JP2012153758A - Production method for rubber composition for tire - Google Patents

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Kazuya Hirabayashi
和也 平林
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve processibility when using mercaptosilane, without impairing physical properties of vulcanized rubber.SOLUTION: There is provided a production method for a rubber composition for tire, comprising a first mixing step of adding an additive containing a filler and mercaptosilane to a diene-based rubber, mixing it with a kneader without adding vulcanizing agent nor vulcanization promoter and discharging the mixture at a first discharge temperature, a rekneading step of kneading with a kneader the mixture obtained in the first mixing step and discharging the obtained mixture at a second discharge temperature, and a final mixing step of adding a vulcanizing agent and a vulcanization promoter to the mixture obtained in the rekneading step and mixing, wherein the second discharge temperature is set within a range of 120-140°C.

Description

本発明は、空気入りタイヤに用いられるゴム組成物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a rubber composition used for a pneumatic tire.

従来、タイヤ用ゴム組成物においては、フィラーとしてシリカを配合することにより、湿潤路面でのグリップ性能であるウェット性能と転がり抵抗性能とのバランスを改良できることが知られている。シリカは、それ単体ではカーボンブラックに比べて補強性に劣り、またゴム組成物中に均一に分散させることが困難であるため、シランカップリング剤が併用されている。   Conventionally, in tire rubber compositions, it is known that the balance between wet performance, which is grip performance on wet road surfaces, and rolling resistance performance can be improved by blending silica as a filler. Silica itself is inferior to carbon black in reinforcing properties and is difficult to uniformly disperse in a rubber composition, and therefore a silane coupling agent is used in combination.

シランカップリング剤としては、スルフィドシランやメルカプトシランなどがあり、なかでもメルカプトシランは、転がり抵抗低減の面で有利である。しかしながら、メルカプトシランは、ゴム組成物の混練中や押し出し工程中にやけ(スコーチ)が発生し、良好な物性を持つ加硫ゴムが得られない可能性がある。   Examples of the silane coupling agent include sulfide silane and mercaptosilane. Among these, mercaptosilane is advantageous in terms of reducing rolling resistance. However, mercaptosilane may be burned (scorched) during the kneading of the rubber composition or during the extrusion process, and a vulcanized rubber having good physical properties may not be obtained.

かかるメルカプトシランのスコーチ性能を改善するために、下記特許文献1では、メルカプトシランとともにイソシアネート化合物を配合することが開示されており、また、下記特許文献2では、酸化亜鉛を多量に配合することが開示されている。しかしながら、これらの手法のように、他の添加剤を加えたり、一部の添加剤を増量する手法では、加硫ゴムの物性に影響を与えるおそれがあり、そのため、配合はそのままで工程面からスコーチ性能を改善することが求められる。   In order to improve the scorch performance of such mercaptosilane, the following Patent Document 1 discloses that an isocyanate compound is blended together with mercaptosilane, and in Patent Document 2 below, a large amount of zinc oxide is blended. It is disclosed. However, methods such as these methods that add other additives or increase the amount of some additives may affect the physical properties of the vulcanized rubber. There is a need to improve scorch performance.

特開2006−089698号公報JP 2006-089698 A 特開2007−217465号公報JP 2007-217465 A

本発明は、以上の点に鑑み、加硫ゴムの物性を損なうことなく、メルカプトシランを用いた場合の加工性を改善することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to improve workability when mercaptosilane is used without impairing physical properties of a vulcanized rubber.

本発明者は、ジエン系ゴムに加硫系配合剤を除く添加剤を添加し混合する第1混合工程の次工程として行われる再練り工程において、混練機から排出する排出温度を通常よりも低い所定の温度に設定することにより、メルカプトシランの自己縮合反応を抑制して上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。   The present inventor, in the re-kneading step performed as the next step of the first mixing step of adding and mixing the additive excluding the vulcanizing compound to the diene rubber, the discharge temperature discharged from the kneader is lower than usual. It was found that by setting the temperature to a predetermined temperature, the self-condensation reaction of mercaptosilane can be suppressed to solve the above problems, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係るタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴムにフィラーとメルカプトシランを含む添加剤を添加し、かつ加硫剤及び加硫促進剤を添加せずに混練機で混合し、第1排出温度にて混合物を排出する第1混合工程と、該第1混合工程で得られた混合物を混練機で練り、第2排出温度にて混合物を排出する再練り工程と、該再練り工程で得られた混合物に加硫剤及び加硫促進剤を添加し混合する最終混合工程と、を含み、前記第2排出温度が120〜140℃の範囲内であることを特徴とするものである。   That is, the method for producing a tire rubber composition according to the present invention includes adding an additive containing a filler and a mercaptosilane to a diene rubber, and mixing the mixture with a kneader without adding a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator. A first mixing step of discharging the mixture at a first discharge temperature, a re-kneading step of kneading the mixture obtained in the first mixing step with a kneader and discharging the mixture at a second discharge temperature; A final mixing step of adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator to the mixture obtained in the re-kneading step, wherein the second discharge temperature is in the range of 120 to 140 ° C. Is.

本発明によれば、再練り工程での排出温度を上記のように制御することにより、加硫ゴムの物性を損なうことなく、メルカプトシランを用いた場合の加工性を改善することができる。   According to the present invention, by controlling the discharge temperature in the re-kneading step as described above, the workability when using mercaptosilane can be improved without impairing the physical properties of the vulcanized rubber.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。   Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.

実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムと、フィラーと、メルカプトシランと、加硫剤と、加硫促進剤とを含有する。   The tire rubber composition according to the embodiment contains a diene rubber, a filler, a mercaptosilane, a vulcanizing agent, and a vulcanization accelerator.

該ゴム組成物においてゴム成分として用いられる上記ジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物において一般的に用いられる各種ジエン系ゴムを用いることができ、特に限定されない。具体的には、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(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)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。ジエン系ゴムとして、好ましくは、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、又はこれらの2種以上のブレンドである。   As the diene rubber used as a rubber component in the rubber composition, various diene rubbers generally used in a rubber composition for tires can be used and are not particularly limited. Specifically, natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene- Examples include diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber. These can be used alone or in combination of two or more. The diene rubber is preferably natural rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, or a blend of two or more thereof.

上記フィラーとしては、例えば、シリカ、カーボンブラック、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、クレー、タルクなどの各種無機フィラーを用いることができ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、シリカ単独、又はシリカとカーボンブラックとの併用であることが好ましい。シリカとしては、特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられ、特に含水珪酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましい。また、カーボンブラックとしても、特に限定されず、ゴム用補強剤として使用されているSAF、ISAF、HAF、FEF、GPF等の各種カーボンブラックを用いることができる。   As the filler, for example, various inorganic fillers such as silica, carbon black, titanium oxide, aluminum silicate, clay, and talc can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, silica alone or a combination of silica and carbon black is preferable. Silica is not particularly limited, and examples thereof include wet silica, dry silica, colloidal silica, and precipitated silica. It is particularly preferable to use wet silica containing hydrous silicic acid as a main component. Also, the carbon black is not particularly limited, and various carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF and the like used as a rubber reinforcing agent can be used.

上記フィラーの配合量は、特に限定されないが、ジエン系ゴム100質量部に対して20〜200質量部であることが好ましく、より好ましくは30〜150質量部である。また、好ましい態様として、シリカを用いる場合、シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対して10〜150質量部であることが好ましく、より好ましくは20〜100質量部である。また、フィラーとしてシリカとカーボンブラックを併用する場合、両者の合計量がジエン系ゴム100質量部に対して20〜200質量部であることが好ましく、より好ましくは30〜150質量部である。   Although the compounding quantity of the said filler is not specifically limited, It is preferable that it is 20-200 mass parts with respect to 100 mass parts of diene rubbers, More preferably, it is 30-150 mass parts. Moreover, as a preferable aspect, when using a silica, it is preferable that the compounding quantity of a silica is 10-150 mass parts with respect to 100 mass parts of diene rubbers, More preferably, it is 20-100 mass parts. Moreover, when using together silica and carbon black as a filler, it is preferable that both total amount is 20-200 mass parts with respect to 100 mass parts of diene rubber, More preferably, it is 30-150 mass parts.

上記メルカプトシランは、フィラーをジエン系ゴム中に分散、カップリングさせるためのシランカップリング剤として配合されるものであり、フィラー表面の水酸基と反応し得るアルコキシ基と、ジエン系ゴムと反応し得る官能基としてメルカプト基(−SH)を有するカップリング剤であれば特に限定されない。具体的には、下記一般式(1)で表されるものが好ましく用いられる。   The mercaptosilane is blended as a silane coupling agent for dispersing and coupling the filler in the diene rubber, and can react with the alkoxy group capable of reacting with the hydroxyl group on the filler surface and the diene rubber. The coupling agent is not particularly limited as long as it is a coupling agent having a mercapto group (—SH) as a functional group. Specifically, those represented by the following general formula (1) are preferably used.

(R(RSi−R−SH …(1)
式中、Rは、炭素数1〜3のアルコキシ基であり、より好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。Rは、炭素数1〜40のアルキル基、アルケニル基又はアルキルポリエーテル基であり、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基もしくはアルケニル基、又は、−O−(R−O)−R(ここで、Rは炭素数1〜4のアルキレン基、Rは炭素数1〜16のアルキル基、k=1〜20であることが好ましい。)で表されるアルキルポリエーテル基である。Rは、炭素数1〜16のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基である。m=1〜3、m+n=3である。なお、R,Rは、それぞれ1分子中に複数有する場合、それらは同一でも異なってもよい。
(R 1 ) m (R 2 ) n Si—R 3 —SH (1)
In the formula, R 1 is an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methoxy group or an ethoxy group. R 2 is an alkyl group, alkenyl group or alkyl polyether group having 1 to 40 carbon atoms, more preferably an alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, or —O— (R a —O). k— R b (wherein R a is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R b is preferably an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and k = 1 to 20). It is an ether group. R 3 is an alkylene group having 1 to 16 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m = 1 to 3 and m + n = 3. In addition, when there are two or more R 1 and R 2 in one molecule, they may be the same or different.

該一般式(1)で表されるメルカプトシランの具体例としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシラン、及びエボニック・デグサ社製「VP Si363」(R:OC、R:O(CO)−C1327、R:−(CH−、m=平均1、n=平均2、k=平均5)などが好ましいものとして挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the mercaptosilane represented by the general formula (1) include, for example, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and 3-mercaptopropyldimethylmethoxy. Silane, mercaptoethyltriethoxysilane, and “VP Si363” manufactured by Evonik Degussa (R 1 : OC 2 H 5 , R 2 : O (C 2 H 4 O) k —C 13 H 27 , R 3 :-( CH 2 ) 3 −, m = average 1, n = average 2, k = average 5) and the like are preferable, and these can be used alone or in combination of two or more.

メルカプトシランの配合量は、特に限定されないが、上記フィラー100質量部(より好ましくはシリカ100質量部)に対して1〜20質量部であることが好ましく、より好ましくは3〜15質量部である。   Although the compounding quantity of mercaptosilane is not specifically limited, It is preferable that it is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of said fillers (preferably 100 mass parts of silica), More preferably, it is 3-15 mass parts. .

上記加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄などの硫黄、塩化硫黄、二塩化硫黄、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィドなど硫黄化合物、過酸化物などが挙げられ、その中でも、特に、硫黄が好ましい。加硫剤の配合量は、特に限定されないが、ジエン系ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。   Examples of the vulcanizing agent include sulfur such as powdered sulfur, precipitated sulfur and insoluble sulfur, sulfur compounds such as sulfur chloride, sulfur dichloride, morpholine disulfide and alkylphenol disulfide, and peroxides. Among them, in particular, Sulfur is preferred. Although the compounding quantity of a vulcanizing agent is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of diene rubbers, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.

上記加硫促進剤としては、その種類は特に制限されず用いることができる。例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(BBS)、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DPBS)、N,N−ジシクロヘキル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DCBS)などのスルフェンアミド系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、テトラブチルチウラムジスルフィド(TBTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBZTD)などのチウラム系加硫促進剤;2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、2−メルカプトベンゾチアゾールの塩(亜鉛塩(ZnMBT)、ナトリウム塩(NaMBT)、シクロヘキシルアミン塩(CMBT)など)、2−(4’−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾールなどのチアゾール系加硫促進剤;1,3−ジフェニルグアニジン(DPG)などのグアニジン系加硫促進剤;ヘキサメチレンテトラミン(H)などのアルデヒド−アミン系加硫促進剤などの各種加硫促進剤が挙げられる。これらの中でも、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、特に好ましくはスルフェンアミド系加硫促進剤を用いることである。加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。   The kind of the vulcanization accelerator is not particularly limited and can be used. For example, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (BBS), N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide ( Sulfenamide vulcanization accelerators such as OBS), N, N-diisopropyl-2-benzothiazolylsulfenamide (DPBS), N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (DCBS); Methyl thiuram monosulfide (TMTM), tetramethyl thiuram disulfide (TMTD), tetraethyl thiuram disulfide (TETD), tetrabutyl thiuram disulfide (TBTD), dipentamethylene thiuram tetrasulfide (DPTT), dipentamethylene thiuram hex Thiuram vulcanization accelerators such as sulfide and tetrabenzylthiuram disulfide (TBZTD); 2-mercaptobenzothiazole (MBT), di-2-benzothiazolyl disulfide (MBTS), salt of 2-mercaptobenzothiazole (zinc salt) (ZnMBT), sodium salt (NaMBT), cyclohexylamine salt (CMBT), etc.), thiazole vulcanization accelerators such as 2- (4′-morpholinodithio) benzothiazole; 1,3-diphenylguanidine (DPG), etc. Examples include guanidine vulcanization accelerators; various vulcanization accelerators such as aldehyde-amine vulcanization accelerators such as hexamethylenetetramine (H). Among these, it is preferable to use at least one selected from a sulfenamide vulcanization accelerator, a thiuram vulcanization accelerator, and a thiazole vulcanization accelerator, and particularly preferably a sulfenamide vulcanization accelerator. Is to use. It is preferable that the compounding quantity of a vulcanization accelerator is 0.1-7 mass parts with respect to 100 weight part of diene rubbers, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.

実施形態に係るゴム組成物には、上記成分の他に、オイルなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、ワックスなど、タイヤ用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。   In addition to the above components, the rubber composition according to the embodiment contains various additives commonly used in rubber compositions for tires, such as softeners such as oil, stearic acid, zinc white, anti-aging agent, and wax. can do.

本実施形態に係るゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴムにフィラーとメルカプトシランを含む添加剤を添加し、かつ加硫剤及び加硫促進剤を添加せずに混練機で混合する第1混合工程と、該第1混合工程で得られた混合物を混練機で練る再練り工程と、該再練り工程で得られた混合物に加硫剤及び加硫促進剤を添加し混合する最終混合工程とからなる。ここで、混練機としては、密閉式混練機であるバンバリーミキサーなどの公知の各種ゴム用混練機を用いることができる。   The manufacturing method of the rubber composition according to the present embodiment is a first method in which an additive containing a filler and a mercaptosilane is added to a diene rubber, and mixed in a kneader without adding a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator. A mixing step, a re-kneading step of kneading the mixture obtained in the first mixing step with a kneader, and a final mixing step of adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator to the mixture obtained in the re-kneading step It consists of. Here, as the kneader, known various rubber kneaders such as a Banbury mixer which is a closed kneader can be used.

上記第1混合工程では、混練機に、ジエン系ゴムを投入するとともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く添加剤を投入して、混練りを行う。混練すると、剪断による発熱で温度が上昇するので、所定の第1排出温度にて混合物を混練機から排出する。第1排出温度としては、添加剤の分散性を向上するために、150℃以上に設定される。第1排出温度の上限は特に限定されないが、通常は200℃以下である。第1排出温度は、より好ましくは160〜180℃である。混練機から排出された混合物は、通常、常温下に放置することで冷却される。その際、混合物をシート状に引き伸ばしておくことにより、冷却効果を高めることができる。   In the first mixing step, the diene rubber is added to the kneader and the additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and kneaded. When kneading, the temperature rises due to heat generated by shearing, so the mixture is discharged from the kneader at a predetermined first discharge temperature. The first discharge temperature is set to 150 ° C. or higher in order to improve the dispersibility of the additive. Although the upper limit of 1st discharge | emission temperature is not specifically limited, Usually, it is 200 degrees C or less. The first discharge temperature is more preferably 160 to 180 ° C. The mixture discharged from the kneader is usually cooled by leaving it at room temperature. At that time, the cooling effect can be enhanced by stretching the mixture into a sheet.

上記再練り工程では、第1混合工程で得られた冷却後の混合物を混練機に投入して、再練りを行う。再練り工程では、特に添加剤を添加せずに、混練りのみを行うことが好ましい。再練り工程でも、混練により温度が上昇するので、所定の第2排出温度にて混合物を混練機から排出する。   In the re-kneading step, the cooled mixture obtained in the first mixing step is put into a kneader and re-kneaded. In the re-kneading process, it is preferable to carry out only kneading without adding an additive. Even in the re-kneading step, the temperature rises due to the kneading, so the mixture is discharged from the kneader at the predetermined second discharge temperature.

本実施形態では、この再練り工程における排出温度(第2排出温度)を、120〜140℃に設定する点に特徴がある。すなわち、一般に再練り工程では第1混合工程と同じ排出温度に設定されるが、本実施形態では、第1混合工程での排出温度よりも低い、上記所定の温度に設定する。その理由は次の通りである。すなわち、メルカプトシランは、自己縮合反応により両末端にメルカプト基を有する構造に変化するので、これがジエン系ゴムのポリマー−ポリマー間で反応することにより加工性の悪化を招く。これに対し、本実施形態では、再練り時の第2排出温度を上記のように120〜140℃に設定することにより、メルカプトシランの自己縮合反応を抑制することができ、従って、他の物性を損なうことなく、加工性を改善することができる。   This embodiment is characterized in that the discharge temperature (second discharge temperature) in this re-kneading step is set to 120 to 140 ° C. That is, in general, in the re-kneading process, the discharge temperature is set to be the same as that in the first mixing process, but in the present embodiment, the predetermined temperature is set lower than the discharge temperature in the first mixing process. The reason is as follows. That is, since mercaptosilane changes to a structure having mercapto groups at both ends by a self-condensation reaction, the reaction between the polymer and polymer of a diene rubber causes deterioration of processability. On the other hand, in this embodiment, the self-condensation reaction of mercaptosilane can be suppressed by setting the second discharge temperature at the time of re-kneading to 120 to 140 ° C. as described above. Workability can be improved without impairing the processability.

再練り工程において、混練機から排出された混合物は、第1混合工程後と同様に、常温下で放置されることにより冷却された後、最終混合工程において、加硫剤と加硫促進剤が混合される。詳細には、最終混合工程では、混練機に、再練り工程で得られた混合物を投入するとともに、加硫剤及び加硫促進剤を投入して、混練りを行い、所定の排出温度で混合物を混練機から排出する。最終混合工程では、加硫剤及び加硫促進剤の反応を抑えるために、排出温度(第3排出温度)が、第1及び第2排出温度よりも低く設定されることが好ましく、すなわち、第3排出温度は120℃未満であることが好ましく、より好ましくは90〜110℃に設定される。   In the re-kneading process, the mixture discharged from the kneader is cooled by being allowed to stand at room temperature in the same manner as after the first mixing process, and then, in the final mixing process, the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added. Mixed. Specifically, in the final mixing step, the kneader is charged with the mixture obtained in the re-kneading step, the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added, kneaded, and the mixture at a predetermined discharge temperature. Is discharged from the kneader. In the final mixing step, in order to suppress the reaction of the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, the discharge temperature (third discharge temperature) is preferably set lower than the first and second discharge temperatures. 3 The discharge temperature is preferably less than 120 ° C, more preferably set to 90 to 110 ° C.

なお、上記実施形態では、第1混合工程で、加硫剤と加硫促進剤以外の全ての添加剤を投入することにしたが、例えば、第1混合工程に先立つ予備混合工程において、ジエン系ゴムに添加剤の一部を添加し混合しておいてもよい。また、最終混合段階で、加硫剤と加硫促進剤以外の添加剤を配合してもよい。   In the above embodiment, in the first mixing step, all the additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are charged. For example, in the premixing step prior to the first mixing step, a diene type is used. A part of the additive may be added to the rubber and mixed. Moreover, you may mix | blend additives other than a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in the last mixing stage.

このようにして得られたゴム組成物は、その用途は特に制限されず、乗用車用、トラックやバスの大型タイヤなど各種用途、サイズの空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部、ビード部、タイヤコード被覆用ゴムなどタイヤの各部位に適用することができる。すなわち、該ゴム組成物は、常法に従い、例えば、押出加工によって所定の形状に成形され、他の部品と組み合わせた後、例えば140〜180℃で加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。   The use of the rubber composition thus obtained is not particularly limited, and for various uses such as large tires for passenger cars, trucks and buses, tread parts, sidewall parts, bead parts, tires of pneumatic tires of sizes. It can be applied to each part of the tire such as a cord covering rubber. That is, according to a conventional method, the rubber composition is molded into a predetermined shape by, for example, extrusion, and combined with other parts, and then vulcanized and molded at, for example, 140 to 180 ° C. to produce a pneumatic tire. can do.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従って、実施例及び比較例の各ゴム組成物を調製した。詳細には、まず、第1ステップとしての第1混合工程(NP)で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、第1排出温度で混合物を排出した。該混合物をシート状に引き伸ばした後、常温下に放置して冷却した。次いで、第2ステップとしての再練り工程(リミル)で、該冷却した混合物を再練りし、第2排出温度で混合物を排出した後、得られた混合物をシート状に引き伸ばし、常温下に放置して冷却した。その後、第3ステップとしての最終混合工程(ファイナル)で、得られた混合物に硫黄と加硫促進剤を添加混合し、第3排出温度で混合物を排出することで、各ゴム組成物を得た。第1〜3排出温度は表1中に記載した通りである。表1中の各成分の詳細は、以下の通りである。   Using a Banbury mixer, each rubber composition of Examples and Comparative Examples was prepared according to the formulation (parts by mass) shown in Table 1 below. Specifically, first, in the first mixing step (NP) as the first step, components other than sulfur and the vulcanization accelerator were added and mixed, and the mixture was discharged at the first discharge temperature. The mixture was stretched into a sheet and then allowed to cool at room temperature. Next, in the re-kneading step (remill) as the second step, the cooled mixture is re-kneaded, the mixture is discharged at the second discharge temperature, and the resulting mixture is stretched into a sheet and left at room temperature. And cooled. Thereafter, in the final mixing step (final) as the third step, sulfur and a vulcanization accelerator were added to and mixed with the obtained mixture, and the mixture was discharged at the third discharge temperature to obtain each rubber composition. . The first to third discharge temperatures are as described in Table 1. The details of each component in Table 1 are as follows.

・SBR1:ランクセス社製「VSL5025」
・SBR2:JSR(株)製「SBR1502」
・カーボンブラック:N339、東海カーボン(株)製「シーストKH」
・シリカ:東ソー・シリカ(株)「ニップシールAQ」
・メルカプトシラン1:エボニック・デグサ社製「VP Si363」
・メルカプトシラン2:エボニック・デグサ社製「VP Si263」(3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、(C2H5O)3Si(CH2)3-SH)
・シランカップリング剤1:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、エボニック・デグサ社製「Si69」
・シランカップリング剤2:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、エボニック・デグサ社製「Si75」
・シランカップリング剤3:3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「NXT」
・オイル:(株)ジャパンエナジー製「プロセスNC140」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS20」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:住友化学工業(株)製「アンチゲン6C」
・ワックス:大内新興化学工業(株)製「サンノックN」
・加硫促進剤:住友化学工業(株)製「ソクシノールCZ」、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・ SBR1: LANXESS "VSL5025"
・ SBR2: "SBR1502" manufactured by JSR Corporation
Carbon black: N339, “Seast KH” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
・ Silica: Tosoh Silica Co., Ltd. “Nip Seal AQ”
Mercaptosilane 1: “VP Si363” manufactured by Evonik Degussa
Mercaptosilane 2: “VP Si263” manufactured by Evonik Degussa (3-mercaptopropyltriethoxysilane, (C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 —SH)
Silane coupling agent 1: bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, “Si69” manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent 2: bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, “Si75” manufactured by Evonik Degussa
Silane coupling agent 3: 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane, “NXT” manufactured by Momentive Performance Materials
・ Oil: “Process NC140” manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S20” manufactured by Kao Corporation
・ Zinc flower: “Zinc flower 1” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Wax: “Sunnock N” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS)
・ Sulfur: “Powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.

各ゴム組成物について、ムーニー粘度、シート肌状態、引き裂き力、損失正接tanδを評価した。各評価方法は以下の通りである。   Each rubber composition was evaluated for Mooney viscosity, sheet skin condition, tearing force, and loss tangent tan δ. Each evaluation method is as follows.

・ムーニー粘度:加工性の指標であり、JIS K6300に準拠して、未加硫ゴムを100℃で1分間余熱後、4分後のトルク値をムーニー単位で測定した値の逆数について、比較例1の値を100とした指数で表示した。数値大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを意味する。 Mooney viscosity: an index of processability, and in accordance with JIS K6300, after preheating the unvulcanized rubber at 100 ° C. for 1 minute, the inverse of the value obtained by measuring the torque value after 4 minutes in Mooney units is a comparative example. The value was expressed as an index where the value of 1 was 100. Higher values mean lower Mooney viscosity and better processability.

・シート肌状態:最終混合工程で排出した未加硫ゴムを8インチロールにてシート状にし、表面及び両端部の状態を観察した。表面及び両端部が滑らかな状態にあるものを「○」、表面がごつごつし、両端部がギザギザ状のいずれか少なくとも一方に該当するものを加工性に劣るものとして「×」と表示した。 -Sheet skin state: The unvulcanized rubber discharged in the final mixing step was formed into a sheet shape with an 8-inch roll, and the state of the surface and both ends was observed. The case where the surface and both end portions were in a smooth state was indicated as “◯”, the surface was rough, and the end portion corresponding to at least one of the jagged shape was indicated as “x” as inferior in workability.

・引き裂き力:150℃×30分間で加硫したサンプルを、JIS K6252規定のクレセント形で打ち抜き、くぼみ中央に0.50±0.08mmの切れ込みを入れて試験用サンプルを作製し、該試験用サンプルについて、島津製作所製の引張り試験機によって500mm/分の引張り速度で引裂試験を行った。比較例1の値を100とした指数で表示し、数値が高いほど引き裂き力が高く、良好であることを意味する。 ・ Tearing force: A sample vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes is punched out with a crescent shape defined in JIS K6252, and a test sample is prepared by making a notch of 0.50 ± 0.08 mm in the center of the indentation. About the sample, the tear test was done with the tensile speed of 500 mm / min with the tensile tester by Shimadzu Corporation. The value of Comparative Example 1 is expressed as an index with a value of 100, and the higher the value, the higher the tearing force and the better.

・tanδ:150℃×30分間で加硫したサンプルにつき、東洋精機(株)製の粘弾性試験機を使用し、周波数10Hz,静歪10%, 動歪1%, 温度60℃で損失係数tanδを測定し、tanδの逆数について比較例1の値を100とした指数で示した。数値大きいほど、発熱しにくく(低発熱性に優れる)、従ってタイヤの転がり抵抗が低いことを示す。 Tan δ: Using a viscoelasticity tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. for a sample vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes, loss factor tan δ at a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of 1%, and a temperature of 60 ° C. The reciprocal of tan δ was expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. Larger numbers indicate less heat generation (excellent in low heat generation), and therefore lower rolling resistance of the tire.

Figure 2012153758
Figure 2012153758

結果は表1に示す通りであり、再練り工程(リミル)の排出温度を第1混合工程と同じ160℃とした比較例1では、混練中にやけが発生しシート肌状態が不良で加工性に劣っていた。比較例2では、再練り工程での排出温度が低すぎて、シリカとメルカプトシランとの反応が不十分であったためか、低発熱性に劣っていた。一方、スルフィドシランを用いた比較例3〜6では、再練り工程の排出温度によらず、シート肌状態を含む加工性は良好であったものの、tanδが高く、メルカプトシランのような優れた低発熱効果は得られなかった。比較例7,8では、メルカプト基が置換基で保護されたシランカップリング剤を用いており、そのため、再練り工程の排出温度によらず、シート肌状態を含む加工性には優れていたものの、メルカプトシランのような優れた低発熱効果は得られなかった。   The results are as shown in Table 1, and in Comparative Example 1 in which the discharge temperature in the re-kneading step (remill) is 160 ° C., which is the same as that in the first mixing step, burns are generated during kneading, the sheet skin condition is poor, and the workability It was inferior to. In Comparative Example 2, the discharge temperature in the re-kneading process was too low, and the reaction between silica and mercaptosilane was insufficient. On the other hand, in Comparative Examples 3 to 6 using sulfide silane, the workability including the sheet skin state was good regardless of the discharge temperature of the re-kneading process, but tan δ was high and excellent low like mercaptosilane. No exothermic effect was obtained. In Comparative Examples 7 and 8, a silane coupling agent in which the mercapto group was protected with a substituent was used, and therefore, although it was excellent in workability including the sheet skin state, regardless of the discharge temperature of the re-kneading process. In addition, an excellent low heat generation effect such as mercaptosilane was not obtained.

これに対し、シランカップリング剤としてメルカプトシラン1を用い、かつ、再練り工程の排出温度を120〜140℃に設定した実施例1〜3であると、比較例1に対し、ムーニー粘度が低く、シート肌状態も良好で、加工性に優れるとともに、シリカの分散性が改善されたためか、引き裂き力も向上しており、低発熱性についても同等以上の結果が得られた。   On the other hand, when it is Examples 1-3 which used mercaptosilane 1 as a silane coupling agent and set the discharge temperature of the re-kneading process to 120-140 degreeC, Mooney viscosity is low with respect to the comparative example 1. Also, the sheet skin condition is good, the processability is excellent, and the dispersibility of silica is improved. The tearing force is also improved, and the same or better results are obtained for the low heat generation.

また、メルカプトシラン2を用いた場合についても、再練り工程の排出温度が高い比較例9では、シート肌状態が不良で加工性に劣っていた。これに対し、再練り工程の排出温度を120〜140℃に設定した実施例4〜5であると、比較例9に比べて、ムーニー粘度が低く、シート肌状態も良好で、加工性に優れるとともに、引き裂き力及び低発熱性についても向上効果が認められた。   Moreover, also in the case of using mercaptosilane 2, in Comparative Example 9 where the discharge temperature of the re-kneading process is high, the sheet skin state was poor and the processability was poor. On the other hand, when it is Examples 4-5 which set the discharge temperature of the re-kneading process to 120-140 degreeC, compared with Comparative Example 9, Mooney viscosity is low, a sheet | seat skin state is also favorable, and it is excellent in workability. At the same time, an improvement effect was observed in terms of tearing force and low heat build-up.

Claims (2)

ジエン系ゴムにフィラーとメルカプトシランを含む添加剤を添加し、かつ加硫剤及び加硫促進剤を添加せずに混練機で混合し、第1排出温度にて混合物を排出する第1混合工程と、
該第1混合工程で得られた混合物を混練機で練り、第2排出温度にて混合物を排出する再練り工程と、
該再練り工程で得られた混合物に加硫剤及び加硫促進剤を添加し混合する最終混合工程と、
を含み、前記第2排出温度が120〜140℃の範囲内である
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
A first mixing step of adding an additive containing a filler and a mercaptosilane to a diene rubber, mixing the mixture with a kneader without adding a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, and discharging the mixture at a first discharge temperature When,
A re-kneading step of kneading the mixture obtained in the first mixing step with a kneader and discharging the mixture at a second discharge temperature;
A final mixing step of adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator to the mixture obtained in the re-kneading step;
And the second discharge temperature is in a range of 120 to 140 ° C.
前記第1排出温度が150℃以上であることを特徴とする請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。   The method for producing a tire rubber composition according to claim 1, wherein the first discharge temperature is 150 ° C. or higher.
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