agents, coloring agents, and dispersing agents are used in the modified natural rubber masterbatch of the present invention. be able to.

本発明のゴム組成物は、上記変性天然ゴムマスターバッチを用いたことを特徴とし、上述のように上記変性天然ゴムマスターバッチは、均一性に優れるため、本発明のゴム組成物は、均一性に優れ、低ロス性、耐摩耗性及び破壊特性に優れる。なお、本発明のゴム組成物には、上記変性天然ゴムマスターバッチの他に、更に、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、シランカップリング剤等のゴム工業で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。本発明のゴム組成物は、変性天然ゴムマスターバッチに、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。   The rubber composition of the present invention is characterized by using the above-mentioned modified natural rubber masterbatch. Since the above-mentioned modified natural rubber masterbatch is excellent in uniformity as described above, the rubber composition of the present invention is uniform. Excellent in low loss, wear resistance and fracture characteristics. In addition to the modified natural rubber masterbatch, the rubber composition of the present invention further includes a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a scorch preventing agent, zinc white, stearic acid, and a silane coupling agent. The compounding agents usually used in the rubber industry, etc. can be appropriately selected and blended within a range not impairing the object of the present invention. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. The rubber composition of the present invention can be produced by kneading, adding, extruding, etc. various compounding agents appropriately selected as necessary to a modified natural rubber masterbatch.

また、本発明のタイヤは、上記ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。ここで、本発明のタイヤにおいては、上記ゴム組成物をトレッドゴムに用いることが特に好ましく、上記ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤは、耐破壊特性及び耐摩耗性が高く、転がり抵抗が低く、低燃費性に優れる。なお、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスが挙げられる。   The tire of the present invention is characterized in that the rubber composition is used for any of tire members. Here, in the tire of the present invention, it is particularly preferable to use the rubber composition as a tread rubber, and a tire using the rubber composition as a tread has high fracture resistance and wear resistance, and low rolling resistance. Excellent fuel economy. In addition, as gas with which the tire of the present invention is filled, normal or air with a changed oxygen partial pressure, or an inert gas such as nitrogen is exemplified.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(カーボンブラックスラリー溶液の調製)
ローター径50mmのコロイドミルに脱イオン水1425g及びカーボンブラック(N110)75gを投入し、ローター・ステーター間隙1mm、回転数1500rpmで10分間撹拌し、得られたスラリーに、更にアニオン系界面活性剤[花王デモール N]を0.05%加え、圧力式ホモジナイザーを用いて圧力500kPaの条件下で3回循環させて、カーボンブラックスラリー溶液を調製した。なお、使用したカーボンブラックの24M4DBP吸油量をISO 6894に準拠して測定したところ、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量が98mL/100gで、スラリー溶液から乾燥回収した後の24M4DBP吸油量が96mL/100g(保持率:98.0%)であった。また、スラリー溶液中のカーボンブラックの粒度分布を、分散後直ちにレーザー回折型粒度分布計[MICROTRAC FRA型]を使用し、水の屈折率1.33、粒子屈折率1.57として測定したところ、体積平均粒子径(mv)が15.1μmで且つ90体積%粒径(D90)が19.5μmであった。
(Preparation of carbon black slurry solution)
A colloid mill with a rotor diameter of 50 mm was charged with 1425 g of deionized water and 75 g of carbon black (N110), and stirred for 10 minutes at a rotor-stator gap of 1 mm and a rotational speed of 1500 rpm. 0.05% Kao Demol N] was added and circulated three times under a pressure of 500 kPa using a pressure homogenizer to prepare a carbon black slurry solution. The 24M4DBP oil absorption of the carbon black used was measured in accordance with ISO 6894. The 24M4DBP oil absorption before being dispersed in water was 98 mL / 100 g, and the 24M4DBP oil absorption after drying and recovery from the slurry solution was 96 mL / 100 g. 100 g (retention rate: 98.0%). The particle size distribution of carbon black in the slurry solution was measured as a water refractive index 1.33 and a particle refractive index 1.57 using a laser diffraction particle size distribution analyzer [MICROTRAC FRA type] immediately after dispersion. (Mv) was 15.1 μm and 90 volume% particle size (D90) was 19.5 μm.

(凝固工程1)
ホモミキサー中に、天然ゴムのフィールドラテックスを脱イオン水で希釈し、ゴム分20%に調整した天然ゴムラテックスと、上記カーボンブラックスラリー溶液とを、ゴム成分100質量部に対してカーボンブラックが50質量部になるように添加し、撹拌しながら、ギ酸をpH=4.7になるまで加え、凝固させた。次に、得られた凝固物1を回収及び水洗し、水分が約40%になるまで脱水を行った。なお、凝固物1中のカーボンブラック量は、天然ゴム100質量部に対して50質量部であった。
(Coagulation process 1)
In a homomixer, natural rubber latex diluted with deionized water with natural rubber latex and adjusted to a rubber content of 20% and the above carbon black slurry solution were mixed with 50 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It added so that it might become a mass part, formic acid was added until it was set to pH = 4.7, stirring, and it was made to coagulate | solidify. Next, the obtained solidified product 1 was recovered and washed with water, and dehydrated until the water content was about 40%. The amount of carbon black in the solidified product 1 was 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of natural rubber.

<製造例1>
上記凝固物1の乾燥物含有量を求めた後、乾燥物量換算で900gの凝固物1と、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gと、tert-ブチルハイドロパーオキサイド(t-BHPO)1.2gとを混練機内で室温にて30rpmで2分間練り込み、均一に分散させた。次に、得られた混合物にテトラエチレンペンタミン(TEPA)1.2gを均一に加えながら、神戸製鋼製二軸混練押出機[同方向回転スクリュー径=30mm, L/D=35, ベントホール3ヶ所]を用い、バレル温度120℃、回転数100rpmで機械的せん断力を加えながら押し出すことにより、乾燥した変性天然ゴムマスターバッチAを得た。
<Production Example 1>
After determining the dry matter content of the solidified product 1, 900 g of the solidified product 1 in terms of dry matter, 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, 1.2 g of tert-butyl hydroperoxide (t-BHPO) Was kneaded in a kneader at room temperature for 2 minutes at 30 rpm to be uniformly dispersed. Next, while uniformly adding 1.2 g of tetraethylenepentamine (TEPA) to the obtained mixture, a twin-screw kneading extruder made of Kobe Steel [same-direction rotating screw diameter = 30 mm, L / D = 35, three vent holes The modified modified natural rubber masterbatch A was obtained by extrusion while applying mechanical shearing force at a barrel temperature of 120 ° C. and a rotation speed of 100 rpm.

得られた変性天然ゴムマスターバッチAの質量から、単量体として加えたN,N-ジエチルアミノエチルメタクリレートの転化率は、76%であった。また、該変性天然ゴムマスターバッチAを石油エーテルで抽出し、更にアセトンとメタノールの2:1混合溶媒で抽出することによりホモポリマーの分離を試みたところ、ホモポリマーが仕込みモノマー量の8%検出された。従って、上記変性天然ゴムマスターバッチAにおけるN,N-ジエチルアミノエチルメタクリレートのグラフト量は、凝固物中の天然ゴムに対して0.35質量%である。   From the mass of the resulting modified natural rubber master batch A, the conversion rate of N, N-diethylaminoethyl methacrylate added as a monomer was 76%. Further, when the modified natural rubber masterbatch A was extracted with petroleum ether and further extracted with a 2: 1 mixed solvent of acetone and methanol, homopolymer separation was attempted. As a result, the homopolymer was detected at 8% of the charged monomer amount. It was done. Therefore, the graft amount of N, N-diethylaminoethyl methacrylate in the modified natural rubber masterbatch A is 0.35% by mass with respect to the natural rubber in the coagulum.

<製造例2〜5>
N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gの代わりに、製造例2では2-ヒドロキシエチルメタクリレート 2.1gを加え、製造例3では2-ビニルピリジン 1.7gを加え、製造例4ではアクリロニトリル 1.7gを加え、製造例5ではメタクリルアミド 2.8gを加え、それ以外は、上記製造例1と同様にして変性天然ゴムマスターバッチB〜Eを得た。また、変性天然ゴムマスターバッチAと同様にして、変性天然ゴムマスターバッチB〜Eにおける単量体として加えた極性基含有化合物のグラフト量を分析して、表1に示す結果を得た。
<Production Examples 2-5>
Instead of 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, 2.1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate was added in Production Example 2, 1.7 g of 2-vinylpyridine was added in Production Example 3, and 1.7 g of acrylonitrile was added in Production Example 4. In Production Example 5, 2.8 g of methacrylamide was added, and modified natural rubber master batches B to E were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that. Further, in the same manner as in the modified natural rubber master batch A, the graft amount of the polar group-containing compound added as a monomer in the modified natural rubber master batches B to E was analyzed, and the results shown in Table 1 were obtained.

<製造例6〜7>
tert-ブチルハイドロパーオキサイド(t-BHPO)及びテトラエチレンペンタミン(TEPA)を添加せずに、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gの代わりに、製造例6ではN,N-ジメチルアミノエタンチオール 1.7gを加え、製造例7では4-メルカプトピリジン 1.8gを加え、それ以外は、上記製造例1と同様にして変性天然ゴムマスターバッチF、Gを得た。また、得られた変性天然ゴムマスターバッチF、Gにおける単量体として加えた極性基含有化合物の付加量を熱分解ガスクロマトグラフ−質量分析装置を用いて分析して、表1に示す結果を得た。
<Production Examples 6-7>
Instead of adding tert-butyl hydroperoxide (t-BHPO) and tetraethylenepentamine (TEPA), instead of 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, in Production Example 6, N, N-dimethylaminoethanethiol was used. 1.7 g was added, 1.8 g of 4-mercaptopyridine was added in Production Example 7, and modified natural rubber master batches F and G were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that. Moreover, the addition amount of the polar group-containing compound added as a monomer in the obtained modified natural rubber master batches F and G was analyzed using a pyrolysis gas chromatograph-mass spectrometer, and the results shown in Table 1 were obtained. It was.

<製造例8>
N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレートを加えない以外は、上記製造例1と同様にして天然ゴムマスターバッチHを得た。
<Production Example 8>
A natural rubber masterbatch H was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that N, N-diethylaminoethyl methacrylate was not added.

(シリカスラリー溶液の調製)
ローター径50mmのコロイドミルに脱イオン水1425g及び湿式シリカ[日本シリカ工業(株)製, ニップシールLP]75gを投入し、ローター・ステーター間隙0.3mm、回転数7000rpmで10分間撹拌し、シリカスラリーを調製した。なお、使用したシリカの24M4DBP吸油量をISO 6894に準拠して測定したところ、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量が150mL/100gで、スラリー溶液から乾燥回収した後の24M4DBP吸油量が144mL/100g(保持率:96.0%)であった。また、スラリー溶液中のシリカの粒度分布を、分散後直ちにレーザー回折型粒度分布計[MICROTRAC FRA型]を使用し、水の屈折率1.33、粒子屈折率1.57として測定したところ、体積平均粒子径(mv)が13.2μmで且つ90体積%粒径(D90)が24.0μmであった。
(Preparation of silica slurry solution)
Add 1425 g of deionized water and 75 g of wet silica [Nippal Silica Co., Ltd., nip seal LP] to a colloid mill with a rotor diameter of 50 mm. Prepared. The 24M4DBP oil absorption of the silica used was measured according to ISO 6894. The 24M4DBP oil absorption before being dispersed in water was 150 mL / 100 g, and the 24M4DBP oil absorption after drying and recovery from the slurry solution was 144 mL / 100 g. (Retention rate: 96.0%). Further, when the particle size distribution of silica in the slurry solution was measured as a water refractive index 1.33 and a particle refractive index 1.57 using a laser diffraction particle size distribution analyzer [MICROTRAC FRA type] immediately after dispersion, the volume average particle size ( mv) was 13.2 μm and the 90% by volume particle size (D90) was 24.0 μm.

(凝固工程2)
ホモミキサー中に、天然ゴムのフィールドラテックスを脱イオン水で希釈し、ゴム分20%に調整した天然ゴムラテックスと、上記シリカスラリー溶液とを、ゴム成分100質量部に対してシリカが50質量部になるように添加し、撹拌しながら、ギ酸をpH=4.7になるまで加え、凝固させた。次に、得られた凝固物2を回収及び水洗し、水分が約40%になるまで脱水を行った。なお、凝固物2中のシリカ量は、天然ゴム100質量部に対して50質量部であった。
(Coagulation process 2)
In a homomixer, natural rubber latex diluted with deionized water with natural rubber latex and adjusted to a rubber content of 20% and the silica slurry solution are mixed with 50 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The formic acid was added to pH = 4.7 with stirring and solidified. Next, the obtained solidified product 2 was recovered and washed with water, and dehydrated until the water content was about 40%. The amount of silica in the coagulum 2 was 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of natural rubber.

<製造例9>
上記凝固物2の乾燥物含有量を求めた後、乾燥物量換算で900gの凝固物2と、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gと、tert-ブチルハイドロパーオキサイド(t-BHPO)1.2gとを混練機内で室温にて30rpmで2分間練り込み、均一に分散させた。次に、得られた混合物にテトラエチレンペンタミン(TEPA)1.2gを均一に加えながら、神戸製鋼製二軸混練押出機[同方向回転スクリュー径=30mm, L/D=35, ベントホール3ヶ所]を用い、バレル温度120℃、回転数100rpmで機械的せん断力を加えながら押し出すことにより、乾燥した変性天然ゴムマスターバッチIを得た。また、変性天然ゴムマスターバッチAと同様にして、変性天然ゴムマスターバッチIにおける単量体として加えた極性基含有化合物のグラフト量を分析して、表1に示す結果を得た。
<Production Example 9>
After determining the dry matter content of the coagulum 2, 900 g of the coagulum 2 in terms of dry matter, 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, 1.2 g of tert-butyl hydroperoxide (t-BHPO) Was kneaded in a kneader at room temperature for 2 minutes at 30 rpm to be uniformly dispersed. Next, while adding 1.2 g of tetraethylenepentamine (TEPA) uniformly to the resulting mixture, a twin-screw kneading extruder made by Kobe Steel [co-rotating screw diameter = 30 mm, L / D = 35, three vent holes The modified modified natural rubber masterbatch I was obtained by extrusion while applying mechanical shearing force at a barrel temperature of 120 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. Further, in the same manner as in the modified natural rubber master batch A, the graft amount of the polar group-containing compound added as a monomer in the modified natural rubber master batch I was analyzed, and the results shown in Table 1 were obtained.

<製造例10〜15>
N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gの代わりに、製造例10では2-ヒドロキシエチルメタクリレート 2.1gを加え、製造例11では2-ビニルピリジン 1.7gを加え、製造例12ではメタクリル酸 1.4gを加え、製造例13ではアクリロニトリル 1.7gを加え、製造例14ではグリシジルメタクリレート 2.3gを加え、製造例15ではメタクリルアミド 2.8gを加え、それ以外は、上記製造例9と同様にして変性天然ゴムマスターバッチJ〜Oを得た。また、変性天然ゴムマスターバッチAと同様にして、変性天然ゴムマスターバッチJ〜Oにおける単量体として加えた極性基含有化合物のグラフト量を分析して、表1に示す結果を得た。
<Production Examples 10-15>
Instead of 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, 2.1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate was added in Production Example 10, 1.7 g of 2-vinylpyridine was added in Production Example 11, and 1.4 g of methacrylic acid was added in Production Example 12. In Production Example 13, 1.7 g of acrylonitrile was added, 2.3 g of glycidyl methacrylate was added in Production Example 14, 2.8 g of methacrylamide was added in Production Example 15, and the modified natural rubber master batch was prepared in the same manner as in Production Example 9 above. JO were obtained. Further, in the same manner as in the modified natural rubber master batch A, the graft amount of the polar group-containing compound added as a monomer in the modified natural rubber master batches J to O was analyzed, and the results shown in Table 1 were obtained.

<製造例16〜20>
tert-ブチルハイドロパーオキサイド(t-BHPO)及びテトラエチレンペンタミン(TEPA)を添加せずに、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0gの代わりに、製造例16ではN,N-ジメチルアミノエタンチオール 1.7gを加え、製造例17では4-メルカプトピリジン 1.8gを加え、製造例18ではメルカプトエタノール 1.3gを加え、製造例19ではメルカプト酢酸 1.5gを加え、製造例20では3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン 3.3gを加え、それ以外は、上記製造例9と同様にして変性天然ゴムマスターバッチP〜Tを得た。また、得られた変性天然ゴムマスターバッチP〜Tにおける単量体として加えた極性基含有化合物の付加量を熱分解ガスクロマトグラフ−質量分析装置を用いて分析して、表1に示す結果を得た。
<Production Examples 16 to 20>
Instead of adding tert-butyl hydroperoxide (t-BHPO) and tetraethylenepentamine (TEPA), instead of 3.0 g of N, N-diethylaminoethyl methacrylate, in Production Example 16, N, N-dimethylaminoethanethiol was used. 1.7 g was added, 1.8 g of 4-mercaptopyridine was added in Production Example 17, 1.3 g of mercaptoethanol was added in Production Example 18, 1.5 g of mercaptoacetic acid was added in Production Example 19, and 3-mercaptopropyltrimethoxy was added in Production Example 20. Modified natural rubber master batches P to T were obtained in the same manner as in Production Example 9 except that 3.3 g of silane was added. Moreover, the amount of addition of the polar group-containing compound added as a monomer in the obtained modified natural rubber master batches P to T was analyzed using a pyrolysis gas chromatograph-mass spectrometer, and the results shown in Table 1 were obtained. It was.

<製造例21>
N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレートを加えない以外は、上記製造例9と同様にして天然ゴムマスターバッチUを得た。
<Production Example 21>
A natural rubber masterbatch U was obtained in the same manner as in Production Example 9 except that N, N-diethylaminoethyl methacrylate was not added.

Figure 2006219618
Figure 2006219618

次に、プラストミルで混練して表2に示す配合処方のゴム組成物を調製し、該ゴム組成物に対して、下記の方法でムーニー粘度、引張強さ(Tb)、tanδ及び耐摩耗性を測定・評価した。配合1に従うゴム組成物の結果を表3に、配合2に従うゴム組成物の結果を表4に示す。   Next, a rubber composition having the formulation shown in Table 2 was prepared by kneading with a plast mill, and the Mooney viscosity, tensile strength (Tb), tan δ, and abrasion resistance were measured for the rubber composition by the following methods. Measured and evaluated. The results of the rubber composition according to Formula 1 are shown in Table 3, and the results of the rubber composition according to Formula 2 are shown in Table 4.

(1)ムーニー粘度
JIS K6300-1994に準拠して、130℃にてゴム組成物のムーニー粘度ML1+4(130℃)を測定した。
(1) Mooney viscosity The Mooney viscosity ML 1 + 4 (130 ° C.) of the rubber composition was measured at 130 ° C. according to JIS K6300-1994.

(2)引張強さ
上記ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得た加硫ゴムに対し、JIS K6301-1995に準拠して引張試験を行い、引張強さ(Tb)を測定した。引張強さが大きい程、耐破壊性が良好であることを示す。
(2) Tensile strength The vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition at 145 ° C for 33 minutes was subjected to a tensile test according to JIS K6301-1995, and the tensile strength (Tb) was measured. . It shows that fracture resistance is so favorable that tensile strength is large.

(3)tanδ
上記ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得た加硫ゴムに対し、粘弾性測定装置[レオメトリックス社製]を用い、温度50℃、歪み5%、周波数15Hzで損失正接(tanδ)を測定した。tanδが小さい程、低ロス性に優れることを示す。
(3) tanδ
Using a viscoelasticity measuring device [manufactured by Rheometrics Co., Ltd.] for the vulcanized rubber obtained by vulcanizing the rubber composition at 145 ° C. for 33 minutes, loss tangent (tan δ) at a temperature of 50 ° C., a strain of 5%, and a frequency of 15 Hz. ) Was measured. It shows that it is excellent in low-loss property, so that tan-delta is small.

(4)耐摩耗性
上記ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得た加硫ゴムに対し、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60%での摩耗量を測定し、表3においては比較例1の摩耗量の逆数を100とし、表4においては比較例2の摩耗量の逆数を100としてそれぞれ指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
(4) Abrasion resistance For the vulcanized rubber obtained by vulcanizing the above rubber composition at 145 ° C. for 33 minutes, the wear amount at a slip rate of 60% at room temperature was measured using a Lambone type abrasion tester. In Table 3, the reciprocal of the amount of wear of Comparative Example 1 was set to 100, and in Table 4, the reciprocal of the amount of wear of Comparative Example 2 was set to 100, and each index was displayed. The larger the index value, the smaller the wear amount and the better the wear resistance.

Figure 2006219618
Figure 2006219618

*1 使用したマスターバッチの種類を表3及び表4中に示す.
*2 デグサ製, 「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.
*3 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.
*4 N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド.
*5 N-t-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド.
* 1 The types of master batch used are shown in Table 3 and Table 4.
* 2 Degussa, “Si69”, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide.
* 3 N- (1,3-Dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine.
* 4 N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide.
* 5 N-t-butyl-2-benzothiazylsulfenamide.

Figure 2006219618
Figure 2006219618

Figure 2006219618
Figure 2006219618

表3及び表4のそれぞれにおける実施例と比較例の比較から、凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥して、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させた変性天然ゴムマスターバッチを用いることで、ゴム組成物の破壊特性、低ロス性及び耐摩耗性を大幅に改善できることが分る。

From the comparison between Examples and Comparative Examples in Tables 3 and 4, a polar group-containing compound was added to the coagulated product, dried while applying mechanical shearing force, and the natural rubber molecule in the coagulated product contained a polar group. It can be seen that the use of a modified natural rubber masterbatch in which a compound is graft-polymerized or added can greatly improve the fracture characteristics, low loss and wear resistance of the rubber composition.

Claims (11)

(i)天然ゴムラテックスと、充填剤を予め水中に分散させてなるスラリー溶液とを混合する工程;
(ii)前記(i)工程で得られた混合液を凝固させる工程;並びに、
(iii)前記(ii)工程で得られた凝固物に極性基含有化合物を加え、機械的なせん断力をかけながら乾燥して、凝固物中の天然ゴム分子に極性基含有化合物をグラフト重合又は付加させる工程
を含むことを特徴とする変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。
(i) a step of mixing a natural rubber latex and a slurry solution in which a filler is previously dispersed in water;
(ii) a step of coagulating the liquid mixture obtained in the step (i); and
(iii) A polar group-containing compound is added to the coagulated product obtained in the step (ii) and dried while applying mechanical shearing force, and the polar group-containing compound is graft-polymerized on the natural rubber molecules in the coagulated product. A method for producing a modified natural rubber masterbatch comprising a step of adding.
前記スラリー溶液中の充填剤は、体積平均粒子径(mv)が25μm以下で且つ90体積%粒径(D90)が30μm以下であり、該スラリー溶液から乾燥回収した充填剤の24M4DBP吸油量が、水中に分散させる前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持していることを特徴とする請求項1に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The filler in the slurry solution has a volume average particle size (mv) of 25 μm or less and a 90% by volume particle size (D90) of 30 μm or less, and the 24M4DBP oil absorption of the filler collected by drying from the slurry solution is: The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1, wherein 93% or more of the 24M4DBP oil absorption before being dispersed in water is maintained. 前記充填剤が、カーボンブラック、シリカ及び下記一般式(I):
nM・xSiOy・zH2O ・・・ (I)
[式中、M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、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩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]で表される無機化合物からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。
The filler is carbon black, silica and the following general formula (I):
nM · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein, M is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or a carbonate of these metals. 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]. The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1 or 2, wherein the method is at least one selected from the group consisting of:
前記極性基含有化合物の極性基が、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、スズ含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The polar group of the polar group-containing compound is an amino group, imino group, nitrile group, ammonium group, imide group, amide group, hydrazo group, azo group, diazo group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, epoxy group, oxy It is at least one selected from the group consisting of a carbonyl group, a sulfide group, a disulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thiocarbonyl group, a nitrogen-containing heterocyclic group, an oxygen-containing heterocyclic group, a tin-containing group, and an alkoxysilyl group. The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1. 前記極性基含有化合物のグラフト量又は付加量が、前記凝固物中のゴム成分に対して0.01〜5.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1, wherein the grafting amount or addition amount of the polar group-containing compound is 0.01 to 5.0 mass% with respect to the rubber component in the coagulated product. 前記天然ゴムラテックス及び/又は前記スラリー溶液が更に界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1, wherein the natural rubber latex and / or the slurry solution further contains a surfactant. 前記乾燥を連続混練機を用いて行うことを特徴とする請求項1に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 1, wherein the drying is performed using a continuous kneader. 前記連続混練機が二軸混練押出機であることを特徴とする請求項7に記載の変性天然ゴムマスターバッチの製造方法。   The method for producing a modified natural rubber masterbatch according to claim 7, wherein the continuous kneader is a twin-screw kneading extruder. 請求項1〜8のいずれかに記載の方法で製造された変性天然ゴムマスターバッチ。   A modified natural rubber masterbatch produced by the method according to claim 1. 請求項9に記載の変性天然ゴムマスターバッチを用いたゴム組成物。   A rubber composition using the modified natural rubber masterbatch according to claim 9. 請求項10に記載のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とするタイヤ。   A tire, wherein the rubber composition according to claim 10 is used for any tire member.
JP2005035824A 2005-02-14 2005-02-14 Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire Expired - Fee Related JP4733993B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005035824A JP4733993B2 (en) 2005-02-14 2005-02-14 Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005035824A JP4733993B2 (en) 2005-02-14 2005-02-14 Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006219618A true JP2006219618A (en) 2006-08-24
JP4733993B2 JP4733993B2 (en) 2011-07-27

Family

ID=36982142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005035824A Expired - Fee Related JP4733993B2 (en) 2005-02-14 2005-02-14 Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4733993B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066689A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire using same
JP2008184572A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Bridgestone Corp Production method of modified hydrogenated natural rubber, modified hydrogenated natural rubber, rubber composition and pneumatic tire
EP2218749A1 (en) * 2007-12-03 2010-08-18 Bridgestone Corporation Method for producing natural rubber masterbatch, natural rubber masterbatch, rubber composition, and tire
JP2010538110A (en) * 2007-08-30 2010-12-09 キャボット コーポレイション Elastomer composite and method for producing the same
WO2013125415A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 東海ゴム工業株式会社 Silica-containing modified natural rubber latex, silica-containing modified natural rubber material, and method for producing same
JP2016501309A (en) * 2012-12-18 2016-01-18 株式会社ブリヂストン Method for producing rubber tire compound

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249040A (en) * 1988-08-11 1990-02-19 Bridgestone Corp Vulcanizable rubber composition
JP2004099625A (en) * 2001-07-27 2004-04-02 Bridgestone Corp Natural rubber masterbatch and its manufacturing method
JP2004359716A (en) * 2003-06-02 2004-12-24 Bridgestone Corp Rubber composition and pneumatic tire

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249040A (en) * 1988-08-11 1990-02-19 Bridgestone Corp Vulcanizable rubber composition
JP2004099625A (en) * 2001-07-27 2004-04-02 Bridgestone Corp Natural rubber masterbatch and its manufacturing method
JP2004359716A (en) * 2003-06-02 2004-12-24 Bridgestone Corp Rubber composition and pneumatic tire

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066689A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire using same
US7741399B2 (en) 2005-12-07 2010-06-22 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire using the same
JP2008184572A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Bridgestone Corp Production method of modified hydrogenated natural rubber, modified hydrogenated natural rubber, rubber composition and pneumatic tire
JP2010538110A (en) * 2007-08-30 2010-12-09 キャボット コーポレイション Elastomer composite and method for producing the same
US8536249B2 (en) 2007-08-30 2013-09-17 Cabot Corporation Elastomer composite and method for producing it
EP2218749A1 (en) * 2007-12-03 2010-08-18 Bridgestone Corporation Method for producing natural rubber masterbatch, natural rubber masterbatch, rubber composition, and tire
EP2218749A4 (en) * 2007-12-03 2011-03-09 Bridgestone Corp Method for producing natural rubber masterbatch, natural rubber masterbatch, rubber composition, and tire
US9012535B2 (en) 2007-12-03 2015-04-21 Bridgestone Corporation Method for producing natural rubber masterbatch, natural rubber masterbatch, rubber composition, and tire
WO2013125415A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 東海ゴム工業株式会社 Silica-containing modified natural rubber latex, silica-containing modified natural rubber material, and method for producing same
JP5738468B2 (en) * 2012-02-23 2015-06-24 住友理工株式会社 Silica-containing modified natural rubber material and method for producing the same
JP2016501309A (en) * 2012-12-18 2016-01-18 株式会社ブリヂストン Method for producing rubber tire compound

Also Published As

Publication number Publication date
JP4733993B2 (en) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7786208B2 (en) Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same as well as rubber composition and tire
JP4963786B2 (en) Modified natural rubber latex and method for producing the same, modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition and tire
CN101084258B (en) Modified natural rubber masterbatch and method for production thereof, and rubber composition and tire
JP4889940B2 (en) Process for producing modified natural rubber
JP6122844B2 (en) Modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition and tire
JP2009096856A (en) Rubber composition and heavy-duty pneumatic radical tire using the same
JP4733993B2 (en) Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire
JP5232364B2 (en) Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire
JP5170997B2 (en) Rubber composition and tire using the same
JP5232363B2 (en) Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire
JP4944451B2 (en) Heavy duty pneumatic tire
JP4785370B2 (en) Modified natural rubber masterbatch and method for producing the same, rubber composition and tire
JP2008184572A (en) Production method of modified hydrogenated natural rubber, modified hydrogenated natural rubber, rubber composition and pneumatic tire
JP2011017013A (en) Modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition, and tire
JP5002161B2 (en) Modified natural rubber, process for producing the same, rubber composition and tire using the same
JP5265093B2 (en) Rubber composition and tire using the same
JP2009102451A (en) Modified natural rubber, method for producing the same, rubber composition and tire using the same
JP5002162B2 (en) Modified natural rubber, and rubber composition and tire using the same
JP5019752B2 (en) Modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition and tire
JP5400108B2 (en) Process for producing modified natural rubber
JP5019750B2 (en) Modified natural rubber, process for producing the same, rubber composition and tire using the same
JP2009102485A (en) Modified natural rubber, method for producing the same, and rubber composition and tire using the same
JP6155086B2 (en) Modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition and tire
JP4863613B2 (en) Rubber composition and tire using the same
JP2007204533A (en) Modified natural rubber, method for producing the same and rubber composition using the same and tire

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060609

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110405

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110425

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4733993

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees