JP2012121942A - Rubber composition and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a rubber composition dispensing with additional facility investment, without lowering productivity and sufficiently decreasing the ratio of an unreacted silane coupling agent and to provide the rubber composition produced by the production method.SOLUTION: There is provided the method for producing the rubber composition by compounding a raw rubber for tire, silica and a silane coupling agent. The production method comprises a kneading process to knead a rubber material obtained by compounding 100 pts.mass of a raw rubber for tire with 5-150 pts.mass of silica based on 100 pts.mass of the raw rubber for tire together with the silane coupling agent using an internal kneader and, successive to the kneading process, a holding process to hold the kneaded rubber mass in a hot atmosphere under the closed kneader for a definite time and supply the rubber mass with heat sufficient for reacting the silica with the silane coupling agent. There is further provided the rubber composition produced by the method for producing the rubber composition.

Description

本発明は、ゴム組成物とその製造方法に関し、詳しくは、シリカとシランカップリング剤とが充分に反応したゴム組成物の製造方法、および前記製造方法を用いて製造されたゴム組成物に関する。   The present invention relates to a rubber composition and a method for producing the same, and more particularly to a method for producing a rubber composition in which silica and a silane coupling agent are sufficiently reacted, and a rubber composition produced using the production method.

近年、空気入りタイヤにおいては、低燃費化およびウェットグリップ性能向上の両立が強く求められており、この要求に応えるため、トレッドなどの押出成形物に用いられるゴム組成物に、補強剤としてシリカを配合することが行われている。   In recent years, in pneumatic tires, there has been a strong demand for both low fuel consumption and improved wet grip performance.To meet this demand, silica is used as a reinforcing agent in rubber compositions used in extruded products such as treads. Blending is done.

しかし、シリカだけでは充分な補強性が得られないため、従来より、混練工程において、アルコキシル基を含むシランカップリング剤を併せて配合し、シリカとシランカップリング剤との反応により、補強性を向上させることが図られている。しかし、従来の混練工程においては、シリカとシランカップリング剤との反応を充分に完了させることが難しかった。   However, since sufficient reinforcement cannot be obtained with silica alone, conventionally, in the kneading process, a silane coupling agent containing an alkoxyl group is added together, and the reinforcement between the silica and the silane coupling agent is achieved. It is intended to improve. However, in the conventional kneading step, it has been difficult to sufficiently complete the reaction between silica and the silane coupling agent.

その対策として、長時間、ゴムの混練を行うことにより、シリカとシランカップリング剤との反応に必要な熱量を充分に供給することが考えられたが、この混練方法を採用した場合には、長時間の混練のために、生産性が悪化したり、また、ゴムがゲル化して生産ができなくなる恐れがあった。   As a countermeasure, it was considered to sufficiently supply the amount of heat necessary for the reaction between the silica and the silane coupling agent by kneading the rubber for a long time, but when this kneading method was adopted, Due to the kneading for a long time, the productivity may be deteriorated, or the rubber may be gelled and cannot be produced.

そこで、シリカによる充分な補強性を得る方法として、従来は、未反応のシランカップリング剤が残ることを前提にして、必要量を上回るシランカップリング剤を配合して混練を行うことが、一般的に行われていた。   Therefore, as a method of obtaining sufficient reinforcement with silica, conventionally, it is common to mix and knead more silane coupling agents than necessary, assuming that unreacted silane coupling agents remain. Was done.

しかし、この混練方法を採用した場合には、混練工程の後に設けられた押出工程において、混練されたゴム組成物が加熱されることにより、残っていた未反応のシランカップリング剤の反応が起こり、エタノールなどのアルコールを生成して、押出成形物内に気泡を発生させるという新たな問題が発生していた。   However, when this kneading method is employed, the reaction of the remaining unreacted silane coupling agent occurs by heating the kneaded rubber composition in the extrusion step provided after the kneading step. There has been a new problem in that alcohol such as ethanol is generated to generate bubbles in the extruded product.

また、生産性の悪化や混練工程におけるゴムのゲル化を抑制し、シランカップリング剤を充分に反応させる混練方法として、オーブンのような加熱室を設置して、ゴム組成物を40〜100℃の範囲で加熱して、熱量を与える方法も提案されている(例えば、特許文献1)。   Further, as a kneading method for suppressing deterioration of productivity and gelation of rubber in the kneading step and sufficiently reacting with the silane coupling agent, a heating chamber such as an oven is installed, and the rubber composition is heated to 40 to 100 ° C. There has also been proposed a method in which the amount of heat is given by heating within the range (for example, Patent Document 1).

しかし、この方法の場合、新たな設備投資を必要とし、また、シランカップリング剤の未反応率を充分に低下させるだけの熱量を充分に供給できているとは言えなかった。   However, this method requires new capital investment, and it cannot be said that a sufficient amount of heat can be supplied to sufficiently reduce the unreacted rate of the silane coupling agent.

特開2007−246929号公報JP 2007-246929 A

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、新たな設備投資を必要とせず、生産性の悪化を招くことなく、シランカップリング剤の未反応率を充分に低下させたゴム組成物の製造方法、および前記製造方法を用いて製造されたゴム組成物を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention does not require a new capital investment, and does not cause deterioration in productivity, and a method for producing a rubber composition in which the unreacted rate of the silane coupling agent is sufficiently reduced. And a rubber composition produced using the production method.

上記課題を解決するため、本発明に係るゴム組成物の製造方法は、
タイヤ用の原料ゴムにシリカ、シランカップリング剤を配合してゴム組成物を製造するゴム組成物の製造方法であって、
タイヤ用の原料ゴム100質量部と、前記タイヤ用の原料ゴム100質量部に対して5〜150質量部のシリカが配合されたゴム材料を、シランカップリング剤と共に、密閉混練機を用いて混練する混練工程と、
前記混練工程に引き続き、混練により得られたゴム塊を、前記密閉混練機下方の高温雰囲気下において所定時間保持して、前記ゴム塊に、シリカとシランカップリング剤との反応に必要な熱量を供給する保持工程と、
を有していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for producing a rubber composition according to the present invention comprises:
A rubber composition production method for producing a rubber composition by blending silica and a silane coupling agent into a raw material rubber for tires,
A rubber material in which 100 parts by mass of raw rubber for tires and 5-150 parts by mass of silica is blended with respect to 100 parts by mass of raw rubber for tires is kneaded together with a silane coupling agent using a closed kneader. A kneading step,
Subsequent to the kneading step, the rubber lump obtained by kneading is held for a predetermined time in a high-temperature atmosphere below the closed kneading machine, and the rubber lump has a heat amount necessary for the reaction between silica and the silane coupling agent. A holding process to supply;
It is characterized by having.

また、前記のゴム組成物の製造方法は、
前記混練工程において混練により発生する熱量Qと、前記保持工程において前記ゴム塊を保持することにより供給される熱量Qの総合計であるトータルミキシング熱量Qに基づいて、前記ゴム組成物の製造を制御することを特徴とする。
但し、Q=ΣQ+ΣQ
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
0.5≦t≦6.0
141.7≦T≦165.0
:混練時間(分)
:密閉混練機の下方における保持時間(分)
:練りゴム温度(℃)
:密閉混練機の下方における保持時のゴム温度(℃)
The method for producing the rubber composition includes
Wherein the quantity of heat Q 1 generated by the kneading in the kneading step, based on the total mixing amount of heat Q which is the grand total of the amount of heat Q 2 to which is supplied by holding the rubber mass in said holding step, preparation of the rubber composition It is characterized by controlling.
However, Q = ΣQ 1 + ΣQ 2
Q 1 = EXP [(−20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 1 +273.16) −1 / 414.86}] × t 1
Q 2 = EXP [(− 20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 2 +273.16) −1 / 414.86}] × t 2
0.5 ≦ t 2 ≦ 6.0
141.7 ≦ T 2 ≦ 165.0
t 1 : kneading time (minutes)
t 2 : Holding time (minutes) below the closed kneader
T 1 : Kneaded rubber temperature (° C)
T 2 : rubber temperature (° C.) during holding below the closed kneader

また、前記のゴム組成物の製造方法は、
前記トータルミキシング熱量Qが、下式を満足することを特徴とする。
8≦Q≦30
The method for producing the rubber composition includes
The total mixing heat quantity Q satisfies the following formula.
8 ≦ Q ≦ 30

また、前記のゴム組成物の製造方法は、
前記トータルミキシング熱量Qが、下式を満足することを特徴とする。
18≦Q≦30
The method for producing the rubber composition includes
The total mixing heat quantity Q satisfies the following formula.
18 ≦ Q ≦ 30

そして、本発明に係るゴム組成物は、
前記ゴム組成物の製造方法を用いて製造されていることを特徴とする。
And the rubber composition which concerns on this invention is
It is manufactured using the manufacturing method of the said rubber composition, It is characterized by the above-mentioned.

本発明においては、シリカとシランカップリング剤を混合したゴム材料を混練後、直ちに押し出すのではなく、密閉混練機下方の高温雰囲気下において所定時間保持して、ゴム塊に、シリカとシランカップリング剤との反応に必要な熱量を供給する保持工程を設けている。このため、シランカップリング剤がシリカと充分に反応し、押し出し工程における未反応のシランカップリング剤によるアルコールの生成や、押出成形物内での気泡の発生という問題の発生を抑制することができる。   In the present invention, after kneading a rubber material in which silica and a silane coupling agent are mixed, the rubber material is not extruded immediately, but is held for a predetermined time in a high temperature atmosphere below the closed kneader so that the rubber lump has silica and silane coupling. A holding step for supplying the amount of heat necessary for the reaction with the agent is provided. For this reason, the silane coupling agent reacts sufficiently with silica, and the generation of alcohol by the unreacted silane coupling agent in the extrusion process and the generation of bubbles in the extruded product can be suppressed. .

そして、保持工程においては、密閉混練機下方の高温雰囲気下において保持するだけであるため、新たな設備投資をする必要がない。また、長時間、ゴムの混練を行う必要がないため生産性の悪化やゴムのゲル化が生じることもない。さらに、保持時間中に、次のゴム材料の混練作業を行なうことができるため、この点からも生産性の悪化を招くことがない。   And in a holding process, since it hold | maintains only in the high temperature atmosphere under a closed kneading machine, it is not necessary to make new capital investment. Further, since it is not necessary to knead the rubber for a long time, the productivity does not deteriorate and the rubber is not gelled. Furthermore, since the next rubber material can be kneaded during the holding time, productivity is not deteriorated from this point.

また、シランカップリング剤の未反応率を、混練条件(混練時間、練りゴム温度)および保持条件(保持時間、保持時のゴム温度)により規定されるトータルミキシング熱量に基づいて制御できるため、ゴム組成物の製造を容易に制御することができる。   In addition, since the unreacted rate of the silane coupling agent can be controlled based on the total mixing heat quantity defined by the kneading conditions (kneading time, kneaded rubber temperature) and the holding conditions (holding time, rubber temperature during holding), the rubber The production of the composition can be easily controlled.

そして、このようにして製造されたゴム組成物からなるトレッドを用いることにより、低燃費で、ウェットグリップ性能に優れた空気入りタイヤを提供することができる。   And the pneumatic tire excellent in wet grip performance with low fuel consumption can be provided by using the tread which consists of a rubber composition manufactured in this way.

実施例のゴム組成物の未反応率および耐摩耗性能とトータルミキシング熱量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the unreacted rate of the rubber composition of an Example, abrasion resistance, and total mixing calorie | heat amount. 実施例のゴム組成物の未反応率(y)とトータルミキシング熱量(x)の対数の関係を示す図である。It is a figure which shows the logarithmic relationship of the unreacted rate (y) of the rubber composition of an Example, and total mixing calorie | heat amount (x).

A.本発明における基本的な考え方
最初に、本発明における基本的な考え方について説明する。
A. Basic concept of the present invention First, the basic concept of the present invention will be described.

従来の混練工程においては、混練後、直ちに、得られたゴム塊を密閉式混練機から排出して押出機の上にドロップして、シート状に成形していたが、前記の通り、従来の混練工程においては、シリカとシランカップリング剤との反応を充分に完了させることが難しかった。   In the conventional kneading step, immediately after kneading, the obtained rubber lump is discharged from the closed kneader and dropped onto the extruder to form a sheet. In the kneading step, it was difficult to sufficiently complete the reaction between silica and the silane coupling agent.

一方、混練工程においてゴム組成物に与えられる熱量(ミキシング熱量Q)と、シランカップリング剤の未反応率(y%)との間には、以下の関係があることが知られていた。
y=−Aln(Q)+B (A、Bは定数)
On the other hand, it has been known that the following relationship exists between the amount of heat (mixing heat amount Q M ) given to the rubber composition in the kneading step and the unreacted rate (y%) of the silane coupling agent.
y = −Aln (Q M ) + B (A and B are constants)

上記式より、シランカップリング剤の未反応率を低下させるためには、ミキシング熱量Qを大きくすればよいことが分かる。 From the above formula, it can be seen that in order to reduce the unreacted rate of the silane coupling agent, the mixing heat quantity Q M may be increased.

このため、ミキシング熱量Qを大きくする手段として、長時間、混練する方法が考えられたが、前記したように、生産性の悪化やゴムのゲル化などの問題が発生するため、適切な手段とは言えなかった。 Therefore, as a means to increase the mixing amount of heat Q M, prolonged, a method of kneading was considered, as described above, a problem such as gelation of the productivity deteriorates and the rubber occurs, appropriate means I couldn't say that.

そこで、本発明者は、長時間の混練ではなく、密閉式混練機から排出された混練後のゴム塊を密閉混練機下方の押し出し機あるいはロ−ル上の高温雰囲気下において適切な時間保持する(滞留させる)ことにより、さらに熱が供給されて、ミキシング熱量Qを大きくできることに思い至り、実験を行った結果、この方法を採用することにより、新たな設備投資の必要もなく、生産性の悪化やゴムのゲル化などの問題の発生を招くこともなく、シランカップリング剤の未反応率を充分に低下させることができることを見出した。 Therefore, the present inventor does not knead for a long time, but holds the kneaded rubber lump discharged from the closed kneader for an appropriate time in a high-temperature atmosphere on the extruder or roll below the closed kneader. by (residence be), is further supplied with heat, it reaches think that you can increase the mixing amount of heat Q M, the result of an experiment, by employing this method, without the need for new capital investment, productivity It has been found that the unreacted rate of the silane coupling agent can be sufficiently reduced without causing problems such as deterioration of the rubber and gelation of rubber.

そして、上記式の定数A、Bは、いくつかの混練および保持(滞留)条件を変えて、その際のミキシング熱量Qとゴム組成物におけるシランカップリング剤の未反応率とを測定することにより求めることができる一方、この値は配合毎によって変化するが、通常トレッドにおいて配合されるシリカ量、即ち、原料ゴム100質量部に対してシリカが5〜150質量部の場合、前記したA、Bの変化幅が小さく、A、Bは一定として扱うことができ、シランカップリング剤の未反応率と、混練時および保持時に与えられる総ミキシング熱量(トータルミキシング熱量)との関係は、ほぼ一定として扱うことができることが分かった。 The constants A and B in the above formula are to change the mixing heat quantity Q M and the unreacted rate of the silane coupling agent in the rubber composition by changing several kneading and holding (retention) conditions. On the other hand, this value varies depending on the blending, but the amount of silica usually blended in the tread, that is, when the silica is 5 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber, the above-described A, The change width of B is small, and A and B can be treated as constant, and the relationship between the unreacted rate of the silane coupling agent and the total amount of mixing heat (total amount of mixing heat) given during kneading and holding is almost constant. It can be treated as.

このため、シランカップリング剤の未反応率を、混練条件(混練時間、混練温度)および保持条件(保持時間、保持温度)に基づいて容易に、また正確に制御でき、シリカ配合の性能を充分に引き出すゴム材料の練り方を定量的に決定できることが分かった。   For this reason, the unreacted rate of the silane coupling agent can be easily and accurately controlled based on the kneading conditions (kneading time, kneading temperature) and the holding conditions (holding time, holding temperature), and the silica compounding performance is sufficient. It was found that how to knead the rubber material to be drawn out can be determined quantitatively.

具体的には、実験の結果、前記式の定数A、Bは、それぞれ0.0696、0.2488となり、予め前記した値に基づいて、シランカップリング剤の未反応率と、ミキシング熱量との関係を示すグラフを作成することにより、所望するシランカップリング剤の未反応率に対応した必要な熱量が求められる。   Specifically, as a result of the experiment, the constants A and B of the above formula are 0.0696 and 0.2488, respectively. Based on the above-described values, the unreacted rate of the silane coupling agent and the mixing heat quantity By creating a graph showing the relationship, the required amount of heat corresponding to the unreacted rate of the desired silane coupling agent is obtained.

そして、必要な熱量と、生産性を低下させない範囲の混練条件により与えられる熱量との差を求めることにより、保持工程において供給すべき熱量が決定され、押し出し機あるいはロ−ル上等において保持される保持温度から必要な保持時間を求めることができ、求められた保持時間、混練後のゴム塊を前記保持温度で保持する(滞留させる)ことにより、シランカップリング剤の未反応率が充分に低下されたゴム組成物を容易に得ることができる。   The amount of heat to be supplied in the holding step is determined by determining the difference between the required amount of heat and the amount of heat given by the kneading conditions within a range that does not reduce productivity, and is held on an extruder or a roll. The required retention time can be determined from the retention temperature, and the unreacted rate of the silane coupling agent is sufficiently maintained by retaining (retaining) the rubber mass after kneading at the retention temperature. A reduced rubber composition can be easily obtained.

B.本発明におけるゴム組成物の製造
次に、本発明におけるゴム組成物の製造について説明する。
B. Production of Rubber Composition in the Present Invention Next, production of the rubber composition in the present invention will be described.

1.製造装置および製造方法
本発明に係るゴム組成物の製造における製造装置としては、従来と同様の密閉式混練機、例えばバンバリーミキサーやニーダーなどを使用することができ、新たな設備投資を必要としない。
1. Manufacturing apparatus and manufacturing method As a manufacturing apparatus in manufacturing the rubber composition according to the present invention, a conventional closed kneader, such as a Banbury mixer or a kneader, can be used, and no new capital investment is required. .

また、製造方法としては、混練により得られたゴム塊を密閉混練機の下方に保持する保持工程を設けること以外は、基本的に従来の製造方法を採用することができる。そして、前記した方法により作成したシランカップリング剤の未反応率と、ミキシング熱量との関係を示すグラフに基づいて、生産性を低下させない範囲での混練温度および混練時間と、保持温度および保持時間を適切に設定すればよい。   Moreover, as a manufacturing method, the conventional manufacturing method can be fundamentally employ | adopted except providing the holding process which hold | maintains the rubber lump obtained by kneading | mixing below the closed kneader. Then, based on the graph showing the relationship between the unreacted rate of the silane coupling agent prepared by the above-described method and the mixing calorie, the kneading temperature and kneading time, the holding temperature and the holding time in a range not reducing the productivity Should be set appropriately.

なお、このときゴム組成物に与えられる熱量Qは、前記の通り、混練工程において混練により発生する熱量Qと、保持工程においてゴム塊を保持することにより供給される熱量Qの総合計(トータルミキシング熱量)となる。 The amount of heat Q given to the rubber composition at this time is, as described above, the total amount of the amount of heat Q 1 generated by kneading in the kneading step and the amount of heat Q 2 supplied by holding the rubber lump in the holding step ( Total mixing calorie).

そして、前記のトータルミキシング熱量を、密閉混練機の下方における保持時の適切なゴム温度と、適切な保持時間を加味して、式で示すと、下式のように示すことができる。
Q=ΣQ+ΣQ
但し、Q=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
0.5≦t≦6.0
141.7≦T≦165.0
:混練時間(分)
:密閉混練機の下方における保持時間(分)
:練りゴム温度(℃)
:密閉混練機の下方における保持時のゴム温度(℃)
Then, when the total mixing heat quantity is expressed by an equation taking into consideration an appropriate rubber temperature at the time of holding in the lower part of the closed kneader and an appropriate holding time, it can be expressed as the following equation.
Q = ΣQ 1 + ΣQ 2
However, Q 1 = EXP [(−20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 1 +273.16) −1 / 414.86}] × t 1
Q 2 = EXP [(− 20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 2 +273.16) −1 / 414.86}] × t 2
0.5 ≦ t 2 ≦ 6.0
141.7 ≦ T 2 ≦ 165.0
t 1 : kneading time (minutes)
t 2 : Holding time (minutes) below the closed kneader
T 1 : Kneaded rubber temperature (° C)
T 2 : rubber temperature (° C.) during holding below the closed kneader

なお、上記式において、(−20/1.987/0.001)は、アレニウスの式
k=A・exp(−E/RT)
但し、A:温度に無関係な定数(頻度因子)
E:活性化エネルギー
R:気体定数
T:絶対温度(K)
における(−E/R)に相当し、414.86は、Tの下限温度141.7℃の絶対温度(K)に相当する。
In the above equation, (−20 / 1.987 / 0.001) is the Arrhenius equation k = A · exp (−E / RT)
However, A: Constant independent of temperature (frequency factor)
E: Activation energy
R: Gas constant
T: Absolute temperature (K)
In corresponds to (-E / R), 414.86 corresponds to T 2 of the absolute temperature of the lower limit temperature 141.7 ℃ (K).

保持温度Tを141.7℃以上としているのは、141.7℃未満では、シリカとシランカップリング剤とが充分に反応せず、シリカ配合の特性が充分に発揮できないことによる。また、165.0℃以下としているのは、165.0℃を超えると、シランカップリング剤に含まれる硫黄原子により、架橋反応が進行してゲル化することによる。 What the holding temperature T 2 and 141.7 ° C. or more, 141.7 is less than ° C., the silica and silane coupling agent and does not sufficiently react, the characteristics of the silica compounded is due to not be sufficiently exhibited. The reason why the temperature is 165.0 ° C. or lower is that when the temperature exceeds 165.0 ° C., the sulfur atom contained in the silane coupling agent causes the crosslinking reaction to progress to gelation.

また、保持時間tを、0.5〜6.0分としているのは、反応と加工性という観点を考慮したことによる。 Further, the holding time t 2, is are we 0.5-6.0 minutes, due to considering the viewpoint of reaction and workability.

そして、上記式に基づき、適切な混練温度および混練時間と、保持温度および保持時間を設定することにより、シランカップリング剤の未反応率を低く制御しながら、ゴム組成物を製造することができる。   Then, based on the above formula, by setting an appropriate kneading temperature and kneading time, and holding temperature and holding time, a rubber composition can be produced while controlling the unreacted rate of the silane coupling agent to be low. .

また、シランカップリング剤の未反応率は、10%を超えると押し出し工程でアルコ−ルが気泡状に発生してタイヤでポロシティ−(ポ−ラス)が発生するなど、工程および品質での重大な問題が発生することが分かっている。このため、シランカップリング剤の未反応率が10%以下になるように、トータルミキシング熱量を設定することが望ましい。   Further, if the unreacted rate of the silane coupling agent exceeds 10%, alcohol is generated in the form of bubbles in the extrusion process and porosity (porosity) is generated in the tire. It is known that a problem will occur. For this reason, it is desirable to set the total mixing heat quantity so that the unreacted rate of the silane coupling agent is 10% or less.

そして、実験の結果、シランカップリング剤の未反応率10%以下に相当するトータルミキシング熱量Qは8となり、トータルミキシング熱量Qが8以上となるように混練条件および保持条件を設定することが好ましい。   As a result of the experiment, it is preferable to set the kneading conditions and the holding conditions so that the total mixing heat quantity Q corresponding to an unreacted rate of 10% or less of the silane coupling agent is 8, and the total mixing heat quantity Q is 8 or more. .

また、シランカップリング剤の未反応率が5%以下であると、タイヤの耐摩耗性の向上を図ることができる。そして、同じく実験の結果から、シランカップリング剤の未反応率5%以下に相当するトータルミキシング熱量Qは18となり、トータルミキシング熱量Qが18以上となるように混練条件および保持条件を設定することにより、より好ましいゴム組成物を製造することができる。   Further, when the unreacted rate of the silane coupling agent is 5% or less, the wear resistance of the tire can be improved. Similarly, from the results of the experiment, the kneading conditions and the holding conditions are set so that the total mixing heat quantity Q corresponding to an unreacted rate of 5% or less of the silane coupling agent is 18, and the total mixing heat quantity Q is 18 or more. Thus, a more preferable rubber composition can be produced.

なお、シランカップリング剤の未反応率は、トータルミキシング熱量Qが30の場合、1%未満となり、それ以上の熱量を与えても、これ以上の低下は望めず、生産性を却って低下させてしまう。このため、トータルミキシング熱量Qが30を超えないように、混練条件および保持条件を設定することが好ましい。   The unreacted rate of the silane coupling agent is less than 1% when the total mixing calorie Q is 30, and even if a higher calorie is applied, no further reduction can be expected, reducing productivity. End up. For this reason, it is preferable to set the kneading conditions and the holding conditions so that the total mixing heat quantity Q does not exceed 30.

なお、保持工程後のゴム組成物は、未加硫の段階でトレッドの形状に合わせて押出し加工され、他のタイヤ部材と共に、タイヤ成型機上にて通常の方法で成型することにより、未加硫タイヤに成型される。その後、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、燃費およびウェットグリップ性能が優れた空気入りタイヤを製造することができる。   The rubber composition after the holding step is extruded in accordance with the shape of the tread at an unvulcanized stage, and is molded together with other tire members by a normal method on a tire molding machine. Molded into sulfur tires. Thereafter, a pneumatic tire excellent in fuel consumption and wet grip performance can be manufactured by heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer.

2.ゴム材料
本発明に係るゴム組成物に用いられる材料としては、従来と同様の各種ゴム材料を、従来と同様の配合で使用することができる。以下、各種ゴム材料の内から、本発明に関係する原料ゴム、シリカ、シランカップリング剤について説明し、さらに、補強性充填剤であるカーボンブラックについて説明する。
2. Rubber material As a material used for the rubber composition according to the present invention, various rubber materials similar to those in the past can be used in the same composition as in the prior art. Hereinafter, among various rubber materials, raw rubber, silica, and silane coupling agent related to the present invention will be described, and further, carbon black which is a reinforcing filler will be described.

(1)原料ゴム
原料ゴムとしては、ジエン系ゴムが好ましく用いられる。具体的には、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)などを挙げることができ、これらを任意に組み合わせて用いることができる。
(1) Raw rubber As the raw rubber, diene rubber is preferably used. Specific examples include natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and the like, which can be used in any combination.

(2)シリカ
シリカは、ゴム組成物の補強性を高めると共に、転がり抵抗特性をより改善するために配合される。シリカとしては、湿式法を用いて製造されたシリカ、乾式法を用いて製造されたシリカなどを挙げることができるが、特に制限はされず、また、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(2) Silica Silica is blended in order to enhance the reinforcing property of the rubber composition and further improve the rolling resistance characteristics. Examples of the silica include silica produced using a wet method, silica produced using a dry method, and the like, but are not particularly limited, and one kind may be used alone. You may use combining more than a kind.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)が小さすぎる場合には、充分な補強性を得ることができない。一方、大きすぎる場合には、シリカの分散性が低下して、ヒステリシスロスを増大させ、転がり抵抗特性が悪化する。好ましい範囲は、170〜250m/gであり、200〜230m/gであるとより好ましい。なお、前記したシリカのNSA値は、ASTM D3037−81に準じてBET法による測定値である。 When the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is too small, sufficient reinforcement cannot be obtained. On the other hand, when too large, the dispersibility of a silica will fall, a hysteresis loss will be increased, and rolling resistance characteristics will deteriorate. A preferable range is 170-250 m < 2 > / g, and it is more preferable in it being 200-230 m < 2 > / g. The N 2 SA value of the silica described above is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

シリカの配合量については、少なすぎる場合には充分な補強性を得ることができず、一方、多すぎる場合には分散性が低下してヒステリシスロスを増大させ、転がり抵抗特性が悪化する。好ましい範囲は、原料ゴム100質量部に対して、5〜150質量部であり、10〜80質量部であるとより好ましく、30〜60質量部であるとさらに好ましい。   When the amount of silica is too small, sufficient reinforcing properties cannot be obtained. On the other hand, when the amount is too large, dispersibility is lowered and hysteresis loss is increased, and rolling resistance characteristics are deteriorated. A preferable range is 5 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber, more preferably 10 to 80 parts by mass, and further preferably 30 to 60 parts by mass.

(3)シランカップリング剤
シランカップリング剤としては、一般的に、アルコキシル基含有シランカップリング剤が好ましく用いられる。具体的には、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどを挙げることができる。これらの内でも、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドは、補強性改善効果が大きいと言う点から好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(3) Silane coupling agent As a silane coupling agent, generally an alkoxyl group-containing silane coupling agent is preferably used. Specific examples include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide. Among these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is preferable because it has a large reinforcing effect. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

シランカップリング剤の配合量については、少なすぎる場合には未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪くなる。一方、多すぎる場合にはコストの増加に見合った効果が得られなくなる。好ましい範囲は、シリカ100質量部に対して、1〜20質量部であり、2〜15質量部であるとより好ましい。   When the amount of the silane coupling agent is too small, the viscosity of the unvulcanized rubber composition increases and the processability deteriorates. On the other hand, if the amount is too large, an effect commensurate with the increase in cost cannot be obtained. A preferable range is 1 to 20 parts by mass and more preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.

(4)カーボンブラック
本発明のゴム組成物には、充填剤として、カーボンブラックを配合することが好ましい。これにより、補強性を高め、耐摩耗性をより改善することができる。カーボンブラックとしては、GPF,FEF、HAF、ISAF、SAFなどを挙げることができ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(4) Carbon black It is preferable to mix | blend carbon black as a filler with the rubber composition of this invention. Thereby, reinforcement property can be improved and abrasion resistance can be improved more. Examples of carbon black include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF. One kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

カーボンブラックのNSAが小さすぎる場合には、充分な補強性を得ることができない。一方、大きすぎる場合には、分散性が低下して、転がり抵抗特性が悪化する。好ましい範囲は、50〜200m/gであり、100〜150m/gであるとより好ましい。なお、前記したカーボンブラックのNSA値は、JIS K6217のA法による測定値である。 When N 2 SA of carbon black is too small, sufficient reinforcement cannot be obtained. On the other hand, if it is too large, the dispersibility is lowered and the rolling resistance characteristics are deteriorated. A preferable range is 50 to 200 m 2 / g, and more preferably 100 to 150 m 2 / g. Note that the N 2 SA value of the carbon black described above is a value measured by the A method of JIS K6217.

カーボンブラックの配合量については、少なすぎる場合には充分な補強性を得ることができず、一方、多すぎる場合には分散性が低下して、転がり抵抗特性が悪化する。好ましい範囲は、原料ゴム100質量部に対して、10〜100質量部であり、20〜80質量部であるとより好ましく、30〜60質量部であるとさらに好ましい。   When the amount of carbon black is too small, sufficient reinforcing properties cannot be obtained. On the other hand, when the amount is too large, dispersibility is lowered and rolling resistance characteristics are deteriorated. A preferable range is 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber, more preferably 20 to 80 parts by mass, and further preferably 30 to 60 parts by mass.

次に、実施例に基づき、本発明をさらに具体的に説明する。   Next, based on an Example, this invention is demonstrated further more concretely.

1.ゴム材料
以下の実施例においては、表1に示す各ゴム材料を用いた。以下に、表1に示された各ゴム材料について説明する。
1. Rubber material In the following Examples, each rubber material shown in Table 1 was used. Below, each rubber material shown by Table 1 is demonstrated.

(1)原料ゴム
原料ゴムとしては、以下にSBRとBRを組み合わせて用いた。
SBR:旭化成社製、E10(溶液重合、末端基:アミノ酸、変性率:51質量%、スチレン含有量:39質量%、ビニル結合量:31質量%、Mw/Mn:2.1)
BR:宇部興産社製、BR150B
(1) Raw material rubber As raw material rubber, SBR and BR were used in combination below.
SBR: Asahi Kasei Corporation, E10 (solution polymerization, terminal group: amino acid, modification rate: 51% by mass, styrene content: 39% by mass, vinyl bond content: 31% by mass, Mw / Mn: 2.1)
BR: manufactured by Ube Industries, BR150B

(2)配合薬品
(a)シリカ:デグッサ社製、ウルトラジルVN3(NSA:175m/g)
(b)カーボンブラック:キャボットジャパン社製、ショウブラックN220(NSA:111m/g)
(c)シランカップリング剤:デグッサ社製、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}
(d)アロマチックオイル:ジャパンナジー社製、JOMOプロセスX140
(e)ワックス:大内新興化学工業社製、サンノックN
(f)老化防止剤:大内新興化学工業社製、ノクラック6C{N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン}
(g)ステアリン酸:日油社製、椿
(h)酸化亜鉛:三井金属鉱業社製、亜鉛華1号
(i)硫黄:鶴見化学工業社製、粉末硫黄
(j)加硫促進剤CZ:大内新興化学工業社製、ノクセラーN5(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
(k)加硫促進剤DPG:大内新興化学工業社製、ノクセラーD
(2) Compounding chemical (a) Silica: manufactured by Degussa, Ultrasil VN3 (N 2 SA: 175 m 2 / g)
(B) Carbon black: Show Black N220 (N 2 SA: 111 m 2 / g) manufactured by Cabot Japan
(C) Silane coupling agent: Si69 {Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide} manufactured by Degussa
(D) Aromatic oil: JOMO Process X140, manufactured by Japan Nagi
(E) Wax: manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., Sunnock N
(F) Antiaging agent: Nouchi 6C {N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine} manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
(G) Stearic acid: manufactured by NOF Corporation, cocoon (h) zinc oxide: manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., zinc white No. 1 (i) sulfur: manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd., powdered sulfur (j) vulcanization accelerator CZ: Nouchira N5 (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
(K) Vulcanization accelerator DPG: Ouchi Shinsei Chemical Industries, Noxeller D

2.ゴム配合物の製造
(1)1st練り工程(混練後の保持工程を含む)
(a)混練工程
表1の「配合内容」の内、1st練りに示す各原料ゴム、薬品を、バンバリーミキサーに投入し、3分で140℃に到達するように混練した後、表1の「混練および保持の温度と時間」の内、1st練りに示す混練温度および混練時間で混練した。
2. Production of rubber compound (1) 1st kneading step (including holding step after kneading)
(A) Kneading step Each of the raw rubbers and chemicals shown in the 1st kneading among the “blending contents” in Table 1 was put into a Banbury mixer and kneaded to reach 140 ° C. in 3 minutes. Kneading and holding were performed at the kneading temperature and kneading time shown in 1st kneading.

(b)保持工程
混練後、得られたゴム塊を、バンバリーミキサー下部に排出し、その後、表1の「混練および保持の温度と時間」の内、1st練りに示す保持温度および保持時間で保持した。
(B) Holding step After kneading, the obtained rubber mass is discharged to the lower part of the Banbury mixer, and then held at the holding temperature and holding time shown in 1st kneading among the “kneading and holding temperature and time” in Table 1. did.

(2)2nd練り工程(混練後の保持工程を含む)
(a)混練工程
次に、表1の「配合内容」の内、2nd練りに示す各薬品を、ゴム塊と共に、バンバリーミキサーに投入し、3分で140℃に到達するように混練した後、表1の「混練および保持の温度と時間」の内、2nd練りに示す混練温度および混練時間で混練した。
(2) 2nd kneading step (including holding step after kneading)
(A) Kneading step Next, each of the chemicals shown in 2nd kneading among the “contents of blending” in Table 1 is put into a Banbury mixer together with a rubber lump and kneaded so as to reach 140 ° C. in 3 minutes. Kneading was performed at the kneading temperature and kneading time shown in 2nd kneading among “Kneading and holding temperature and time” in Table 1.

(b)保持工程
混練後、得られたゴム塊を、バンバリーミキサー下部に排出し、その後、表1の「混練および保持の温度と時間」の内、2nd練りに示す保持温度および保持時間で保持した。
(B) Holding step After kneading, the obtained rubber lump is discharged to the lower part of the Banbury mixer, and then held at the holding temperature and holding time shown in 2nd kneading among the “kneading and holding temperature and time” in Table 1. did.

(3)ファイナル練り工程
次に、表1の「配合内容」の内、ファイナル練りに示す各薬品を、ゴム塊と共に、バンバリーミキサーに投入し、90℃の条件下で3分間混練し、未加硫ゴム組成物を得た。
(3) Final kneading step Next, each of the chemicals shown in the final kneading in Table 1 is put into a Banbury mixer together with a rubber lump, kneaded for 3 minutes at 90 ° C, and not added. A vulcanized rubber composition was obtained.

3.ミキシング熱量、未反応率および生産性の算出
(1)ミキシング熱量の算出
各混練工程において混練により発生した熱量Qおよび各保持工程においてゴム塊を保持することにより供給された熱量Qを、下式により計算した。
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
但し、t:混練時間(分)
:混練温度(℃)
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
但し、t:保持時間(分)
:保持温度(℃)
3. Mixing heat, the heat quantity Q 2 to which is supplied by retaining the rubber mass in heat Q 1 and each holding step occurring by kneading in unreacted rate and the calculation of the productivity (1) each kneading step of calculating the mixing heat, under Calculated by the formula.
Q 1 = EXP [(−20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 1 +273.16) −1 / 414.86}] × t 1
Where t 1 : kneading time (minutes)
T 1 : kneading temperature (° C.)
Q 2 = EXP [(− 20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 2 +273.16) −1 / 414.86}] × t 2
Where t 2 : holding time (minutes)
T 2 : Holding temperature (° C.)

上記で得られたQとQを合計して、1st練り工程、2nd練り工程の各々についてのミキシング熱量を求め、それらを合計して、トータルミキシング熱量Qとした。結果を、表1に示す。 By summing the Q 1, Q 2 to which obtained in the above, 1st kneading process, the mixing amount of heat for each 2nd kneading step determined sums them to obtain a total mixing quantity of heat Q. The results are shown in Table 1.

(2)シランカップリング剤の未反応率の算出
各実施例で得られた未加硫ゴム組成物について、液相クロマトグラフィーを用いて抽出した未反応のSi69のピーク面積の比から未反応率を求めた。具体的には、各未加硫ゴム組成物から、未反応のSi69をアセトン抽出して、液相クロマトグラフィー法によりそのピーク面積を測定し、配合前のSi69について同様に測定したピーク面積との比を求めた。結果を、表1に示す。
(2) Calculation of the unreacted rate of the silane coupling agent About the unvulcanized rubber composition obtained in each Example, the unreacted rate from the ratio of the peak area of unreacted Si69 extracted using liquid phase chromatography Asked. Specifically, from each unvulcanized rubber composition, unreacted Si69 was extracted with acetone, the peak area was measured by liquid phase chromatography, and the peak area measured in the same manner for Si69 before compounding. The ratio was determined. The results are shown in Table 1.

(3)生産性の算出
実施例1における混練時間(1st練りと2nd練りの140℃に達するまでの3分間を含む)の生産性を100として、下式により生産性を求めた。数値が大きい程、生産性が高い(混練量が多くなる)ことを示す。結果を表1に示す。
生産性=(実施例1の混練時間/各実施例の混練時間)×100
(3) Calculation of productivity The productivity of the kneading time in Example 1 (including 3 minutes for reaching the 140 ° C of the 1st kneading and the 2nd kneading) was set to 100, and the productivity was obtained by the following formula. It shows that productivity is high (a kneading amount increases), so that a numerical value is large. The results are shown in Table 1.
Productivity = (kneading time of Example 1 / kneading time of each Example) × 100

4.加硫ゴムおよび試験タイヤの製造と性能評価
(1)加硫ゴムおよび試験タイヤの製造
(a)加硫ゴムの作製
各実施例で得られた未加硫ゴム組成物を、170℃で15分間プレス加硫することにより加硫ゴムを得た。
4). Manufacture and performance evaluation of vulcanized rubber and test tire (1) Manufacture of vulcanized rubber and test tire (a) Preparation of vulcanized rubber The unvulcanized rubber composition obtained in each example was treated at 170 ° C. for 15 minutes. Vulcanized rubber was obtained by press vulcanization.

(b)試験用タイヤの作製
各実施例で得られた未加硫ゴム組成物を、トレッド形状に加工し、他のタイヤ部材と貼り合わせた後、170℃で15分間加硫を行い、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を作製した。
(B) Preparation of test tire The unvulcanized rubber composition obtained in each example was processed into a tread shape and bonded to another tire member, and then vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to perform a test. Tires (tire size: 195 / 65R15) were produced.

(2)性能評価
(a)耐摩耗性
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重1.0kgf、スリップ率30%の条件で、各加硫ゴム組成物のランボーン摩耗量を測定し、得られたランボーン摩耗量から容積損失量を求めた。そして、実施例1の容積損失量を100として、下式により摩耗指数を求めた。数値が大きい程、耐摩耗性が高い(容積損失が少ない)ことを示す。結果を表1に示す。
摩耗指数=(実施例1の容積損失量/各実施例の容積損失量)×100
(2) Performance evaluation (a) Abrasion resistance Using a Lambourn-type wear tester, the Lambourn wear amount of each vulcanized rubber composition was measured at room temperature, a load of 1.0 kgf, and a slip rate of 30%. The volume loss was determined from the obtained amount of lambourne wear. And the abrasion index was calculated | required by the following Formula by making the volume loss amount of Example 1 into 100. FIG. The larger the value, the higher the wear resistance (the smaller the volume loss). The results are shown in Table 1.
Wear index = (volume loss amount of Example 1 / volume loss amount of each example) × 100

(b)グリップ指数
各試験用タイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行った。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、実施例1を100として指数表示した。数値が大きい程、ドライ路面におけるグリップ性能(操縦安定性)が高いことを示す。結果を表1に示す。
(B) Grip index Each vehicle was run on a dry asphalt road test course using each test tire. The test driver evaluated the stability of control during steering at that time, and the index was displayed with Example 1 as 100. The larger the value, the higher the grip performance (driving stability) on the dry road surface. The results are shown in Table 1.

(c)転がり抵抗指数
粘弾性スペクトロメーターVES(岩本製作所社製)を用いて、70℃、初期歪10%、動歪2%の条件下で、各加硫ゴム組成物のtanδを測定した。そして、実施例1のtanδを100として、下式により転がり抵抗指数を求めた。数値が大きい程、転がり抵抗特性に優れる(転がり抵抗が低い)ことを示す。結果を表1に示す。
転がり抵抗指数=(実施例1のtanδ/各実施例のtanδ)×100
(C) Rolling Resistance Index Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho), tan δ of each vulcanized rubber composition was measured under the conditions of 70 ° C., initial strain 10%, and dynamic strain 2%. Then, with tan δ of Example 1 being 100, the rolling resistance index was determined by the following equation. It shows that rolling resistance characteristic is excellent, so that a numerical value is large (rolling resistance is low). The results are shown in Table 1.
Rolling resistance index = (tan δ of Example 1 / tan δ of each Example) × 100

Figure 2012121942
Figure 2012121942

(考察)
表1に示すように、実施例1〜7においては、トータルミキシング熱量の増加に伴って、シランカップリング剤の未反応率が低下しており、実施例1から保持工程を除いて作製したゴム組成物(比較例)において測定されたシランカップリング剤の未反応率(20%)に比べ、明らかに低下している。
(Discussion)
As shown in Table 1, in Examples 1 to 7, the unreacted rate of the silane coupling agent decreased with an increase in total mixing calorie, and the rubber produced from Example 1 except for the holding step. It is clearly lower than the unreacted rate (20%) of the silane coupling agent measured in the composition (comparative example).

また、表1より、シランカップリング剤の未反応率が低下した場合、耐摩耗性能、グリップ性能、転がり抵抗指数が向上していることが分かる。   Moreover, it can be seen from Table 1 that when the unreacted rate of the silane coupling agent is reduced, the wear resistance performance, grip performance, and rolling resistance index are improved.

なお、実施例3、4においては、シランカップリング剤の未反応率は充分に低下しているものの、1st練りや2nd練りにおける混練時間が大きくなっているため、生産性が低下している。   In Examples 3 and 4, although the unreacted rate of the silane coupling agent is sufficiently reduced, the kneading time in the 1st kneading and the 2nd kneading is increased, and thus the productivity is lowered.

次に、表1に示したゴム組成物の未反応率および耐摩耗性能とトータルミキシング熱量の関係を図1に示す。図1において、横軸はトータルミキシング熱量、左側縦軸はシランカップリング剤の未反応率(%)、右側縦軸は耐摩耗性能である。   Next, FIG. 1 shows the relationship between the unreacted rate and wear resistance performance of the rubber composition shown in Table 1 and the total mixing heat quantity. In FIG. 1, the horizontal axis represents the total mixing heat, the left vertical axis represents the unreacted rate (%) of the silane coupling agent, and the right vertical axis represents the wear resistance performance.

また、表1において、生産性とシランカップリング剤の未反応率の双方に優れた結果を示した実施例5〜7に基づき、図2に、ゴム組成物の未反応率(y)とトータルミキシング熱量(x)の対数の関係を示す。図2において、横軸はトータルミキシング熱量の対数、縦軸はシランカップリング剤の未反応率である。   Moreover, based on Examples 5-7 which showed the result excellent in both productivity and the unreacted rate of a silane coupling agent in Table 1, FIG. 2 shows unreacted rate (y) and total of a rubber composition. The logarithmic relationship of mixing calorie | heat amount (x) is shown. In FIG. 2, the horizontal axis represents the logarithm of the total mixing heat quantity, and the vertical axis represents the unreacted rate of the silane coupling agent.

図1より、8以上のトータルミキシング熱量であれば、シランカップリング剤の未反応率を10%以下に制御できることが分かる。シランカップリング剤の未反応率が10%以下の場合、前記したように、押し出し工程でアルコ−ルが気泡状に発生してタイヤでポロシティ−(ポ−ラス)が発生するなど、工程および品質での重大な問題の発生を抑制することができる。   As can be seen from FIG. 1, the unreacted rate of the silane coupling agent can be controlled to 10% or less when the total mixing calorie is 8 or more. When the unreacted ratio of the silane coupling agent is 10% or less, as described above, the alcohol is generated in the form of bubbles in the extrusion process, and the porosity (porous) is generated in the tire. The occurrence of serious problems can be suppressed.

また、18以上のトータルミキシング熱量であれば、シランカップリング剤の未反応率を5%以下に制御できることが分かる。シランカップリング剤の未反応率が5%以下の場合、前記したように、タイヤの耐摩耗性の向上を図ることができるが、このことは表1からも分かる。   It can also be seen that the unreacted rate of the silane coupling agent can be controlled to 5% or less if the total mixing heat quantity is 18 or more. When the unreacted ratio of the silane coupling agent is 5% or less, as described above, it is possible to improve the wear resistance of the tire. This can also be seen from Table 1.

また、図1より、トータルミキシング熱量Qが30になると、シランカップリング剤の未反応率は1%未満となり、それ以上は、熱量を大きくしても、未反応率の低下が見込めないことが分かる。   In addition, as shown in FIG. 1, when the total mixing calorie Q is 30, the unreacted rate of the silane coupling agent is less than 1%, and beyond that, even if the amount of heat is increased, the unreacted rate cannot be expected to decrease. I understand.

そして、図2より、前記した定数A、Bを求められることが分かる。なお、本発明者は、上記実施例の他に、シランカップリング剤の配合量を好ましい範囲で適宜変更しても、A、Bはほとんど変わらないことが確認している。   2 that the constants A and B are obtained. In addition to the above examples, the present inventor has confirmed that A and B hardly change even when the amount of the silane coupling agent is appropriately changed within a preferable range.

以上本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以上の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。   Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.

Claims (5)

タイヤ用の原料ゴムにシリカ、シランカップリング剤を配合してゴム組成物を製造するゴム組成物の製造方法であって、
タイヤ用の原料ゴム100質量部と、前記タイヤ用の原料ゴム100質量部に対して5〜150質量部のシリカが配合されたゴム材料を、シランカップリング剤と共に、密閉混練機を用いて混練する混練工程と、
前記混練工程に引き続き、混練により得られたゴム塊を、前記密閉混練機下方の高温雰囲気下において所定時間保持して、前記ゴム塊に、シリカとシランカップリング剤との反応に必要な熱量を供給する保持工程と、
を有していることを特徴とするゴム組成物の製造方法。
A rubber composition production method for producing a rubber composition by blending silica and a silane coupling agent into a raw material rubber for tires,
A rubber material in which 100 parts by mass of raw rubber for tires and 5-150 parts by mass of silica is blended with respect to 100 parts by mass of raw rubber for tires is kneaded together with a silane coupling agent using a closed kneader. A kneading step,
Subsequent to the kneading step, the rubber lump obtained by kneading is held for a predetermined time in a high-temperature atmosphere below the closed kneading machine, and the rubber lump has a heat amount necessary for the reaction between silica and the silane coupling agent. A holding process to supply;
A process for producing a rubber composition, comprising:
前記混練工程において混練により発生する熱量Qと、前記保持工程において前記ゴム塊を保持することにより供給される熱量Qの総合計であるトータルミキシング熱量Qに基づいて、前記ゴム組成物の製造を制御することを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。
但し、Q=ΣQ+ΣQ
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
=EXP[(−20/(1.987/0.001)
×{1/(T+273.16)−1/414.86}]×t
0.5≦t≦6.0
141.7≦T≦165.0
:混練時間(分)
:密閉混練機の下方における保持時間(分)
:練りゴム温度(℃)
:密閉混練機の下方における保持時のゴム温度(℃)
Wherein the quantity of heat Q 1 generated by the kneading in the kneading step, based on the total mixing amount of heat Q which is the grand total of the amount of heat Q 2 to which is supplied by holding the rubber mass in said holding step, preparation of the rubber composition The method for producing a rubber composition according to claim 1, wherein the rubber composition is controlled.
However, Q = ΣQ 1 + ΣQ 2
Q 1 = EXP [(−20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 1 +273.16) −1 / 414.86}] × t 1
Q 2 = EXP [(− 20 / (1.987 / 0.001)
× {1 / (T 2 +273.16) −1 / 414.86}] × t 2
0.5 ≦ t 2 ≦ 6.0
141.7 ≦ T 2 ≦ 165.0
t 1 : kneading time (minutes)
t 2 : Holding time (minutes) below the closed kneader
T 1 : Kneaded rubber temperature (° C)
T 2 : rubber temperature (° C.) during holding below the closed kneader
前記トータルミキシング熱量Qが、下式を満足することを特徴とする請求項2に記載のゴム組成物の製造方法。
8≦Q≦30
The method for producing a rubber composition according to claim 2, wherein the total mixing heat quantity Q satisfies the following formula.
8 ≦ Q ≦ 30
前記トータルミキシング熱量Qが、下式を満足することを特徴とする請求項3に記載のゴム組成物の製造方法。
18≦Q≦30
The method for producing a rubber composition according to claim 3, wherein the total mixing heat quantity Q satisfies the following formula.
18 ≦ Q ≦ 30
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法を用いて製造されていることを特徴とするゴム組成物。   A rubber composition manufactured using the method for manufacturing a rubber composition according to any one of claims 1 to 4.
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