JP2012144619A - Method for producing rubber composition for tire, and pneumatic tire - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a rubber composition for tires, by which kneadability, rolling resistance and durability (in particular, rubber strength, bending fatigue resistance) are improved in a well-balanced manner, and to provide the rubber composition for tires and pneumatic tires using the composition.SOLUTION: The method for producing a rubber composition for tires includes: a step 1 of kneading a rubber component, rod-like silica having an average width of 3-35 nm and an average length of 5 nm to 5 μm, and a silane coupling agent; a step 2 of kneading a kneaded material 1 obtained in the step 1, silica and a silane coupling agent; and a step 3 of kneading the kneaded material 2 obtained in the step 2 and a vulcanization accelerator.

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法、タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a method for producing a tire rubber composition, a tire rubber composition, and a pneumatic tire using the same.

近年、地球温暖化などの環境問題から、低燃費化に対する社会的要求が高まり、自動車の低燃費化に対応して、転がり抵抗を低減させた低燃費タイヤの開発が要求されている。タイヤの転がり抵抗を低減させる方法として、カーボンブラックをシリカで代替する手法、カーボンブラックやシリカなどの充填剤を減量する手法、ジエン系ゴムの高分子鎖を変性してシリカとゴム高分子鎖の相互作用を高める手法などが知られている。 In recent years, due to environmental problems such as global warming, social demands for lower fuel consumption have increased, and development of fuel-efficient tires with reduced rolling resistance has been demanded in response to lower fuel consumption of automobiles. Methods for reducing the rolling resistance of tires include replacing carbon black with silica, reducing the amount of filler such as carbon black and silica, and modifying the polymer chain of the diene rubber to change the silica and rubber polymer chain. Techniques for enhancing interaction are known.

上記手法により、転がり抵抗特性を向上できるものの、シリカはカーボンブラックに比べて補強性、分散性に劣るため、耐久性(ゴム強度、耐屈曲疲労性など)、混練り加工性が悪化する傾向がある。 Although the rolling resistance characteristics can be improved by the above method, silica is inferior in reinforcement and dispersibility compared to carbon black, so durability (rubber strength, bending fatigue resistance, etc.) and kneading workability tend to deteriorate. is there.

一方特許文献1には、硫黄の吸着剤としてセピオライトを配合したゴム組成物が開示されているが、フィラーとしてのセピオライト配合の効果を効率的に発揮させるゴム組成物の製法などについては詳細に検討されていなかった。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a rubber composition containing sepiolite as a sulfur adsorbent. However, a method for producing a rubber composition that efficiently exhibits the effect of sepiolite as a filler is examined in detail. Was not.

特公平4−61020号公報Japanese Examined Patent Publication No. 4-61020

本発明は、前記課題を解決し、混練り加工性、転がり抵抗特性及び耐久性(特にゴム強度、耐屈曲疲労性)をバランス良く改善できるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a method for producing a rubber composition for tires and a rubber composition for tires that can improve kneading processability, rolling resistance characteristics and durability (particularly rubber strength and bending fatigue resistance) in a well-balanced manner. And it aims at providing a pneumatic tire using the same.

本発明者らは、前記課題について検討した結果、予めゴム成分、セピオライトなどの棒状シリカ及びシランカップリング剤を混練してマスターバッチを調製することで、棒状シリカとゴム成分のカップリング反応を充分に進行させたゴム組成物を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of studying the above problems, the present inventors have prepared a master batch by kneading a rubber component, rod-shaped silica such as sepiolite and a silane coupling agent in advance, so that the coupling reaction between the rod-shaped silica and the rubber component is sufficiently performed. The present inventors have found that a rubber composition advanced to 1 can be produced, and have completed the present invention.

本発明は、ゴム成分、平均幅3〜35nm、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程1と、上記工程1で得られた混練物1、シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程2と、上記工程2で得られた混練物2及び加硫促進剤を混練する工程3とを含むタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。 The present invention includes a step 1 for kneading a rubber component, rod-like silica having an average width of 3 to 35 nm and an average length of 50 nm to 5 μm, and a silane coupling agent, a kneaded product 1 obtained in the above step 1, silica and a silane coupling The present invention relates to a method for producing a rubber composition for a tire, comprising a step 2 for kneading an agent, and a step 3 for kneading a kneaded product 2 obtained in step 2 and a vulcanization accelerator.

工程1におけるシランカップリング剤の配合量が、工程1で配合される棒状シリカ100質量部に対して、3〜15質量部であり、工程2におけるシランカップリング剤の配合量が、工程2で配合されるシリカ100質量部に対して、3〜15質量部であることが好ましい。 The compounding amount of the silane coupling agent in step 1 is 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rod-like silica compounded in step 1, and the compounding amount of the silane coupling agent in step 2 is in step 2. It is preferable that it is 3-15 mass parts with respect to 100 mass parts of silica mix | blended.

上記ゴム成分が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムを含むことが好ましい。 The rubber component preferably contains natural rubber and / or diene synthetic rubber.

工程1で更にシリカを混練し、ゴム組成物の製造に使用する全シリカ100質量%に対し、工程1におけるシリカの配合割合が、1〜30質量%であることが好ましい。 In step 1, silica is further kneaded, and the silica content in step 1 is preferably 1 to 30% by mass with respect to 100% by mass of the total silica used for the production of the rubber composition.

ゴム成分が、下記式

Figure 2012144619
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)で表される化合物により変性されたジエン系ゴムを含むことが好ましい。 The rubber component is
Figure 2012144619
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group, a mercapto group or a derivative thereof. R 4 and R 5 are It is the same or different and represents a hydrogen atom or an alkyl group. N represents an integer.) It is preferable to include a diene rubber modified with a compound represented by:

棒状シリカが、セピオライト鉱物を解繊して得られたものであることが好ましい。 The rod-like silica is preferably obtained by defibrating sepiolite mineral.

本発明はまた、上記製造方法により得られたタイヤ用ゴム組成物に関する。ここで、ゴム成分100質量部に対して、棒状シリカの含有量が2〜50質量部であり、シリカの含有量が5〜100質量部であることが好ましい。 The present invention also relates to a tire rubber composition obtained by the above production method. Here, it is preferable that the content of the rod-like silica is 2 to 50 parts by mass and the content of the silica is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire produced using the rubber composition.

本発明によれば、ゴム成分、特定の棒状シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程1と、前記工程1で得られた混練物1、シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程2と、前記工程2で得られた混練物2及び加硫促進剤を混練する工程3とを含むタイヤ用ゴム組成物の製造方法であるので、混練り加工性、転がり抵抗特性及び耐久性(特にゴム強度、耐屈曲疲労性)をバランス良く改善できる。 According to the present invention, the step 1 of kneading the rubber component, the specific rod-like silica and the silane coupling agent, the kneaded product 1 obtained in the step 1, the step 2 of kneading the silica and the silane coupling agent, Since it is a manufacturing method of the rubber composition for tires including the kneaded material 2 obtained in the step 2 and the step 3 for kneading the vulcanization accelerator, kneadability, rolling resistance characteristics and durability (particularly rubber strength, Bending fatigue resistance) can be improved in a well-balanced manner.

棒状シリカ(セピオライト)の概略構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of rod-shaped silica (sepiolite).

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、ゴム成分、平均幅3〜35nm、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程1と、前記工程1で得られた混練物1(マスターバッチ)、シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程2と、前記工程2で得られた混練物2及び加硫促進剤を混練する工程3とを含む。 The method for producing a rubber composition for tires of the present invention was obtained in Step 1 of kneading a rubber component, rod-like silica having an average width of 3 to 35 nm and an average length of 50 nm to 5 μm and a silane coupling agent, and the Step 1 above. A kneaded product 1 (master batch), a step 2 for kneading silica and a silane coupling agent, and a step 3 for kneading the kneaded product 2 obtained in step 2 and a vulcanization accelerator are included.

セピオライトなどの棒状シリカのシラノール基量は通常のシリカより少ないため、棒状シリカとシリカを同時に混錬すると、シランカップリング剤がシリカと優先的に反応し、棒状シリカとの反応が不充分になる。これに対し、本発明は、ゴム成分、棒状シリカ及びシランカップリング剤を予め混練し、カップリング反応が充分に進行したマスターバッチを調製する製法であるため、ゴム成分と棒状シリカのカップリング率が高いゴム組成物が得られる。そのため、補強効果や低発熱効果が効果的に発揮され、転がり抵抗特性及び耐久性(特にゴム強度、耐屈曲疲労性)をバランス良く改善できる。また、混練り加工性にも優れている。 Since the amount of silanol groups in rod-like silica such as sepiolite is less than ordinary silica, kneading rod-like silica and silica at the same time causes the silane coupling agent to preferentially react with silica, resulting in insufficient reaction with rod-like silica. . On the other hand, the present invention is a production method for preparing a master batch in which a rubber component, rod-like silica and a silane coupling agent are kneaded in advance and the coupling reaction has sufficiently progressed. Is obtained. Therefore, a reinforcing effect and a low heat generation effect are effectively exhibited, and rolling resistance characteristics and durability (particularly rubber strength and bending fatigue resistance) can be improved in a well-balanced manner. It is also excellent in kneading processability.

(工程1)
工程1では、ゴム成分、平均幅3〜35nm、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ及びシランカップリング剤が混練される。
(Process 1)
In step 1, a rubber component, rod-like silica having an average width of 3 to 35 nm and an average length of 50 nm to 5 μm and a silane coupling agent are kneaded.

上記ゴム成分は、通常、天然ゴム(NR)及び/又はジエン系合成ゴムを含む。ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、下記式(1)で表される化合物により変性されたジエン系ゴム(変性ジエン系ゴム)などが挙げられる。これら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。なかでも、混練り加工性、転がり抵抗特性及び耐久性(特にゴム強度、耐屈曲疲労性)がバランス良く得られるという理由からNRが好ましく、耐屈曲疲労性が高いという理由からBRが好ましく、良好な加工性が得られるという理由からSBRが好ましい。また、上記棒状シリカの配合による効果が充分に得られるという理由から、下記式(1)で表される化合物により変性されたジエン系ゴム(変性ジエン系ゴム)が好ましい。

Figure 2012144619
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(−COOH)、メルカプト基(−SH)又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。 The rubber component usually contains natural rubber (NR) and / or diene synthetic rubber. Diene-based synthetic rubbers include isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), and styrene-isoprene-butadiene. Examples thereof include polymer rubber (SIBR) and diene rubber (modified diene rubber) modified with a compound represented by the following formula (1). These may be used alone or in combination of two or more. Among them, NR is preferable because kneading processability, rolling resistance characteristics and durability (particularly rubber strength and bending fatigue resistance) are obtained in a well-balanced manner, and BR is preferable and preferable because bending fatigue resistance is high. SBR is preferred because it provides excellent processability. In addition, a diene rubber (modified diene rubber) modified with a compound represented by the following formula (1) is preferable because the effect of blending the rod-shaped silica can be sufficiently obtained.
Figure 2012144619
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group (—COOH), a mercapto group (—SH) or a derivative thereof. R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer.

上記式(1)で表される化合物としては、特開2010−111753号公報で記載されたものが挙げられる。棒状シリカを良好に分散でき、優れた転がり抵抗特性、ゴム強度が得られるという点から、R、R及びRはアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数1〜6、更に好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基)が好ましく、また、R及びRはアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)が好ましい。nは、好ましくは1〜5、より好ましくは2〜4、更に好ましくは3である。 Examples of the compound represented by the above formula (1) include those described in JP 2010-111753 A. R 1 , R 2 and R 3 are each an alkoxy group (preferably having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 1 carbon atoms) because rod-like silica can be well dispersed and excellent rolling resistance characteristics and rubber strength can be obtained. 6, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms), and R 4 and R 5 are preferably alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms). n is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 4, and still more preferably 3.

上記式(1)で表される化合物の具体例としては、3−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 2-dimethylaminoethyltrimethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記式(1)で表される化合物により変性されるジエン系ゴムとしては、特に限定されず、上記ジエン系ゴムが挙げられる。なかでも、耐屈曲疲労性の向上という理由から、BRが好ましい。 The diene rubber modified with the compound represented by the above formula (1) is not particularly limited, and examples thereof include the diene rubber. Of these, BR is preferable for the purpose of improving bending fatigue resistance.

変性ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10万以上、より好ましくは20万以上である。10万未満であると、ゴム強度及び耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、該Mwは、好ましくは200万以下、より好ましくは100万以下である。200万を超えると、混練り加工性が悪化して棒状シリカなどの分散不良を引き起こし、ゴム強度が悪化する傾向がある。
なお、重量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載の方法により測定した値である。
The weight average molecular weight (Mw) of the modified diene rubber is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more. If it is less than 100,000, the rubber strength and wear resistance tend to deteriorate. The Mw is preferably 2 million or less, more preferably 1 million or less. If it exceeds 2 million, the kneading processability deteriorates, causing poor dispersion such as rod-like silica, and the rubber strength tends to deteriorate.
In addition, a weight average molecular weight (Mw) is the value measured by the method as described in the below-mentioned Example.

ゴム組成物の製造に使用する全ゴム成分100質量%に対し、工程1におけるゴム成分の配合割合は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは100質量%である。これにより、棒状シリカのカップリング反応が効果的に進行する。 The blending ratio of the rubber component in Step 1 is preferably 40% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 100% by mass with respect to 100% by mass of the total rubber components used for the production of the rubber composition. . Thereby, the coupling reaction of rod-shaped silica proceeds effectively.

本発明で使用される特定の棒状シリカは、球状の形状を有する通常のシリカとは異なり、棒状又は針状の形状を有し、その表面にシラノール基を有する無機材料(シリカ)である。棒状シリカとしては、例えば、セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジャイト、シロタイル、ラフリナイト、ファルコンドアイト、イモゴライトなどが挙げられる。なかでも、不純物が少なく、シラノール基が多いという理由から、セピオライト、アタパルジャイトが好ましい。なお、本明細書では、単にシリカと記載する場合には、特に言及しない限り、球状のシリカをいう。 The specific rod-like silica used in the present invention is an inorganic material (silica) having a rod-like or needle-like shape and having a silanol group on its surface, unlike ordinary silica having a spherical shape. Examples of the rod-like silica include sepiolite, palygorskite, attapulgite, sirotile, rafrinite, falconite, imogolite and the like. Of these, sepiolite and attapulgite are preferred because they have few impurities and many silanol groups. In this specification, when it is simply described as silica, it means spherical silica unless otherwise specified.

棒状シリカの表面には、シラノール基が存在している。そのため、シランカップリング剤を介してゴム分子と棒状シリカを結合させ、棒状シリカの配合による効果が充分に得られる。また、上記変性ジエン系ゴムを配合する場合、変性ジエン系ゴムと棒状シリカの間に直接強い相互作用を形成できるので、配合による効果がより発揮される。 Silanol groups are present on the surface of the rod-like silica. Therefore, rubber molecules and rod-like silica are bonded via a silane coupling agent, and the effect of blending rod-like silica can be sufficiently obtained. In addition, when the modified diene rubber is blended, a strong interaction can be directly formed between the modified diene rubber and the rod-like silica, so that the effect of the blending is further exhibited.

棒状シリカは、繊維状材料であるセピオライト鉱物[MgSi1230(OH)(HO)・8(HO)]を解繊して得られたものを好適に使用できる。セピオライト鉱物の構造は、Si−O四面体が3本連結して繊維方向に平行なSi−O四面体リボンを形成し、このリボンは八面体配位のマグネシウムイオンによって結び付けられ、タルク構造に似た2:1型を形成する。これらが互いに粘着して繊維束を形成しており、凝集物を形成し得る。 Rod-like silica, can be suitably used those obtained by fibrillating sepiolite mineral is fibrous material [Mg 8 Si 12 O 30 ( OH) 4 (H 2 O) 4 · 8 (H 2 O)] . The structure of sepiolite mineral is formed by connecting three Si-O tetrahedrons to form a Si-O tetrahedral ribbon parallel to the fiber direction. The ribbons are connected by octahedrally coordinated magnesium ions and resemble a talc structure. Form a 2: 1 mold. These adhere to each other to form a fiber bundle, which can form an aggregate.

上記凝集物は工業的工程、例えば微粉化(粉砕)または化学的修飾(例えば、欧州特許第170299号公報を参照)などで分裂(解繊)可能であり、それによって直径がナノメートルの繊維、即ち剥離(解繊)した棒状シリカ(セピオライト)が生じ得る。本発明では、セピオライト鉱物の解繊方法は特に限定されないが、棒状シリカ(セピオライト)の繊維としての形状を実質的に壊すことなく解繊することが好ましい。このような解繊方法としては、例えば、湿式粉砕法(例えば、欧州特許第170299号公報、特開平5−97488号公報、欧州特許第85200094−4号公報などに記載の方法)などが挙げられる。 The agglomerates can be broken (defibrated) by industrial processes such as pulverization (grinding) or chemical modification (see for example EP 170299), whereby fibers of nanometer diameter, That is, exfoliated (defibrated) rod-like silica (sepiolite) can be produced. In the present invention, the method for defibrating sepiolite minerals is not particularly limited, but it is preferable to defibrate without substantially breaking the shape of rod-like silica (sepiolite) as a fiber. Examples of such a defibrating method include a wet pulverization method (for example, a method described in European Patent No. 170299, Japanese Patent Laid-Open No. 5-97488, European Patent No. 85200094-4, etc.). .

湿式粉砕法の一例を具体的に説明する。まず、水分を含んだ状態の棒状シリカ(セピオライト)を2mm以下の粒度になるまで粉砕後、懸濁液の固形分濃度が5〜25%となるように水を加えた後、分散剤(例えば、ヘキサメタリン酸アルカリ塩)を添加する。次に、高せん断力を有する撹拌機を使用して懸濁液を5〜15分間撹拌する。撹拌の際には、まず、低速回転で2〜7分間撹拌し、次に、高速回転で2〜8分間撹拌する。続いて、上澄みをデカンテーション又は遠心分離により分離することにより、繊維としての形状を実質的に壊すことなく解繊された棒状シリカ(セピオライト)を得ることができる。 An example of the wet pulverization method will be specifically described. First, after pulverizing the rod-like silica (sepiolite) containing water until the particle size is 2 mm or less, water is added so that the solid content concentration of the suspension is 5 to 25%, and then a dispersant (for example, , Hexametaphosphate alkali salt). The suspension is then stirred for 5-15 minutes using a stirrer with high shear. At the time of stirring, the mixture is first stirred at a low speed for 2 to 7 minutes, and then at a high speed for 2 to 8 minutes. Subsequently, by separating the supernatant by decantation or centrifugation, rod-shaped silica (sepiolite) that has been defibrated without substantially breaking the shape as a fiber can be obtained.

なお、本発明におけるセピオライトは、アタパルジャイト(パリゴルスカイトとしても知られる)も含む。アタパルジャイトは、アタパルジャイトが有する単位格子の方が若干小さい(繊維長が小さい)以外はセピオライトと構造的及び化学的にほとんど同一である。 The sepiolite in the present invention includes attapulgite (also known as palygorskite). Attapulgite is structurally and chemically almost identical to sepiolite, except that the unit cell of attapulgite is slightly smaller (fiber length is shorter).

棒状シリカの平均幅は、3nm以上、好ましくは5nm以上である。3nm未満であると、表面積が大きくなり、ゴムへの分散が悪くなる傾向がある。棒状シリカの平均幅は、35nm以下、好ましくは30nm以下である。35nmを超えると、アスペクト比が小さくなり、充分な転がり抵抗特性が得られない傾向がある。 The average width of the rod-like silica is 3 nm or more, preferably 5 nm or more. If it is less than 3 nm, the surface area tends to be large, and the dispersion into rubber tends to be poor. The average width of the rod-like silica is 35 nm or less, preferably 30 nm or less. If it exceeds 35 nm, the aspect ratio tends to be small, and sufficient rolling resistance characteristics tend not to be obtained.

棒状シリカの平均長さは、50nm以上、好ましくは100nm以上、より好ましくは300nm以上である。50nm未満であると、アスペクト比が小さくなり、充分な転がり抵抗特性が得られない傾向がある。棒状シリカの平均長さは、5μm以下、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm以下である。5μmを超えると、破壊の起点になるため、ゴム強度が悪化する傾向がある。 The average length of the rod-like silica is 50 nm or more, preferably 100 nm or more, more preferably 300 nm or more. If it is less than 50 nm, the aspect ratio tends to be small, and sufficient rolling resistance characteristics tend not to be obtained. The average length of the rod-like silica is 5 μm or less, preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less. When it exceeds 5 μm, it becomes a starting point of destruction, so that the rubber strength tends to deteriorate.

棒状シリカのアスペクト比(平均長さ/平均幅)は、好ましくは2以上、より好ましくは5以上である。2未満であると、充分な転がり抵抗特性が得られない傾向がある。棒状シリカのアスペクト比の上限は特に限定されず、上記形状の範囲内で、大きいほど好ましい。 The aspect ratio (average length / average width) of the rod-like silica is preferably 2 or more, more preferably 5 or more. If it is less than 2, sufficient rolling resistance characteristics tend not to be obtained. The upper limit of the aspect ratio of the rod-shaped silica is not particularly limited, and it is preferably as large as possible within the range of the above shape.

図1は、棒状シリカ(セピオライト)の概略構造を示す模式図である。図1に示すように、棒状シリカ(セピオライト)は、針状又は長い繊維状(棒状)の形状を有している。セピオライトの幅、厚み、長さは、それぞれ図1のX、Y、Zに相当する。言い換えると、セピオライトの幅(X)とは、主面(平面視したときに面積が最大となる面)の短辺の長さであり、セピオライトの厚み(Y)とは、主面に対する法線方向の長さであり、セピオライトの長さ(Z)とは、主面の長辺の長さである。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic structure of rod-like silica (sepiolite). As shown in FIG. 1, rod-like silica (sepiolite) has a needle shape or a long fiber shape (rod shape). The width, thickness, and length of sepiolite correspond to X, Y, and Z in FIG. In other words, the sepiolite width (X) is the length of the short side of the main surface (the surface having the largest area when viewed in plan), and the sepiolite thickness (Y) is the normal to the main surface. It is the length in the direction, and the sepiolite length (Z) is the length of the long side of the main surface.

なお、本明細書において、棒状シリカの平均幅は、透過型電子顕微鏡により測定した棒状シリカのXの平均値(例えば、100個の棒状シリカのXを測定し、算出した平均値)である。また、本明細書において、棒状シリカの平均長さは、透過型電子顕微鏡により測定した棒状シリカのZの平均値(例えば、100個の棒状シリカのZを測定し、算出した平均値)である。 In the present specification, the average width of the rod-shaped silica is an average value of X of the rod-shaped silica measured by a transmission electron microscope (for example, an average value calculated by measuring X of 100 rod-shaped silica). In the present specification, the average length of the rod-shaped silica is an average value of Z of the rod-shaped silica measured by a transmission electron microscope (for example, an average value calculated by measuring Z of 100 rod-shaped silica). .

ゴム組成物の製造に使用する全棒状シリカ100質量%に対し、工程1における棒状シリカの配合割合は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは100質量%である。これにより、棒状シリカのカップリング反応が効果的に進行する。 The blending ratio of the rod-like silica in Step 1 is preferably 40% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 100% by mass with respect to 100% by mass of the total rod-like silica used for the production of the rubber composition. . Thereby, the coupling reaction of rod-shaped silica proceeds effectively.

工程1では、棒状シリカとともに、シリカ(球状のシリカ)を混練してもよい。シリカとしては特に限定されないが、工程2と同様のものを使用できる。ここで、ゴム組成物の製造に使用する全シリカ100質量%に対し、工程1におけるシリカの配合割合は、好ましくは1〜30質量%、より好ましくは1〜15質量%である。30質量%を超えると、棒状シリカとシランカップリング剤の反応が進行しにくくなり、転がり抵抗特性の改善効果が低下する傾向がある。 In step 1, silica (spherical silica) may be kneaded together with rod-like silica. Although it does not specifically limit as a silica, The thing similar to the process 2 can be used. Here, the compounding ratio of the silica in the step 1 is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 1 to 15% by mass with respect to 100% by mass of the total silica used for the production of the rubber composition. When it exceeds 30% by mass, the reaction between the rod-like silica and the silane coupling agent is difficult to proceed, and the effect of improving the rolling resistance characteristic tends to decrease.

シランカップリング剤としては、例えば、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、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、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、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、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどのスルフィド系シランカップリング剤;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、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、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシランなどのメルカプト系シランカップリング剤などがあげられる。なかでも、加工性が良好で、かつ棒状シリカの分散性が高いという点から、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)ジスルフィドや、メルカプト系シランカップリング剤が好ましい。 Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and bis (2-triethoxy). Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyl Trimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarb Moyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilyl Propyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl) tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazole tetra Sulfide-based silane coupling agents such as sulfide; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltri Tokishishiran, 2-mercaptoethyl trimethoxysilane, 2-mercaptoethyl triethoxysilane, and mercapto-type silane coupling agents such as 3-mercaptopropyl dimethoxymethyl silane and the like. Among them, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and mercapto-based silane coupling are preferable because of good processability and high dispersibility of rod-like silica. Agents are preferred.

転がり抵抗特性及び耐久性の改善効果が大きく、かつ良好な加工性も得られるという点から、メルカプト系シランカップリング剤としては、下記式(2)で示される結合単位Aと下記式(3)で示される結合単位Bとの合計量に対して、結合単位Bを1〜70モル%の割合で共重合したものが好ましい。

Figure 2012144619
Figure 2012144619
(式中、x、yはそれぞれ1以上の整数である。Rは水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基若しくはアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基若しくはアルケニレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基若しくはアルキニレン基、又は該アルキル基若しくは該アルケニル基の末端が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。Rは水素、分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基若しくはアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基若しくはアルケニル基、又は分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基若しくはアルキニル基を示す。RとRとで環構造を形成してもよい。) As a mercapto-based silane coupling agent, the bonding unit A represented by the following formula (2) and the following formula (3) can be obtained because the effect of improving rolling resistance characteristics and durability is great and good workability is also obtained. Those obtained by copolymerizing the bonding units B at a ratio of 1 to 70 mol% with respect to the total amount with the bonding units B represented by
Figure 2012144619
Figure 2012144619
(Wherein, x and y are each an integer of 1 or more. R 6 is hydrogen, halogen, branched or unbranched C 1-30 alkyl group or alkylene group, branched or unbranched C 2-30 alkenyl or alkenylene group, a branched or unbranched alkynyl or alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms, or .R 7 showing a the end of the alkyl or alkenyl group is replaced with a hydroxy or carboxyl group Hydrogen, branched or unbranched alkylene group or alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, branched or unbranched alkenylene group or alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, or branched or unbranched alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms Alternatively, it represents an alkynyl group, and R 6 and R 7 may form a ring structure.)

上記構造のシランカップリング剤は、結合単位Aと結合単位Bのモル比が上記条件を満たすため、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのポリスルフィドシランに比べ、加工中の粘度上昇が抑制される。これは結合単位Aのスルフィド部分がC−S−C結合であるため、テトラスルフィドやジスルフィドに比べ熱的に安定であることから、ムーニー粘度の上昇が少ないためと考えられる。 The silane coupling agent having the above structure has an increased viscosity during processing as compared with polysulfide silanes such as bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide because the molar ratio of the bond unit A to the bond unit B satisfies the above conditions. Is suppressed. This is presumably because the increase in Mooney viscosity is small because the sulfide portion of the bond unit A is a C—S—C bond and is thermally stable compared to tetrasulfide and disulfide.

また、結合単位Aと結合単位Bのモル比が前記条件を満たす場合、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシランに比べ、スコーチ時間の短縮が抑制される。これは、結合単位Bはメルカプトシランの構造を持っているが、結合単位Aの−C15部分が結合単位Bの−SH基を覆うため、ポリマーと反応しにくく、スコーチが発生しにくいためと考えられる。 Moreover, when the molar ratio of the bond unit A and the bond unit B satisfies the above conditions, the shortening of the scorch time is suppressed as compared with mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. This is because the bonding unit B has a structure of mercaptosilane, but the —C 7 H 15 part of the bonding unit A covers the —SH group of the bonding unit B, so that it does not easily react with the polymer and scorch is less likely to occur. This is probably because of this.

のハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素などが挙げられる。 Examples of the halogen for R 6 include chlorine, bromine, and fluorine.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。該アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 6 and R 7 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, and a sec-butyl group. Tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1-12.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などが挙げられる。該アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms of R 6 and R 7 include ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, Examples include undecylene group, dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, hexadecylene group, heptadecylene group, octadecylene group and the like. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基などが挙げられる。該アルケニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms represented by R 6 and R 7 include a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 1-octenyl group and the like can be mentioned. The alkenyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などが挙げられる。該アルケニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C 2-30 alkenylene group of R 6 and R 7 include vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group, 1-hexenylene group, 2-hexenylene group, 1-octenylene group and the like can be mentioned. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基などが挙げられる。該アルキニル基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms represented by R 6 and R 7 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, noninyl group, decynyl group, An undecynyl group, a dodecynyl group, etc. are mentioned. The alkynyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

、Rの分岐若しくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などが挙げられる。該アルキニレン基の炭素数は、好ましくは2〜12である。 Examples of the branched or unbranched C2-C30 alkynylene group of R 6 and R 7 include an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, a hexynylene group, a heptynylene group, an octynylene group, a noninylene group, a decynylene group, An undecynylene group, a dodecynylene group, etc. are mentioned. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.

上記構造のシランカップリング剤において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3〜300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの−C15が覆うため、スコーチタイムが短くなることを抑制できるとともに、棒状シリカやゴム成分との良好な反応性を確保することができる。 In the silane coupling agent having the above structure, the total repeating number (x + y) of the repeating number (x) of the bonding unit A and the repeating number (y) of the bonding unit B is preferably in the range of 3 to 300. Within this range, since the mercaptosilane of the bond unit B is covered with —C 7 H 15 of the bond unit A, it is possible to suppress the scorch time from being shortened and to have good reactivity with the rod-like silica and rubber component. Can be secured.

上記構造のシランカップリング剤としては、例えば、Momentive社製のNXT−Z30、NXT−Z45、NXT−Z60などを使用することができる。 As the silane coupling agent having the above structure, for example, NXT-Z30, NXT-Z45, NXT-Z60 and the like manufactured by Momentive can be used.

工程1におけるシランカップリング剤の配合量は、工程1で配合される棒状シリカ100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。 The compounding amount of the silane coupling agent in the step 1 is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rod-like silica compounded in the step 1. Moreover, this compounding quantity becomes like this. Preferably it is 15 mass parts or less, More preferably, it is 12 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less.

工程1でシリカを混練する場合、工程1におけるシランカップリング剤の配合量は、工程1で配合される棒状シリカ及びシリカの合計量100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。該配合量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。 When kneading silica in step 1, the amount of the silane coupling agent in step 1 is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass of the total amount of rod-like silica and silica compounded in step 1. Is 5 parts by mass or more. The amount is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 12 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less.

これらシランカップリング剤の配合量に関し、下限未満では、ゴム成分に対する棒状シリカのカップリング率が低く、転がり抵抗特性やゴム強度の改善効果が充分に得られないおそれがある。上限を超えると、未反応のシランカップリング剤が残存し、混練り加工性が悪化するおそれがある。 With regard to the blending amount of these silane coupling agents, if the amount is less than the lower limit, the coupling rate of the rod-like silica to the rubber component is low, and there is a possibility that the rolling resistance characteristics and the effect of improving the rubber strength cannot be sufficiently obtained. If the upper limit is exceeded, unreacted silane coupling agent remains and the kneading processability may deteriorate.

工程1の混練り方法としては、温度を制御しながら各成分を混練りできる方法であれば特に限定されないが、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーなどの密閉式混練機やオープンロールなどを好適に用いることができる。 The kneading method in step 1 is not particularly limited as long as each component can be kneaded while controlling the temperature. For example, a closed kneader such as a Banbury mixer or a kneader, or an open roll is preferably used. Can do.

工程1の混練り温度は130〜170℃が好ましい。130℃未満であると、カップリング反応の効率が悪く、転がり抵抗特性やゴム強度の改善効果が充分に発揮されない傾向がある。170℃を超えると、急激な粘度上昇により加工性が悪化する傾向がある。混練り時間は1〜10分であることが好ましい。 The kneading temperature in step 1 is preferably 130 to 170 ° C. If it is lower than 130 ° C., the efficiency of the coupling reaction is poor, and the rolling resistance characteristics and the effect of improving the rubber strength tend not to be sufficiently exhibited. If it exceeds 170 ° C., the workability tends to deteriorate due to a sudden increase in viscosity. The kneading time is preferably 1 to 10 minutes.

なお、前記工程1では、本発明の効果を阻害しない範囲で前記成分以外の成分を適宜配合してもよく、前記成分のみを配合してもよい。 In Step 1, components other than the above components may be appropriately blended within a range not impairing the effects of the present invention, or only the above components may be blended.

(工程2)
工程2では、前記工程1で得られた混練物1(マスターバッチ)、シリカ及びシランカップリング剤が混練される。
(Process 2)
In step 2, the kneaded product 1 (masterbatch) obtained in step 1 is mixed with silica and a silane coupling agent.

シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the silica include, but are not limited to, dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid), and wet process silica is preferable because of its large number of silanol groups. Silica may be used alone or in combination of two or more.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは80m/g以上である。50m/g未満では、補強効果が小さく、耐久性が低下する傾向がある。該NSAは、好ましくは300m/g以下、より好ましくは250m/g以下である。300m/gを超えると、分散性が悪く、ヒステリシスロスが増大し、転がり抵抗特性が低下する傾向がある。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably 80 m 2 / g or more. If it is less than 50 m < 2 > / g, there exists a tendency for a reinforcement effect to be small and for durability to fall. The N 2 SA is preferably 300 m 2 / g or less, more preferably 250 m 2 / g or less. When it exceeds 300 m 2 / g, the dispersibility is poor, the hysteresis loss increases, and the rolling resistance characteristic tends to be lowered.
The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.

ゴム組成物の製造に使用する全シリカ100質量%に対し、工程2におけるシリカの配合割合は、40質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、100質量%が更に好ましい。該配合量が上記範囲であると、混練り加工性、転がり抵抗特性及び耐久性が良好に得られる。 40 mass% or more is preferable, as for the compounding ratio of the silica in process 2, with respect to 100 mass% of all the silica used for manufacture of a rubber composition, 70 mass% or more is more preferable, and 100 mass% is still more preferable. When the blending amount is in the above range, kneading processability, rolling resistance characteristics and durability can be obtained satisfactorily.

工程2で配合されるシランカップリング剤としては、工程1で配合されるシランカップリング剤と同様のものが挙げられる。なかでも、加工性が良好で、高いシリカ分散性が得られるという点から、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)ジスルフィドや、メルカプト系シランカップリング剤が好ましい。 As a silane coupling agent mix | blended at the process 2, the thing similar to the silane coupling agent mix | blended with the process 1 is mentioned. Of these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and mercapto-based silane coupling agents are preferred because of good processability and high silica dispersibility. Is preferred.

本発明では、混練り加工性の点から、異種のシランカップリング剤を併用することが好ましく、例えば、工程1で上記メルカプト系シランカップリング剤を配合し、工程2でビス(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)ジスルフィドなどのスルフィド系シランカップリング剤を配合することが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a different silane coupling agent from the viewpoint of kneading processability. For example, the mercapto-based silane coupling agent is blended in Step 1 and bis (3-triethoxy in Step 2 is used. It is preferable to incorporate a sulfide-based silane coupling agent such as silylpropyl) tetrasulfide or bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide.

工程2におけるシランカップリング剤の配合量は、工程2で配合されるシリカ100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。3質量部未満では、転がり抵抗特性やゴム強度が悪化するおそれがある。また、該配合量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。15質量部を超えると、未反応のシランカップリング剤が残存し、混練り加工性が悪化するおそれがある。 The compounding amount of the silane coupling agent in the step 2 is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silica compounded in the step 2. If it is less than 3 parts by mass, rolling resistance characteristics and rubber strength may be deteriorated. Moreover, this compounding quantity becomes like this. Preferably it is 15 mass parts or less, More preferably, it is 12 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less. If it exceeds 15 parts by mass, unreacted silane coupling agent remains, and the kneading processability may be deteriorated.

工程2では、カーボンブラックが配合されることが好ましい。該カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは60m/g以上である。30m/g未満では、充分な補強性能が得られず、ゴム強度が低下する傾向がある。カーボンブラックのNSAは、好ましくは150m/g以下、より好ましくは100m/g以下である。150m/gを超えると、分散性に劣り、転がり抵抗特性が低下する傾向がある。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
In step 2, carbon black is preferably blended. The carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 60 m 2 / g or more. If it is less than 30 m 2 / g, sufficient reinforcing performance cannot be obtained, and the rubber strength tends to decrease. The N 2 SA of the carbon black is preferably 150 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2 / g or less. If it exceeds 150 m 2 / g, the dispersibility tends to be inferior, and the rolling resistance characteristics tend to deteriorate.
Incidentally, N 2 SA of carbon black, JIS K 6217-2: determined by 2001.

工程2の混練り方法としては、工程1と同様の方法が好適であり、混練り温度、混練り時間としても工程1と同様の条件が好適である。 As the kneading method in step 2, the same method as in step 1 is preferable, and the same conditions as in step 1 are preferable as the kneading temperature and kneading time.

なお、前記工程2では、前記成分以外にも、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイルなどを適宜配合できる。 In Step 2, other than the above components, zinc oxide, stearic acid, various anti-aging agents, oil, and the like can be appropriately blended.

(工程3)
工程3では、前記工程2で得られた混練物2及び加硫促進剤が混練される。加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系加硫促進剤をあげることができ、その配合量は、調製されるゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましく、さらに好ましくは0.2〜3質量部である。
(Process 3)
In step 3, the kneaded product 2 and the vulcanization accelerator obtained in step 2 are kneaded. Examples of the vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, and thiazole vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide Thiuram vulcanization accelerators such as: N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N- Sulfenamide vulcanization accelerators such as oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide and N, N′-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; such as diphenylguanidine, diortolylguanidine, orthotolylbiguanidine Guanidine-based vulcanization accelerators can be mentioned, and the blending amount thereof is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.2 to 0.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition to be prepared. 3 parts by mass.

工程3では、通常、硫黄が配合される。硫黄の配合量は適宜選択できる。 In step 3, sulfur is usually blended. The compounding quantity of sulfur can be selected suitably.

工程3の混練り方法としては、公知の仕上げ練り方法が挙げられる。混練り温度、混練り時間は適宜選択できる。 Examples of the kneading method in step 3 include known finishing kneading methods. The kneading temperature and kneading time can be appropriately selected.

(工程4)
次いで、前記工程3で得られた混練物3を加硫する工程4が通常行なわれる。これにより、加硫ゴム組成物が得られる。
(Process 4)
Next, a step 4 of vulcanizing the kneaded product 3 obtained in the step 3 is usually performed. Thereby, a vulcanized rubber composition is obtained.

前述の製造法により得られたゴム組成物において、ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上である。10質量%未満であると、転がり抵抗特性、ゴム強度や混練り加工性が悪化する傾向がある。該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。90質量%を超えると、ゴム強度が悪化する傾向がある。 In the rubber composition obtained by the above production method, the content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and further preferably 50% by mass or more. . If it is less than 10% by mass, rolling resistance characteristics, rubber strength and kneading workability tend to deteriorate. The content is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. If it exceeds 90 mass%, the rubber strength tends to deteriorate.

上記ゴム組成物において、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、充分な耐屈曲疲労性が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、混練り加工性が悪化する傾向がある。 In the rubber composition, the BR content in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. If it is less than 10% by mass, sufficient bending fatigue resistance may not be obtained. The content is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less. When it exceeds 90% by mass, kneading workability tends to deteriorate.

上記ゴム組成物において、ゴム成分100質量%中の変性ジエン系ゴムの含有量は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。15質量%未満であると、変性ジエン系ゴムの配合による効果が小さくなる傾向がある。該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、ゴム強度、混練り加工性が低下する傾向がある。 In the rubber composition, the content of the modified diene rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 15% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. If it is less than 15% by mass, the effect of blending the modified diene rubber tends to be small. The content is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less. If it exceeds 90% by mass, the rubber strength and kneading processability tend to decrease.

上記ゴム組成物において、棒状シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上である。2質量部未満では、棒状シリカを配合した効果が充分に得られないおそれがある。また、該棒状シリカの含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。50質量部を超えると、混練り加工性が悪化する傾向がある。 In the rubber composition, the content of the rod-like silica is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and further preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 2 parts by mass, the effect of blending rod-like silica may not be sufficiently obtained. Further, the content of the rod-like silica is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less. If it exceeds 50 parts by mass, the kneading processability tends to deteriorate.

上記ゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。5質量部未満であると、充分な耐久性が得られない傾向がある。シリカの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。100質量部を超えると、混練り加工性が悪化する傾向がある。 In the rubber composition, the content of silica is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient durability tends not to be obtained. The content of silica is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less. If it exceeds 100 parts by mass, kneading workability tends to deteriorate.

上記ゴム組成物において、棒状シリカ及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは40質量部以上である。10質量部未満であると、充分な耐久性が得られない傾向がある。該合計含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。150質量部を超えると、混練り加工性が悪化する傾向がある。 In the rubber composition, the total content of rod-like silica and silica is preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 40 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 10 parts by mass, sufficient durability tends not to be obtained. The total content is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less. If it exceeds 150 parts by mass, the kneadability tends to deteriorate.

上記ゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、棒状シリカ及びシリカの合計含有量100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。3質量部未満では、カップリング効果が不充分で、良好なフィラー分散性が得られない傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、15質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。15質量部を超えると、未反応のシランカップリング剤が残存し、得られるゴム組成物の加工性及び破壊特性の低下を招くおそれがある。 In the rubber composition, the content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total content of rod-like silica and silica. If the amount is less than 3 parts by mass, the coupling effect is insufficient and good filler dispersibility tends to be not obtained. Moreover, 15 mass parts or less are preferable, and, as for content of this silane coupling agent, 10 mass parts or less are more preferable. If it exceeds 15 parts by mass, unreacted silane coupling agent remains, which may cause deterioration in processability and fracture characteristics of the resulting rubber composition.

上記ゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。2質量部未満では、良好な補強効果が発揮されない傾向がある。カーボンブラックの含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。50質量部を超えると、混練り加工性が悪化する傾向がある。また、ヒステリシスロスが増大し、転がり抵抗特性が低下する傾向がある。 In the rubber composition, the content of carbon black is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 2 parts by mass, a good reinforcing effect tends not to be exhibited. The carbon black content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less. If it exceeds 50 parts by mass, the kneading processability tends to deteriorate. In addition, hysteresis loss increases and rolling resistance characteristics tend to decrease.

上記ゴム組成物は、タイヤの各部材に使用でき、なかでも、ベルト、カーカスなど、タイヤコードを備える部材のタイヤコード被覆用ゴム組成物として好適に使用できる。 The rubber composition can be used for each member of a tire, and particularly, can be suitably used as a rubber composition for covering a tire cord of a member including a tire cord such as a belt or a carcass.

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、前記成分を配合した未加硫のゴム組成物でタイヤコードを被覆してベルト、カーカスに使用するプライを形成した後、該プライと他のタイヤ部材とを貼りあわせて未加硫タイヤを形成する。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タイヤを得る。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, a tire cord is coated with an unvulcanized rubber composition containing the above components to form a ply for use in a belt or carcass, and then the ply and another tire member are bonded together to form an unvulcanized tire. Form. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤなどとして好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとしてより好適に用いられる。 The pneumatic tire of the present invention is preferably used as a tire for passenger cars, a tire for trucks and buses, a tire for two-wheeled vehicles, a tire for competitions, and the like, and particularly preferably used as a tire for passenger cars.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下、製造例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
シクロヘキサン:関東化学(株)製のシクロヘキサン
1,3−ブタジエン:東京化成工業(株)製の1,3−ブタジエン
テトラメチルエチレンジアミン:関東化学(株)製のテトラメチルエチレンジアミン
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製の1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液
変性剤:アヅマックス社製の3−(N,N−ジメチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(式(1)において、R、R及びR=メトキシ基、R及びR=メチル基、n=3)
2,6−tert−ブチル−p−クレゾール:大内新興化学工業(株)製のノクラック200
Hereinafter, various chemicals used in the production examples will be described together.
Cyclohexane: cyclohexane 1,3-butadiene manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .: 1,3-butadiene tetramethylethylenediamine manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: tetramethylethylenediamine n-butyllithium manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .: Kanto Chemical 1.6M n-butyllithium hexane solution modifier manufactured by Co., Ltd .: 3- (N, N-dimethylaminopropyl) trimethoxysilane manufactured by AMAX Co. (in formula (1), R 1 , R 2 and R 3 = Methoxy group, R 4 and R 5 = methyl group, n = 3)
2,6-tert-butyl-p-cresol: NOCRACK 200 manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

製造例により得られた重合体の分析は以下の手法で行った。 Analysis of the polymer obtained in the production example was performed by the following method.

(重量平均分子量(Mw)の測定)
Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGELSUPERMALTPORE HZ−M)を用い、標準ポリスチレンにより換算して測定した。
(Measurement of weight average molecular weight (Mw))
Mw is converted to standard polystyrene using a gel permeation chromatograph (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corp., detector: differential refractometer, column: TSKGELSUPERMALTPORE HZ-M manufactured by Tosoh Corp.). Measured.

(製造例1)
充分に窒素置換した耐圧容器にシクロヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン900mmol、テトラメチルエチレンジアミン0.2mmol、n−ブチルリチウム0.12mmolを加えて、40℃で48時間撹拌した。その後、変性剤0.12mmolを加えて反応を止め、反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製により重合体(変性BR)を得た。重合体1のMwは460000であった。
(Production Example 1)
Into a pressure vessel sufficiently substituted with nitrogen, 1500 ml of cyclohexane, 900 mmol of 1,3-butadiene, 0.2 mmol of tetramethylethylenediamine, and 0.12 mmol of n-butyllithium were added and stirred at 40 ° C. for 48 hours. Thereafter, 0.12 mmol of a modifier was added to stop the reaction, 1 g of 2,6-tert-butyl-p-cresol was added to the reaction solution, and then a polymer (modified BR) was obtained by reprecipitation purification. The Mw of the polymer 1 was 460000.

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
BR:宇部興産(株)製のBR150B
重合体(変性BR):上記製造例1
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(窒素吸着比表面積:175m/g)
棒状シリカ1:TOLSA社製のPANGEL AD(長さ:200〜2000nm、幅:5〜30nm、セピオライト鉱物の湿式粉砕品)
棒状シリカ2:TOLSA社製のPANSIL(長さ:200〜5000nm、幅:5〜30nm、セピオライト鉱物の乾式粉砕品)
シランカップリング剤1:デグッサ社製のSi75(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
シランカップリング剤2:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のNXT−Z45(結合単位Aと結合単位Bとの共重合体、結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN330(窒素吸着比表面積:75m/g)
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
老化防止剤:フレキシス社製のサントフレックス13
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラ−NS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
NR: TSR20
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Polymer (modified BR): Production Example 1 above
Silica: ULTRASIL VN3 manufactured by Degussa (nitrogen adsorption specific surface area: 175 m 2 / g)
Rod-like silica 1: PANGEL AD manufactured by TOLSA (length: 200 to 2000 nm, width: 5 to 30 nm, wet pulverized product of sepiolite mineral)
Rod-like silica 2: PANSIL manufactured by TOLSA (length: 200 to 5000 nm, width: 5 to 30 nm, dry pulverized product of sepiolite mineral)
Silane coupling agent 1: Si75 (bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide) manufactured by Degussa
Silane coupling agent 2: NXT-Z45 manufactured by Momentive Performance Materials (copolymer of bonding unit A and bonding unit B, bonding unit A: 55 mol%, bonding unit B: 45 mol%)
Carbon black: Show Black N330 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. (nitrogen adsorption specific surface area: 75 m 2 / g)
Aroma oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Anti-aging agent: Santoflex 13 manufactured by Flexis
Zinc oxide: Two types of zinc oxide manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Stearic acid “Kashiwa” manufactured by NOF Corporation
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Noxera-NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

実施例及び比較例
(ゴム組成物の製造)
工程1:表1の工程1に示す成分を配合し、(株)神戸製鋼製のバンバリーミキサーを用いて150℃で4分間混練し、混練物1を得た。
工程2:混練物1に、更に工程2に示す成分を添加し、同様に150℃で4分間混練し、混練物2を得た。
工程3:混練物2に、更に工程3に示す成分を添加し、90℃の条件下で4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
工程4:得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを作製した。
Examples and Comparative Examples (Production of Rubber Composition)
Process 1: The component shown in the process 1 of Table 1 was mix | blended, and it knead | mixed for 4 minutes at 150 degreeC using the Banbury mixer made from Kobe Steel Co., Ltd., and obtained the kneaded material 1.
Step 2: The components shown in Step 2 were further added to the kneaded product 1, and kneaded at 150 ° C. for 4 minutes to obtain a kneaded product 2.
Step 3: The components shown in Step 3 were further added to the kneaded product 2 and kneaded for 4 minutes at 90 ° C. to obtain an unvulcanized rubber composition.
Step 4: The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized for 12 minutes at 170 ° C. to prepare a vulcanized rubber sheet.

上記未加硫ゴム組成物、加硫ゴムシートを用いて以下の評価を行った。その結果を表1に示す。 The following evaluation was performed using the unvulcanized rubber composition and the vulcanized rubber sheet. The results are shown in Table 1.

(混練り加工性指数)
JIS K6300に準じて、130℃で上記未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定し、測定結果を下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く、混練り加工性に優れることを示す。
(混練り加工性指数)=(比較例1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
(Kneading workability index)
According to JIS K6300, the Mooney viscosity of the unvulcanized rubber composition was measured at 130 ° C., and the measurement result was indicated by an index using the following formula. The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the kneading processability.
(Kneading workability index) = (Mooney viscosity of Comparative Example 1) / (Mooney viscosity of each formulation) × 100

(低発熱性能指数)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、周波数10Hz、初期歪み10%及び動歪2%の条件下で、70℃における上記加硫ゴムシートの損失正接tanδを測定し、測定結果を下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、発熱しにくく、転がり抵抗特性に優れることを示す。
(低発熱性能指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Low heat generation performance index)
Using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., the loss tangent tan δ of the vulcanized rubber sheet at 70 ° C. was measured under the conditions of a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10% and a dynamic strain of 2%. Was expressed as an index by the following formula. A larger index indicates less heat generation and better rolling resistance characteristics.
(Low heat generation performance index) = (tan δ of Comparative Example 1) / (tan δ of each formulation) × 100

(ゴム強度指数)
JIS K6251に準じて引張試験を行って上記加硫ゴムシートの破断伸びを測定し、測定結果を下記計算式により指数表示した。指数が大きい程、ゴム強度が高く、耐久性に優れることを示す。
(ゴム強度指数)=(各配合の破断伸び)/(比較例1の破断伸び)×100
(Rubber strength index)
A tensile test was performed according to JIS K6251 to measure the elongation at break of the vulcanized rubber sheet, and the measurement result was indicated by an index using the following formula. The larger the index, the higher the rubber strength and the better the durability.
(Rubber strength index) = (breaking elongation of each compound) / (breaking elongation of Comparative Example 1) × 100

(耐屈曲疲労性指数)
上記加硫ゴムシートの耐屈曲疲労性の評価は、(株)上島製作所製の定応力/定歪み疲労試験機(FT−3100)を用い、ISO6943の方法に準拠して行った。上記加硫ゴムシートからなるダンベル3号の試験片に対して、1Hz、30%の歪みを繰り返し与え続け、試験片が破断するまでの回数を測定し、測定結果を下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、耐屈曲疲労性が高く、耐久性に優れることを示す。
(耐屈曲疲労性指数)=(各配合の回数)/(比較例1の回数)×100
(Bending fatigue resistance index)
The bending fatigue resistance of the vulcanized rubber sheet was evaluated using a constant stress / constant strain fatigue tester (FT-3100) manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd. in accordance with the method of ISO6943. The test piece of dumbbell No. 3 composed of the vulcanized rubber sheet was repeatedly applied with 1 Hz, 30% strain, the number of times until the test piece was broken was measured, and the measurement result was indicated by an index using the following formula. . The larger the index, the higher the bending fatigue resistance and the better the durability.
(Bending fatigue resistance index) = (Number of times of each blending) / (Number of times of Comparative Example 1) × 100

Figure 2012144619
Figure 2012144619

表1より、棒状シリカ、シリカ及びゴム成分の全量を同時に工程1で混練した比較例に比べて、予めゴム成分、特定の棒状シリカ及びシランカップリング剤のマスターバッチを作製して調製した実施例では、良好な性能が得られた。例えば、比較例3及び実施例4の結果から、マスターバッチの作製によって混練り加工性、転がり抵抗特性、ゴム強度及び耐屈曲疲労性の全性能が改善されることが明らかとなった。特にBRや変性BRを配合した場合に、耐屈曲疲労性が顕著に改善された。
From Table 1, compared with the comparative example which knead | mixed the whole quantity of rod-shaped silica, a silica, and a rubber component simultaneously at the process 1, the Example which produced and prepared the masterbatch of a rubber component, specific rod-shaped silica, and a silane coupling agent previously. Then, good performance was obtained. For example, from the results of Comparative Example 3 and Example 4, it has been clarified that the masterbatch production improves all the kneading processability, rolling resistance characteristics, rubber strength, and bending fatigue resistance. Particularly when BR or modified BR was blended, the bending fatigue resistance was remarkably improved.

Claims (9)

ゴム成分、平均幅3〜35nm、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程1と、
前記工程1で得られた混練物1、シリカ及びシランカップリング剤を混練する工程2と、
前記工程2で得られた混練物2及び加硫促進剤を混練する工程3とを含むタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
Kneading a rubber component, rod-like silica having an average width of 3 to 35 nm and an average length of 50 nm to 5 μm and a silane coupling agent;
The kneaded product 1 obtained in the step 1, the step 2 of kneading the silica and the silane coupling agent, and
A method for producing a rubber composition for a tire, comprising the kneaded product 2 obtained in the step 2 and the step 3 of kneading the vulcanization accelerator.
工程1におけるシランカップリング剤の配合量が、工程1で配合される棒状シリカ100質量部に対して、3〜15質量部であり、
工程2におけるシランカップリング剤の配合量が、工程2で配合されるシリカ100質量部に対して、3〜15質量部である請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
The blending amount of the silane coupling agent in step 1 is 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rod-like silica blended in step 1.
The method for producing a rubber composition for a tire according to claim 1, wherein the compounding amount of the silane coupling agent in Step 2 is 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica compounded in Step 2.
前記ゴム成分が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムを含む請求項1又は2に記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The manufacturing method of the rubber composition for tires of Claim 1 or 2 with which the said rubber component contains natural rubber and / or diene type synthetic rubber. 工程1で更にシリカを混練し、
ゴム組成物の製造に使用する全シリカ100質量%に対し、工程1におけるシリカの配合割合が、1〜30質量%である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
In step 1, silica is further kneaded,
The rubber composition for tires according to any one of claims 1 to 3, wherein the compounding ratio of silica in Step 1 is 1 to 30% by mass with respect to 100% by mass of total silica used for production of the rubber composition. Method.
ゴム成分が、下記式
Figure 2012144619
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)で表される化合物により変性されたジエン系ゴムを含む請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
The rubber component is
Figure 2012144619
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group, a silyloxy group, an acetal group, a carboxyl group, a mercapto group or a derivative thereof. R 4 and R 5 are The tire rubber composition according to any one of claims 1 to 4, comprising a diene rubber modified with a compound represented by the same or different formula: a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer. Manufacturing method.
棒状シリカが、セピオライト鉱物を解繊して得られたものである請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 The method for producing a rubber composition for a tire according to any one of claims 1 to 5, wherein the rod-like silica is obtained by defibrating a sepiolite mineral. 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られたタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for tires obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1-6. ゴム成分100質量部に対して、棒状シリカの含有量が2〜50質量部であり、シリカの含有量が5〜100質量部である請求項7に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to claim 7, wherein the content of the rod-like silica is 2 to 50 parts by mass and the content of the silica is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 請求項7又は8に記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。 A pneumatic tire produced using the rubber composition according to claim 7 or 8.
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