JP2012158667A - Unvulcanized diene-based rubber coagulation, method for producing the same, unvulcanized rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

Unvulcanized diene-based rubber coagulation, method for producing the same, unvulcanized rubber composition and pneumatic tire Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unvulcanized diene-based rubber coagulation having a reduced content of ammonium salt, a method for producing the same, vulcanized rubber of an unvulcanized rubber composition containing the unvulcanized diene-based rubber coagulation and to significantly improve adhesiveness, heat build-up and reinforcing properties of pneumatic tires.SOLUTION: The method for producing an unvulcanized diene-based rubber coagulation includes a step (I) for producing a diene-based rubber latex coagulation by using carbon dioxide as a coagulant and coagulating a diene-based rubber latex comprising a natural rubber latex as a main component and a step (II) for producing an unvulcanized diene-based rubber coagulation by dehydrating and drying the diene-based rubber latex coagulation to remove an ammonium salt contained in the diene-based rubber latex coagulation.

Description

本発明は、未加硫ジエン系ゴム凝固物およびその製造方法に関し、具体的にはアンモニウム塩の含有量が低減された未加硫ジエン系ゴム凝固物およびその製造方法に関する。さらに、本発明は、該未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物、および該未加硫ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to an unvulcanized diene rubber coagulated product and a method for producing the same, and more particularly to an unvulcanized diene rubber coagulated product having a reduced ammonium salt content and a method for producing the same. Furthermore, the present invention relates to an unvulcanized rubber composition containing the unvulcanized diene rubber coagulated product, and a pneumatic tire using the unvulcanized rubber composition.

従来から、ゴム業界においては、カーボンブラックなどの充填材を含有するゴム組成物を製造する際の加工性や充填材の分散性を向上させるために、天然ゴムウエットマスターバッチを用いることが知られている(例えば、下記特許文献1)。これは、充填材と分散溶媒とを予め一定の割合で混合し、機械的な力で充填材を分散溶媒中に分散させた充填材含有スラリー溶液と、天然ゴムラテックスと、を液相で混合し、その後、ギ酸や硫酸などの強酸や塩化アルミニウムなどの塩からなる凝固剤を用いて、天然ゴムラテックスを凝固する凝固工程を経て、最終的に脱水・乾燥するものである。かかる凝固工程では、天然ゴムラテックス中にて、ラテックスの安定剤として作用するアンモニアを凝固剤により中和して、アンモニウム塩として析出させることにより、天然ゴムラテックスを凝固させるのが一般的である。得られる天然ゴム凝固物中には、析出したアンモニウム塩が含まれるため、天然ゴム凝固物を繰り返し洗浄することにより、アンモニウム塩を除去する必要がある。かかる洗浄が不十分であると、天然ゴム凝固物を原料とした加硫ゴムの接着性、発熱性、および補強性に悪影響を及ぼすことが問題となっていた。一方、洗浄を十分に行うことは、加硫ゴムの物性を考慮すると好ましいが、多くの時間と労力を費やすため、生産性の悪化に繋がる。また、洗浄後の廃液は強酸を含有するため、廃棄の際、環境への悪影響が懸念されていた。   Conventionally, in the rubber industry, it is known to use a natural rubber wet masterbatch in order to improve the processability and dispersibility of fillers when producing rubber compositions containing fillers such as carbon black. (For example, Patent Document 1 below). This is because the filler and the dispersion solvent are mixed in advance at a certain ratio, and the slurry solution containing filler in which the filler is dispersed in the dispersion solvent by mechanical force and the natural rubber latex are mixed in the liquid phase. Thereafter, a coagulant made of a strong acid such as formic acid or sulfuric acid or a salt such as aluminum chloride is used, and finally a dehydration and drying is performed through a coagulation step of coagulating the natural rubber latex. In such a coagulation step, the natural rubber latex is generally coagulated in the natural rubber latex by neutralizing ammonia acting as a latex stabilizer with the coagulant and precipitating it as an ammonium salt. Since the obtained natural rubber coagulated product contains precipitated ammonium salt, it is necessary to remove the ammonium salt by repeatedly washing the natural rubber coagulated product. If such washing is insufficient, it has been a problem that it adversely affects the adhesiveness, heat build-up and reinforcing properties of vulcanized rubber made from natural rubber coagulum. On the other hand, it is preferable to perform sufficient washing in consideration of the physical properties of the vulcanized rubber. However, since much time and labor are consumed, the productivity is deteriorated. Moreover, since the waste liquid after washing contains a strong acid, there has been a concern about adverse environmental effects during disposal.

下記特許文献2および3では、天然ゴムラテックスに導電性物質や加硫用薬剤を加えて、機械的撹拌することにより空気を混入し、発泡させる工程と、得られた天然ゴム発泡体(フォームラバー)を真空下で高発泡化する工程と、フォームラバーを凍結する工程と、凍結したフォームラバーに炭酸ガスを注入して連続気泡状に凝固する工程とを有するフォームラバーの製造方法が記載されている。また、下記特許文献4では、建物用スプレーラテックスフォームの凝固成分として、二酸化炭素を使用する製造方法が記載されている。   In the following Patent Documents 2 and 3, a process of adding a conductive substance and a vulcanizing agent to natural rubber latex, mixing air by mechanical stirring and foaming, and the obtained natural rubber foam (foam rubber) ) Under high vacuum, a process for freezing foam rubber, and a process for injecting carbon dioxide into the frozen foam rubber and solidifying into open cells is described. Yes. Moreover, in the following patent document 4, the manufacturing method which uses a carbon dioxide as a coagulation component of the spray latex foam for buildings is described.

特開2004−99625号公報JP 2004-99625 A 特許第400020号公報Japanese Patent No. 400020 特開2004−144927号公報JP 2004-144927 A 特表2010−514899号公報Special table 2010-514899

しかしながら、上記特許文献に記載の製造方法では、いずれも未加硫ゴム組成物の原料となり得る未加硫天然ゴム凝固物が製造できるわけではない。加えて、上記特許文献に記載の製造方法では、フォームラバー中、あるいは建物用スプレーラテックスフォーム中のアンモニウム塩を低減できるわけではないため、加硫ゴムの接着性、発熱性、および補強性が悪化することが懸念される。   However, none of the production methods described in the above-mentioned patent documents can produce an unvulcanized natural rubber coagulum that can be a raw material for an unvulcanized rubber composition. In addition, in the manufacturing method described in the above-mentioned patent document, it is not possible to reduce ammonium salt in foam rubber or spray latex foam for buildings, so the adhesiveness, heat build-up, and reinforcement of vulcanized rubber deteriorate. There is a concern to do.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンモニウム塩の含有量が低減された未加硫ジエン系ゴム凝固物およびその製造方法を提供すること、該未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物の加硫ゴムおよび空気入りタイヤの接着性、発熱性、および補強性を大幅に向上することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an unvulcanized diene rubber coagulated product having a reduced ammonium salt content and a method for producing the same, and the unvulcanized diene system. An object of the present invention is to greatly improve the adhesiveness, heat build-up, and reinforcement of vulcanized rubber and pneumatic tires of an unvulcanized rubber composition containing a rubber coagulum.

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る未加硫ジエン系ゴム凝固物の製造方法は、凝固剤として二酸化炭素を用いて、天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックスを凝固することにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物を製造する工程(I)と、前記ジエン系ゴムラテックス凝固物を脱水・乾燥することにより、前記ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれるアンモニウム塩を除去して、未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造する工程(II)とを有することを特徴とする。   The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the method for producing an unvulcanized diene rubber coagulum according to the present invention uses a carbon dioxide as a coagulant to coagulate a diene rubber latex having a natural rubber latex as a main component, thereby producing a diene rubber latex. Step (I) for producing a coagulated product, and dehydrating and drying the diene rubber latex coagulated product to remove ammonium salts contained in the diene rubber latex coagulated product, thereby unvulcanized diene rubber. And a step (II) of producing a coagulated product.

上記製造方法によれば、凝固剤として二酸化炭素を用いて、天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックスを凝固する際(工程(I))、天然ゴムラテックスの安定剤として作用するアンモニアと、二酸化炭素との反応により、ジエン系ゴムラテックス凝固物中に、副生成物として炭酸水素アンモニウム塩などのアンモニウム塩が生成する。しかしながら、工程(II)の脱水・乾燥時の加熱により、ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれるアンモニウム塩が分解・揮発するため、ジエン系ゴムラテックス凝固物を未加硫状態に保ちつつ、アンモニウム塩を除去することができる。その結果、本発明に係る製造方法によれば、アンモニウム塩の含有量が低減された未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造することができる。   According to the above production method, when coagulating a diene rubber latex containing natural rubber latex as a main component using carbon dioxide as a coagulant (step (I)), ammonia acting as a stabilizer for natural rubber latex and By reaction with carbon dioxide, ammonium salts such as ammonium hydrogencarbonate are produced as by-products in the diene rubber latex coagulum. However, the ammonium salt contained in the diene rubber latex coagulum is decomposed and volatilized by heating at the time of dehydration and drying in step (II). Salt can be removed. As a result, according to the production method according to the present invention, an unvulcanized diene rubber coagulated product having a reduced ammonium salt content can be produced.

上記製造方法において、前記凝固剤として、二酸化炭素ガス、二酸化炭素含有水、またはドライアイスを用いることが好ましい。これらの凝固剤を使用することにより、アンモニウム塩の含有量が低減された未加硫ジエン系ゴム凝固物を、確実かつ簡便に製造することができる。   In the production method, it is preferable to use carbon dioxide gas, carbon dioxide-containing water, or dry ice as the coagulant. By using these coagulants, an unvulcanized diene rubber coagulated product having a reduced ammonium salt content can be produced reliably and simply.

前記いずれかの製造方法により製造された未加硫ジエン系ゴム凝固物は、アンモニウム塩が低減されている。したがって、かかる未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物は、接着性、発熱性および補強性が要求される空気入りタイヤ、特にはスチール用トッピングゴムの原料として有用である。   The unvulcanized diene rubber coagulated product produced by any one of the above production methods has reduced ammonium salt. Therefore, the unvulcanized rubber composition containing such an unvulcanized diene rubber coagulated product is useful as a raw material for a pneumatic tire, particularly a steel topping rubber, which requires adhesion, heat generation and reinforcement. .

本発明に係る未加硫ジエン系ゴム凝固物の製造方法は、凝固剤として二酸化炭素を用いて、天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックスを凝固することにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物を製造する工程(I)と、ジエン系ゴムラテックス凝固物を脱水・乾燥することにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれるアンモニウム塩を除去して、未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造する工程(II)とを有する。   The method for producing an unvulcanized diene rubber coagulated product according to the present invention uses a carbon dioxide as a coagulant to coagulate a diene rubber latex containing natural rubber latex as a main component, thereby producing a diene rubber latex coagulated product. The process (I) for producing an unvulcanized diene rubber coagulum is performed by removing the ammonium salt contained in the diene rubber latex coagulum by dehydrating and drying the diene rubber latex coagulum. Step (II).

工程(I)では、天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックスを原料として使用する。具体的には、固形分(ゴム成分)比で、天然ゴムを50質量%以上含有するジエン系ゴムラテックスを使用する。天然ゴムに由来するゴム物性を維持するためには、天然ゴムを70質量%以上含有することが好ましく、80質量%以上含有することがより好ましく、90質量%以上含有することが特に好ましい。なお、ジエン系ゴムラテックス中に含まれる固形分(ゴム成分)濃度は特に限定されるものではないが、1〜60質量%程度が例示される。   In the step (I), a diene rubber latex containing a natural rubber latex as a main component is used as a raw material. Specifically, a diene rubber latex containing 50% by mass or more of natural rubber in a solid content (rubber component) ratio is used. In order to maintain rubber physical properties derived from natural rubber, it is preferable to contain 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. In addition, although solid content (rubber component) density | concentration contained in diene type rubber latex is not specifically limited, About 1-60 mass% is illustrated.

天然ゴムラテックスは、植物の代謝作用による天然の生産物であり、特に分散溶媒が水である、天然ゴム/水系のものが好ましい。本発明において使用する天然ゴムラテックス中の天然ゴムの数平均分子量は、200万以上であることが好ましく、250万以上であることがより好ましい。   Natural rubber latex is a natural product produced by the metabolic action of plants, and a natural rubber / water system is particularly preferred in which the dispersion solvent is water. The number average molecular weight of the natural rubber in the natural rubber latex used in the present invention is preferably 2 million or more, and more preferably 2.5 million or more.

天然ゴムラテックス以外に含有しても良いジエン系ゴムラテックスとしては、ポリイソプレンゴムラテックス、ポリブタジエンゴムラテックス、ポリスチレンブタジエンゴムラテックスなどが挙げられる。これらのジエン系ゴムラテックスとしては、市販品も好適に使用可能であり、具体的には例えば、ポリイソプレンゴムラテックスとしてIR100K(住友精化社製)、ポリブタジエンゴムラテックスとしてSR−113(日本A&L社製)、ポリスチレンブタジエンゴムラテックスとしてSR−117(日本A&L社製)などが挙げられる。   Examples of the diene rubber latex that may be contained in addition to the natural rubber latex include polyisoprene rubber latex, polybutadiene rubber latex, polystyrene butadiene rubber latex, and the like. As these diene rubber latexes, commercially available products can also be suitably used. Specifically, for example, IR100K (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) as polyisoprene rubber latex, SR-113 (Japan A & L Co., Ltd.) as polybutadiene rubber latex. SR-117 (manufactured by Nippon A & L Co., Ltd.) and the like as polystyrene butadiene rubber latex.

さらに工程(I)では、凝固剤として二酸化炭素を用いる。特に入手が容易であり、かつ簡便に取り扱い可能な二酸化炭素としては、二酸化炭素ガス、二酸化炭素含有水、またはドライアイスが挙げられる。ジエン系ゴムラテックスを確実に凝固するためには、固形分(ゴム成分)を60質量%含有するジエン系ゴムラテックス1Lに対して、二酸化炭素ガスであれば25L(27℃、1気圧での体積)以上、二酸化炭素含有水であればガスボリューム(COGV)で2.0以上のものを2L以上、ドライアイスであれば50g以上使用することが好ましい。二酸化炭素ガス、二酸化炭素含有水、およびドライアイスそれぞれの使用量の上限については、特に制限はない。本発明において「ガスボリューム(COGV)」とは、対象となる一定量の水から二酸化炭素ガスを完全に抜き出した場合に発生する二酸化炭素ガス量が、その一定量の水の何倍に相当するかを表す。例えば、2.8ガスボリュームとは、1Lの水に2.8Lの二酸化炭素ガスが含まれることを意味する。 Further, in step (I), carbon dioxide is used as a coagulant. Examples of carbon dioxide that is particularly easily available and that can be easily handled include carbon dioxide gas, water containing carbon dioxide, or dry ice. In order to solidify the diene rubber latex with certainty, the carbon dioxide gas is 25 L (27 ° C., volume at 1 atm) with respect to 1 L of the diene rubber latex containing 60% by mass of the solid content (rubber component). In the case of carbon dioxide-containing water, it is preferable to use a gas volume (CO 2 GV) of 2.0 or more of 2 L or more, and dry ice of 50 g or more. There are no particular limitations on the upper limit of the amounts of carbon dioxide gas, carbon dioxide-containing water, and dry ice. In the present invention, the “gas volume (CO 2 GV)” means how many times the amount of carbon dioxide gas generated when carbon dioxide gas is completely extracted from a certain amount of target water. Indicates whether it corresponds. For example, 2.8 gas volume means that 2.8 L of carbon dioxide gas is contained in 1 L of water.

天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックス中に、凝固剤としての二酸化炭素を添加し、混合しつつ凝固する方法は特に限定されるものではなく、主として推力を与えるプロペラ型などの撹拌羽根を備えたものを用いることができるほか、ブレード型の羽根からなるチョッパーのように、主としてせん断力を与える破砕羽根を備えたものを用いることも可能である。また高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用して混合する方法も挙げられる。必要に応じて、混合の際に混合機などの混合系全体を10〜100℃に温調してもよい。   The method of adding carbon dioxide as a coagulant to the diene rubber latex containing natural rubber latex as the main component and coagulating while mixing is not particularly limited, and a propeller type stirring blade that mainly gives thrust In addition, it is also possible to use a chopper having a crushing blade that mainly gives a shearing force, such as a chopper composed of a blade type blade. Moreover, the method of mixing using common dispersers, such as a high shear mixer, a high shear mixer, a homomixer, a ball mill, a bead mill, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, is also mentioned. If necessary, the entire mixing system such as a mixer may be temperature-controlled at 10 to 100 ° C. during mixing.

工程(II)では、工程(I)で得られたジエン系ゴムラテックス凝固物を含むラテックス溶液を脱水・乾燥することにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれるアンモニウム塩を除去して、未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造する。脱水方法としては、メッシュや遠心分離などを利用した公知の手法により、ジエン系ゴムラテックス凝固物を含むラテックス溶液から、ジエン系ゴムラテックス凝固物と水分とを分離する方法が挙げられる。乾燥方法としては、ジエン系ゴムラテックス凝固物を必要に応じて機械的に撹拌しつつ、加熱する方法が挙げられる。乾燥時の加熱温度としては、ジエン系ゴムラテックス凝固物を未加硫状態に保ちつつ、水分率を十分に低減可能な温度、具体的には100〜150℃が好ましい。乾燥時の加熱により、ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれる炭酸水素アンモニウム塩(分解温度58℃)などのアンモニウム塩が分解・揮発する。これにより、本発明に係る未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造することができる。乾燥後の未加硫ジエン系ゴム凝固物の水分率は、1.5%以下とすることが好ましい。   In step (II), the ammonium solution contained in the diene rubber latex coagulum is removed by dehydrating and drying the latex solution containing the diene rubber latex coagulum obtained in step (I). Produces vulcanized diene rubber coagulum. Examples of the dehydration method include a method of separating a diene rubber latex coagulum and moisture from a latex solution containing a diene rubber latex coagulum by a known method using a mesh or centrifugal separation. Examples of the drying method include a method in which the diene rubber latex coagulum is heated while mechanically stirring as necessary. The heating temperature at the time of drying is preferably a temperature at which the moisture content can be sufficiently reduced while maintaining the diene rubber latex coagulated product in an unvulcanized state, specifically 100 to 150 ° C. Heating during drying decomposes and volatilizes ammonium salts such as ammonium hydrogen carbonate (decomposition temperature 58 ° C.) contained in the diene rubber latex coagulum. Thereby, the unvulcanized diene rubber coagulated product according to the present invention can be produced. The moisture content of the unvulcanized diene rubber coagulated product after drying is preferably 1.5% or less.

本発明に係る未加硫ジエン系ゴム凝固物は、アンモニウム塩が低減されている。具体的には、未加硫ジエン系ゴム凝固物中、アンモニウム塩が0.4質量%以下、好ましくは0.2質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下に低減されている。したがって、かかる未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物は、接着性、発熱性および補強性が要求される空気入りタイヤ、特にはスチール用トッピングゴムの原料として有用である。   The unvulcanized diene rubber coagulated product according to the present invention is reduced in ammonium salt. Specifically, the ammonium salt in the unvulcanized diene rubber coagulated product is reduced to 0.4% by mass or less, preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less. Therefore, the unvulcanized rubber composition containing such an unvulcanized diene rubber coagulated product is useful as a raw material for a pneumatic tire, particularly a steel topping rubber, which requires adhesion, heat generation and reinforcement. .

本発明に係る未加硫ゴム組成物は、未加硫ジエン系ゴム凝固物に加えて、必要に応じてカーボンブラック、硫黄系加硫剤、加硫促進剤、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、老化防止剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を配合しても良い。   The unvulcanized rubber composition according to the present invention includes carbon black, a sulfur vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, silica, a silane coupling agent, an oxidation agent, if necessary, in addition to the unvulcanized diene rubber coagulated product. Contains compounding agents commonly used in the rubber industry such as zinc, stearic acid, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, organic peroxides, anti-aging agents, softeners such as wax and oil, and processing aids. May be.

カーボンブラックとしては、例えばSAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、通常のゴム工業で使用されるカーボンブラックの他、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックは、通常のゴム工業において、そのハンドリング性を考慮して造粒された、造粒カーボンブラックであってもよく、未造粒カーボンブラックであってもよい。   As carbon black, for example, conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black can be used in addition to carbon black used in ordinary rubber industry such as SAF, ISAF, HAF, FEF, and GPF. The carbon black may be a granulated carbon black or a non-granulated carbon black granulated in the normal rubber industry in consideration of its handleability.

硫黄系加硫剤としての硫黄は通常のゴム用硫黄であればよく、例えば粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。本発明に係る未加硫ゴム組成物における硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して0.3〜6.5質量部であることが好ましい。硫黄の含有量が0.3質量部未満であると、加硫ゴムの架橋密度が不足してゴム強度などが低下し、6.5質量部を超えると、特に耐熱性および耐久性の両方が悪化する。加硫ゴムのゴム強度を良好に確保し、耐熱性と耐久性をより向上するためには、硫黄の含有量がゴム成分100質量部に対して1.5〜5.5質量部であることがより好ましく、2〜4.5質量部であることがさらに好ましい。   Sulfur as the sulfur-based vulcanizing agent may be normal sulfur for rubber, and for example, powdered sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur and the like can be used. The sulfur content in the unvulcanized rubber composition according to the present invention is preferably 0.3 to 6.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the sulfur content is less than 0.3 parts by mass, the crosslinking density of the vulcanized rubber will be insufficient and the rubber strength will be reduced. If it exceeds 6.5 parts by mass, both heat resistance and durability will be improved. Getting worse. In order to secure the rubber strength of the vulcanized rubber and improve the heat resistance and durability, the sulfur content should be 1.5 to 5.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is more preferably 2 to 4.5 parts by mass.

加硫促進剤としては、ゴム加硫用として通常用いられる、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、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などの加硫促進剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して1〜5質量部であることがより好ましく、1.5〜4質量部であることがさらに好ましい。   As the vulcanization accelerator, sulfenamide vulcanization accelerator, thiuram vulcanization accelerator, thiazole vulcanization accelerator, thiourea vulcanization accelerator, guanidine vulcanization, which are usually used for rubber vulcanization. Vulcanization accelerators such as accelerators and dithiocarbamate vulcanization accelerators may be used alone or in admixture as appropriate. As for content of a vulcanization accelerator, it is more preferable that it is 1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, and it is further more preferable that it is 1.5-4 mass parts.

老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、芳香族アミン系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などの老化防止剤を単独、または適宜混合して使用しても良い。老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して1〜5質量部であることがより好ましく、2〜4.5質量部であることがさらに好ましい。   As an anti-aging agent, an aromatic amine-based anti-aging agent, an amine-ketone anti-aging agent, a monophenol anti-aging agent, a bisphenol anti-aging agent, a polyphenol anti-aging agent, dithiocarbamic acid, which are usually used for rubber Anti-aging agents such as a salt-based anti-aging agent and a thiourea-based anti-aging agent may be used alone or in an appropriate mixture. The content of the anti-aging agent is more preferably 1 to 5 parts by mass and further preferably 2 to 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明に係る未加硫ゴム組成物は、未加硫ジエン系ゴム凝固物に加えて、必要に応じて、カーボンブラック、硫黄系加硫剤、加硫促進剤、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、老化防止剤、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などを、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練りすることにより得られる。   In addition to the unvulcanized diene rubber coagulated product, the unvulcanized rubber composition according to the present invention includes carbon black, a sulfur vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, silica, a silane coupling agent, Zinc oxide, stearic acid, vulcanization accelerators, vulcanization retarders, organic peroxides, anti-aging agents, softeners such as waxes and oils, processing aids, etc., ordinary Banbury mixers, kneaders, rolls, etc. It can be obtained by kneading using a kneader used in the rubber industry.

また、上記各成分の配合方法は特に限定されず、硫黄系加硫剤、および加硫促進剤などの加硫系成分以外の配合成分を予め混練してマスターバッチとし、残りの成分を添加してさらに混練する方法、各成分を任意の順序で添加し混練する方法、全成分を同時に添加して混練する方法などのいずれでもよい。   In addition, the blending method of each of the above components is not particularly limited, and a blending component other than a vulcanizing component such as a sulfur vulcanizing agent and a vulcanization accelerator is previously kneaded to obtain a master batch, and the remaining components are added. Any of a method of further kneading, a method of adding and kneading each component in an arbitrary order, a method of adding all components simultaneously and kneading may be used.

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。使用原料および使用装置は以下のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The raw materials used and the equipment used are as follows.

(使用原料)
a)天然ゴムラテックス
天然ゴム濃縮ラテックス;レヂテックス社製(DRC(Dry Rubber Content)=60%)
天然ゴムフィールドラテックス;Golden Hope社製(DRC=30.5%)
b)カーボンブラック
カーボンブラック「N234」;「シースト7HM」(東海カーボン社製)
カーボンブラック「N326」;「シースト300」(東海カーボン社製)
c)凝固剤
二酸化炭素ガス (大陽日酸社製)
二酸化炭素含有水 0℃−1気圧の二酸化炭素ガス(大陽日酸社製)を圧力容器(196kPa耐圧タンク)中で2.0〜4.5ガスボリューム溶解した水
ドライアイス (1gで0.5L(0℃−101.3kPa)の二酸化炭素ガスが発生、日本液酸社製)
ギ酸(一級85%を、10質量%溶液に希釈して、pH1.2に調整したもの)、「ナカライテスク社製」
d)老化防止剤 6PPD(モンサント社製)
e)酸化亜鉛 3号亜鉛華(三井金属社製)
f)レゾルシン 「スミカノール620」(住友化学社製)
g)メラミン誘導体 「サイレッツ963L」
h)硫黄 「クリテックス OT−20」(アクゾ社製)
i)加硫促進剤 N,N−ジシクロヘキシルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド 「ノクセラーDZ」(大内新興化学社製)
(Raw materials used)
a) Natural Rubber Latex Natural Rubber Concentrated Latex; manufactured by Regex Corporation (DRC (Dry Rubber Content) = 60%)
Natural rubber field latex; manufactured by Golden Hope (DRC = 30.5%)
b) Carbon black Carbon black “N234”; “Seast 7HM” (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
Carbon black “N326”; “Seast 300” (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
c) Coagulant
Carbon dioxide gas (manufactured by Taiyo Nippon Sanso)
Carbon dioxide-containing water Carbon dioxide gas (manufactured by Taiyo Nippon Sanso Co., Ltd.) at 0 ° C. to 1 atm is dissolved in 2.0 to 4.5 gas volumes in a pressure vessel (196 kPa pressure tank). 5L (0 ℃ -101.3kPa) of carbon dioxide gas is generated, manufactured by Nippon Liquid Acid Co., Ltd.)
Formic acid (primary 85% diluted to 10% by mass solution and adjusted to pH 1.2), “Nacalai Tesque”
d) Anti-aging agent 6PPD (manufactured by Monsanto)
e) Zinc oxide No. 3 zinc white (Mitsui Metals)
f) Resorcin “Sumikanol 620” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
g) Melamine derivative “CYRETS 963L”
h) Sulfur "Critex OT-20" (manufactured by Akzo)
i) Vulcanization accelerator N, N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide “Noxeller DZ” (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)

実施例1〜7
天然ゴムラテックスをSANYO社製家庭用ミキサーSM−L56型を用いて撹拌(11300rpm)した状態で、天然ゴムラテックスの固形分(ゴム成分)100質量部に対し、凝固剤として二酸化炭素を表1に記載の比率で添加し、添加終了後3分間撹拌を続けることにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物を製造した(工程(I))。
Examples 1-7
Table 1 shows carbon dioxide as a coagulant for 100 parts by mass of solid content (rubber component) of natural rubber latex in a state where natural rubber latex is stirred (11300 rpm) using a household mixer SM-L56 manufactured by SANYO. A diene rubber latex coagulum was produced by adding at the stated ratio and continuing stirring for 3 minutes after completion of the addition (step (I)).

工程(I)で得られたジエン系ゴムラテックス凝固物を含むラテックス溶液を、130℃に加熱しつつ、スエヒロEPM社製スクリュープレスV−01型を使用して水分率が1.5%以下となるまで脱水・乾燥することにより、実施例1〜7に係る未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造した(工程(II))。   While the latex solution containing the diene rubber latex coagulum obtained in the step (I) is heated to 130 ° C., the moisture content is 1.5% or less using a screw press V-01 type manufactured by Suehiro EPM. The unvulcanized diene rubber coagulated product according to Examples 1 to 7 was manufactured by dehydrating and drying until it became (Step (II)).

得られた未加硫ジエン系ゴム凝固物と、カーボンブラックおよび各種添加剤とを、表1に記載の配合比にて、バンバリーミキサーを用いて乾式混合することにより、未加硫ゴム組成物を製造した。   The resulting unvulcanized diene rubber coagulated product, carbon black and various additives are dry-mixed using a Banbury mixer at the compounding ratios shown in Table 1 to obtain an unvulcanized rubber composition. Manufactured.

比較例1
凝固剤として、二酸化炭素に代えてギ酸を使用したこと以外は、実施例1〜7と同様の方法により未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造した。なお、ギ酸(10質量%溶液)の添加量は、天然ゴムラテックスの固形分(ゴム成分)量に対し、3質量%の割合とした(天然ゴムラテックスのpHが4程度になるように調整)。
Comparative Example 1
An unvulcanized diene rubber coagulated product was produced by the same method as in Examples 1 to 7, except that formic acid was used in place of carbon dioxide as the coagulant. The amount of formic acid (10% by mass solution) added was 3% by mass with respect to the solid content (rubber component) of the natural rubber latex (adjusted so that the pH of the natural rubber latex was about 4). .

(評価)
評価は、各ゴム組成物を所定の金型を使用して、150℃で30分間加熱、加硫して得られたゴムについて行った。
(Evaluation)
The evaluation was performed on rubber obtained by heating and vulcanizing each rubber composition at 150 ° C. for 30 minutes using a predetermined mold.

(加硫ゴムの発熱性)
JIS K6265に準じて、製造した加硫ゴムの発熱性を、損失正接tanδにより評価した。なお、tanδは、UBM社製レオスペクトロメーターE4000を使用し、50Hz、80℃、動的歪2%の状態で測定し、その測定値を指標化した。評価は、比較例1を100としたときの指数評価で示し、数値が高いほど発熱性が低く、良好であることを意味する。結果を表1に示す。
(Exothermic property of vulcanized rubber)
According to JIS K6265, the exothermic property of the vulcanized rubber produced was evaluated by loss tangent tan δ. Tan δ was measured using a rheometer E4000 manufactured by UBM under the conditions of 50 Hz, 80 ° C., and dynamic strain of 2%, and the measured value was used as an index. Evaluation is shown by index evaluation when Comparative Example 1 is set to 100, and the higher the numerical value, the lower the exothermic property and the better. The results are shown in Table 1.

(加硫ゴムの補強性(破断時伸び))
JIS K6251に準じて、製造した加硫ゴムの補強性を、破断時伸びにより評価した。評価は、比較例1を100としたときの指数評価で示し、数値が高いほど補強性が高く、良好であることを意味する。結果を表1に示す。
(Reinforcing properties of vulcanized rubber (elongation at break))
In accordance with JIS K6251, the reinforcing properties of the vulcanized rubber produced were evaluated by elongation at break. Evaluation is shown by index evaluation when the comparative example 1 is set to 100, and the higher the numerical value, the higher the reinforcement and the better. The results are shown in Table 1.

(加硫ゴムの接着性)
未加硫ゴム組成物を2枚のシート状に成型し、一方のシートに黄銅メッキ処理したスチールコードを12本/25mm間隔で並べて配置し、他方のシートで挟み込んだ状態で加硫接着した(150℃−30分間加硫)。次に、スチールコードを挟み込んだ2枚のゴムシートを105℃−100%RHで96時間湿熱老化させ、その後、2枚のゴムシートを引き剥がし、スチールコードに対するゴムの被覆率(%)を目視にて評価した。評価は、被覆率が高いほど接着性が良好であることを意味する。結果を表1に示す。
(Adhesiveness of vulcanized rubber)
The unvulcanized rubber composition was molded into two sheets, and steel cords plated with brass were arranged side by side at 12/25 mm intervals, and vulcanized and bonded while sandwiched between the other sheets ( Vulcanization at 150 ° C. for 30 minutes). Next, the two rubber sheets sandwiched with the steel cord were wet heat aged at 105 ° C.-100% RH for 96 hours, and then the two rubber sheets were peeled off to visually check the rubber coverage (%) on the steel cord. Evaluated. Evaluation means that the higher the coverage, the better the adhesion. The results are shown in Table 1.

Figure 2012158667
Figure 2012158667

表1の結果から、比較例1の未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物の加硫ゴムに比べて、実施例1〜7の未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物の加硫ゴムでは、発熱性、補強性、および補強性が向上することがわかる。特に、湿熱劣化後の接着性については、比較例1に比べて飛躍的に向上することがわかる。   From the result of Table 1, compared with the vulcanized rubber of the unvulcanized rubber composition containing the unvulcanized diene rubber coagulum of Comparative Example 1, the unvulcanized diene rubber coagulum of Examples 1-7. It can be seen that the vulcanized rubber of the unvulcanized rubber composition contained improves the heat generation property, the reinforcing property, and the reinforcing property. In particular, it can be seen that the adhesiveness after wet heat deterioration is dramatically improved as compared with Comparative Example 1.

Claims (6)

凝固剤として二酸化炭素を用いて、天然ゴムラテックスを主成分とするジエン系ゴムラテックスを凝固することにより、ジエン系ゴムラテックス凝固物を製造する工程(I)と、
前記ジエン系ゴムラテックス凝固物を脱水・乾燥することにより、前記ジエン系ゴムラテックス凝固物中に含まれるアンモニウム塩を除去して、未加硫ジエン系ゴム凝固物を製造する工程(II)とを有することを特徴とする未加硫ジエン系ゴム凝固物の製造方法。
A step (I) of producing a diene rubber latex coagulated product by coagulating a diene rubber latex containing natural rubber latex as a main component using carbon dioxide as a coagulant;
Dehydrating and drying the diene rubber latex coagulum to remove ammonium salts contained in the diene rubber latex coagulum and producing an unvulcanized diene rubber coagulum (II); A method for producing an unvulcanized diene rubber coagulated product, comprising:
前記凝固剤として、二酸化炭素ガス、二酸化炭素含有水、またはドライアイスを用いる請求項1に記載の未加硫ジエン系ゴム凝固物の製造方法。   The method for producing a coagulated unvulcanized diene rubber according to claim 1, wherein carbon dioxide gas, carbon dioxide-containing water, or dry ice is used as the coagulant. 請求項1または2に記載の製造方法により製造された未加硫ジエン系ゴム凝固物。   An unvulcanized diene rubber coagulated product produced by the production method according to claim 1 or 2. 請求項3に記載の未加硫ジエン系ゴム凝固物を含有する未加硫ゴム組成物。   An unvulcanized rubber composition containing the unvulcanized diene rubber coagulated product according to claim 3. 請求項4に記載の未加硫ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the unvulcanized rubber composition according to claim 4. 請求項4に記載の未加硫ゴム組成物をスチール用トッピングゴムに用いた請求項5に記載の空気入りタイヤ。   The pneumatic tire according to claim 5, wherein the unvulcanized rubber composition according to claim 4 is used as a topping rubber for steel.
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