JP2009029961A - Masterbatch for rubber composition and its manufacturing method - Google Patents

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Tetsuo Ochiai
哲夫 落合
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a masterbatch capable of reducing heat build-up of a rubber composition and of improving processability, tensile strength and flexural fatigue resistance. <P>SOLUTION: This masterbatch for the rubber composition comprises (A1) a diene rubber of 100 pts.wt. and (B) silica of 10-30 pts.wt., wherein ≥60 and ≤100 pts.wt of the diene rubber (A1) of 100 pts.wt. is composed of (A1-i) polybutadiene rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリブタジエンゴムおよびシリカを含有するゴム組成物用マスターバッチおよびその製造方法に関し、より詳細には、加硫前の加工性を改善するとともに、加硫後の発熱性を低減し、引張強さおよび耐屈曲疲労性を改善することのできるゴム組成物用マスターバッチおよびその製造方法並びに前記マスターバッチを用いるタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a masterbatch for a rubber composition containing polybutadiene rubber and silica and a method for producing the same, and more particularly to improve processability before vulcanization, reduce exothermicity after vulcanization, The present invention relates to a masterbatch for a rubber composition capable of improving strength and bending fatigue resistance, a method for producing the same, and a method for producing a rubber composition for a tire using the masterbatch.

近年、タイヤに対する低燃費化および省メンテナンスの要求が強くなっている。タイヤの低燃費化においては、ボリュームが多く路面に接地するトレッド部の転動抵抗を低下させることが最も有効であるが、低発熱化のために補強性充填剤として使用するカーボンブラックの粒径が大きいほど、また、配合量が多いほど、タイヤトレッドに求められる耐摩耗性が低下してしまうため、サイドウォールを構成するゴム組成物についても、シリカを配合することが、例えば下記特許文献1および2に提案されている。また、ゴム組成物にシリカを分散させる技術としてジエン系ゴムに特定の条件でシリカ含有マスターバッチを使用することが、下記特許文献3に提案されている。これらの先行技術は一定の効果を上げているが、良好な加工性を維持しつつ、低燃費性(低発熱性)、引張強さおよび耐屈曲疲労性を高次元でバランスよく改善させることが求められている。   In recent years, demands for lower fuel consumption and less maintenance for tires have been increasing. The most effective way to reduce the fuel consumption of tires is to reduce the rolling resistance of the tread that contacts the road surface due to its volume, but the particle size of carbon black used as a reinforcing filler to reduce heat generation The larger the amount and the larger the blending amount, the lower the wear resistance required for the tire tread. Therefore, for the rubber composition constituting the sidewall, silica can be blended, for example, in Patent Document 1 below. And 2 are proposed. Further, as a technique for dispersing silica in a rubber composition, it is proposed in Patent Document 3 below to use a silica-containing master batch under specific conditions for a diene rubber. Although these prior arts have achieved certain effects, they can improve fuel economy (low heat generation), tensile strength, and bending fatigue resistance at a high level in a well-balanced manner while maintaining good processability. It has been demanded.

特開2006−124487号公報JP 2006-124487 A 特開2005−126556号公報JP 2005-126556 A 特開2005−350595号公報JP 2005-350595 A

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、シリカ含有マスターバッチに使用するゴム分としてポリブタジエンゴムを60重量%以上含むジエン系ゴムを使用することによりシリカの分散性が向上し、さらに発熱性が低下し、耐屈曲疲労性も向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have improved the dispersibility of silica by using a diene rubber containing 60% by weight or more of polybutadiene rubber as a rubber component used in a silica-containing masterbatch. Further, the inventors have found that the heat generation is further reduced and the bending fatigue resistance is improved, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明によれば、第1の態様において、
(A1)ジエン系ゴム100重量部と、
(B)10〜30重量部のシリカと、
を含むゴム組成物用マスターバッチであって、前記ジエン系ゴム(A1)100重量部のうちの60重量部以上100重量部以下が(A1−i)ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とするゴム組成物用マスターバッチが提供される。
That is, according to the present invention, in the first aspect,
(A1) 100 parts by weight of a diene rubber,
(B) 10 to 30 parts by weight of silica;
A master batch for a rubber composition, wherein 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of 100 parts by weight of the diene rubber (A1) is composed of (A1-i) polybutadiene rubber. A masterbatch for a rubber composition is provided.

本発明の第2の態様によれば、(A1)ジエン系ゴム100重量部に、(B)10〜30重量部のシリカを添加し、混合することを含むゴム組成物用マスターバッチの製造方法であって、ジエン系ゴム(A1)100重量部のうちの60重量部以上100重量部以下が(A1−i)ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とするゴム組成物用マスターバッチの製造方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, a method for producing a masterbatch for a rubber composition comprising adding (B1) 10 to 30 parts by weight of silica to 100 parts by weight of (A1) diene rubber and mixing them. A method for producing a masterbatch for a rubber composition, wherein 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of 100 parts by weight of diene rubber (A1) is composed of (A1-i) polybutadiene rubber. Is provided.

本発明の第3の態様によれば、本発明の第1態様にかかるゴム組成物用マスターバッチに、当該ゴム組成物用マスターバッチ中のジエン系ゴム(A1)100重量部に対して(D)10〜100重量部のカーボンブラックを添加し、混合することを含むことを特徴とする、タイヤ用ゴム組成物の製造方法が提供される。   According to the third aspect of the present invention, the rubber composition masterbatch according to the first aspect of the present invention is prepared by adding (D) to 100 parts by weight of the diene rubber (A1) in the rubber composition masterbatch. And 10) to 100 parts by weight of carbon black are added and mixed. A method for producing a rubber composition for tires is provided.

本発明の第1の態様にかかるゴム組成物用マスターバッチに使用されるジエン系ゴム(成分(A1))は、その総量100重量部のうちの60重量部以上100重量部以下がポリブタンジエンゴム(BR)(成分(A1−i))から構成される。本発明のマスターバッチに含まれるポリブタジエンゴム(A1−i)のうち5〜30重量部が5.0×103 〜3.0×104 の重量平均分子量を有する低分子量ポリブタジエンゴムから構成されることが好ましい。5.0×103 〜3.0×104 の重量平均分子量を有する低分子量ポリブタジエンゴムを使用することによって、当該低分子量ポリブタジエンゴムの可塑化作用により加工性を良好なレベルに維持しつつ、発熱性をよりいっそう低減することができる。ポリブタジエンゴム(A1−i)は、当該ポリブタジエンゴム(A1−i)の総量100重量部当たり5〜30重量部の重量平均分子量5.0×103 〜3.0×104 の低分子量ポリブタジエンゴムと、75〜95重量部の重量平均分子量3.5×105 〜7.0×105 のポリブタジエンゴムとから構成されることがより好ましい。重量平均分子量5.0×103 〜3.0×104 の低分子量ポリブタジエンゴムは、例えば出光化学(株)から商品名poly−bd R−45HT(重量平均分子量約1万のポリブタジエンゴム)として入手可能である。重量平均分子量5.0×103 〜3.0×104 の低分子量ポリブタジエンゴムを含むポリブタジエンゴム(A1−i)は、例えば日本ゼオン(株)から商品名BRX5000(重量平均分子量約2万の低分子量成分と重量平均分子量約57万の高分子量成分との混合物)として入手可能である。 The diene rubber (component (A1)) used in the master batch for a rubber composition according to the first aspect of the present invention is composed of 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of the total amount of 100 parts by weight. It is composed of rubber (BR) (component (A1-i)). Of the polybutadiene rubber (A1-i) contained in the masterbatch of the present invention, 5 to 30 parts by weight are composed of a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4. It is preferable. By using a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 , while maintaining the workability at a good level by the plasticizing action of the low molecular weight polybutadiene rubber, The exothermic property can be further reduced. The polybutadiene rubber (A1-i) is a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 of 5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the polybutadiene rubber (A1-i). And 75 to 95 parts by weight of polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 3.5 × 10 5 to 7.0 × 10 5 . Low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 is, for example, trade name poly-bd R-45HT (polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of about 10,000) from Idemitsu Chemical Co., Ltd. It is available. A polybutadiene rubber (A1-i) containing a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 is, for example, trade name BRX5000 (weight average molecular weight of about 20,000 from Nippon Zeon Co., Ltd.). A mixture of a low molecular weight component and a high molecular weight component having a weight average molecular weight of about 570,000).

ジエン系ゴム(A1)は、ポリブタンジエンゴム(A1−i)を上記の量で含む限り、ポリブタジエンゴム(A1−i)に加えて他のジエン系ゴム(成分(A1−ii))を含んでもよい。他のジエン系ゴム(A1−ii)の例としては、天然ゴム(NR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム(SIBR)、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらのジエン系ゴムから選ばれる1種以上をポリブタジエンゴム(A1−i)と組み合わせて使用できる。   The diene rubber (A1) contains other diene rubber (component (A1-ii)) in addition to the polybutadiene rubber (A1-i) as long as the polybutane diene rubber (A1-i) is contained in the above amount. But you can. Examples of other diene rubbers (A1-ii) include natural rubber (NR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), Examples include chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), styrene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR), and isoprene-butadiene copolymer rubber. It is done. One or more selected from these diene rubbers can be used in combination with the polybutadiene rubber (A1-i).

本発明のマスターバッチの製造に使用することのできるシリカ(成分(B))としては、例えば、窒素吸着比表面積(N2SA)が100m2/g〜250m2/gの湿式−沈殿法により生成されたものを使用することができる。シリカ(B)は、ジエン系ゴム(A1)100重量部に対して10〜30重量部の量で配合される。ジエン系ゴム(A1)100重量部に対してシリカ(B)が10重量部未満であると、得られたマスターバッチに、後述するカーボンブラック(成分(D))などの配合剤、さらなるジエン系ゴム(成分(A−2))を配合して得られるタイヤ用ゴム組成物の加硫後の発熱性を十分に低減できず、また、ジエン系ゴム(A1)100重量部に対してシリカ(B)が30重量部を超えると、当該マスターバッチに、ジエン系ゴム(A2)、カーボンブラック(D)などの配合剤を配合する際の加工性が低下する。 The silica can be used in the preparation of the masterbatch of the present invention phosphite (Component (B)), for example, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100m 2 / g~250m 2 / g wet - by precipitation The generated one can be used. Silica (B) is blended in an amount of 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of diene rubber (A1). When the silica (B) is less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber (A1), the resulting masterbatch contains a compounding agent such as carbon black (component (D)) described later, and further diene The heat build-up after vulcanization of the rubber composition for tires obtained by blending rubber (component (A-2)) cannot be sufficiently reduced, and silica (100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of diene rubber (A1)). When B) exceeds 30 parts by weight, the processability when compounding agents such as diene rubber (A2) and carbon black (D) are blended with the masterbatch decreases.

本発明のマスターバッチには、ジエン系ゴム(A1)へのシリカ(B)の分散性を高めるために、シリカ(B)の総量を基準として3〜15重量%のシランカップリング剤(成分(C))を配合されていることが好ましい。シランカップリング剤(C)としては、ゴム業界で一般的に使用されているものを使用できる。シランカップリング剤(C)の例としては、3,3’−ビス(トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、3,3’−ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、3,3’−ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドが挙げられる。   In order to improve the dispersibility of the silica (B) in the diene rubber (A1), the master batch of the present invention contains 3 to 15% by weight of a silane coupling agent (component (component ( C)) is preferably blended. As the silane coupling agent (C), those generally used in the rubber industry can be used. Examples of the silane coupling agent (C) include 3,3′-bis (trimethoxysilylpropyl) disulfide, 3,3′-bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, and 3,3′-bis (triethoxysilyl). Propyl) tetrasulfide.

本発明の第2の態様にかかるマスターバッチの製造方法は、(A1)ジエン系ゴム100重量部に、(B)10〜30重量部のシリカを添加し、混合することを含み、ジエン系ゴム(A1)100重量部のうち60重量部以上100重量部以下が(A1−i)ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とする。ジエン系ゴム(A−1)へのシリカ(B)の分散性を高めるために、シリカ(B)の全量を基準として3〜15重量%のシランカップリング剤(C)を混合してマスターバッチを形成することが好ましい。マスターバッチを製造する際の混合温度は90〜160℃であることが好ましい。   The method for producing a masterbatch according to the second aspect of the present invention includes adding (B1) 10 to 30 parts by weight of silica to (A1) 100 parts by weight of a diene rubber, and mixing the diene rubber. (A1) 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of 100 parts by weight are composed of (A1-i) polybutadiene rubber. In order to improve the dispersibility of the silica (B) in the diene rubber (A-1), 3 to 15% by weight of the silane coupling agent (C) based on the total amount of the silica (B) is mixed to obtain a master batch. Is preferably formed. The mixing temperature for producing the master batch is preferably 90 to 160 ° C.

本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、上記のマスターバッチに、本発明の第1態様にかかるゴム組成物用マスターバッチに、当該ゴム組成物用マスターバッチ中のジエン系ゴム(A1)100重量部に対して(D)10〜100重量部のカーボンブラックを添加し、混合することを含む。本発明において、マスターバッチに添加することのできるカーボンブラック(D)の例としては、例えばSAF〜HAFグレードのものが挙げられる。カーボンブラック(D)を配合する場合に、カーボンブラック(D)が60〜120m2/gの窒素吸着比表面積(N2SA)を有することが好ましい。N2SAが60m2/g未満では、充填量を高めることができるが、補強効果が不足して、得られたゴム組成物の加硫後の耐屈曲疲労性が低下する。N2SAが120m2/gを超えるカーボンブラック(D)は、凝集性が高いことからゴム成分に分散させるのが困難である。マスターバッチ100重量部に対してカーボンブラック(D)の配合量が上記範囲を超えると、マスターバッチにカーボンブラック(D)を混合する際の加工性が低下する。 The manufacturing method of the rubber composition for tires concerning the 3rd mode of the present invention is the master batch for the rubber composition according to the 1st mode of the present invention. (D) 10 to 100 parts by weight of carbon black is added to 100 parts by weight of the diene rubber (A1) and mixed. In the present invention, examples of the carbon black (D) that can be added to the master batch include SAF to HAF grades. When the carbon black (D) is blended, the carbon black (D) preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 to 120 m 2 / g. When N 2 SA is less than 60 m 2 / g, the filling amount can be increased, but the reinforcing effect is insufficient, and the flexural fatigue resistance after vulcanization of the obtained rubber composition is lowered. Carbon black (D) with N 2 SA exceeding 120 m 2 / g is difficult to disperse in the rubber component because of its high cohesiveness. When the compounding amount of carbon black (D) exceeds the above range with respect to 100 parts by weight of the master batch, the workability when mixing the carbon black (D) into the master batch is lowered.

本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法では、カーボンブラック(D)に加えてジエン系ゴム(成分(A2))をさらに添加してもよい。本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法においてジエン系ゴム(A2)を添加する場合に、ジエン系ゴム(A2)の配合量は、上記マスターバッチ中に含まれるジエン系ゴム(A1)100重量部に対して5〜100重量部であることが好ましい。タイヤ用ゴム組成物のこの製造方法においてマスターバッチに添加することのできるジエン系ゴム(A2)としては、マスターバッチ中に含まれるジエン系ゴム(A1)について先に記載したもののうちの1種または2種以上を使用できる。すなわち、本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法においてマスターバッチに添加することのできるジエン系ゴム(A2)の例としては、天然ゴム(NR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム(SIBR)、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらのジエン系ゴムから選ばれる1種または2種以上を使用でき、ジエン系ゴム(A2)には、ジエン系ゴム(A1)について先に述べたようなポリブタジエンゴム含有量についての条件はないが、ジエン系ゴム(A2)を添加する場合、ジエン系ゴム(A1)とジエン系ゴム(A2)とを組み合わせたものの中にポリブタジエンゴムが30〜80重量部含まれることが、得られるゴム組成物の加硫物の発熱性低減の点から好ましい。   In the method for producing a tire rubber composition according to the third aspect of the present invention, a diene rubber (component (A2)) may be further added in addition to the carbon black (D). When the diene rubber (A2) is added in the method for producing a tire rubber composition according to the third aspect of the present invention, the blending amount of the diene rubber (A2) is the diene type contained in the masterbatch. It is preferable that it is 5-100 weight part with respect to 100 weight part of rubber | gum (A1). The diene rubber (A2) that can be added to the masterbatch in this method for producing a rubber composition for tires is one of those described above for the diene rubber (A1) contained in the masterbatch or Two or more types can be used. That is, examples of the diene rubber (A2) that can be added to the masterbatch in the method for producing a tire rubber composition according to the third aspect of the present invention include natural rubber (NR) and polybutadiene rubber (BR). , Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), styrene -Isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR), isoprene-butadiene copolymer rubber and the like. One or two or more selected from these diene rubbers can be used, and the diene rubber (A2) has no conditions regarding the polybutadiene rubber content as described above for the diene rubber (A1). When the diene rubber (A2) is added, the rubber composition obtained by containing 30-80 parts by weight of polybutadiene rubber in the combination of the diene rubber (A1) and the diene rubber (A2) It is preferable from the viewpoint of reducing the exothermic property of the vulcanizate.

本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法では、本発明のマスターバッチに、上記のとおり、カーボンブラック(D)と、必要に応じてジエン系ゴム(A2)とを添加し、好ましくは120〜170℃の温度で混合する。この混合の後、加硫剤および加硫促進剤を好ましくは130℃以下の温度で混合し、未加硫のタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法における上記成分の配合量は、加硫後の発熱性がよりいっそう低減され、引張強さおよび耐屈曲疲労性がより改善されたタイヤ用ゴム組成物が得られるように、ジエン系ゴムを100重量部として、そのうちのポリブタジエンゴムの割合が30〜80重量部となり、シリカ含量が全ジエン系ゴム分100重量部に対して5〜30重量部となり、カーボンブラック含量が全ジエン系ゴム分100重量部に対して10〜50重量部となるように選択されることが好ましい。   In the method for producing a rubber composition for a tire according to the third aspect of the present invention, as described above, carbon black (D) and, if necessary, diene rubber (A2) are added to the master batch of the present invention. And preferably mixed at a temperature of 120 to 170 ° C. After this mixing, a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are preferably mixed at a temperature of 130 ° C. or lower to obtain an unvulcanized tire rubber composition. The blending amount of the above components in the method for producing a rubber composition for a tire of the present invention is a tire rubber composition in which the exothermic property after vulcanization is further reduced and the tensile strength and the bending fatigue resistance are further improved. In order to obtain 100 parts by weight of the diene rubber, the proportion of the polybutadiene rubber is 30 to 80 parts by weight, and the silica content is 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total diene rubber. The black content is preferably selected so as to be 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total diene rubber content.

本発明の第3の態様にかかるタイヤ用ゴム組成物の製造方法において、必要に応じて、上記成分に加えて、当該技術分野で一般的に使用されている任意の配合剤、例えば、シリカおよびカーボンブラック以外の他の充填剤、加工助剤、老化防止剤、オイル等を一般的な配合量で添加することができる。添加剤の配合に際して用いられる混合方法としては、一般的な方法を用いることができ、一般的には塊状、ペレット状または粉体状の配合剤を適切な混合機、例えばニーダー、インターナルミキサー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて混合することができる。各種配合剤を混合して未加硫ゴム組成物を調製した後、一般的な加圧成形または加硫方法により例えば空気入りタイヤを形成することができる。   In the method for producing a tire rubber composition according to the third aspect of the present invention, if necessary, in addition to the above components, any compounding agent generally used in the technical field, for example, silica and Other fillers other than carbon black, processing aids, anti-aging agents, oils, and the like can be added in general amounts. As a mixing method used for blending the additive, a general method can be used. Generally, a lump, pellet or powder compound is mixed with an appropriate mixer such as a kneader, an internal mixer, It can mix using a Banbury mixer, a roll, etc. After preparing an unvulcanized rubber composition by mixing various compounding agents, for example, a pneumatic tire can be formed by a general pressure molding or vulcanization method.

本発明の第3の態様の製造方法により得られるタイヤ用ゴム組成物は、タイヤの各種ゴム部材に使用できるが、加硫前に高い加工性と、加硫後に低い発熱性並びに高い引張強さおよび耐屈曲疲労性が求められる用途、例えばタイヤのサイドウォール用のゴム組成物として使用するのが好適である。   The rubber composition for tires obtained by the production method of the third aspect of the present invention can be used for various rubber members of tires, but has high processability before vulcanization, low exothermicity after vulcanization, and high tensile strength. In addition, the rubber composition is preferably used as a rubber composition for applications requiring bending fatigue resistance, for example, tire sidewalls.

以下に示す実施例および比較例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の技術的な範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but it goes without saying that the technical scope of the present invention is not limited by these examples.

標準例、比較例1〜4および実施例1〜6のゴム組成物の調製
下記表1の配合に従って、1.7リットル密閉型バンバリーミキサーを用いて回転数60rpmで、第1混合工程で配合する成分を約5分間混合し、約150℃にて放出し、マスターバッチ(第1混合物)を形成した。次の第2混合工程において、マスターバッチにカーボンブラックなどの配合剤を添加して、ミキサー回転数60rpm、約5分間混合し、約160℃にて放出し、第2混合物を形成し、この第2混合物を室温まで冷却した。その後、第3混合工程として、オープンロールを用いて加硫促進剤および硫黄を添加し、標準例、比較例1〜4および実施例1〜6の各未加硫ゴム組成物を得た。
Preparation of rubber compositions of standard examples, comparative examples 1 to 4 and examples 1 to 6 In accordance with the blending in Table 1 below, blended in the first mixing step at a rotation speed of 60 rpm using a 1.7 liter sealed Banbury mixer. The ingredients were mixed for about 5 minutes and released at about 150 ° C. to form a masterbatch (first mixture). In the next second mixing step, a compounding agent such as carbon black is added to the master batch, mixed at a mixer rotation speed of 60 rpm for about 5 minutes, and discharged at about 160 ° C. to form a second mixture. The two mixtures were cooled to room temperature. Then, as a 3rd mixing process, a vulcanization accelerator and sulfur were added using an open roll, and each unvulcanized rubber composition of a standard example, comparative examples 1-4, and examples 1-6 was obtained.

Figure 2009029961
Figure 2009029961

表1注:
(1) RSS#4
(2) 日本ゼオン(株)製のNipol 1220
(3) 日本ゼオン(株)製のBRX5000(重量平均分子量約2万の低分子量成分と重量平均分子量約57万の高分子量成分とのプリブレンドポリブタジエンゴム(重量比(低分子量成分:高分子量成分=40:100)))
(4) 出光化学(株)製のpoly−bd R−45HTポリブタジエンゴム(重量平均分子量約1万)
(5) 東ソー・シリカ(株)製のニップシールAQ(N2SA=約210m2/g)
(6) Degussa製のSI69
(7) 東海カーボン(株)製のシースト3(N2SA=約75m2/g)
(8) 出光興産(株)ダイアナプロセスオイルAH−20
(9) 住友化学(株)製のアンチゲン6C
(10) 正同化学工業(株)製の酸化亜鉛3種
(11) 日本油脂(株)製のビーズステアリン酸
(12) FLEXSYS製のSANTOCURE TBBS
(13) 鶴見化学工業(株)製の金華印油入微粉硫黄
Table 1 Note:
(1) RSS # 4
(2) Nipol 1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
(3) BRX5000 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (a pre-blend polybutadiene rubber consisting of a low molecular weight component having a weight average molecular weight of about 20,000 and a high molecular weight component having a weight average molecular weight of about 570,000 (weight ratio (low molecular weight component: high molecular weight component) = 40: 100)))
(4) poly-bd R-45HT polybutadiene rubber manufactured by Idemitsu Chemical Co., Ltd. (weight average molecular weight about 10,000)
(5) Nip seal AQ (N 2 SA = approx. 210 m 2 / g) manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.
(6) SI69 manufactured by Degussa
(7) Seast 3 made by Tokai Carbon Co., Ltd. (N 2 SA = approx. 75 m 2 / g)
(8) Idemitsu Kosan Co., Ltd. Diana Process Oil AH-20
(9) Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(10) Three types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.
(11) Bead stearic acid manufactured by NOF Corporation
(12) SANTOCURE TBBS made by FLEXSYS
(13) Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.

試験方法
上記のとおり得られた各未加硫ゴム組成物を下記の試験に供した。
(1)加工性
標準例、比較例1〜4および実施例1〜6の各未加硫ゴム組成物から試料を採取して、各試料についてJIS K6300に準拠して、L形ローター(試験機:島津製作所製のSMV300J)を使用し、予熱時間1分、ローター回転時間4分、温度100℃でムーニー粘度を測定した。測定されたムーニー粘度は、標準例の未加硫ゴム組成物から採取された試料について求められたムーニー粘度を100として指数で表わした。数値が小さい程、ムーニー粘度が低いことを示す。ムーニー粘度は、ゴム組成物の加硫前の加工性の指標であり、ムーニー粘度の値が小さいことは、加硫前の粘度が低く、加工性に優れていることを意味する。
(2)破断伸び
標準例、比較例1〜4および実施例1〜6の各未加硫ゴム組成物を150℃で30分間プレス加硫して縦15cm、横15cmおよび厚さ2mmの加硫ゴムシートを作製した。加硫ゴムシートからJIS3号ダンベル状試験片を打ち抜き、JIS K6251に準拠して、破断伸びを温度23℃で測定した。測定結果は、標準例1の破断伸びを100として指数で表わした。数値が大きい程、破断伸びが大きいことを示す。
(3)発熱性(tanδ(60℃))
標準例、比較例1〜4および実施例1〜6の各未加硫ゴム組成物を150℃で30分間プレス加硫して縦15cm、横15cmおよび厚さ2mmの加硫ゴムシートを作製した。この加硫ゴムシートから試験片を作製し、東洋精機製作所の粘弾性スペクトロメータを用いて、JIS K6394に準じて歪10±2%、周波数20Hz、雰囲気温度60℃の条件下でtanδを求めた。試験結果は、標準例について求められたtanδ(60℃)の値を100として指数で表わした。指数の数値が小さい程、発熱性がより低減されたことを示す。
(4)耐屈曲疲労性
標準例、比較例1〜4及び実施例1〜6の各未加硫ゴム組成物を所定の金型により150℃で30分間プレス加硫して試験片を作製した。この試験片を用いて、JIS K6260に従い屈曲亀裂試験を行った。室温で、ストローク40mm、屈曲速度毎分300±10回で合計10万回屈曲させた後の亀裂(クラック)長さを測定した。測定結果は、標準例の亀裂長さをL0 とし、標準例に対して比較しようとする例の亀裂長さをL1 としたときの、100×L0 /L1 の値を計算し、L0 を100として指数で表わした。数値が大きいほど耐屈曲疲労性に優れていることを示す。
Test Method Each unvulcanized rubber composition obtained as described above was subjected to the following test.
(1) Workability Samples were taken from each of the unvulcanized rubber compositions of the standard examples, comparative examples 1 to 4 and examples 1 to 6, and each sample was subjected to an L-shaped rotor (testing machine) according to JIS K6300. : SMV300J manufactured by Shimadzu Corporation), Mooney viscosity was measured at a preheating time of 1 minute, a rotor rotation time of 4 minutes, and a temperature of 100 ° C. The measured Mooney viscosity was expressed as an index with the Mooney viscosity determined for a sample collected from the unvulcanized rubber composition of the standard example as 100. The smaller the value, the lower the Mooney viscosity. The Mooney viscosity is an index of processability before vulcanization of the rubber composition, and a small Mooney viscosity value means that the viscosity before vulcanization is low and the processability is excellent.
(2) Elongation at break The unvulcanized rubber compositions of the standard examples, comparative examples 1 to 4 and examples 1 to 6 were press vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to vulcanize 15 cm long, 15 cm wide and 2 mm thick. A rubber sheet was prepared. A JIS No. 3 dumbbell specimen was punched from the vulcanized rubber sheet, and the elongation at break was measured at a temperature of 23 ° C. in accordance with JIS K6251. The measurement results were expressed as an index with the elongation at break of Standard Example 1 as 100. It shows that breaking elongation is so large that a numerical value is large.
(3) Exothermic property (tan δ (60 ° C))
The unvulcanized rubber compositions of the standard example, comparative examples 1 to 4 and examples 1 to 6 were press vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to prepare vulcanized rubber sheets having a length of 15 cm, a width of 15 cm and a thickness of 2 mm. . A test piece was prepared from this vulcanized rubber sheet, and tan δ was determined under the conditions of strain 10 ± 2%, frequency 20 Hz, and ambient temperature 60 ° C. according to JIS K6394 using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. . The test results were expressed as an index with the value of tan δ (60 ° C.) obtained for the standard example being 100. It shows that exothermic property was reduced, so that the numerical value of an index | exponent is small.
(4) Bending fatigue resistance Each of the unvulcanized rubber compositions of the standard examples, comparative examples 1 to 4 and examples 1 to 6 was press vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes using a predetermined mold to prepare test pieces. . Using this test piece, a flex crack test was performed according to JIS K6260. The crack length after bending a total of 100,000 times at a room temperature at a stroke of 40 mm and a bending speed of 300 ± 10 times per minute was measured. The measurement result is a value of 100 × L 0 / L 1 when the crack length of the standard example is L 0 and the crack length of the example to be compared with the standard example is L 1 . Expressed as an index, with L 0 being 100. The larger the value, the better the bending fatigue resistance.

Figure 2009029961
Figure 2009029961

上記表2の結果から、標準例と比較して、シリカを第2混合工程で添加すると得られるゴム組成物の粘度が高くなり(比較例1)、ゴム成分として天然ゴムのみを含むマスターバッチを調製すると発熱性が増大し(比較例2)、シリカの配合量が本発明で規定される量よりも少ないと破断伸びが低下し(比較例3)、シリカの配合量が本発明で規定される量よりも多いと発熱性が増大すること(比較例4)が判る。一方、本発明の範囲に含まれる実施例1〜6では、加工性を改善しつつ、破断伸び、発熱性および耐屈曲疲労性が改善され、さらに、低分子量ポリブタジエンゴムを添加すると加工性をよりいっそう改善でき、発熱性をよりいっそう低減できることが判る。   From the results shown in Table 2, the viscosity of the rubber composition obtained when silica is added in the second mixing step is higher than that of the standard example (Comparative Example 1), and a masterbatch containing only natural rubber as a rubber component is obtained. When prepared, the exothermic property is increased (Comparative Example 2). When the amount of silica is less than the amount specified in the present invention, the elongation at break is reduced (Comparative Example 3), and the amount of silica is specified in the present invention. It can be seen that the exothermicity increases when the amount is larger than the amount (Comparative Example 4). On the other hand, in Examples 1 to 6 included in the scope of the present invention, the elongation at break, exothermic property and bending fatigue resistance were improved while improving the workability. Further, the addition of a low molecular weight polybutadiene rubber further improved the workability. It can be seen that it can be further improved and the exothermicity can be further reduced.

Claims (8)

(A1)ジエン系ゴム100重量部と、
(B)10〜30重量部のシリカと、
を含むゴム組成物用マスターバッチであって、前記ジエン系ゴム(A1)100重量部のうちの60重量部以上100重量部以下が(A1−i)ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とするゴム組成物用マスターバッチ。
(A1) 100 parts by weight of a diene rubber,
(B) 10 to 30 parts by weight of silica;
A master batch for a rubber composition, wherein 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of 100 parts by weight of the diene rubber (A1) is composed of (A1-i) polybutadiene rubber. Masterbatch for rubber composition.
前記ポリブタジエンゴム(A1−i)のうちの5〜30重量部が5.0×103 〜3.0×104 の重量平均分子量を有する低分子量ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物用マスターバッチ。 5 to 30 parts by weight of the polybutadiene rubber (A1-i) is composed of a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 , The masterbatch for rubber compositions according to claim 1. 前記ゴム組成物用マスターバッチが、シリカ(B)の総量を基準として、(C)3〜15重量%のシランカップリング剤をさらに含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のゴム組成物用マスターバッチ。   The rubber according to claim 1 or 2, wherein the master batch for rubber composition further comprises (C) 3 to 15% by weight of a silane coupling agent based on the total amount of silica (B). A master batch for the composition. (A1)ジエン系ゴム100重量部に、(B)10〜30重量部のシリカを添加し、混合することを含むゴム組成物用マスターバッチの製造方法であって、前記ジエン系ゴム(A1)100重量部のうちの60重量部以上100重量部以下が(A1−i)ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とするゴム組成物用マスターバッチの製造方法。   (A1) A method for producing a masterbatch for a rubber composition, comprising adding (B) 10 to 30 parts by weight of silica to 100 parts by weight of a diene rubber and mixing, the diene rubber (A1) A method for producing a masterbatch for a rubber composition, wherein 60 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of 100 parts by weight is composed of (A1-i) polybutadiene rubber. 前記ポリブタジエンゴム(A1−i)のうちの5〜30重量部が5.0×103 〜3.0×104 の重量平均分子量を有する低分子量ポリブタジエンゴムから構成されることを特徴とする、請求項4に記載のゴム組成物用マスターバッチの製造方法。 5 to 30 parts by weight of the polybutadiene rubber (A1-i) is composed of a low molecular weight polybutadiene rubber having a weight average molecular weight of 5.0 × 10 3 to 3.0 × 10 4 , The manufacturing method of the masterbatch for rubber compositions of Claim 4. 前記ジエン系ゴム(A1)に、シリカ(B)の総量を基準として、(C)3〜15重量%のシランカップリング剤を添加し、混合することをさらに含むことを特徴とする、請求項4または5に記載のゴム組成物用マスターバッチの製造方法。   The method further comprises adding (C) 3 to 15% by weight of a silane coupling agent to the diene rubber (A1) based on the total amount of silica (B) and mixing. A method for producing a masterbatch for a rubber composition according to 4 or 5. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴム組成物用マスターバッチに、当該ゴム組成物用マスターバッチ中のジエン系ゴム(A1)100重量部に対して(D)10〜100重量部のカーボンブラックを添加し、混合することを含むことを特徴とする、タイヤ用ゴム組成物の製造方法。   The rubber composition masterbatch according to any one of claims 1 to 3, wherein (D) is 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber (A1) in the rubber composition masterbatch. A method for producing a rubber composition for a tire, comprising adding and mixing the carbon black. 前記ゴム組成物用マスターバッチ中のジエン系ゴム(A1)100重量部に対して(A2)5〜100重量部のジエン系ゴムを、前記ゴム組成物用マスターバッチに添加し、混合することをさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。   Adding 100 parts by weight of diene rubber (A1) in the master batch for rubber composition to (A2) 5 to 100 parts by weight of diene rubber to the master batch for rubber composition and mixing. Furthermore, the manufacturing method of the rubber composition for tires of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
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